JPH0470149B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はインクジエツトプリンタに係り、さら
に詳しくは高速で往復移動するキヤリツジ側にサ
ブインクタンクを設け、このサブインクタンクと
メインインクタンクとをチユーブにより連絡した
形式のインクジエツトプリンタに関するものであ
る。

従来技術 インクジエツトプリンタは液滴を吐出するため
のオリフイスと、このオリフイスに連通する液流
路と、この液流路に連通するインクタンクと、オ
リフイスから液体を液滴として吐出させるために
用いられるエネルギーを発生するエネルギー発生
体とを備えている。

このようなインクジエツトプリンタの中には、
キヤリツジ側にサブインクタンクを有し、このサ
ブインクタンクからインクの供給を受けてインク
を液滴として噴射して記録を行なうインクジエツ
トヘツドを備えた形式のものが多い。

このような装置で、かつキヤリツジを高速で往
復移動させつつ印字を行なうインクジエツトヘツ
ドにおいては装置の輸送中や、使用時におけるヘ
ツド側に加わる振動や衝撃等によつて生じるイン
クの漏洩や、インクの蒸発を防止するために、メ
インインクタンクからインクジエツトノズルまで
の間を大気と連通部のない完全密閉形とすること
が望ましい。

一方、キヤリツジを高速で往復運動させつつ記
録を行なうインクジエツトプリンタにおいては、
キヤリツジの往復運動に伴つてメインインクタン
クからサブインクタンクへインクを供給するチユ
ーブも移動するため、走査時の振動や走査の開
始、停止時、キヤリツジの印字方向の両端でも方
向転換時に生じる加速度の変化に伴い、液流路の
オリフイスに圧力変動を生じ、液流路のメニスカ
スに不当な振動が加わり、ヘツドから吐出される
インクの液滴の大きさが変化したり吐出速度が変
化したり、あるいはヘツド内に空気を抱き込んで
インクが不吐出になつたり、さらにはオリフイス
からインク洩れを生じ、正常な印字が不可能とな
ることがある。

従来のこの種のインクジエツトプリンタの要部
の構造を第１図及び第２図に示す。

第１図において符号１で示すものはメインイン
クタンクで、その内部にはインク袋１ａが収容さ
れている。

また、符号２で示すものは記録ヘツドで、この
記録ヘツド２は図示していないキヤリツジに搭載
されており、その一部にはサブインクタンク３が
設けられている。そしてこのサブインクタンク３
とメインインクタンク１とはフレキシブルチユー
ブ４によつて連絡されている。サブインクタンク
３の内部の上端部には空気層３ａが形成されてお
り、振動や衝撃に伴う圧力変動を吸収している。

この空気室３ａには大気連通管５の一端が臨ま
されており、この大気連通管５を通して空気室３
ａ側に常に大気圧を導くと共に、サブインクタン
ク３内のインクのレベルが増大した場合にはこの
サブインクタンク３から余分なインクを排出する
役目を果たしている。

一方、符号６で示すものはガラス細管などから
成る液流路で、その先端部にはオリフイス７が形
成されており、その途中にはエネルギー発生体と
しての圧電素子８が装着されている。

この液流路６の後端部はサブインクタンク３内
に浸漬されており、この部分にフイルタ９が設け
られている。

一方符号１０で示すものは、インク不吐出回復
系を構成する減圧発生手段で、この減圧発生手段
１０とキヤツプ１１はチユーブ１２によつて連絡
されており、記録ヘツド２がホームポジシヨンに
至つた場合にキヤツプ１０を大気連通管５及びオ
リフイス７に密着させ、減圧発生手段１０によつ
て発生される負圧により、インクを吸引して常に
インクの吐出が行なわれる状態を保つ構成とされ
ている。

以上のような構造を有するインクジエツトプリ
ンタにおいては液流路６の後端部に設けられたフ
イルタ９の役割が極めて大きい。即ち、このフイ
ルタ９を設けることにより、フレキシブルチユー
ブ４内のインクに作用する慣性力による圧力変動
を阻止し、サブインクタンク６が高速で走査され
た場合、サブインクタンク内のインクは激しく泡
立ち、気泡が発生するが、これらの気泡を遮断
し、液流路６内へ通さない働きを持つ。

さらに、インクの吐出を行なうために、圧電素
子８にパルス電圧を印加させ、これを収縮させる
ことにより液流路６の体積を減少させて、インク
を吐出させるが、この時液流路６内に発生した圧
力がサブタンク３内に逃げないようにし、効率良
くインクを吐出させるダンパーとしての役割を持
つ。

また、同時に液流路６内の体積が元の状態に復
帰した場合に、速やかに液流路６内にインクを供
給しなくてはならず、このための一定の流量を保
つ作用をも担当している。

勿論、フイルタ９はインク内の浮遊物やごみ等
のノズルを詰まらせる恐れのある不純物を除去す
る働きを持つている。

上述したような重要な機能を持つフイルタ９は
ポリエチレン粒を熱圧縮したものや、セラミツク
製のものが使用されている。

セラミツク製のフイルタ９を第２図に拡大して
示してある。

すなわち、このセラミツク製のフイルタ９は第
２図に示すように直径数μmから数十μm程度の小
孔が貫通して形成された構造をしている。小孔の
数は数十個から数百個である。

