JPH07125246A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単かつ安価な手法で、フィルタのインクタ
ンク側の面についた泡を除去することのできるインクジ
ェット記録装置を提供する。 【構成】 インク供給経路６における、フィルタ１４の
インクタンク側に泡押出し部材１０１が設けられ、常時
は図の（ａ）に示す状態にある。この状態で不図示のノ
ズルからのインク吸引が行われると、インクの流れによ
り泡押出し部材１０１はフィルタ１４に圧接駆動され、
この圧接動作により泡１２０は図の（ｂ）に示すように
フィルタ１４を抜け、ノズルから吸い出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクを吐出して記録
を行うインクジェット記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置において、イン
ク中のゴミを取り除くことは必須である。この手法とし
て最も一般的なのは、インク供給路中にフィルタを配し
て、インクを濾過する手法であるが、その際インク中の
気泡もフィルタ面に集まってしまう。この泡はフィルタ
面を閉塞しノズルに供給されるべきインクの流れを阻害
する。この泡を除去するひとつの手法として、インクを
吐出するノイズからインクを吸引し、泡を吸い出す手法
が従来から一般的である。

【０００３】しかしながら、フィルタ面についた泡は、
泡の大きさが小さければ小さいほど除去しづらく、イン
クの吸引によっても容易に取り除けない場合が多い。泡
を取り除くためには、吸引ポンプの圧力を上げることが
必要であり、他の手法としてある程度の泡があっても機
能上問題ないように、フィルタの面積を大きくすること
が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポンプ
の吸引圧力を上げることは、ポンプ自体を大きくし、コ
ストをも押し上げることになる。つまり装置の大型化と
高価格化を招いてしまう。さらにピストン式ポンプの場
合、吸引圧力を高めるためにどうしても吸引量が大きく
なる傾向がある。このことは、無駄インクの増加を意味
し、ランニングコストのアップになる。また無駄インク
を処理する無駄インクタンクの大きさも大きくなり、更
に装置サイズの大型化を招いてしまう。

【０００５】また、フィルタ面積を大きくすることは、
インクジェット記録装置の小型化を妨げ、同時に、フィ
ルタは高価であるためコストアップになってしまう。

【０００６】本発明は、このような問題を解消するため
になされたもので、ポンプ能力を高めることなく、無駄
インクを増やすことなく、簡単かつ安価な手法で、フィ
ルタ面についた泡を除去することのできるインクジェッ
ト記録装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の問題を解消するた
めに検討したところ、フィルタとインクタンクとの間の
インク供給中に移動可能な泡押出し部材を配することに
よってフィルタ近傍の泡を取り除く知見を得た。

【０００８】本発明では、前記目的を達成するため、前
記知見にもとづき、インクジェット記録装置を次の
（１）〜（５）のとおりに構成する。

【０００９】（１）インクタンクからインク供給路を介
して記録ヘッドにインクを供給するインクジェット記録
装置であって、前記インク供給路中に設けたフィルタ
と、前記インク供給路中における、前記フィルタの前記
インクタンク側に配置され、インク中の泡を前記記録ヘ
ッド方向へ押し出す泡押出し部材とを備えたインクジェ
ット記録装置。

【００１０】（２）記録ヘッドの吸引手段を備え、泡押
出し部材は、この吸引手段の動作時のインクの流れによ
りフィルタに圧接駆動されるものである前記（１）記載
のインクジェット記録装置。

【００１１】（３）記録ヘッドの吸引手段を備え、泡押
出し部材は、中空構造であって、前記吸引手段の動作時
の負圧による膨張によりフィルタへ圧接駆動されるもの
である前記（１）記載のインクジェット記録装置。

【００１２】（４）泡押出し部材に専用の駆動手段を備
え、前記泡押出し部材は前記駆動手段によりフィルタへ
圧接駆動されるものである前記（１）記載のインクジェ
ット記録装置。

【００１３】（５）記録ヘッドは、熱エネルギによりイ
ンクの状態変化を生起させる方式のものである前記
（１）ないし（４）のいずれかに記載のインクジェット
記録装置。

【００１４】

【作用】前記（１）〜（５）の構成により、泡押出し部
材がフィルタへ圧接駆動され、フィルタ面についていた
泡は、泡押出し部材によって記録ヘッド側へ押し出さ
れ、排出可能となる。

【００１５】

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。

【００１６】（実施例１）図１は実施例１である“イン
クジェット記録装置”における泡押出し部材の動作説明
図である。図２は本実施例の全体構成を示す図、図３は
本実施例におけるインク経路を示す図である。

