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JP2812110B2 - Inkjet recording cartridge - Google Patents

Inkjet recording cartridge

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Publication number
JP2812110B2
JP2812110B2 JP30839892A JP30839892A JP2812110B2 JP 2812110 B2 JP2812110 B2 JP 2812110B2 JP 30839892 A JP30839892 A JP 30839892A JP 30839892 A JP30839892 A JP 30839892A JP 2812110 B2 JP2812110 B2 JP 2812110B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
cartridge
ink tank
gas
filter
Prior art date
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JP30839892A
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Japanese (ja)
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JPH06155756A (en
Inventor
和男 島
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録用カ
ートリッジに関し、特にインクを貯蔵するインクタンク
とインクをインクタンクから吐出させるプリントヘッド
とが一体になったインクジェット記録用カートリッジに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording cartridge, and more particularly to an ink jet recording cartridge in which an ink tank for storing ink and a print head for discharging ink from the ink tank are integrated.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のインクジェット記録用カ
ートリッジは、たとえば特開昭63−87242号公報
に示されるように、インクタンクに詰め込まれたフォー
ム(発泡体)状材料中にインクが貯蔵され、このフォー
ム状材料により発生する毛細管力で記録用カートリッジ
内部は一定の負圧に保たれインクが保持されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet recording cartridge of this type has a structure in which ink is stored in a foam (foam) material packed in an ink tank, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-87242. The inside of the recording cartridge is maintained at a constant negative pressure by the capillary force generated by the foam material, and the ink is held.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この従来のインクジェ
ット記録用カートリッジは、インクをフォーム状材料中
に貯蔵するため容積効率が悪くインクが量的に限定され
る。
This conventional ink jet recording cartridge has a poor volumetric efficiency because the ink is stored in a foam material, and the amount of the ink is limited.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録用カートリッジは、インクを貯蔵するインクタンク
と;前記インクを前記インクタンクから吐出させるプリ
ントヘッドと;前記インクタンク内部の気体と接する面
と前記インクタンク外部の気体と接する面とをもち前記
各各の面に気体は通すが液体は通さない第1のフィルタ
を設け内部に少量の液体が微量の気泡を閉じ込めつつ取
付けた圧力調整手段と、一方を前記圧力調整手段と毛細
管で結びもう一方を外気と毛細管で結んだ溢れ溜とから
成る圧力制御手段とを備える。
According to the present invention, there is provided an ink jet recording cartridge comprising: an ink tank for storing ink; a print head for discharging the ink from the ink tank; a surface in contact with gas inside the ink tank; Pressure adjusting means having a surface in contact with gas outside the ink tank, a first filter which allows gas to pass through each of the surfaces but does not allow liquid to pass, and a small amount of liquid is mounted inside the container while confining a small amount of air bubbles; A pressure control means is provided, comprising one connected to the pressure adjusting means by a capillary and the other connected to outside air and an overflow connected by a capillary.

【0005】また、本発明のインクジェット記録用カー
トリッジは、前記圧力制御手段は、前記カートリッジが
任意の方向に置かれても前記インクで覆われないように
前記インクタンクと気体は通すが液体は通さない第2の
フィルタなどで隔離することを特徴とする。
In the ink jet recording cartridge according to the present invention, the pressure control means may allow gas to pass through the ink tank but not liquid so that the cartridge is not covered with the ink even if the cartridge is placed in an arbitrary direction. It is characterized in that it is isolated by a second filter or the like.

【0006】さらに、本発明のインクジェット記録用カ
ートリッジは、前記圧力調整手段は、前記カートリッジ
が任意の方向に置かれても前記圧力調整手段内の前記微
量の気泡が前記カートリッジ内の気体と外気とを結ばな
いような形状であることを特徴とする。
Further, in the ink jet recording cartridge according to the present invention, the pressure adjusting means may be configured such that even when the cartridge is placed in an arbitrary direction, the small amount of air bubbles in the pressure adjusting means may cause the gas and the outside air to remain in the cartridge. It is characterized by a shape that does not connect

【0007】さらに、本発明のインクジェット記録用カ
ートリッジは、前記カートリッジの形状が、前記第2の
フィルタが前記インクで塞がれるように置けない形状で
あることを特徴とする。
Further, the ink jet recording cartridge according to the present invention is characterized in that the shape of the cartridge is such that the second filter cannot be placed so as to be closed by the ink.

