JPH0751355B2

JPH0751355B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH0751355B2
Application number: JP60031241A
Authority: JP
Inventors: 治彦小藤; 潤一岡田; 浩石井; 兼司沢田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1985-02-19
Filing date: 1985-02-19
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS61189943A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明はインクジエツト記録装置に関する。本発明は特
にヘツドへのゴミの流入、気泡の混入等を防止したオン
デマンド型のインクジエツト記録装置に関する。

＜従来の技術＞インクオンデマンド型インクジエツトヘツドはインク流
路内に、ゴミが入ったり、気泡が入ったりすると、印字
品質の低下、印字不能に陥いる等の欠点があり、特開昭
52−150027号公報等にあるようにフイルタを用いる方法
が知られているが、気泡によりフィルタ孔が塞がれてし
まった場合の記録ヘッドへのインク供給量を十分に保て
る構成については何等検討されていなかった。

＜発明が解決しようとする問題点＞本発明の目的はインク流路中の気泡を十分に捕捉でき、
かつ十分なインク供給量を常に確保できるフィルタを有
するインクジェット記録装置を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞本発明のインクジエツト記録装置は、インクを吐出する
ノズルと、該ノズルと連通する圧力室とを有するインク
ジェットヘッドと、該ヘッドにインクタンクからのイン
クを供給するインク供給路と、該インク供給路中に配設
されたフィルタとを有するインクジェット記録装置にお
いて、前記フィルタは複数のフィルタ孔を備え、該フィ
ルタ孔は前記圧力室に至る間にインク中に溶解しない最
少径の気泡を捕捉し、かつ、前記気泡の捕捉によっても
一部領域が開放状態を維持できる細長い通孔として形成
されていることを特徴とする。

＜実施例＞以下、図面に基づいて本発明のインクジエツト記録装置
を詳細に説明する。以下の説明においてはフイルタ部分
について詳細に説明することとし他の部分の説明は省略
する。

第１図はフイルタ１の構成を示す図で、電鋳によってニ
ツケル等で作られた長円形の平行辺間隔が約10μｍ以下
の開口部を持つメツシユ部２と、より大きな孔径の開口
部を持つ固定部３と、位置決め穴4a,4bとから成り、位
置決め穴の一方は長円の穴となっている。第１図の一部
分を拡大したものが、第２図（ａ），（ｂ）で、メツシ
ユ部２は、平行辺の間隔d₁が10μｍ以下でその長手方向
の長さd₂が100μｍ以下の長円よりなるフイルタ孔５よ
り構成され、固定部３は直径300μｍの固定孔6aによっ
て構成されている。また、第２図（ｂ）に示すように固
定部３の固定孔６（ｂ）はスリツト状でもかまわない。

なお気泡がインク中で上昇しやすいよう長円は縦につま
り重力方向に配列されている。

第３図（ａ）はフイルタ１を電鋳にて作る方法を示して
おり、電極７の上に、レジスト８を形成し、ニツケル層
を約10μｍの厚さで形成する。この形成されたフイルタ
１を電極７より引きはがし、レジスト８を取り除くと、
電極７よりひきはがす際の応力等の影響で第３図（ｂ）
に示すようにフイルタ１がそる場合が多い。

第３図のフィルタ１の断面図に示されるように、電鋳に
よって作ると、厚みは10μｍ程度にすることができ、流
体抵抗を小さくできる。さらに、電鋳にてフィルタ孔５
を作ることにより、最小径部分が10μｍであっても隣接
部分は、厚み方向の均一な形状ではなく、すぐに大きく
広がっており、フィルタ１のもつ流路抵抗は小さく、イ
ンク流路系に及ぼす影響は少ない。電鋳の材料であるニ
ッケルは濡れ性の非常に良い材料であるから、フィルタ
孔５が気泡によってインクの流れを遮断され、インク供
給不足になるということもなく、インク供給において優
れている。

