JPS6099661A - 液滴噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は７夜滴噴射装置、特に７余滴噴射手段と、噴射
すべき液体中の不要物をろ過するフィルタ手段と、前記
噴射手段と、前記フィルタ手段を連通ずる液体供給手段
を有する液滴噴射装置に関する。

ｆ米、このような液滴噴射装置として、倣４１１なオリ
フィスからインクを噴射して記録媒体１−に何着させ、
ドツトにより画像ないしは文字の記録を行なうインフジ
エラＩ・プリンタが知られている。

このようなインフジエラＩ・プリンタには、常１１１ｒ
インクを噴射して、ドツトの必要でない領域では電界を
インク飛翔領域に印加し、インクを偏向させて所望のド
ツト記録を行なう、いわゆる電荷偏向方式と、ドツトの
必要な部分のみインクを噴射するオンデマンド方式の２
つがよく知られている。

オンデマンド方式は、圧電素子、磁歪素子などを利用し
てインクを供給したパイプの体積を変化させたり電気、
熱変換体等を用いて液体の急峻な状態変化を生じせしめ
るなどして加圧力を発生し、オリフィスからインクを所
望のタイミングて吐出させるものが知られている。

この方式は電荷偏向方式におけるような高電圧を必要と
するインク偏向や、不要インク回収機構などが不要であ
るが、逆に次のような欠点がある。

オンデマンド方式の吐出エネルギー発生素子の射出圧力
は−・（Ｂｔに比較的小さく、記録ヘッドに対する外８
１（からの振動または吐出エネルギー発生素ｒの〕１．
振、あるいはチリや気泡のインク路への混入なとにより
吐出条件が微妙に変化することによって安定したインク
吐出を継紐して行なうことかｔ１１シかった。

また、この方式におけるインク噴射管、たとえば米国特
許３６８３２１２号などの明細書に記載されているもの
は、ガラスなどで形成した噴’Ａ４”Ｒの一端を先細り
状に形成して所定径のオリフィスどし、この噴射管の周
囲をとり囲むようにして圧電素子が外装された構成とな
っている。このような装置ではエネルギー発生素子とし
ての圧電素子からインクへのエネルギー伝達効率および
伝達速度の低下がある程度見られるので、吐出パルスを
連続して与えその周波数を高めてゆくと記録結果にサテ
ライトを生じたり、インク飛翔方向が複数に別れたりし
て均一なドラｉ・構成が困難になり記録品質が低下する
ことかあった。このエネルギー伝達効率か低いというこ
とは、逆ｔこ、；えはｌＪｉ望の吐出圧力を得るのに大
型なエネルギー発生素ｒ゛か必要となり、ヘッドの小型
化、へ、ドのフルライン化、カラーインクジェットプリ
ンタにおけるようなマルチオリフィス化が難しい、とい
うことになる。

さらに従来のインフジエラＩ・プリンタでは１−１記の
記録周波数の高い領域では、安定吐出のためのエネルギ
ー発生素子の駆動電圧許容範囲（電圧アローワンス）が
狭くなるという欠点かある。このために記録周波数の高
周波領域ては噴射／１↑の動作が追従不能となり、不吐
出の発生確率が高くなる。この現象は数ＫＨｚからすで
に発生し、記録速度の高速化を阻む一因となっている。

以」二に種々示したように、インクシェツトプリンタに
おいてはその噴射管内の１し咬的小さな圧力変動により
インクを吐出させるので、非常にデリケートで、吐出条
件が厳密に管理される必要がある。

一方、前記のインク内の気泡、ゴミなとの問題に関連し
てインクシエンドヘッドのインク供ｋＮ　Ｔにフィルタ
装置を設ける技術が知られている。

第１図に従来のフィルタ装置を設けたインクシエンドヘ
ンＦの構造を示す。

第１図において符号１て示されるものは前述のオリフィ
スで、ガラスなどにより構成されたノズル部４Ａ２の先
端に一体に形成されている。このオリフィスｌの周囲に
はこれも上記した圧電素子のような吐出エネルギー発生
素子３が周設されており、不図示の電極から記録パルス
を印加されるようになっている。

これらの７；３材はインクジェ・アトヘッド９内に収容
されており、記録媒体に（図中左側に対応）対向して配
置される。インクジェットベンド９内にはインクタンク
７が形成されており、このインクタンク７内には所定色
のインク８が貯蔵される。

このインクタンク７はメインインクタンつてある場合と
、他のメインタンクから逐次インクを供給されるサブイ
ンクタンクである場合の両方が考えられる。

」二記のインクタンク７中には、前記のノズル７Ｘｌ（
材２の後端部に接続されたインクの供給管４か伸びてお
り、貯蔵されたインク８中にその先端が浸漬されている
。したがって、ノズル部材２内には吐出エネルギー発生
素子３のエネルギーにより吐出された分だけ供給管４を
介してインク８が供給されるようになっている。