【0008】[0008]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例を示す断面図である。図1
を参照すると、カートリッジ1は、インク4を貯蔵する
インクタンク2と、インク4をインクタンク2から吐出
させるプリントヘッド3と、圧力調整室6と溢れ溜7と
から構成される圧力制御部5とを有している。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention. FIG.
Referring to FIG. 1, the cartridge 1 includes an ink tank 2 for storing the ink 4, a print head 3 for discharging the ink 4 from the ink tank 2, a pressure control unit 5 including a pressure adjustment chamber 6 and an overflow reservoir 7, and have.

【0009】図2は圧力制御部5の詳細図である。図1
および図2を参照すると、圧力調整室6は、インクタン
ク2内部の気体と接する面に付けられている気体は通す
が液体は通さない、例えばポリテトラフロエチレン(P
ET)を材質とするフィルター(A)8と、外気と接す
る面に付けられている気体は通すが液体は通さないフィ
ルター(B)9により少量の純水などの液体10が微量
の気泡11を閉じ込めてある構造である。溢れ溜7は、
一方は毛細間力が発生し得る径のキャピラリーホール
(A)12で圧力調整室6と連結されていて、もう一方
は毛細間力が発生し得る径のキャピラリーホール(B)
13で外気と結ばれている。また、圧力制御部5は、カ
ートリッジ1がどのように置かれてもフィルター(A)
8の面がインク4で覆われないように、気体は通すが液
体は通さないフィルター(C)14でインクタンク2と
隔離されている。
FIG. 2 is a detailed view of the pressure control section 5. FIG.
Referring to FIG. 2 and FIG. 2, the pressure adjustment chamber 6 allows gas attached to the surface in contact with the gas inside the ink tank 2 to pass through but not liquid, for example, polytetrafluoroethylene (P).
A filter (A) 8 made of ET) and a filter (B) 9 that allows gas attached to the surface in contact with the outside air to pass through but does not allow liquid to pass through, such that a small amount of liquid 10 such as pure water forms small bubbles 11. The structure is confined. Overflow pool 7
One is connected to the pressure adjusting chamber 6 by a capillary hole (A) 12 having a diameter capable of generating a capillary force, and the other is a capillary hole (B) having a diameter capable of generating a capillary force.
13 is connected to the outside air. In addition, the pressure control unit 5 controls the filter (A) regardless of how the cartridge 1 is placed.
In order to prevent the surface 8 from being covered with the ink 4, a filter (C) 14 that allows gas to pass through but not liquid is isolated from the ink tank 2.

【0010】図3は圧力制御部5の動作状態を示す図で
ある。図1、図2および図3を参照すると、インク保持
時においては、圧力調整室6と溢れ溜7とを結ぶキャピ
ラリーホール(A)12で発生する毛細間力により、イ
ンクタンク2の内部気体は負圧に保たれインク4が保持
される(図3(A))。インク吐出時においては、イン
クタンク2内のインク4がプリントヘッド3から吐出さ
れることにより消費され、インクタンク2の内部気体の
負圧は増加していく。その負圧がキャピラリーホール
(A)12で発生する毛細間力より大きくなると、キャ
ピラリーホール(A)12から気泡11が圧力調整室6
内に送り込まれる(図3(B))。それと同時にインク
タンク2はフィルタ(A)8およびフィルタ(C)14
を通してキャピラリーホール(A)12から圧力調整室
6に送り込まれ気泡11の量だけの外気が送り込まれ一
定の負圧に保たれる。温度変化や高度上昇などによりイ
ンクタンク2の内部気体が体積膨張し外気より圧力が大
きくなるときは、インクタンク2の内部気体と圧力調整
室6内の気泡11の体積膨張により押し退けられた液体
10が溢れ溜7に流れ込み、図3(C)のようにインク
タンク2の内部気体と外気が気体でつながることにより
膨張した気体が外へ逃がされ体積膨張が解消される。体
積膨張が解消されると、図3(D)のようにインク保持
時の状態に戻される。
FIG. 3 is a diagram showing an operation state of the pressure control unit 5. Referring to FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, when the ink is held, the gas inside the ink tank 2 is released by the capillary force generated in the capillary hole (A) 12 connecting the pressure adjusting chamber 6 and the overflow reservoir 7. The ink 4 is held at the negative pressure (FIG. 3A). At the time of ink ejection, the ink 4 in the ink tank 2 is consumed by being ejected from the print head 3, and the negative pressure of the gas inside the ink tank 2 increases. When the negative pressure becomes larger than the capillary force generated in the capillary hole (A) 12, bubbles 11 are generated from the capillary hole (A) 12 by the pressure adjusting chamber 6.
(FIG. 3B). At the same time, the ink tank 2 includes the filter (A) 8 and the filter (C) 14.
Through the capillary hole (A) 12 and into the pressure adjusting chamber 6, the outside air is sent by the amount of the air bubbles 11 and is maintained at a constant negative pressure. When the internal gas in the ink tank 2 expands in volume due to a temperature change or a rise in altitude and the pressure becomes larger than the outside air, the liquid 10 displaced by the internal gas in the ink tank 2 and the bubbles 11 in the pressure adjusting chamber 6 expands in volume. Flows into the overflow reservoir 7, and as shown in FIG. 3C, the gas inside the ink tank 2 and the outside air are connected by the gas, so that the expanded gas is released to the outside and the volume expansion is eliminated. When the volume expansion is eliminated, the state is returned to the state at the time of holding the ink as shown in FIG.

