JPH0985962A

JPH0985962A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH0985962A
Application number: JP27048695A
Authority: JP
Inventors: Mineo Kaneko; 峰夫金子; So Kishida; 創岸田; Osamu Morita; 攻森田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、インクタンクを単純な構成とし、小
型で安価であり、出荷より使用までの期間に種々の環境
に置かれても、インクが漏れないず、インクの量に依ら
ず安定した負圧を発生し、インクの使用効率が高く、イ
ンクの無駄が少なく、タンクを取りはずして置かれても
タンクからインクが漏れず、分解のし易いインクタンク
を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明は上記目的を達成するために、複
数の吐出口を有する記録ヘッドと、重力方向において該
記録ヘッドの上方に該記録ヘッドに対して着脱可能に設
けられたインクタンクと、を有するインクジェット記録
装置において、前記インクタンク内部に大気を導入する
ための大気連通部を有する室を、重力方向において前記
インクタンクの下方に該インクタンクに対して着脱可能
に設け、前記記録ヘッドの吐出口先端に負圧を発生させ
るようにしたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを噴射して
記録媒体上に文字又は画像の記録を行うインクジェット
記録装置に係り、特に、そのインクタンクと大気連通部
との構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクを噴射して記録媒体上に文字又は
画像の記録を行なうインクジェット記録装置は、その静
粛性、カラー化が容易であること、等により、近年、広
く用いられている。中でも、オンデマンド方式の圧電記
録法やバブルジェット記録法は、装置が安価で、小型化
できるため、その中心となっている。これらオンデマン
ド方式のインクジェット記録装置は、記録信号が与えら
れた時のみインクを噴射する方式であり、記録信号が与
えられない間は、インクがノズルより流出しないよう
に、ノズル先端に対し負の圧力がかけられている必要が
ある。このような条件を満たすインクタンクとして、例
えば、インクタンクをプリンタ内の、ノズルに対して下
方に配置し、インクタンクとヘッドはチューブで連結さ
れており、ノズルに対する液面の高低差によって負圧を
発生する構成が知られている。しかし、このような構成
では、チューブからのインクの蒸発や、チューブ内の泡
の除去のための操作が必要である等の問題があり、イン
クタンクはヘッドの直近に配置されていることが望まし
く、キャリッジ上に搭載されていることが望ましい。ま
た高速記録の要求に答えるため、多ノズル化が求められ
ているが、ノズルが鉛直方向に並んでいると、最も上の
ノズルと最も下のノズルでは高低差による負圧の差が出
てしまい、特性に差が出てしまう。したがって、多ノズ
ル化に従って、ノズル列は水平方向に並び、吐出方向は
必然的に鉛直方向となる。このとき、上向きに吐出する
構成は、紙押さえが困難となり、ポンプからのインク垂
れ等の問題が生じ、そのため鉛直下方向に吐出するよう
な構成にするのが一般的である。しかし、このような構
成において、インクタンクをキャリッジ上の、ノズルに
対して下方に配置しようとすると、タンクからヘッドへ
の流路が長く、屈曲してしまうこととなり、キャリッジ
の下方に大きなスペースが必要となる等の問題が生じる
ため、インクタンクはキャリッジ上の、ノズルに対して
上方に配置されることが好ましい。

