JP2001105623A - Ink jet recording apparatus - Google Patents

Ink jet recording apparatus

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JP2001105623A
JP2001105623A JP28383699A JP28383699A JP2001105623A JP 2001105623 A JP2001105623 A JP 2001105623A JP 28383699 A JP28383699 A JP 28383699A JP 28383699 A JP28383699 A JP 28383699A JP 2001105623 A JP2001105623 A JP 2001105623A
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JP
Japan
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ink
jet recording
ink jet
recording apparatus
recording head
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JP28383699A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Fukano
善信 深野
Tatsuo Ikawa
辰夫 伊川
Mamoru Okano
守 岡野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recording apparatus preventing the clogging of ink flow channels caused by the floc of colorant particles or foreign matter in ink and simple in maintenance. SOLUTION: In an ink jet recording apparatus equipped with an ink jet recording head wherein a plurality of ink discharge electrodes are arranged and grounded counter electrodes are arranged at a predetermined interval, a filtering means is provided on the way of the circulating passage to an ink tank. As a result, the clogging of ink flow channels caused by the floc of colorant particles or foreign matter in ink is prevented and ink flying characteristics are stabilized.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット方式
記録ヘッド装置に係わり、特に帯電された色剤粒子を含
む顔料系インクを静電気力により記録媒体上に吐出させ
て印字するインクジェット方式記録ヘッド装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet type recording head device, and more particularly to an ink jet type recording head device for printing by discharging a pigment-based ink containing charged colorant particles onto a recording medium by electrostatic force.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体のインクを小さな液滴として記録媒
体上に吐出させて、記録ドットを形成し画像を記録する
装置は、インクジェットプリンタとして実用化されてい
る。このインクジェットプリンタは、他の記録方式と比
べて騒音が少なく、また記録媒体上に直接記録するので
他の記録方式よりも少ない部品数でプリンタを実現する
ことができるなどの利点を有しているため、普通紙記録
技術として注目されている。インクジェットプリンタの
記録方式としては、これまで発熱体の熱により発生する
気泡の圧力でインク滴を吐出させる方法(例えば特公昭
56−9429号公報)や圧電素子の歪みによって発生する体
積変化に伴う機械的な圧力によりインク滴を吐出させる
方法(例えば特公昭53−12138号公報)などが考案されて
きた。上述の2つの方式では記録媒体上の一つ一つの記
録ドットに対するインク滴の吐出量が一定であるため、
カラー画像の印字においては、記録ドット間の疎密を空
間的に変化させて擬似的な階調表現が行われている。し
かし、この階調表現方法では写真と同等の高階調なカラ
ー画像を印字することは困難である。より高階調な画像
を印字するためには、記録ドットの面積を変化させるい
わゆる面積変調による階調表現が必要となる。しかし、
上述の2つの方式ではインク滴の吐出量が一定であるた
め、面積変調による階調表現は極めて困難である。
2. Description of the Related Art An apparatus that forms recording dots and records an image by discharging liquid ink as small droplets onto a recording medium has been put to practical use as an ink jet printer. This ink jet printer has advantages such as lower noise compared to other recording methods, and realization of the printer with a smaller number of parts than other recording methods because recording is performed directly on a recording medium. Therefore, it is attracting attention as plain paper recording technology. As a recording method of an ink jet printer, a method of ejecting ink droplets at a pressure of a bubble generated by heat of a heating element (for example,
56-9429) and a method of ejecting ink droplets by mechanical pressure accompanying a volume change caused by distortion of a piezoelectric element (for example, Japanese Patent Publication No. 53-12138). In the above two methods, since the ejection amount of the ink droplet for each recording dot on the recording medium is constant,
In printing a color image, pseudo gradation expression is performed by spatially changing the density between recording dots. However, with this gradation expression method, it is difficult to print a high gradation color image equivalent to a photograph. In order to print an image with higher gradation, gradation expression by so-called area modulation for changing the area of the recording dot is required. But,
In the above two methods, since the ejection amount of the ink droplet is constant, it is extremely difficult to express gradation by area modulation.