また、フィルタを作る際にマスクパターンを形成して同
時に多量に同じものを作ることができ、また、種々の形
状をもったフィルタ孔を形成できる。

第４図に本発明の装置に用いるインクジエツトヘツドの
構成を示す。

ヘツド基板27にはノズル、圧力室（共に図示せず）及び
供給路29が溝形状として作られ振動板28を貼り合わせる
ことによりインク流路を形成している。またヘツド基板
27にタンク壁30を溶着することによってインクタンク31
が構成され、このインクタンク31と供給路29との間にフ
イルタ１を配置する。これらヘツド基板27,振動板28,タ
ンク壁30はプラスチツク例えばポリサルフオンやABS等
で作られ、接着にはプラスチツクを溶解する有機溶剤を
使用し、組み立てる。

フイルタ１の固定部３をフイルタ押えA20とフイルタ押
えB21の固定面A24と固定面B25とによってはさみ込む
（第４図では便宜的にフイルタ押えB21を離してあ
る。）フイルタ押えA20とフイルタ押えB21はヘツド基板
27と同じ材質のプラスチツクより作られ、固定部３をは
さみ込んだ固定面A24と固定面B25の間に有機溶剤を流し
込む。フイルタ１の固定部３は第２図（ａ）に示したよ
うに、大きな固定孔６を持ち、フイルタ１の厚みが10μ
ｍ程度であるため、この固定孔６を通して、固定面A24
と固定部B25とが溶着され、フイルタ１がフイルタ押えA
20とフイルタ押えB21とによって固定される。フイルタ
押えA20をヘツド基板27に溶着することによって、フイ
ルタ１はインクタンク31と、供給路29との間に配置され
た。

フイルタ１の役割はゴミ、気泡をインク流路系に流入す
るのを防ぐことにある。一般にゴミはノズルより小さい
ものであれば、ノズルよりインクとともに飛び出してい
く。単にゴミに対するフイルタであればノズル径より多
少小さめで孔の直径は30μｍ程度でよい。ところが気泡
は、圧力室に流れ込むと、圧力変化を吸収してしまうた
め印字不可能となる。特に微少気泡は、浮力によって上
昇しようとするが粘性抵抗の力を受け、なかなか上昇せ
ずに水中に漂うことが知られているとともに、表面張力
の影響で、飽和水溶液中でも溶解してしまうことが知ら
れており、直径10μｍの気泡は、飽和水溶液中において
約1.5秒で溶け込んでしまう。また直径15μｍの気泡は
５秒、直径20μｍとなると10秒溶け込むのに時間を要す
る。

通常気泡はインク中では表面張力により球形をしてい
る。このためメツシユ部２のフイルタ孔５の平行辺間隔
d₁が10μｍ以下であればフイルタ孔５を通り抜けた直径
が10μｍ以下の気泡は圧力室に達する前に溶解してしま
う。

またフイルタ孔５があまり小さいと、すぐにゴミ等によ
って目詰りを起こしたり、流路抵抗の増加をまねき、イ
ンクの供給不足を生ずるため、実験では、フィルタ孔５
の平行辺間隔は４μｍから10μｍ以内にあることが望ま
しいことがわかった。

本発明では、前述したように第２図（ａ）のd₁を10μ
ｍ、d₂を100μｍにしており、フィルタ孔５の開口面積
を直径10μｍ程度の気泡の断面積よりも大きく設定して
いる。これにより、第６図に示すように気泡32がフィル
タ孔５に付着した場合でも、少なくともフィルタ孔５の
一端が開口しているため、フィルタ孔５を完全に塞ぐこ
とがなく、流路抵抗の増加をまねくことなく、良好にイ
ンク供給を行うことができる。

また、従来の円孔またはこの形状に近い形状の孔に比べ
強度を保った上で開口率を大きくできる。

なお、フィルタ孔５は、第６図に示す長円の他、楕円、
長方形等でも良いが、フィルタの強度及び開口率を保っ
た上で、第７図に示すようにフィルタ孔５をクランク状
の長円で形成することも可能であり、この場合フィルタ
孔５から気泡が通過しないように、直径10μｍの円がフ
ィルタ孔以外の部分と必ず重なるようにしなければなら
ない。