【０００３】このような構成において負圧を発生する手
段としては以下の方法が知られている。第１は特開昭６
３−８７２４２号公報に記載されているタンク内に発泡
体をつめて発泡体内の毛管力により負圧を発生させる方
法である。第２は特開昭５９−９８８５７号公報に記載
されている、弾性力のある袋にインクを入れて、インク
の復元力によって負圧を発生する方法である。第３は特
開平７−１７４２号公報に記載されている、バネ等の弾
性部材で袋を付勢して負圧を発生させる方法である。第
４は特開平２−２１４６６６号公報に記載されている、
タンク内に隔壁を設けて隔壁に開けた***の表面張力に
より負圧を発生させる方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にはそれぞれ以下のような欠点があった。第１の例
においては、タンク内に発泡体があるためタンクの内容
積の４０％程度のインク量しか使えないという問題があ
った。第２の例においては、インクの使用に従い、袋が
変形して弾性力により負圧が増大するため、最後までイ
ンクが使いきれないという問題があった。第３の例にお
いては、負圧を発生するために、バネ等の部材が必要な
ため、構造が複雑となり、コストアップしてしまうとい
う問題があった。第４の例においては、タンク内に空気
を導入するため、空気の膨張によるインクの移動を吸収
する室が必要であり、タンクが大型化するという問題が
あり、また、タンク装着時にタンク内圧が外気圧より高
いとインクが吹き出る怖れがあるという問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、インクタンクを単純な
構成とし、小型で安価なインクタンクを提供することを
目的としている。さらに、本発明は、出荷より使用まで
の期間に種々の環境に置かれても、インクが漏れないイ
ンクタンクを提供することを目的としている。さらに、
本発明は、インクの量に依らず安定した負圧を発生し、
インクの使用効率が高く、インクの無駄が少ないインク
タンクを提供することを目的としている。さらに、本発
明は、タンクを取りはずして置かれてもタンクからイン
クが漏れないタンクを提供することを目的としている。
さらに、本発明は分解し易いインクタンクを提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、複数の吐出口を有する記録ヘッドと、重力
方向において該記録ヘッドの上方に該記録ヘッドに対し
て着脱可能に設けられたインクタンクと、を有するイン
クジェット記録装置において、前記インクタンク内部に
大気を導入するための大気連通部を有する室を、重力方
向において前記インクタンクの下方に該インクタンクに
対して着脱可能に設け、前記記録ヘッドの吐出口先端に
負圧を発生させるようにしたことを特徴とするものであ
る。本発明においては、前記インクタンク内部に大気を
導入するための大気連通部を有する室を、前記記録ヘッ
ドの重力方向において最下端に位置する吐出口よりも重
力方向において下方に設けることにより、前記記録ヘッ
ドの吐出口に負圧を発生させるように構成することがで
きる。そして、該室に、液面を検知するセンサーを設
け、該センサーを重力方向において前記記録ヘッドの最
下端に位置する吐出口と同じ高さに設け、液面を検知す
るように構成することができる。また、本発明において
は、前記インクタンク内部に大気を導入するための大気
連通部を有する室に、一定間隔に薄板を多数設け、該室
をノズルに対して低く設置することができない場合でも
前記記録ヘッドの吐出口に負圧を発生させるように構成
することができる。また、本発明においては、前記イン
クタンクは、その内部を小さい穴を有する隔壁により小
室に分けて構成してもよい。また、本発明においては、
前記記インクタンク内部に大気を導入するための大気連
通部を有する室は、前記インクタンクと導管により連通
するように構成することができ、また、その複数の吐出
口からのインクの吐出方向と、重力方向との交差角度は
４５°以内であることが好ましい。さらに、本発明にお
いては、前記インクタンク内部に大気を導入するための
大気連通部を有する室は、インクジェット記録装置にお
けるキャリッジ上か、或いはキャリッジの外に配置する
ように構成することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、上記したように、複数
の吐出口を有する記録ヘッドと、重力方向において該記
録ヘッドの上方に該記録ヘッドに対して着脱可能に設け
られたインクタンクと、を有するインクジェット記録装
置において、前記インクタンク内部に大気を導入するた
めの大気連通部を有する室を、重力方向において前記イ
ンクタンクの下方に該インクタンクに対して着脱可能に
設け、前記記録ヘッドの吐出口先端に負圧を発生させる
ように構成したものであるから、このインクタンク内部
に大気を導入するための大気連通部を有する室がバッフ
ァ室として機能し、前記タンク装着時に、前記タンクか
ら溢れたインクを収容することが可能となる。そして、
この構成により、外部環境（温度、気圧）の変化によ
り、タンクの内圧が上がった場合でも、タンク内のイン
クをこのバッファ室に溢れ出させることにより、インク
の噴射に影響を与えず、タンク内の圧力を所望の値にコ
ントロールすることが可能となる。また、タンク単体と
しては出荷時には空気を含まない構造にできるため、使
用までに種々の環境下に置かれてもインクが漏れること
はなく、バッファ室に溢れ出たインクは、タンクに回収
され、若しくは排出されるようにすることにより、ノズ
ルに対する圧力を所望の値にコントロールすることが可
能となる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。［実施例１］図１は本発明の実施例１の特徴を最もよく
示す図面であり、（ａ）はインクタンクの図面、（ｂ）
はインクタンクをキャリッジに取り付け使用中の状態を
示す。１はインクを収容するタンクであり、インクで侵
されず、インクが蒸発しにくい様な材料、例えばポリプ
ロピレンやＳＵＳ３０４等で作られる。また７は吐出口
であるノズル８を有する記録ヘッドである。３は記録ヘ
ッド７との結合部となるゴム栓であり、４のゴム栓押さ
えにより、圧縮されてタンクに密着し、インクが漏れな
いようにシールしている。３ｂはキャリッジ１１により
取り付けられたパイプ１３との結合部となるゴム栓であ
り、３と同様にゴム栓押え５によってシールされてい
る。パイプ１３はキャリッジ１１上のバッファ室１５に
連通している。バッファ室は連通口１４により、大気と
連通しており図３に示すようにノズル８よりｈだけ低い
位置に設けられている。キャリッジ１１上にはヘッド７
を有し、パイプ６によってタンクと連通し、ケーブル１
２、コネクタ１０を介して送られてきた電気信号に応じ
てノズルよりインクを噴射して記録を行なう。