【0003】この欠点を克服する記録方式として、基板
上に並列に配列された複数の電極に電圧を印加し、静電
気力を用いてインクあるいはインク中の色剤粒子を吐出
させる方式が考案された。具体的には、特開昭56−4467
号公報に開示されているように静電吸引力によりインク
を吐出させる方式や特表平7−502218 号公報に開示され
ているように帯電された色剤粒子を含むインクを用い色
剤粒子の濃度を高めて吐出させる方式などが提案されて
いる。後者の方式におけるインクジェット方式記録ヘッ
ドの具体的な形状としては、片面上にインク吐出用電極
が形成された絶縁性電極基板をスペーサを介して積層さ
せて複数の吐出電極を有するマルチヘッドを構成する
か、または平板状の絶縁性基板上にインク吐出用電極を
所望の解像度の印字間隔で並列に薄膜電極として形成さ
せて、これをマルチヘッドとして構成する方法が知られ
ている。この方式ではすべてのインク吐出用電極には共
通に例えば1.5〜2.0kV程度のバイアス電圧が印加
されており、インクを吐出させる場合には該当するイン
ク吐出用電極に例えば300〜500(V)程度のパル
ス電圧を重畳させる。ここで、パルス電圧の幅を変化さ
せることによってインクの吐出量を制御することがで
き、記録媒体上に形成される記録ドットの面積を制御す
ることができるのがこの方式の利点である。
As a recording method for overcoming this drawback, a method has been devised in which a voltage is applied to a plurality of electrodes arranged in parallel on a substrate, and ink or colorant particles in the ink is discharged using electrostatic force. . Specifically, JP-A-56-4467
JP-A-7-502218 discloses a method of ejecting ink by electrostatic attraction as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 7-502218. A method of increasing the density and performing ejection has been proposed. As a specific shape of the ink jet type recording head in the latter type, a multi-head having a plurality of discharge electrodes is formed by laminating an insulating electrode substrate having an ink discharge electrode formed on one side via a spacer. Alternatively, there has been known a method in which ink discharge electrodes are formed in parallel as thin film electrodes at a printing interval of a desired resolution on a flat insulating substrate, and are configured as a multi-head. In this method, a bias voltage of, for example, about 1.5 to 2.0 kV is commonly applied to all the ink discharge electrodes, and when ink is to be discharged, for example, 300 to 500 ( A pulse voltage of about V) is superimposed. Here, it is an advantage of this method that the amount of ejected ink can be controlled by changing the width of the pulse voltage, and the area of the recording dots formed on the recording medium can be controlled.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明のような静電気
力を利用したインクジェット記録装置では、インクとし
て石油系有機溶媒中に色剤粒子を分散させた種類のもの
を用いている。このようなインクは、一般に顔料系イン
クに分類されている。このような顔料系インクでは、他
のインクジェット記録装置で用いられる染料系インクと
比較して、耐光性があるので印字画像が色褪せしにくい
という利点がある。ところで、本発明に用いられる顔料
系インクの構成を更に詳しく説明すると以下のようにな
る。色剤粒子は顔料粒子に帯電制御剤および分散剤など
を付与させたものであり、個々の色剤粒子は帯電した状
態で有機溶媒中に含有されている。そのため、色剤粒子
同士の静電反発力により有機溶媒中で色剤粒子が凝集す
ることなく分散している。しかし、例えば1から2ヶ月
程度の期間が経過すると、いくつかの色剤粒子は帯電制
御剤の電荷保持力の低下に伴って帯電量が低下してしま
ったり、分散剤が色剤粒子から分離してしまう。そのた
め、色剤粒子同士の静電反発力が弱まってインクタンク
の中でお互いに凝集してしまうことになる。また、イン
クジェット方式記録ヘッドのインク吐出部は、空気中に
露出しているため、空気中の埃や紙粉等の異物がインク
中に混入しやすい。このように、色剤粒子の凝集物や異
物が混入してしまうとインク流路内で目詰まりが発生し
て、インク流が不安定になる。それに伴って、インク吐
出用電極からインクが安定して吐出できなくなるため
に、印字画像の劣化を引き起こすという問題がある。
In an ink jet recording apparatus utilizing electrostatic force as in the present invention, a type in which colorant particles are dispersed in a petroleum organic solvent is used as an ink. Such inks are generally classified as pigment-based inks. Such a pigment-based ink has an advantage in that a printed image is less likely to be discolored since it has light resistance as compared with a dye-based ink used in another inkjet recording apparatus. Incidentally, the constitution of the pigment-based ink used in the present invention will be described in more detail as follows. The coloring agent particles are obtained by adding a charge controlling agent, a dispersing agent, and the like to the pigment particles, and the individual coloring agent particles are contained in the organic solvent in a charged state. Therefore, the colorant particles are dispersed in the organic solvent without aggregation due to the electrostatic repulsion between the colorant particles. However, after a period of about 1 to 2 months, for example, the charge amount of some colorant particles decreases due to a decrease in the charge holding power of the charge control agent, or the dispersant separates from the colorant particles. Resulting in. Therefore, the electrostatic repulsion between the colorant particles is weakened, and the colorant particles aggregate with each other in the ink tank. Further, since the ink ejection portion of the ink jet recording head is exposed to the air, foreign matters such as dust and paper powder in the air are likely to be mixed into the ink. As described above, if the aggregates of the colorant particles or the foreign matters are mixed, clogging occurs in the ink flow path, and the ink flow becomes unstable. As a result, the ink cannot be stably ejected from the ink ejection electrode, which causes a problem that the printed image is deteriorated.

【0005】このような問題を解決する方法として特開
平8−207307 号公報において、記録ヘッドのインク回収
部近傍に多孔質部材を張り合わせた構成が開示されてい
る。ここでは、インク回収時にこの多孔質部材を通過さ
せることによってインク中に混入している色剤粒子の凝
集体や異物などを除去しようとするものである。しか
し、このような構成では、繰り返し使用しているうちに
多孔質部材内が色剤粒子の凝集物や異物などによって充
填されて、ろ過する能力が次第に劣化してしまう。しか
も、ヘッドの先端部に貼り付けているため、多孔質部材
のみを交換することが構造上困難であり、メンテナンス
の上で不便であるという問題がある。
As a method for solving such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-207307 discloses a configuration in which a porous member is adhered to the vicinity of an ink collecting portion of a recording head. Here, an attempt is made to remove agglomerates of colorant particles, foreign matters, and the like mixed in the ink by passing through the porous member at the time of ink recovery. However, in such a configuration, the inside of the porous member is filled with agglomerates of colorant particles or foreign substances while being repeatedly used, and the filtering ability gradually deteriorates. In addition, since it is attached to the tip of the head, it is structurally difficult to replace only the porous member, which is inconvenient in terms of maintenance.