【００１７】図３において、１はインクジェット記録ヘ
ッド（以下記録ヘッドという）であり、インクタンク２
よりインク４の供給を受けている。インク４を収納して
いるインク袋３を保持しているインクタンク２は、イン
ク４を吐出するノズル８よりも低い位置に位置している
ため、ノズル８におけるインク圧力は、負の圧力になっ
ている。本実施例では、約−５０mmＡｑ（水柱）に設定
されている。５はＯリングであり、供給部材７とインタ
ンク２との間をシールしている。供給路部材７は内部に
インク４をインクタンク２からノズル８へ導びくインク
供給路６を備えており、この途中にインク中のゴミをト
ラップするステンレス製のフィルタ１４がある。泡押出
し部材１０１は、フィルタ１４とインクタンク２との間
に位置しており、通常状態は、図示のインク４中に沈ん
だ状態である。供給路部材７は接着剤９によって天板１
０に接合されている。１１はエネルギ素子１２を持った
エネルギ素子基板であり、ノズル８はそのエネルギ素子
に対応して天板１０に配設されている。インク４はイン
ク供給路６からノズル８へ導かれ、エネルギ素子１２の
発生するエネルギにより、被印字物１３に吐出される。

【００１８】図２において、キャリッジＨＣは、駆動モ
ータ５０１３の正転逆転に連動して駆動力伝達ギヤ５０
１１，５００９を介して回転するリードスクリュー５０
０４の螺旋溝５００５に対して係合するピン（不図示）
を有し、矢印Ｆ，Ｇ方向に往復移動される。記録ヘッド
１とインクタンク２はキャリッジＨＣに搭載されてい
る。ここでインクタンク２は必ずしもキャリッジＨＣに
搭載されていなくてもよく、インクジェット装置ＩＪＲ
Ａに固定され、チューブで記録ヘッド１にインク４を供
給してもよい。５００２は紙押え板であり、キャリッジ
ＨＣの移動方向にわたって紙Ｐをプラテン５０００に対
して押圧する。５００７，５００８はフォトカプラであ
り、キャリッジＨＣのレバー５００６のこの域での存在
を確認してモータ５０１３の回転方向切り替え等をおこ
なうためのホームポジション検知手段である。５０１６
は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０２
２を支持する部材、５０１５はこのキャップ内を吸引す
る吸引手段であり、キャップ内開口５０２３を介して記
録ヘッド１の吸引回復をおこなう。５０１７はクリーニ
ングブレート、５０１９はこのブレードを前後方向に移
動可能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれら
は支持されている。クリーニングブレート５０１７は、
この形態でなく周知のクリーニングブレートが本例に適
用できることはいうまでもない。また、５０１２は、吸
引回復の吸引を開始するためのレバーであり、キャリジ
ＨＣと系合するカム５０２０の移動に伴って移動し、駆
動モータ５０１３からの駆動力がクラッチ切り替え等の
公知の伝達手段で移動制御される。

【００１９】図１において、（ａ）は泡出し部材１０１
が作動する前の状態を示す断面図で、ここで１２０は泡
であり、１２１ａはインクが通る隙間である。通常状態
では、インク４の比重より泡押出し部材１０１の比重の
方が大きいので、重力で沈んだ状態である。１２２は沈
んでいる泡押出し部材１０１が止まるストッパである。
通常印字状態でのインク供給量は、３７mm³ ／ｓｅｃで
あるが、泡押出し部材１０１はこのインクの移動によっ
て、動くことはない。

【００２０】次に図１の（ｂ）は吸引動作をしたときの
状態の断面図である。吸引時は約９５０mm³ ／ｓｅｃで
吸引するため、泡押出し部材１０１はインクの流れに負
けて、フィルタ１４に押しつけられる。この際フィルタ
１４と泡押出し部材１０１との間にあった泡１２０は押
し出されて、フィルタ１４の反対側に移動し、ノズル８
から吸い出される。ここで泡押出し部材１０１の比重
は、インク４の比重より大きいことが必要である。ほと
んどのインクの比重はおよそ１であるため、１より大き
くインクに対して犯されず、またインクを犯さない材料
が適している。本実施例ではポリアセタールを用いた
が、ポリエーテルスルホン，ポリスルホン，ガラス，ス
テンレス，セラミクス等でも良い。

【００２１】本実施例ではフィルタ１４と泡押出し部材
１０１との位置関係は、フィルタ１４が上側であるが、
フィルタ１４は下側でも良い。この場合泡押出し部材１
０１の比重は、インク４の比重より小さいことが必要で
ある。多くのインクの比重はおよそ１であるため、１よ
り小さく、インクに対して犯されず、またインクを犯さ
ないポリエチレンなどの材料が適している。

