JP2004322509A

JP2004322509A - インクジェットヘッド用フィルタユニット

Info

Publication number: JP2004322509A
Application number: JP2003121460A
Authority: JP
Inventors: Naoto Ueda; 直人植田; Yutaka Shoji; 裕庄司; Hiroshi Takahagi; 浩高萩; Norimasa Kondo; 徳政近藤; Masato Katada; 真人片田
Original assignee: Hitachi Printing Solutions Inc
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】インクジェットヘッド用フィルタユニットにおいて、ハウジング内に混入した気泡の除去を可能にし、同じくハウジング内に気泡が混入したか否かの判断が容易に出来ることを可能としたインクジェットヘッド用フィルタユニットを提供する。
【解決手段】インク導入部２とインクジェットヘッドにインクを供給するためのインク出口部８を備えたハウジング１及び６で、インク中の不純物質をろ過する平面なフィルタ９を有したインク経路において、インク導入部２からフィルタ９間までの第１室３と、フィルタ９と出口部８までの第２室７に、夫々第１の排出口４及び第２の排出口５を設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドにインクを供給するためのインク流路に混入した空気を簡便に除去するインクジェットヘッド用フィルタユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のインクジェット記録装置の概略を示す正面断面図である。図４に示すように、従来のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッド２５と、インク供給容器２４と、これらを繋ぐインク流路２６、２７と、フィルタユニット２８と、吸引キャップ２９を有する。
【０００３】
インクジェットヘッド２５には複数個の吐出ノズル（図示せず）が設けられており、発熱素子や圧電素子等により付与された加圧力でもって吐出ノズルからインク滴を飛翔させることより記録を行なう。
【０００４】
吸引キャップ２９はインクジェットヘッド２５の表面に付着したゴミやインク、あるいはインクジェットヘッド２５内やフィルタユニット２８内に混入した空気の除去を目的として設けられている。当該吸引キャップ２９は、必要に応じてインクジェットヘッド２５の吐出ノズルが配設された面に固定されて、吸引キャップ２９と吐出ノズル面とで形成された空間を密封した後、吸引キャップ２９に連通している吸引機構（図示せず）により矢印ｄ方向に吸引することで、気泡等の除去動作を実施する。
【０００５】
また、上記構成のインクジェット記録装置においては、インクタンク等のインク供給部からインクジェットヘッドにインクを供給する過程において、インク中に混在するゴミ等の不純物がインクジェットヘッド２５に入り込むことを防ぐことを目的としてフィルタユニットを設けている。
【０００６】
図４において、フィルタユニット２８はハウジング３３と、当該ハウジング３３により挟持されているフィルタ２３よりなり、フィルタ２３は密閉された状態となっている。また、図４において、ハウジング３３は２分割の形状となっているが、この限りではない。ハウジング３３の内部形状は、フィルタ２３の前後ともインクの流体抵抗の低減を考慮して円錐状の形状となっている。前述したように、図４においては、フィルタ２３をハウジング３３にて挟み込む構造としているが、その他の方法として、接着や溶着などの技術を用いて装着する場合や、インサートモールド等の一体成型による構成でも可能である。いずれにおいても内部のインクがハウジング外に漏れることが無いよう、フィルタユニット２８内の気密が保たれる構造となっている。
【０００７】
以下、インク供給機構の構成について説明する。図４において、矢印ｃはインクの流れる方向を示す。インク供給容器２４から供給されるインクはインク流路２６中を流れ、フィルタユニット２８に入り込む。更に、フィルタユニット２８に送り込まれたインクはインク中に混入したゴミ等の不純物がフィルタ２３でろ過された後、インク流路２７に流れ込み、最終的にインクジェットヘッド２５へ送られる構成となっている。本図においては省略されているがインク供給容器２４は内部の圧力が一定となる機構を有し、インク供給容器２４内のインク量の変化による内部圧力の変動が発生しないものとなっている。インク流路２６及び２７は継手部材（図示せず）にてインク供給容器２４、フィルタユニット２８及びインクジェットヘッド２５に接合されており、気密が保たれている。このインク流路２６及び２７には、必要に応じてインク流量を調節する機構などが付加される場合もある。インク流路２６、２７を形成する部材としては樹脂や金属の管を用いたものが使用されるが、インクの物性対する耐食性、及び空気などの気体透過性を考慮した上で最適の材料が選択される。なお、インク流路２６、２７はインクジェット記録装置内における他の部材と一体で成型される場合もある。
【０００８】
フィルタ２３の形状は平板状となっているが、図５に示すような円筒形状フィルタ３０を使用すると、フィルタの表面積が拡大し、ろ過効率を向上させることができる。通常、フィルタ２３の開孔径は最大でもインクジェットヘッドのインク吐出ノズル径よりも小さいものを用いることで、供給されるインク内の異物などによるノズルづまりなどの不具合を防止している。
【０００９】