【0006】本発明は上述した問題に鑑みてなされたも
のであり、安定したインク吐出を得るためにインク中に
混入する色剤粒子の凝集物や異物を除去するとともに、
インク除去に伴うメンテナンスを簡便化することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and removes agglomerates and foreign matters of colorant particles mixed into ink to obtain stable ink ejection.
An object is to simplify maintenance associated with ink removal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性薄膜部
材を介して絶縁基板上に並列に並べられた複数のインク
吐出用電極を有するインクジェット記録ヘッドと、イン
クを格納するインクタンクと、前記インクを循環させる
インク循環部と、個々の前記インク吐出用電極に接続さ
れた複数のパルス電源と、前記複数のインク吐出用電極
に共通配線を介して接続されたバイアス電源と、前記複
数のインク吐出用電極に対向して配置された対向電極と
を有し、前記インク循環部は、インクろ過手段を備えた
構成とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an ink jet recording head having a plurality of ink discharge electrodes arranged in parallel on an insulating substrate via an insulating thin film member, an ink tank for storing ink, An ink circulating unit that circulates the ink, a plurality of pulse power supplies connected to the individual ink discharge electrodes, a bias power supply connected to the plurality of ink discharge electrodes via a common wire, and the plurality of A counter electrode disposed to face the ink discharge electrode, and the ink circulation unit includes an ink filtering unit.

【0008】このように、ろ過手段を設けることでイン
ク流路内には常に色剤粒子の凝集物や異物が含まれてい
ないインクをインク吐出用電極に供給することができ
る。
As described above, by providing the filtering means, it is possible to always supply the ink discharge electrode with the ink which does not contain the aggregates of the colorant particles and the foreign matter in the ink flow path.

【0009】また、このろ過手段がカートリッジ形式で
あることによって、メンテナンスが容易となる。
Further, since the filtering means is of a cartridge type, maintenance is facilitated.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

【0011】図2は、第1の実施例に関わるインクジェ
ット方式記録ヘッド1の基本構造を示す上面図である。
インクジェット方式記録ヘッド1は、図2に示すように
インク吐出用電極3を例えば500μmの間隔を置いて
印字の主走査方向に並列に並べた構成になっている。図
3は第1の実施例に関わるインクジェット方式記録ヘッ
ド1の中の一つのインク吐出用電極3周辺の詳細な構造
を示した斜視図である。隣接する2つのインク吐出用電
極3の間にはシールド電極7が設けられている。シール
ド電極7は絶縁性の被覆部材4により全面を覆われてい
る。さらに、インク吐出用電極3の上面部の空間以外は
被覆部材4により充填されている。そして、インク吐出
用電極3上面の空隙部分が各インク吐出用電極3のイン
ク流路になっている。このインク流路は図1に示したイ
ンク循環路14aを通じて記録ヘッド1内に供給された
インク6を毛細管現象によりインク吐出用電極3の先端
方向に吸い上げて、インク6がインク吐出用電極3の先
端を常に濡らすようになっている。また、インク吐出用
電極3は絶縁性薄膜部材18により被覆された1枚の絶
縁性基板17上に形成されている。絶縁性基板17には
例えばガラスを用いており、絶縁性薄膜部材18には例
えばポリイミドなどの有機薄膜を用いている。ここで、
例えばガラスのような比誘電率の高い(εs =7〜10
程度)基板を例えばポリイミドのような比誘電率の低い
(εs=3.4程度)薄膜で被覆することにより、凝集さ
れた状態のインクを吐出する際にインク吐出用電極3の
先端における電界の集中度が低下するのを防ぐことがで
きる。インク吐出用電極3は、インクジェット方式記録
ヘッド1の製造工程において絶縁性薄膜部材18上に薄
膜電極として形成される。また、インク吐出用電極3は
その先端部における電界を強めるように絶縁性基板17
の端面から例えば50〜200μm程度突出している。
また、シールド電極7は図2に示すように絶縁性基板1
7の端面から例えば20〜40μm程度突出している。
これは、隣接するインク吐出用電極間の電気的な相互干
渉の抑制効果を高めるためである。また、シールド電極
7の突出部分も被覆部材4によって覆われている。さら
に、このシールド電極7の突出部分の被覆部材4は隣接
するインク吐出用電極3間のインク流を機械的に分離す
る役目をしている。そのため、隣接するインク吐出用電
極3間のインク表面形状(インクメニスカス)が繋がっ
てブリッジ(液絡)を形成するのを防いで、インク吐出
時におけるインク吐出用電極3同士でインクメニスカス
に影響を及ぼし合うのを防いでいる。また、図2に示す
ように各々のインク吐出用電極3には個別のパルス電源
9および共通のバイアス電源8が接続されている。
FIG. 2 is a top view showing the basic structure of the ink jet recording head 1 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the ink jet recording head 1 has a configuration in which the ink discharge electrodes 3 are arranged in parallel in the main scanning direction of printing at intervals of, for example, 500 μm. FIG. 3 is a perspective view showing a detailed structure around one ink discharge electrode 3 in the ink jet recording head 1 according to the first embodiment. A shield electrode 7 is provided between two adjacent ink discharge electrodes 3. The entire surface of the shield electrode 7 is covered with the insulating covering member 4. Further, the space other than the space on the upper surface of the ink discharge electrode 3 is filled with the covering member 4. The gap on the upper surface of the ink discharge electrode 3 forms an ink flow path of each ink discharge electrode 3. This ink flow path sucks up the ink 6 supplied into the recording head 1 through the ink circulation path 14a shown in FIG. 1 toward the tip of the ink discharge electrode 3 by capillary action, and the ink 6 The tip is always wet. The ink discharge electrode 3 is formed on a single insulating substrate 17 covered with an insulating thin film member 18. For example, glass is used for the insulating substrate 17, and an organic thin film such as polyimide is used for the insulating thin film member 18. here,
For example, high relative dielectric constant such as glass (ε s = 7 to 10)
By coating the extent) substrate, for example, low dielectric constant, such as polyimide (epsilon s = about 3.4) thin film, the electric field at the tip of the ink ejection electrode 3 when ejecting the ink in a state of being aggregated Can be prevented from lowering the concentration. The ink discharge electrode 3 is formed as a thin film electrode on the insulating thin film member 18 in the manufacturing process of the ink jet recording head 1. The electrode 3 for ink ejection is provided on the insulating substrate 17 so as to strengthen the electric field at the tip.
Protrudes from the end face of, for example, about 50 to 200 μm.
Further, as shown in FIG.
7 protrudes, for example, by about 20 to 40 μm.
This is to enhance the effect of suppressing electrical mutual interference between adjacent ink ejection electrodes. The projecting portion of the shield electrode 7 is also covered by the covering member 4. Further, the covering member 4 at the protruding portion of the shield electrode 7 serves to mechanically separate the ink flow between the adjacent ink discharging electrodes 3. Therefore, it is possible to prevent the ink surface shape (ink meniscus) between the adjacent ink discharge electrodes 3 from being connected to form a bridge (liquid junction), and to influence the ink meniscus between the ink discharge electrodes 3 during ink discharge. To prevent them from affecting each other. Further, as shown in FIG. 2, an individual pulse power supply 9 and a common bias power supply 8 are connected to each ink discharge electrode 3.