また固定部３の固定孔６を介して固定面A24と固定面B25
を溶着するため、小さすぎると溶着することができず、
大きすぎると、フイルタ１自体の強度不足が生じ固定孔
６の孔径は直径300μｍ程度で開口率30〜70％が良い。

フイルタ１を作るときにレジスト８が充分にはく離でき
ていない場合があり、フイルタ１を配置する際に、レジ
スト面９をインクタンク31側に配置すると、初めのうち
使用している間にインクタンク31内にレジスト８が少し
ずつはく離してインク内容物とコロイドを形成し、フイ
ルタ孔５より大きなコロイド分子を作ることがある。こ
れは目詰りの原因となるため、フイルタ１は、レジスト
面９を供給路29側に配置し、はく離したレジスト８はイ
ンクとともにノズルより飛び出させてしまう。また、第
３図（ｂ）に示したようにフイルタ１はそるため、第４
図に示すように、レジスト面９を供給路29側に取り付け
ると、位置決め穴4a,4bに、位置決めピン22a,22bは入れ
やすく、取り扱いも簡単である。

＜発明の効果＞以上のように、本発明のインクジェット記録装置は、イ
ンクを吐出するノズルと、該ノズルと連通する圧力室と
を有するインクジェットヘッドと、該ヘッドにインクタ
ンクからのインクを供給するインク供給路と、該インク
供給路中に配設されたフィルタとを有し、該フィルタは
複数のフィルタ孔を備え、該フィルタ孔は前記圧力室に
至る間にインク中に溶解しない最少径の気泡を捕捉し、
かつ、前記気泡の捕捉によっても一部領域が開放状態を
維持できる細長い通孔として形成されていることによ
り、インク吐出に大きな影響を及ぼす大きな気泡を完全
に除去し、しかもフィルタに気泡を補集した状態であっ
ても流体抵抗を可及的に小さく保ってインク切れを招く
ことなくスムーズに記録ヘッドに供給でき、良好なイン
ク吐出を行なわせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジエツト記録装置に用いるフイ
ルタの概略図、第２図（ａ）（ｂ）は第１図のフイルタ
の一部拡大図、第３図（ａ）は第１図のフイルタの形成
断面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のフイルタ仕上り
断面図、第４図は本発明のインクジエツト記録装置の一
実施例であるインクジエツトヘツド断面図、第５図は、
第４図のフイルタ固定部拡大構成図である。第６図及び
第７図は本発明の説明図。１……フイルタ、２……メツシユ部、３……固定部、５
……フイルタ孔、６……固定孔、８……レジスト、９…
…レジスト面、20……フイルタ押えＡ、21……フイルタ
押えＢ、22a,22b……位置決めピン、23a,24b……ガイド
穴、24……固定面Ａ、25……固定面Ｂ、27……ヘツド基
板、29……供給路、31……インクタンク、32……気泡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石井浩長野県塩尻市大字広丘原新田80番地エプソン株式会社内 (72)発明者沢田兼司長野県塩尻市大字広丘原新田80番地エプソン株式会社内 (56)参考文献特開昭53−45239（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−151037（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−150027（ＪＰ，Ａ) 特公昭45−30396（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出するノズルと、該ノズルと連
通する圧力室とを有するインクジェットヘッドと、該ヘ
ッドにインクタンクからのインクを供給するインク供給
路と、該インク供給路中に配設されたフィルタとを有す
るインクジェット記録装置において、前記フィルタは複数のフィルタ孔を備え、該フィルタ孔
は前記圧力室に至る間にインク中に溶解しない最少径の
気泡を捕捉し、かつ、前記気泡の捕捉によっても一部領
域が開放状態を維持できる細長い通孔として形成されて
いることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記細長い通孔が長円または楕円または長
方形であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記細長い通孔の短辺の長さが４乃至10μ
ｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記細長い通孔が屈曲していることを特徴
とする特許請求の範囲第４項、第２項または第３項記載
のインクジェット記録装置。