この供給管４の先端部には保持部材６によってフィルタ
５が取すイ」けられており、インク８はこのフィルタ５
を介してノズル油料２内へと吸入される。

このフィルタ５は主としてインクタンク７内のゴミ、気
泡などをノズル部材２内に吸入しないように設けられる
ものである。インクジェットヘッド９は他の方式のプリ
ンタと同様に記録媒体に沿って往復する不図示のキャリ
・ンジ−１−に設けられるので、揺動により発生した気
泡が発生することがあるし、また長期の非使用によって
はインク８に凝固が発生する場合もあり、フィルタ５は
これらの望ましくないイ昆入物のノズル部材２内への侵
入を防止する役目を果す。さらにフィルタ５はキャリア
ジの移動により発生するインクタンク７内の圧力変動を
ノズル部材２側に伝えないようにする役割も果す。

このフィルタ５の流体抵抗は、ノズル部材２内の圧力、
記録周波数特性、インク液滴形状などに大きな影響を与
える。したがって目づまりを起したり、長期の使用に渡
ってその流体抵抗が変化しないように考慮されるのはも
ちろんである。

従来フィルタ５は第２図（Ａ）にその斜視図を示すよう
な多孔質フィルタや、第２図（Ｂ）、（Ｃ）に斜視図、
上面図を示すようなセラミック酸のフィルタが用いられ
ていた。

第２図（Ａ）に示す多孔質フィルタ５は粒径１３０〜１
６０　ｐ、ｍ程度のポリエチレンなどのプラスチックか
ら成る小球５ａを多数焼結して形成されている。このよ
うな構造のものは焼結条件のバラツキにより充填率にバ
ラツキが発生するので、その結果均一な流体抵抗を有す
るフィルタを製造するのが困難で、さらに「１つ」Ｓり
や小は５ａの剥Ｎが生じやすいという欠点もあった。

第２１’ａ（Ｂ）のセラミックフィルタ５はこの欠点を
解消するために提案されたもので、円＋１状のセラミッ
ク材に蓮根状のストレートな細管状の穴５Ｃを多数設け
て成っている。通１贋、このフィルタ５の円柱部の外径
は０．５〜２ｍｍ程度、また穴５ｃの内径は１０〜５０
　ｇｍ程度に構成される。

このような構造では穴５ｃの直径や数、あるいはフィル
タ長によって比較的厳電に流体抵抗を管理でき、また品
質管理も容易であるという利点があるが、逆に次に述べ
るような欠点もある。以下＄３図を参照して詳述する。

上記のフィルタ５は第３図に示すように保持部材を用い
ずに取り伺ける場合がある。すなわち、同図に示すよう
にフィルタ５の少目ギとほぼ’Ｉｆ：　Ｌ、、い内径を
持つ供給管４にフィルタ５を挿入し、しかる後に接合部
を接着剤６′で固定する方法である。又、この様なフィ
ルタでは前記の流体の通る穴５ｃはフィルタ５の機械的
強度を保つために必す外周に幅６０〜１００　ｐ、ｍ程
度の流路の穴５Ｃが存在しない外壁領域５ｄが作られ゛
るのが一般的である。（第２図（Ｃ）参照）。

この部分はインクが流通できないので、当然第１図、第
３図に示したような方法でフィルタ５を取り伺けると、
フィルタ端部と供給管４で形成される供給管内のリング
状の部分５ｅではインクの流れが妨げられ、澱みが発生
する。この部分５ｅに発生した気泡が取り込まれると、
非常に除去が困難で、通常インクジェットプリンタに必
ず設けられる回復装置を用いても除去が難しい。また、
気泡が発生しないまでも、このようなインクの流れがス
ムーズでない部分ができるのは前記のように吐出条件管
理の」二で好ましくない。以」二の欠点はインクシエン
ドプリンタ以外の液滴噴射装置にもあてはまる。

目　的 本発明は上記の従来装置の欠点に鑑みて成されたもので
、液滴噴射手段へのスムーズな液体供給を保障するとと
もに確実に気泡の除去を行なえる液滴噴射装置を提供す
ることを目的とする。

実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。ただし、以下の説明でもインフジエラグプリンタ
を実施例として例示し、従来例と同一ないしは相当する
部材に同一９３号を伺し、その詳細な説明は省略する。

第１実施例 第４図に本発明のインクジェ、ントプリンタに川（Ａ）
に示されるフィルタを第４図（Ａ）の右側からみた正面
図が示され、両図に示されるように外壁領域５ｄを延長
して筒状の供給債部分４′を構成するよう一体に形成さ
れた。また第４図左方の円柱状部分には従来例同様の穴
５Ｃが設けられた。この穴５Ｃは上記の構造により、供
ＫＮ　’ｌ’＋’γＸ１−分４′の内側の断面積全体に
渡って設けられた。

上記のフィルタ５を組み込んだヘッドユニットの断面図
を第４図（Ｃ）に示す。本実施例では、従来例と同様に
吐出エネルギー発生素子３を周設されたノズル部材２の
後端部に」二記のフィルタ５を嵌合させ、接合部を接着
材６′により固定してヘッドユニットが構成される。