【0012】図1は、第1の実施例に関わるインクジェ
ットプリンタの一つの構成例を示している。本発明に関
わるプリンタで使用されるインク6は、有機溶媒中に帯
電した色剤粒子が分散されたものである。具体的には、
色剤粒子は顔料粒子に帯電制御剤および分散剤などを付
与させたものであり、個々の色剤粒子は帯電した状態で
有機溶媒中に含有されている。そのため、色剤粒子同士
の静電反発力により有機溶媒中で色剤粒子が凝集するこ
となく分散している。インク6がインクタンク12から
供給用ポンプ13aにより吸引され、インク循環路14
aを通じてインクジェット方式記録ヘッド1に供給され
る。インク6はインク循環路14aと記録ヘッド1との
間のインク導入路15を通じて記録ヘッド1に供給さ
れ、記録ヘッド1内を図中の上から下の方向に流れる。
インクジェット方式記録ヘッド1にはインク吐出用電極
3が印字の主走査方向(図中の矢印A方向)に並列に一
定の配列ピッチで複数配列されている。各々のインク吐
出用電極3には個別のパルス電源9と共通のバイアス電
源8が接続されている。また、パルス電源9には駆動回
路11からの制御信号が接続されており、パーソナルコ
ンピュータ等から送られてくる印字データに応じて各々
のパルス電源9へ制御信号が独立して送信されることに
より、インク吐出用電極3への電圧の印加が制御される
ようになっている。パルス電源9から電圧が印加された
インク吐出用電極3からは、インク吐出用電極3の先端
近傍の電界によりインク6中に分散されている帯電した
色剤粒子(図中に明示せず)が凝集され、凝集された色
剤粒子は接地された対向電極2に向かって吐出される。
その結果、対向電極2上の記録媒体5に色剤粒子の凝集
体によるドットが形成されて、印字が行われる。このよ
うにして主走査方向の1ライン分の印字が終了すると、
図中に明示していない搬送機構により記録媒体5が副走
査方向(図中の矢印B方向)に印字解像度の1ドットピ
ッチ分だけ移動される。そして、次の1ライン分の印字
が開始される。このような印字作業を記録媒体5上の印
字領域内で繰り返すことにより、1ページ分の印字が実
行される。印字作業時において、インク吐出過程で消費
されずにインク吐出用電極3の先端部に残った色剤粒子
はインク循環流とともにインク吐出用電極3の先端部か
ら記録ヘッド1の裏面へと流される。記録ヘッド1の裏
面へ流れたインク6は、図中に明示しないインク導出路
から回収用ポンプ13bにより吸引されてインク循環路
14bへと流れ込む。インク循環路14bを流れるイン
ク6は、インクタンク12に戻されて再び印字に使用さ
れる。上述した手順は1色のみの印字についてである
が、カラー画像のような多色印字の場合には、イエロー
(Y),マゼンタ(M),シアン(C)および黒(K)
の各インクを印字するための複数のインクジェット方式
記録ヘッド1を例えば印字の副走査方向に対して並列に
備えたプリンタ構成にすればよい。
FIG. 1 shows one configuration example of an ink jet printer according to the first embodiment. The ink 6 used in the printer according to the present invention is one in which charged coloring agent particles are dispersed in an organic solvent. In particular,
The coloring agent particles are obtained by adding a charge controlling agent, a dispersing agent, and the like to the pigment particles, and the individual coloring agent particles are contained in the organic solvent in a charged state. Therefore, the colorant particles are dispersed in the organic solvent without aggregation due to the electrostatic repulsion between the colorant particles. The ink 6 is sucked from the ink tank 12 by the supply pump 13a,
a to the inkjet recording head 1. The ink 6 is supplied to the recording head 1 through an ink introduction path 15 between the ink circulation path 14a and the recording head 1, and flows inside the recording head 1 from top to bottom in the drawing.
In the ink jet recording head 1, a plurality of ink discharge electrodes 3 are arranged in parallel at a constant arrangement pitch in the main scanning direction of printing (the direction of arrow A in the drawing). An individual pulse power supply 9 and a common bias power supply 8 are connected to each ink ejection electrode 3. Further, a control signal from the drive circuit 11 is connected to the pulse power supply 9, and the control signal is transmitted to each pulse power supply 9 independently according to print data transmitted from a personal computer or the like. The application of a voltage to the ink discharge electrode 3 is controlled. From the ink discharge electrode 3 to which a voltage is applied from the pulse power supply 9, charged colorant particles (not explicitly shown in the figure) dispersed in the ink 6 by an electric field near the tip of the ink discharge electrode 3 are formed. The aggregated colorant particles are discharged toward the counter electrode 2 that is grounded.
As a result, dots are formed on the recording medium 5 on the counter electrode 2 by aggregates of colorant particles, and printing is performed. When printing of one line in the main scanning direction is completed in this manner,
The recording medium 5 is moved in the sub-scanning direction (the direction of arrow B in the figure) by one dot pitch of the printing resolution by a transport mechanism not explicitly shown in the figure. Then, printing for the next one line is started. By repeating such a printing operation in the printing area on the recording medium 5, printing for one page is performed. At the time of the printing operation, the coloring material particles which are not consumed in the ink discharging process and remain at the tip of the ink discharging electrode 3 flow from the tip of the ink discharging electrode 3 to the back surface of the recording head 1 together with the ink circulation flow. . The ink 6 flowing to the back surface of the recording head 1 is sucked from an ink lead-out passage (not shown) by the collection pump 13b and flows into the ink circulation passage 14b. The ink 6 flowing through the ink circulation path 14b is returned to the ink tank 12 and used again for printing. The above procedure is for printing of only one color. However, in the case of multicolor printing such as a color image, yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K) are used.
A plurality of ink jet recording heads 1 for printing the respective inks may be provided in parallel, for example, in the sub-scanning direction of printing.