ところで、インクオンデマンド型のインクジエ
ツトヘツドにおいては一滴のインクを噴射させる
エネルギーは極めて小さく20μJ以下である。

従つて、大きな気泡がオリフイス７の近傍にあ
ると、インクの噴射方向に影響を及ぼし、正常な
印字ができなくなつたり、不吐出となることがあ
る。

気泡は、インク中に溶けているものが、大きく
なる場合や振動等によつてオリフイス７側から侵
入してくる場合もある。

そこで、このような気泡を除去するために減圧
発生手段１０に連絡されたキヤツプ１１によりオ
リフイス７からインクを吸引し、気泡を除去して
いた。

ところが、液流路６の内径は0.5mm程度であり、
インクの粘性は常温で5cp程度であり、このよう
な場合インクはポアズイユ流となつてしまう。

すなわち、液流路６の中心部の流れが速く、流
量は殆んど液流路６の中央部が受けもち、管壁部
の流量は理論的には０である。

この結果、液流路６内にないほうが望ましい気
泡は殆んど管壁に付着することになる。

悪いことに付着した気泡は圧縮性に富み、圧電
素子８の変位によるガラス細管６の体積減少分を
気泡が吸収してしまい、インクの噴射効率を著し
く低下させてしまう。

このような気泡はキヤツプ１１を介してインク
を吸引しても前述したようにインク流はポアズイ
ユ流のため液流路６の中央部にのみ圧力降下が生
じ、管壁に付着した気泡を除去することができな
くなる。

特に、フイルタ９と液流路６との接続部付近の
管壁の気泡はとれにくくなる。

また、圧力降下が液流路の中心部に集中すると
その部分の減圧度が高まりこの部分からの気泡の
成長が早まつてしまう。

この結果、気泡を除去しようとする減圧吸引に
よる回復動作により、かえつて気泡が発生、成長
してしまうという矛盾が生じる。

目 的 本発明は以上のような事情に鑑みなされたもの
で、フイルタの構造を改良してインクの流れを層
流とすることにより、気泡の発生、成長を防止
し、気泡を効率よく除去することができるように
構成したインクジエツトプリンタを提供すること
を目的としている。

実施例 以下、図面に示す実施例に基いて、本発明の詳
細を説明する。

本実施例にあつては第３図に示すように、フイ
ルタ９に形成されている小孔の断面積を周縁部か
ら中央部に至るに従い小さくする構造を採用して
いる。

次第に小さくするのではなく、中央部の小孔だ
けを小さくしてもよい。

ところで、ポアズイユによつて見い出されたよ
うに気体の流量は細管の半径の４乗に比例する。

従つて、小孔の断面積をわずかに小さくしただ
けでもその小孔を流れる流量は著しく小さくな
る。

この結果、上述した実施例のように小孔の断面
積をフイルタの中心部において小とすれば、フイ
ルタ９、従つて液流路６の中央部の流量を小さく
することができ、ポアズイユ流を層流に近づける
ことができるようになる。

また逆に、インクを噴射させる為に発生させた
圧力によるインクの逆流もポアズイユ流とはなら
ず、インクの逆流が押えられることになり、イン
クの噴射効率は向上することになる。

なお、インクの液流路６内へのフイルタ９を介
してのリフイルは比較的ゆるやかでありこれによ
りインクの噴射が阻害されることはない。

ところで、上述した実施例にあつては、フイル
タの材質としてセラミツクを用いた例を示した
が、ガラスや、プラスチツクなどを用いることも
できる。

これらの材料を用いる場合には細管を束にした
り、あるいは小孔を多数形成すればよい。

また、エネルギー発生体としては圧電素子のよ
うな電気機械変換体だけではなく、発熱電極など
のように電気熱変換体であつてもよい。

効 果 以上の説明から明らかなように本発明によれば
インクジエツトノズルを構成する液流路に設けら
れたフイルタに形成された多数の小孔の断面積を
中央部に位置する小孔ほど小さくした構造を採用
しているため、回復動作によるインク吸引時にお
いて液流路の中心部の流量をおさえ、中心部にお
ける減圧度をおさえてポアズイユ流を層流化で
き、気泡の液流路の管壁の付着は防止でき、不吐
出回復動作により気泡を確実に除去できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のインクジエツトプリンタを説
明する概略構成図、第２図は、従来の液流路に用
いられるフイルタの斜視図、第３図は本発明の一
実施例を説明するフイルタの部分拡大正面図であ
る。 １…メインインクタンク、２…インクジエツト
ヘツド、３…サブインクタンク、４，１２…チユ
ーブ、６…液流路、７…オリフイス、８…圧電素
子、９…フイルタ、１０…減圧発生源、１１…キ
ヤツプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液滴を吐出する為のオリフイスと、該オリフ
   イスに連通する液流路と、前記液滴を吐出する為
   に使用されるエネルギーを発生する為のエネルギ
   ー発生体と、前記液流路に供給される液体が通過
   する一つの方向性を持つた多数の連通孔から成る
   フイルタを有するインクジエツトプリンタにおい
   て、前記フイルタの中心部分の前記連通孔の断面
   積が、フイルタの周辺部の前記連通孔の断面積よ
   りも小さく形成されていることを特徴とするイン
   ジエツトプリンタ。