【０００９】このタンクの通常の使用状態での動作を図
１（ｂ）を用いて説明する。ノズルよりインクを噴射す
るとタンク内のインク量が減少し、タンク内が減圧さ
れ、パイプより外気が導入されてバランスが保たれる。
この動作が成立するためには、図２に示すパイプの最も
細い内径ｄが、ノズルの径よりも大であることが必要で
ある。また、外的な衝撃等でメニスカスが破壊されない
程度に内径ｄが小さいことが必要である。さらに好適に
は、インク噴射中の負圧はパイプの内径ｄによって決ま
るので、負圧を−５０ｍｍａｑ〜−１５０ｍｍａｑ
に保つためには内径ｄは０．１ｍｍから０．３ｍｍの間
にあることが好ましい。また、図１（ｂ）の状態からタ
ンク内のエアーが、温度変化や気圧変化により膨張した
場合を図３に示す。タンク内のエアーが膨張すると、エ
アーはタンク内のインクをパイプを通してバッファ室に
押し出す。このとき、パイプの先端はバッファ室内のイ
ンク中に没するのでメニスカス力は発生しない。しか
し、バッファ室内の液面はノズルに対しｈ’だけ低い位
置にあるため、ノズルに対しては負圧となり、ノズルか
らインクが漏れ出ることはない。この状態でインクを消
費すると、液面が下がり、パイプの先端が再び顔を出
し、メニスカスが形成され、そこでの負圧が発生する。
この一連の動作において負圧が最も大きくなるのは液面
が最も下がった場合であり、負圧＝ｈmaxである。この
時、インクの噴射が安定に行われるためにはｈmax＜１
５０ｍｍであることが望ましい。また、バッファ室のイ
ンクを効率良く利用するためには、パイプ先端とバッフ
ァ室の底はなるべく近いほうが好ましく、残インクを少
なくするために、バッファ室の底をパイプ先端に向って
傾斜させても良い。また、ノズルにおいて負圧となるた
めには、バッファ室にインクが最大量押し出されても液
面がノズルより低いことが必要である。インクが最大押
し出される量はタンク内の容積の約１／３であり、こ
のときに液面がノズルより低くなるようにバッファ室を
設計すれば良い。また、図１ではインクを水平方向に噴
射しているが図４のように鉛直下方向に噴射したり、ま
た、例えば、鉛直方向に対して４５°の角度をなすよう
な斜め方向に噴射する場合にはより好適に適用できる。

【００１０】本実施例によれば、インクタンクは、２つ
の接続部を持つ密閉された箱で良く単純な構造で安価に
形成できる。また出荷時には空気を含む必要が無いた
め、空気の膨張によるインク漏れのおそれが無い。ま
た、タンク内に隔壁等が無く、内容積＝インク量となる
のでインク容積に比して小型にすることができる。ま
た、通常動作においては、負圧はパイプのメニスカス力
で決定されるため、残インク量によらず一定であり、タ
ンク内のインクはほとんど使用可能であり、効率が良
い。また、タンクを途中で取りはずしてもタンクは密閉
されているので、インクが漏れることはない。さらにゴ
ム押さえの部分をネジ込み式にすれば、容易に分解して
ゴム栓を取り出すことができ、分別して回収することが
可能である。また、バッファ室内のインク成分が蒸発し
ても、使用されるインクはタンク内のインクであるので
成分にはほとんど影響しない。さらにバッファ室内のイ
ンクがすべて蒸発しても、外気と接するのは***のメニ
スカスであり、蒸発速度は遅く、問題はない。