【0013】本実施例の特徴は、インクジェット記録ヘ
ッド1にインク6を供給するインク循環路14aの途中
にろ過手段20aを備えることにある。ろ過手段20a
は、例えばスポンジなどのような多孔質部材やろ紙のよ
うな部材を用いる。これらのろ過手段20aに用いられ
る部材は、色剤粒子の粒径の数倍程度の内径の孔を有し
ているので、分散しているここの色剤粒子は通過できる
が、色剤粒子の凝集体は通過できないようになってい
る。したがって、インク6の中に前述したような色剤粒
子の凝集体が含まれていると、インクタンク12から供
給用ポンプ13aにより吸引された時に、分散している
色剤粒子と一緒に色剤粒子の凝集体もインク循環路14
aの中に送り込まれる。ところが、インク循環路14a
の途中にろ過手段20aが挿入されているため、色剤粒
子の凝集体がインクジェット方式ヘッドに送り込まれる
のを阻止することができる。その結果、インクジェット
記録方式ヘッド内のインク流路には分散した状態の色剤
粒子だけが供給されるので、インク流路内での目詰まり
が起こらなくなる。また、ろ過手段20aはカートリッ
ジのような形態にすることで、ろ過能力が低下した場合
でも容易に交換することができる。
The feature of this embodiment is that a filtering means 20a is provided in the middle of an ink circulation path 14a for supplying the ink 6 to the ink jet recording head 1. Filtration means 20a
For example, a porous member such as a sponge or a member such as filter paper is used. The members used for these filtering means 20a have holes having an inner diameter of about several times the particle size of the colorant particles, so that the dispersed colorant particles can pass through, but the colorant particles have Aggregates are not allowed to pass. Therefore, when the agglomerates of the colorant particles as described above are included in the ink 6, when the ink 6 is sucked from the ink tank 12 by the supply pump 13a, the colorant is dispersed together with the colorant particles dispersed therein. Aggregates of particles are also in the ink circulation path 14.
a. However, the ink circulation path 14a
Since the filtering means 20a is inserted in the middle of the process, it is possible to prevent the aggregate of the colorant particles from being sent to the ink jet head. As a result, since only the dispersed colorant particles are supplied to the ink flow path in the ink jet recording head, clogging in the ink flow path does not occur. Further, by forming the filtering means 20a into a form like a cartridge, even if the filtering ability is reduced, it can be easily replaced.

【0014】以上、本実施例によってインクジェット方
式記録ヘッド1内のインク流路に色剤粒子の凝集体が入
り込むのを防止することができるので、インク流路内で
の目詰まりが起こらなくなる。その結果、長期に亘って
安定したインクの吐出が得られるので、記録ヘッド装置
の長寿命化が図れる。また、ろ過手段20aをカートリ
ッジの形態にすることでプリンタ装置のメンテナンスを
簡易化できる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent agglomerates of colorant particles from entering the ink flow path in the ink jet type recording head 1, so that clogging in the ink flow path does not occur. As a result, stable ink ejection can be obtained over a long period of time, and the life of the recording head device can be extended. Further, the maintenance of the printer device can be simplified by forming the filtering means 20a in the form of a cartridge.

【0015】次に、本発明における第2の実施例につい
て説明する。図4は、第2の実施例に関わるインクジェ
ットプリンタの一つの構成例を示している。プリンタ装
置の構成は、ろ過手段20b以外は第1の実施例と同じ
なので、重複する部分の説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows one configuration example of an ink jet printer according to the second embodiment. The configuration of the printer device is the same as that of the first embodiment except for the filtering means 20b, so that the description of the overlapping portions will be omitted.