前述したフィルタユニット２８内の空気除去の方法として、フィルタの上流側のみではあるが、排出管を用いて空気を排出する方法などがある（例えば特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−３３０２０６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来のインクジェットヘッド用フィルタユニットでは、供給されるインクのゴミ等の不純物は容易に除去できる利点がある。しかしながら、例えば何等かの理由により、インジェットヘッド２５の吐出ノズルより入り込んだ空気がインク中に混入して気泡となり、フィルタユニット２８内部へ進入してフィルタ２３の面に付着した場合、気泡の逃げ場がなくなってしまう。入りこんだ気泡の大きさが吐出ノズル径よりも小さな微細な気泡の場合には、吸引キャップ２９の除去動作によりインクと共に排出することが可能であるが、図４に示すような微細な気泡集まって成長した大きな気泡３１については、吸引キャップ２９の気泡除去動作を実施してもインクのみが流出し、気泡はフィルタユニット２８に留まってしまう。気泡３１のように成長した気泡は、相当の圧力を用いても除去が困難となる。そして、気泡の除去に伴うインクの排出もインクの有効使用の観点から見ればムダが多い。しかし、フィルタユニット２８内に気泡を残しておくと、気泡がインク供給の妨げとなり、記録動作時のインクの流量が減り、インク不吐出等の不具合の原因となる。
【００１２】
一方、フィルタ２３のインク供給容器２４側に何等かの理由により空気が混入した場合においても同様の問題が発生する。すなわち、フィルタユニット２８内に溜まった気泡の大きさがインクフィルタ２３の開孔径よりも小さな微細な気泡の場合には、吸引キャップ２９の除去動作によりインクと共に排出することが可能であるが、微細な気泡集まって成長した大きな気泡についてはインクのみが流出し、気泡がハウジング２８内に留まる現象が発生する。これにより、インク供給容器２４から供給されるインクの流量が減り、インク不吐出等の不具合の原因となってしまう。
【００１３】
また、フィルタユニット２８を金属等の材質で形成した場合、内部の状態が安易に確認できない。このため記録装置において、インクジェットヘッド２５のインク不吐出等の不具合発生時に、気泡がフィルタユニット内部に混入しているか否かの判断が容易ではなく、不具合の原因究明が困難となるという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明はフィルタユニット内のインクジェットヘッド側及びインク供給容器側に混入した空気を簡便に除去できるインクジェット用フィルタユニットを提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に記載の発明は、インク導入部とインクジェットヘッドにインクを供給するためのインク出口部を備えたハウジングと、インク中の不純物質を除去するフィルタとと、該ハウジング内の前記インク導入部から前記フィルタとの間の空間に第１の気泡排出口を設け、前記フィルタとインク出口部との間の空間に第２の排出口を設けたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載のインクジェットヘッド用フィルタユニットにおいて、前記第１の排出口及び第２の排出口の位置は、それぞれインク導入部とインク出口部に対して鉛直方向の上側に設けることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載のインクジェットヘッド用フィルタユニットにおいて、前記フィルタとの間の空間、及び前記フィルタとインク出口部との間の空間の形状は鉛直方向上部に向かって任意の角度をもって傾斜した形状であり、かつその鉛直方向の最上部に第１の排出口及び第２の排出口が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項２記載のインクジェットヘッド用フィルタユニットにおいて、前記第１の排出口及び第２の排出口は内部の状態を確認できるよう透明もしくは半透明な管状の部材にて形成されることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一例について図面を参照して説明する。
図１は本発明を適用したインクジェット記録装置のインク供給容器とインクジェットヘッド間に設けられたフィルタユニットの断面図である。導入側ハウジング１の内部には第１室３が形成されており、当該第１室３にはインク供給容器と導通するインク導入口２が設けられている。出口側ハウジング６の内部には第２室７が形成されており、当該第２室７にはインクジェットヘッドに導通するインク出口部８が設けられている。
【００２０】
９はフィルタであって、本例においては図１の如く、第１室３の開口部を漏れなく覆うよう固着されているが、その固定方法に関してはこの限りではなく、パッキンやシール部材などを用いてフィルタ外周部とハウジング内部を漏れ無く固定した構成でもよい。フィルタ９は平板の形状であり、開孔径はインクジェットヘッドの吐出ノズル径よりも小さくなっている。
【００２１】
導入側ハウジング１と出口側ハウジング６は、シール部材（図示せず）を介して複数のネジによりハウジング内部が気密状態となるよう密着・固定されている。なお、導入側ハウジング１と出口側ハウジング６の固定は、接着や溶着または接合面にシール部材などを挟んで固定することでも成し得る。
【００２２】
本発明のフィルタユニットにおいて、インク供給容器からのインクは矢印ａの方向から入り込み、フィルタ９を通過して矢印ｂの方向へ排出され、インクジェットヘッドへと供給される。なお、本図においてはインク導入口２とインク出口部８はそれぞれ１箇所で図示してあるがこの限りではない。また、インク導入口２とインク出口部８に結合されているインク流路部材２０は図示せぬ継手部材により結合されているものであるが、気密が得られる手段であればこの限りではない。