【００１１】［実施例２］図５に本発明の実施例２を示
す。本実施例ではパイプの内径を大きくし、タンク内に
***を設けた。本実施例によれば、負担を発生する***
がタンク内にあるため、乾燥によるつまりの恐れがな
い。また図１０のように、タンクにパイプを設け、バッ
ファ室にゴム栓を設けても良い。

【００１２】［実施例３］図６に本発明の実施例３を示
す。本実施例では***を持つ隔壁を複数設けてタンク内
を小室に分けている。本実施例によればエアーとインク
が同時に存在する小室は一室しかないので、エアーの膨
張により押し出される最大インク量がその小室の容積の
１／３となりバッファ室の容積が少なくてすむ。

【００１３】［実施例４］図７に本発明の実施例４を示
す。本実施例ではバッファ室をキャリッジの外に置き、
タンクとはチューブによって連結されている。この場
合、チューブ内にエアーが存在しても負圧に影響は与え
ないため、チューブの材質は比較的自由である。本実施
例によれば、バッファ室がキャリッジ上にないため、キ
ャリッジの構成が単純にできる。

【００１４】［実施例５］図８に本発明の実施例５を示
す。本実施例では、バッファ室内に間隔０．１ｍｍ〜
０．３ｍｍで薄板を多数設ける。バッファ室内に溢れ出
たインクは薄板の間に入り込み、その毛管力により、保
持される。本実施例によれば、図８のようにバッファ室
をノズルに対して低く設置をすることができない場合で
も負圧を発生することができる。

【００１５】［実施例６］図９に本発明の実施例６を示
す。本実施例では、バッファ室内に、ポンプと連通する
通路と、液面センサーを設けてある。液面センサーはノ
ズルと同じ高さ若しくはやや低い位置に配置されいお
り、例えば、２本の電極間の抵抗値を測定することによ
り、液面を知るような方式や、光学的に液面を検知する
方式などがある。バッファ室に溢れでたインクが液面セ
ンサーの高さを越えると、ポンプを作動させ、バッファ
室よりインクを所定量もしくは、液面センサーを下回る
まで排出することにより、ノズルでの負圧を維持する。
本実施例によれば、バッファ室全体をノズルに対して低
く設置することができない場合で、バッファ室を大きく
することなく、負圧を保持することができる。また、図
９（ｂ）のようにポンプへの通路を設ければインクの液
面はポンプの吸引力に依らず一定となる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、以上のように、複数の吐出口
を有する記録ヘッドと、重力方向において該記録ヘッド
の上方に該記録ヘッドに対して着脱可能に設けられたイ
ンクタンクと、を有するインクジェット記録装置におい
て、前記インクタンク内部に大気を導入するための大気
連通部を有する室を、重力方向において前記インクタン
クの下方に該インクタンク対して着脱可能に設け、前記
記録ヘッドの吐出口先端に負圧を発生させるように構成
されているから、このインクタンク内部に大気を導入す
るための大気連通部を有する室が、インクタンク装着時
にインクタンクと接合し、インクタンクから溢れでたイ
ンクを収容可能なバッファ室として機能し、それにより
インクタンク内に内圧の上昇防止機構を設ける必要が無
いため、インクタンクの構造が単純で、小型でインクの
収納量が多く、使用効率が高いインクタンクを安価に提
供することができる。また、出荷時にはインクタンク内
に空気を入れる必要が無いため、使用時までに種々の環
境に置かれても、空気の膨張によるインク漏れが発生せ
ず、取りはずして置かれてもタンクからのインク漏れが
生じないインクタンクを提供することができる。さら
に、本発明は、前記インクタンク内部に大気を導入する
ための大気連通部を有する室を、重力方向において最下
端に位置する吐出口よりも重力方向において下方に設け
るか、或いは該室内に一定間隔に薄板を多数設けて構成
することにより、インクの量に依らず安定した負圧を生
じさせることができ、分解し易く、またインクの使用効
率が高くインクの無駄が少ないインクタンクを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示した図であり、図１
（ａ）は本発明の実施例１によるインクタンクを説明す
る図、図１（ｂ）はインクタンクをバッファ室、ヘッド
と結合した状態を説明する図である。