【0011】図4は圧力調整室6の断面形状による比較
図である。図4(A)のように圧力調整室6が円筒形状
の場合、カートリッジ1保管時にカートリッジ1を図4
のように置いたとき、圧力調整室6内の気泡11により
インクタンク2の内部気体と外気とがつながりインクタ
ンク2内部が外気と同じ圧力になりインク4がプリント
ヘッド3から漏れてしまう。そこで、図4(B)のよう
に圧力調整室6を円錐形状にすれば、カートリッジ1を
図4のように置いた場合でも圧力調整室6内の気泡11
によりインクタンク2の内部気体と外気とがつながると
いうことはなく、インクタンク2内部は負圧に保たれ
る。また、図4(B)のように常に気泡11がインクタ
ンク2内部の気体と接するようにフィルター(A)8側
にあることにより、インクタンク2の内部気体が体積膨
張した時に気泡11も同じように体積膨張するためイン
クタンク2の内部気体と外気が気体でつながり易くな
る。
FIG. 4 is a comparison diagram of the cross-sectional shape of the pressure adjusting chamber 6. When the pressure adjustment chamber 6 has a cylindrical shape as shown in FIG.
When the ink tank 2 is placed as described above, the gas inside the ink tank 2 and the outside air are connected by the air bubbles 11 in the pressure adjustment chamber 6, and the inside of the ink tank 2 becomes the same pressure as the outside air, and the ink 4 leaks from the print head 3. Therefore, if the pressure adjustment chamber 6 is formed in a conical shape as shown in FIG. 4B, even if the cartridge 1 is placed as shown in FIG.
Accordingly, the gas inside the ink tank 2 and the outside air are not connected, and the inside of the ink tank 2 is kept at a negative pressure. Further, as shown in FIG. 4B, the bubble 11 is always on the filter (A) 8 side so as to be in contact with the gas inside the ink tank 2, so that when the gas inside the ink tank 2 expands in volume, the bubble 11 is also the same. As a result, the gas inside the ink tank 2 and the outside air are easily connected by the gas.

【0012】図5は、カートリッジ1の外形による比較
図である。図2および図5を参照すると、図5(A)の
ようなカートリッジ1の外形であると、カートリッジ1
保管時にカートリッジ1を図5(A)のように置く場
合、フィルター(C)14がインク4で覆われてしまう
ため、インクタンク2の内部気体が体積膨張した時に膨
張した気体が圧力制御部5により外へ逃がすことができ
なくなり、プリントヘッド3中に残っているインク4を
外へ押し出してしまう。そこで、図5(B)のように、
図5(A)のように置かれる面を平面ではなくドーム状
または錐体状にすることにより、図5(A)のように置
けない形状にする。
FIG. 5 is a comparison diagram based on the outer shape of the cartridge 1. Referring to FIGS. 2 and 5, if the outer shape of the cartridge 1 as shown in FIG.
When the cartridge 1 is placed as shown in FIG. 5A during storage, the filter (C) 14 is covered with the ink 4, so that when the gas inside the ink tank 2 expands in volume, the expanded gas is used as the pressure control unit 5. As a result, the ink cannot escape to the outside, and the ink 4 remaining in the print head 3 is pushed out. Therefore, as shown in FIG.
By making the surface to be placed as shown in FIG. 5 (A) into a dome shape or a cone instead of a plane, a shape which cannot be placed as shown in FIG. 5 (A) is obtained.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カートリッジ内部に圧力制御部を有することにより、フ
ォーム状材料を使うことなく常にカートリッジの内部気
体を負圧に保つことができるため、フォーム状材料を使
った方式と比べて同じ容積でより多くのインクを保持す
ることができる。
As described above, according to the present invention,
By having a pressure control unit inside the cartridge, the gas inside the cartridge can always be maintained at a negative pressure without using a foam material, so that more ink can be used with the same volume compared to a method using a foam material. Can be held.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the present invention.