このようなフィルタと供給管を一体に形成することによ
り、インクの流通する穴５ｃはフィルタ５の機械的強度
を損なうことなく流路の断面一杯に微細孔を形成できる
ので、インクの流れがスムーズになり、気泡が発生して
も回復装僅による気泡除去も容易である。

以」−に示した供給管部を有するフィルタ５はセラミッ
ク材を押し出し成形した後焼結するなどして構成するこ
とができる。セラミック材は濡れ性カ良いので、このよ
うに供給管部まで一体にセラミックで構成することによ
り気泡の除去性が良くなるという利点も得られる。

また、フィルタ５は他の材質から形成しても良いのはも
ちろんで、その形状も第４図（Ａ）〜（Ｃ）に示したよ
うな直線状に限らず、湾曲させるなど他の形状に形成し
てもよいのはもちろんである。

第２実施例 第５図（Ａ）、（Ｂ）に本発明の第２の実施例を示す。

第５図（Ａ）は本実施例のフィルタ５の側面図を示して
いる。同図に示すように、本実施例のフィルタ５は底を
有した筒状に形成され、底の側の周面には穴５ｇが多数
設けられている。このフィルタ５はたとえばセラミック
拐を押し出し成形し焼結するなどして形成すればよい。

このフィルタ５は第５図（Ｂ、）に示すようにノズル部
材２と川み合わせてヘッドユニットとされる。ここでは
第４図（Ｃ）に示したのと同様のノズル部材に同様に接
着材６′により接着固＞ｉ、：　した例が示されている
。

このような構造によっても第１実施例と同様の効果を得
ることができる。また、ここでもフィルタ５の形状は上
記したように他の所望の形状としてもよいのはもちろん
である。

第３実施例 第６図（Ａ）、（Ｂ）に本発明の第３の実施例のヘッド
ユニットの後面図および断面図を示す。

同図に示すように、第２実施例ではチャネルプレート５
ｆによりハニカム構造を形成し、その外側をガラス管な
どから構成した供給管部４′で囲むことによりフィルタ
５が形成される。このフィルタ５の供給管部分４′はさ
らに前方へ伸びて先細りとなり、先嬬部においてオリフ
ィス１を構成している。さらにオリフィス１近傍の供給
管部４′の外側には吐出エネルギー発生素子３が周設さ
れている。

したがって、本実施例ではフィルタ５の外壁６１＋分が
延長され従来例における供給管、さらにノズル部材とし
て機能するように一体に構成される。

このような構成によれば接合部の段差が全くなく、イン
クの流れがスムーズになり、気泡の除去も確実に行なえ
る。

このように構成する場合にも、供給管部４′の形状は直
線状でなく他の形状でもよいのはもちろんである。以上
３つの実施例を述へたが、本発明がインクジェットプリ
ンタ以外の液滴噴射装置に適用できるのはもちろんであ
る。

効　果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、液滴
噴射手段と、噴射すべき液体をろ過するフィルタ手段と
、前記噴射手段と、前記フィルタ手段を連通ずる液体供
給手段を有する液滴噴射装置において、前記フィルタ手
段の外壁を延長することにより前記フィルタ手段と前記
Ｉ合体供給手段とを一体に構成しているため、液滴噴射
手段へのスムーズな液体供給を保障するとともに確実に
気泡の除去を行なえる優れた液滴噴射装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインクジェットプリンタのインクジェッ
トヘッド部分の構造を説明する模式図、第２図（Ａ）、
（Ｂ）はそれぞれ従来のインクジェットプリンタに用い
られるフィルタの構造を説明する斜視図、第２図（Ｃ）
は第２図（Ｂ）のフィルタの上面図、第３図は第２１Δ
（Ｃ）に示したフィルタの取り伺けを説明する断面図、
第４図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施例
のフィルタの側面図および正面図、第４図（Ｃ）は第４
図（Ａ）、（Ｂ）のフィルタの組み付は状態を説明する
断面図、第５図（Ａ）は本発明の第２の実施例のフィル
タの構造を説明する側面図、第５図（Ｂ）は第５図（Ａ
）のフィルタの組み付は状態を説明する断面図、第６図
（Ａ）は本発明の第３の実施例のフィルタの後面図、第
６図（Ｂ）は第６図（Ａ）のフィルタを用いたヘッドユ
ニ、、　１−の組み立て状態を示す断面図である。 １・・・オリフィス　２・・・ノズル部材３・・・吐出
エネルギー発生素子 ４・・・インク供給管　５・・・フィルタ５ｃ　、５ｇ
・・・穴 ６・・・固定部材　６′・・・接着剤 四

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ＆滴噴射手段と、噴射すべき静体中の不要物をろ過す
   るフィルタ手段と、前記噴ｎ４手段と、前記フィルタ手
   段に連通ずる液体供給手段を有する液滴噴射装置におい
   て、前記フィルタ手段の外壁を延長することにより前記
   フィルタ手段と前記液体供給手段とを一体に構成したこ
   と、を特長とする液滴噴射装置。