【0016】本実施例の特徴は、インクジェット記録ヘ
ッド1からインク6を回収するインク循環路14bの途
中にろ過手段20bを備えることにある。ろ過手段20
bは、例えばスポンジなどのような多孔質部材やろ紙の
ような部材を用いる。これらのろ過手段20bに用いら
れる部材は、色剤粒子の粒径の数倍程度の内径の孔を有
しているので、分散している個々の色剤粒子だけが通過
できるようになっている。したがって、インク吐出用電
極3の先端部で凝集された状態の色剤粒子がそのまま回
収されてきたり、回収口から埃や紙粉などがインク6の
中に入り込んでしまうと、分散している色剤粒子と一緒
にこれらの異物も前記インク循環路14bの中を通る。と
ころが、インク循環路14bの途中にろ過手段20bが
挿入されているため、色剤粒子の凝集体や埃などの異物
がインクタンク12に送り込まれるのを阻止することが
できる。その結果、インクタンク12には分散した状態
の色剤粒子だけが回収されるので、インクジェット方式
記録ヘッド1内のインク流路で目詰まを引き起こすこと
なくインク6を再利用することができる。
The feature of this embodiment resides in that a filtering means 20b is provided in the middle of an ink circulation path 14b for collecting the ink 6 from the ink jet recording head 1. Filtration means 20
For b, a porous member such as a sponge or a member such as filter paper is used. The members used for these filtering means 20b have holes having an inner diameter of about several times the particle diameter of the colorant particles, so that only the dispersed individual colorant particles can pass through. . Therefore, if the colorant particles in the state of being aggregated at the tip of the ink discharge electrode 3 are collected as they are, or if dust or paper dust enters the ink 6 from the collection port, the dispersed color is These foreign substances along with the agent particles also pass through the ink circulation path 14b. However, since the filtering means 20b is inserted in the middle of the ink circulation path 14b, foreign substances such as aggregates of colorant particles and dust can be prevented from being sent into the ink tank 12. As a result, only the dispersed colorant particles are collected in the ink tank 12, so that the ink 6 can be reused without causing clogging in the ink flow path in the ink jet recording head 1.

【0017】以上、本実施例により、インクタンク12
内のインク6に色剤粒子の凝集体や埃などの異物が混入
することを防止できる。その結果、インクジェット方式
記録ヘッド内のインク流路の目詰まりを防止して、長期
間に亘って安定なインク吐出を実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the ink tank 12
It is possible to prevent foreign substances such as aggregates of colorant particles and dust from being mixed into the ink 6 in the inside. As a result, clogging of the ink flow path in the ink jet type recording head is prevented, and stable ink ejection over a long period of time can be realized.

【0018】次に、本発明における第3の実施例につい
て説明する。図5は、第2の実施例に関わるインクジェ
ット記録装置の一つの構成例を示している。インクジェ
ット記録装置の構成は、ろ過手段20c周辺以外は第1
の実施例と同じなので、重複する部分の説明を省略す
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 shows one configuration example of the ink jet recording apparatus according to the second embodiment. The configuration of the ink jet recording apparatus is the first except for the periphery of the filtering means 20c.
Since the embodiment is the same as that of the first embodiment, the description of the overlapping parts will be omitted.

【0019】本実施例における特徴は、通常のインク循
環系の他に、ポンプ13cおよび13d,インク循環路
14cおよび14d,ろ過手段20cとこれらの制御す
るコントローラ30とで構成されるインクろ過用の循環
系を備えたことにある。図5において、印字動作時にお
いてはインク循環路14aおよび14bを通る循環系だ
けが動作しており、上述のろ過用の循環系は動作してい
ない。インク6をろ過する場合には、コントローラ30
からポンプ13cおよび13dを作動させるための信号
が伝達されて、ろ過用の循環系が作動するようになって
いる。以下に、ろ過用循環系の動作を制御する手順につ
いて説明する。
The present embodiment is characterized in that, in addition to a normal ink circulation system, an ink filtration system comprising pumps 13c and 13d, ink circulation paths 14c and 14d, filtration means 20c, and a controller 30 for controlling these. It has a circulatory system. In FIG. 5, during the printing operation, only the circulation system that passes through the ink circulation paths 14a and 14b is operating, and the above-described circulation system for filtration is not operating. When the ink 6 is filtered, the controller 30
A signal for operating the pumps 13c and 13d is transmitted from the controller, and the circulating system for filtration is operated. The procedure for controlling the operation of the circulation system for filtration will be described below.