【図２】本発明の実施例１の動作を説明する図である。

【図３】本発明の実施例１の、インクが溢れた場合を説
明する図である。

【図４】本発明の実施例１の別の応用例を説明する図で
ある。

【図５】本発明の実施例２を示した図であり、図５
（ａ）は本発明の実施例２を説明する図、図５（ｂ）は
本発明の実施例２の拡大図である。

【図６】本発明の実施例３を説明する図である。

【図７】本発明の実施例４を説明する図である。

【図８】本発明の実施例５を説明する図である。

【図９】本発明の実施例６を示す図であり、図９（ａ）
は本発明の実施例６を説明する図、図９（ｂ）は本発明
の実施例６の別の形態を説明する図である。

【図１０】本発明の実施例２を示した図であり、図１０
（ａ）は本発明の実施例２の別の形態のタンクを説明す
る図、図１０（ｂ）は本発明の実施例２の別の形態を説
明する図である。

【符号の説明】

１・・・・インクタンク２・・・・インク３・・・・ゴム栓ａ３ｂ・・・ゴム栓ｂ４・・・・ゴム栓押えａ５・・・・ゴム栓押えｂ６・・・・パイプａ７・・・・ヘッド８・・・・ノズル９・・・・液滴１０・・・コネクタ１１・・・キャリッジ１２・・・ケーブル１３・・・パイプｂ１４・・・大気連通口１５・・・バッファ室１６・・・紙送りローラー１７・・・記録媒体１８・・・*** １９・・・チューブ２０・・・薄板２１・・・吸引チューブ２２・・・液面センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の吐出口を有する記録ヘッドと、重
力方向において該記録ヘッドの上方に該記録ヘッドに対
して着脱可能に設けられたインクタンクと、を有するイ
ンクジェット記録装置において、前記インクタンク内部
に大気を導入するための大気連通部を有する室を、重力
方向において前記インクタンクの下方に該インクタンク
に対して着脱可能に設け、前記記録ヘッドの吐出口先端
に負圧を発生させるようにしたことを特徴とするインク
ジェット記録装置。
【請求項２】前記インクタンク内部に大気を導入する
ための大気連通部を有する室が、前記記録ヘッドの重力
方向において最下端に位置する吐出口よりも重力方向に
おいて下方に設けられ、前記記録ヘッドの吐出口に負圧
を発生させるように構成されていることを特徴とする請
求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記インクタンク内部に大気を導入する
ための大気連通部を有する室は、液面を検知するセンサ
ーを有し、該センサーは重力方向において前記記録ヘッ
ドの最下端に位置する吐出口と同じ高さ、若しくはやや
低い位置に設けられることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記インクタンク内部に大気を導入する
ための大気連通部を有する室は、その室内に一定間隔に
薄板が多数設けられ、前記記録ヘッドの吐出口に負圧を
発生させるように構成されていることを特徴とする請求
項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記インクタンクは、その内部に小さい
穴を有する隔壁が設けられ小室に分けられていることを
特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の
インクジェット記録装置。
【請求項６】前記インクタンク内部に大気を導入する
ための大気連通部を有する室は、前記インクタンクと導
管により連通されていることを特徴とする請求項１〜請
求項５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項７】前記記録ヘッドにおける複数の吐出口か
らのインクの吐出方向と、重力方向との交差角度は４５
°以内とされていることを特徴とする請求項１〜請求項
６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】前記インクタンク内部に大気を導入する
ための大気連通部を有する室が、インクジェット記録装
置におけるキャリッジ上に設けられることを特徴とする
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項９】前記インクタンク内部に大気を導入する
ための大気連通部を有する室が、インクジェット記録装
置におけるキャリッジの外に配置されていることを特徴
とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のイン
クジェット記録装置。