【図2】この実施例の圧力制御部の詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of a pressure control unit of the embodiment.

【図3】この実施例の圧力制御部の動作状態を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation state of a pressure control unit according to the embodiment.

【図4】この実施例の圧力調整室の形状による比較図で
ある。
FIG. 4 is a comparison diagram of the shape of the pressure adjustment chamber of this embodiment.

【図5】この実施例のカートリッジの外形による比較図
である。
FIG. 5 is a comparison diagram based on the outer shape of the cartridge of this embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カートリッジ 2 インクタンク 3 プリントヘッド 4 インク 5 圧力制御部 6 圧力調整室 7 溢れ溜 8 フィルター(A) 9 フィルター(B) 10 液体 11 気泡 12 キャピラリーホール(A) 13 キャピラリーホール(B) 14 フィルター(C) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cartridge 2 Ink tank 3 Print head 4 Ink 5 Pressure control part 6 Pressure regulation room 7 Overflow pool 8 Filter (A) 9 Filter (B) 10 Liquid 11 Bubbles 12 Capillary hole (A) 13 Capillary hole (B) 14 Filter ( C)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インクを貯蔵するインクタンクと;前記
インクを前記インクタンクから吐出させるプリントヘッ
ドと;前記インクタンク内部の気体と接する面と前記イ
ンクタンク外部の気体と接する面とをもち前記各各の面
に気体は通すが液体は通さない第1のフィルタを設け内
部に少量の液体が微量の気泡を閉じ込めつつ取付けた圧
力調整手段と、一方を前記圧力調整手段と毛細管で結び
もう一方を外気と毛細管で結んだ溢れ溜とから成る圧力
制御手段とを備えることを特徴とするインクジェット記
録用カートリッジ。
An ink tank for storing ink; a print head for ejecting the ink from the ink tank; and a surface in contact with gas inside the ink tank and a surface in contact with gas outside the ink tank. A first filter that allows gas to pass through each surface but does not allow liquid to pass through, and a small amount of liquid inside the first filter and a pressure adjusting unit attached while trapping a small amount of air bubbles; An ink jet recording cartridge, comprising: pressure control means including an outside air and an overflow reservoir connected by a capillary tube.
【請求項2】 前記圧力制御手段は、前記カートリッジ
が任意の方向に置かれても前記インクで覆われないよう
に前記インクタンクと気体は通すが液体は通さない第2
のフィルタなどで隔離することを特徴とする請求項1記
載のインクジェット記録用カートリッジ。
2. The pressure control means according to claim 1, wherein said ink tank allows gas to pass therethrough but does not allow liquid to pass therethrough so that said cartridge is not covered with said ink even when said cartridge is placed in an arbitrary direction.
2. The ink jet recording cartridge according to claim 1, wherein the cartridge is isolated by a filter or the like.
【請求項3】 前記圧力調整手段は、前記カートリッジ
が任意の方向に置かれても前記圧力調整手段内の前記微
量の気泡が前記カートリッジ内の気体と外気とを結ばな
いような形状であることを特徴とする請求項1記載のイ
ンクジェット記録用カートリッジ。
3. The pressure adjusting means has a shape such that even when the cartridge is placed in an arbitrary direction, the small amount of bubbles in the pressure adjusting means do not connect the gas in the cartridge to the outside air. The ink jet recording cartridge according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記カートリッジの形状が、前記第2の
フィルタが前記インクで塞がれるように置けない形状で
あることを特徴とする請求項1および2記載のインクジ
ェット記録用カートリッジ。
4. The ink jet recording cartridge according to claim 1, wherein the shape of the cartridge is such that the second filter cannot be placed so as to be closed by the ink.
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