【0020】図6は、コントローラ30の回路構成をプ
ロック図として示した図である。中央処理部301はマ
イクロコンピュータあるいはPLDなどのような一定の
プログラムにしたがって周辺の回路を制御する集積回路
素子である。データ部302は、中央処理部301から
のリクエストに応じて日付や時間などのデータを中央処
理部301に送り返す。カウンタ部303は、図5にも
示してあるようにインク吐出制御用の駆動回路11と繋
がっている。駆動回路11側では、1ページの印字を行
うたびに単発のパルス信号をコントローラ側に送信す
る。コントローラ30側では、このパルス信号をカウン
タ部で受信して、1回の電源投入時において1ページ印
字した回数を積算していく。メモリ部304は不揮発性
メモリであり、EEPROMなどのように電気的に書き換えが
可能な素子である。メモリ部304には前回使用した日
付やこれまでに1ページ印字した積算回数が記録されて
いる。コントローラ30はこのような回路構成におい
て、図7のフローチャートに示した制御シーケンスを実
行する。プリンタ装置の電源スイッチが投入されると、
図6における中央処理部301はメモリ部304に格納
されているデータをロードする。中央処理部301で
は、その時点までの印字の積算回数N1とインクろ過が
必要となる規定の印字回数N0とを比較する。N1≧N
0の場合には、ポンプ13cおよび13dを作動させる
信号を伝達して、ろ過用の循環系を起動させる。また、
N1<N0の場合には、次に前回の日付とその時点の日
付を用いて、前回の使用日から経過した日数D1を求め
る。そして、インクろ過が必要なる規定の経過日数D0
と比較する。D1≧D0の場合には、ポンプ13cおよ
び13dを作動させる信号を伝達して、ろ過用の循環系を
起動させる。また、D1<D0の場合には、そのまま印
字状態に移行する。その後は、一定の時間間隔でカウン
タ部303で積算された印字回数N2を中央処理部30
1にロードして今までの積算回数N1に加算して、これ
を改めて印字の積算回数N1としてインクろ過が必要と
なる規定回数N0と比較されて、インクろ過動作の必要
の有無が判別される。ここで、カウンタ部303から中
央処理部301に積算回数N2がロードされる時には、
カウンタ部303内のカウント数はリセットされる。こ
の動作は、インクジェット記録装置の電源スイッチがオ
フになるのが検知されるまで繰り返される。インクジェ
ット記録装置の電源スイッチがオフになるのを検知する
と、回路への通電が絶たれる前にコントローラ30の中
では中央処理部301内にあるそれまでの印字の積算回
数や日付などのデータをメモリ部304に保存されてい
た以前データと書き換える。以上述べたインクろ過手段
により必要最小限の頻度でインクをろ過する方法でも、
インクジェット方式記録ヘッド1内のインク流路で色剤
粒子の凝集体や異物による目詰まりが発生しなければよ
いので、インクろ過に用いるろ過手段20のろ過能力が
劣化するのを遅らせて、長寿命化できる。
FIG. 6 is a block diagram showing the circuit configuration of the controller 30 as a block diagram. The central processing unit 301 is an integrated circuit device that controls peripheral circuits according to a certain program such as a microcomputer or a PLD. The data unit 302 sends data such as date and time back to the central processing unit 301 in response to a request from the central processing unit 301. The counter section 303 is connected to the drive circuit 11 for controlling ink ejection as shown in FIG. The drive circuit 11 transmits a single pulse signal to the controller every time one page is printed. On the controller 30 side, the pulse signal is received by the counter section, and the number of times of printing one page at the time of turning on the power once is integrated. The memory unit 304 is a nonvolatile memory, and is an electrically rewritable element such as an EEPROM. The memory unit 304 records the date of last use and the total number of times one page has been printed so far. In such a circuit configuration, the controller 30 executes the control sequence shown in the flowchart of FIG. When the power switch of the printer is turned on,
The central processing unit 301 in FIG. 6 loads data stored in the memory unit 304. The central processing unit 301 compares the integrated number of printings N1 up to that point with the specified number of printings N0 that requires ink filtration. N1 ≧ N
In the case of 0, a signal for operating the pumps 13c and 13d is transmitted to activate the circulating system for filtration. Also,
If N1 <N0, the number of days D1 elapsed from the previous use date is calculated using the previous date and the date at that time. Then, the prescribed number of elapsed days D0 at which ink filtration is required
Compare with When D1 ≧ D0, a signal for operating the pumps 13c and 13d is transmitted to start the circulating system for filtration. When D1 <D0, the state shifts to the printing state. After that, the number of prints N2 integrated by the counter unit 303 at certain time intervals is stored in the central processing unit 30.
1 and added to the total number of times N1 so far, and this is compared again with the specified number of times N0 that requires ink filtration as the total number of prints N1 to determine whether or not the ink filtration operation is necessary. . Here, when the integration number N2 is loaded from the counter unit 303 to the central processing unit 301,
The count number in the counter unit 303 is reset. This operation is repeated until it is detected that the power switch of the ink jet recording apparatus is turned off. When it is detected that the power switch of the ink jet recording apparatus is turned off, the controller 30 stores data such as the accumulated number of times of printing and date in the central processing unit 301 in the central processing unit 301 before the power supply to the circuit is cut off. The data is rewritten with the previous data stored in the unit 304. Even with the method of filtering ink with the minimum necessary frequency by the ink filtering means described above,
As long as clogging due to aggregates of colorant particles and foreign matter does not occur in the ink flow path in the ink jet recording head 1, it is possible to delay the deterioration of the filtration ability of the filtration means 20 used for ink filtration and to extend the life. Can be

【0021】したがって、本実施例によりインク流路で
色剤粒子の凝集体や異物による目詰まりが発生しない範
囲で必要最小限の頻度のインクろ過をするので、インク
ろ過に用いるろ過手段20のろ過能力が劣化するのを遅
らせて、長寿命化できる。その結果、ろ過手段20の劣
化に伴う交換の頻度を減らすことができるので、メンテ
ナンスの簡便性を更に向上できる。
Therefore, according to the present embodiment, the ink is filtered at the minimum necessary frequency within a range where clogging due to aggregates of colorant particles or foreign matter does not occur in the ink flow path. Deterioration of performance can be delayed to extend the life. As a result, the frequency of replacement due to the deterioration of the filtering means 20 can be reduced, so that the simplicity of maintenance can be further improved.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればイ
ンクジェット方式記録ヘッド1内のインク流路に色剤粒
子の凝集体が入り込むのを防止することができるので、
インク流路内での目詰まりが起こらなくなる。その結
果、長期に亘って安定したインクの吐出が得られるの
で、記録ヘッド装置の長寿命化が図れる。また、ろ過手
段20aをカートリッジの形態にすることでプリンタ装
置のメンテナンスを簡易化できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the aggregates of the colorant particles from entering the ink flow path in the ink jet type recording head 1.
Clogging in the ink flow path does not occur. As a result, stable ink ejection can be obtained over a long period of time, and the life of the recording head device can be extended. Further, the maintenance of the printer device can be simplified by forming the filtering means 20a in the form of a cartridge.