【００２３】
また、導入側ハウジング１には第１室用排出口４が設けられており、その配置はインク導入口２に対し鉛直方向で上側となる位置にある。第１室用排出口４の先端には排出用管１１が接続されている。このような構成とすることにより、何らかの理由により第１室３に入り込んだ空気の気泡はフィルタ９に付着することなく、又は付着した場合であっても、より上部の第１室用排出口４に向かって気泡が上昇するため、フィルタ９のインク流路の有効面積を減らすことなく、インクを通過させることが出来る。
【００２４】
一方、出口側ハウジング６には第２室用排出口５が設けられており、その配置はインク出口部８に対し鉛直方向で上側となる位置にある。第２室用排出口５の先端には排出用管１２が接続されている。
【００２５】
図１のＡ―Ａを断面を矢印方向Ｂから見た形状を図２に示す。１７は導入側ハウジングの外形、１９はフィルタ、１５は第１室の形状を示す。また、第１室１５は上部が任意の角度をもって傾斜した形状となっているため、気泡が混入した場合においては、気泡は上昇しながら鉛直方向の最上部となる位置１８に集まる。位置１８には図１における第１室用排出口４が配置されているので気泡の排出が容易となる。
【００２６】
また、図２において、１６に示す破線は第２室の形状を示しており、第１室と同様に上部が任意の角度をもって傾斜した形状となっている。このため気泡が混入した場合においては、気泡は上昇しながら鉛直方向の最上部となる位置２１に集まる。位置２１には図１における第２室用排出口５が設けられているので、気泡の排出が容易となる。
【００２７】
排出用管１１、１２は透明な材質を用いており、管内部のインクの状態及び混入した気泡の状態が確認し得るものとなっている。排出用管１１、１２は内部状態が確認し得る材質であれば透明に限らず半透明なものでもよい。通常時、排出用管１１、１２には栓１３、１４が装着されているため、気密を保持することができる。そして、気泡が混入した場合には、排出用管１１または１２に所定の吸引圧を発生させる手段を結合させることで、内部のインクを容易に排出させることが可能となる。なお、ここでいう所定の吸引圧とはインクジェットヘッドのノズル内（メニスカスなど）に影響を及ぼすことのない程度の圧力を指し、つまりはノズルより空気が入り込まない圧力をいう。
【００２８】
本発明の例では、フィルタが傾く位置となるよう設けられているがこの限りではなく、フィルタ４９を鉛直方向に配してもよい。この場合、図３に示す例の如く、導入側ハウジング４１の内部には第１室４３を形成し、当該第１室４３にはインク供給容器と導通するインク導入口４２を設け、第１室用排出口４４は導入側ハウジング４１の鉛直方向で上側となる位置に設ける。また、出口側ハウジング４６の内部には第２室４７を形成し、当該第２室４７にはインクジェットヘッドと導通するインク出口部４８を設け、第２室用排出口４５は出口側ハウジング４７の鉛直方向で上側となる位置に設ける。また、通常時、排出用管には栓５３、５４が装着されているため、気密を保持することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフィルタユニットの構成によれば、フィルタユニット内に気泡が混入しても簡便に除去作業が行なえると共に、インクジェットヘッドの不吐出などの発生時にその原因がフィルタ内に混入した気泡によるものか否かの判断が容易に出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例となるフィルタユニットの側面断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の他の例となるフィルタユニットの側面断面図。
【図４】従来のインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図。
【図５】従来のフィルタユニットの構成の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１は導入側ハウジング、２はインク導入口、３は第１室、４は第１室用排出口４、５は第２室用排出口、６は出口側ハウジング、７は第２室、８はインク出口部、９はフィルタ、１１、１２は排出用管、１３、１４は栓である。

Claims

インク導入部とインクジェットヘッドにインクを供給するためのインク出口部を備えたハウジングと、インク中の不純物質を除去するフィルタとと、該ハウジング内の前記インク導入部から前記フィルタとの間の空間に第１の気泡排出口を設け、前記フィルタとインク出口部との間の空間に第２の排出口を設けたことを特徴とするインクジェットヘッド用フィルタユニット。
前記第１の排出口及び第２の排出口の位置は、それぞれインク導入部とインク出口部に対して鉛直方向の上側に設けることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド用フィルタユニット。
前記フィルタとの間の空間、及び前記フィルタとインク出口部との間の空間の形状は鉛直方向上部に向かって任意の角度をもって傾斜した形状であり、かつその鉛直方向の最上部に第１の排出口及び第２の排出口が設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のインクジェットヘッド用フィルタユニット。
前記第１の排出口及び第２の排出口は内部の状態を確認できるよう透明もしくは半透明な管状の部材にて形成されることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド用フィルタユニット。