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

【図1】本発明の第1の実施例に関わるインクジェット
記録装置の一構成例を示す図。
FIG. 1 is a view showing one configuration example of an ink jet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に関わるインクジェット方式記録ヘッド
の基本構造の上面図。
FIG. 2 is a top view of a basic structure of an ink jet recording head according to the present invention.

【図3】インクジェット方式記録ヘッド内のインク吐出
用電極近傍の立体的な構造を示す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing a three-dimensional structure near an ink discharge electrode in an ink jet recording head.

【図4】本発明の第2の実施例に関わるインクジェット
記録装置の一構成例を示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of an ink jet recording apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例に関わるインクジェット
記録装置の一構成例を示す図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an inkjet recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例に関わるインクジェット
記録装置に用いるコントローラ内部の構成を示したプロ
ック図
FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of a controller used in an ink jet recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例におけるインクジェット
記録装置に用いるコントローラの制御シーケンスを説明
するフローチャート図。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a control sequence of a controller used in an inkjet recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…インクジェット方式記録ヘッド、2…対向電極、3
…インク吐出用電極、4…隔壁部材、5…記録媒体、6
…インク、7…シールド電極、8…バイアス電源、9…
パルス電源、11…駆動回路、12…インクタンク、1
3a,13b,13c,13d…ポンプ、14a,14
b,14c,14d…インク循環路、15…インク導入
路、17…絶縁性基板、18…絶縁性薄膜部材、20
a,20b,20c…ろ過手段、30…コントローラ、3
01…中央処理部、302…データ発生部、303…カ
ウンタ部、304…メモリ部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ink jet recording head, 2 ... Counter electrode, 3
... Electrode for ink discharge, 4 ... Partition member, 5 ... Recording medium, 6
... Ink, 7 ... Shield electrode, 8 ... Bias power supply, 9 ...
Pulse power supply, 11 drive circuit, 12 ink tank, 1
3a, 13b, 13c, 13d ... pumps, 14a, 14
b, 14c, 14d: ink circulation path, 15: ink introduction path, 17: insulating substrate, 18: insulating thin film member, 20
a, 20b, 20c: filtration means, 30: controller, 3
01: central processing unit, 302: data generation unit, 303: counter unit, 304: memory unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡野 守 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 2C056 EA14 EA26 KB16 KB26 2C057 AF72 AG21 AH07 BD06  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Mamoru Okano 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in Hitachi Research Laboratory, Hitachi Ltd. 2C056 EA14 EA26 KB16 KB26 2C057 AF72 AG21 AH07 BD06

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁性薄膜部材を介して絶縁基板上に並列
に並べられた複数のインク吐出用電極を有するインクジ
ェット記録ヘッドと、 インクを格納するインクタンクと、 前記インクを循環させるインク循環部と、 個々の前記インク吐出用電極に接続された複数のパルス
電源と、 前記複数のインク吐出用電極に共通配線を介して接続さ
れたバイアス電源と、 前記複数のインク吐出用電極に対向して配置された対向
電極とを有し、 前記インク循環部は、インクろ過手段を有するインクジ
ェット記録装置。
1. An ink jet recording head having a plurality of ink discharging electrodes arranged in parallel on an insulating substrate via an insulating thin film member, an ink tank for storing ink, and an ink circulating unit for circulating the ink A plurality of pulse power supplies connected to the individual ink discharge electrodes; a bias power supply connected to the plurality of ink discharge electrodes via a common wiring; and a plurality of pulse power supplies facing the plurality of ink discharge electrodes. An ink-jet recording apparatus, comprising: a counter electrode disposed; and the ink circulating unit having an ink filtering unit.
【請求項2】請求項1のインクジェット記録装置におい
て、 前記インクろ過手段は、前記インクタンクから前記イン
クジェット記録ヘッドへインクを供給するインク循環路
に設けられたインクジェット記録装置。
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said ink filtering means is provided in an ink circulation path for supplying ink from said ink tank to said ink jet recording head.
【請求項3】請求項1のインクジェット記録装置におい
て、 前記インクろ過手段は、前記インクジェット記録ヘッド
から前記インクタンクへ回収するインク循環路に設けら
れたインクジェット記録装置。
3. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said ink filtering means is provided in an ink circulation path for recovering said ink from said ink jet recording head to said ink tank.
【請求項4】請求項1乃至3の少なくとも1つのインク
ジェット記録装置において、 前記インクろ過手段は、着脱自在のカートリッジ形式で
あるインクジェット記録装置。
4. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said ink filtering means is a detachable cartridge type.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011183583A (en) * 2010-03-05 2011-09-22 Seiko Epson Corp Filter, liquid ejection head, and liquid ejector

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