【００２２】泡押出し部材１０１がフィルタ１４に接
し、泡１２０を除いた後は、隙間１２１ｂからインクが
少しずつ通過し、フィルタ１４の前後の圧力がほぼ同じ
になると泡押し出し部材１０１は重力によりフィルタ１
４から離れていく、隙間１２１ｂが大きすぎると泡押し
出し部材１０１がフィルタ１４に接する際に泡１２０を
押し出しきれない。逆に隙間１２１ｂが小さすぎると、
泡押出し部材１０１が泡１２０を押し出した後、フィル
タ１４と泡押し出し部材１０１との間の圧力が、フィル
タ１４をはさんで反対側の圧力に近づくのに時間がかか
る。つまり印字状態になるまでの時間がかかってしま
う。本実施例では、フィルタ面積が５４mm²、泡押出し
部材の面積が４５．４mm² 、隙間１２１ｂは０．３mmに
なっている。

【００２３】また泡押出し部材１０１の形状は、さまざ
まな形状が考えられ、必ずしも本実施例の形状でなくて
もよい。

【００２４】（実施例２）図４は実施例２における泡押
出し部材の動作説明図である。本実施例の全体構成，イ
ンク経路は実施例１と同様であり、説明を省略する。図
４の（ａ）は泡押し出し部材１０２が作動する前後の状
態を示す断面図である。ここで１２０は泡であり、１２
１ｃはインクが通る隙間である。泡押出し部材１０２は
中空構造になっており、シェルの部分はごく薄い弾性体
になっている。１２３は泡押出し部材１０２を保持する
ホルダである。次に図４の（ｂ）は吸引動作をしたとき
の状態を示す断面図である。本実施例では約０．４ａｔ
ｍ（標準大気圧比）の吸引圧力で吸引するため、泡押出
し部材１０２の中の空気は膨張する。泡押出し部材１０
２の体積が大きくなると、ホルダ１２３によって片側へ
の動きが制限されているため、泡押出し部材１０２はフ
ィルタ１４に圧接される。この際フィルタ１４と泡押出
し部材１０２の間にあった泡１２０は押出されてフィル
タ１４の反対側に移動し、ノズル８を通って吸い出され
る。

【００２５】（実施例３）図５は、実施例３における泡
押出し部材の動作説明図である。本実施例はインクの流
れを利用するのではなく、専用の駆動素子によって泡押
出し部材を駆動する例である。

【００２６】図５に示すように、駆動素子１２４を設け
た点以外は実施例１と同様の構成となっている。泡押出
し部材１０１は、フィルタ１４とインクタンク２との間
に位置しており、外部の駆動素子１２４により駆動でき
るようになっている。

【００２７】通常状態では、泡押出し部材１０１はフィ
ルタ１４から離れた位置にあり、泡を取り除くという信
号を受けて、外部の駆動素子１２４が作動し泡押出し部
材１０１をフィルタ１４に圧接し、泡１２０を押し出
す。泡１２０を押し出した後は、ノズル８から空気を引
き込まないような速度で泡押出し部材１０１を前の状態
に戻す。

【００２８】（本発明の関連技術）本発明は、特にイン
クジェット記録装置の中でも、インクの吐出を行わせる
ために利用されるエネルギーとしての熱エネルギを発生
する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、
前記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方
式の記録ヘッド，記録装置に於いて、優れた効果をもた
らすものである。

【００２９】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
にオンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持さ
れているシートや流路に対応して配置されている電気熱
変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速
な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加す
ることによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せし
め、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこ
の駆動信号に一対一に対応し液体（インク）内の気泡を
形成できるので有効である。この気泡の成長，収縮によ
り吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少
なくとも一つの滴を形成する。

【００３０】この駆動信号をパルス形状とすると、即時
適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優
れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６
３３５９号明細書，同第４３４５２６２号明細書に記載
されているようなものが適している。なお、前記熱作用
面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２
４号明細書に記載されている条件を採用すると、更に優
れた記録を行うことができる。記録ヘッドの構成として
は、前述の各明細書に開示されているような吐出口，流
路，電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路また
は直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置さ
れている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明
細書，同第４４５９６００号明細書に基づいた構成も本
発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換
体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部
とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報
や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応さ
せる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に
基づいた構成としても本発明は有効である。

【００３１】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドとしては、前述した明細書に開示されているような
複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満た
す構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれにおいても、本発明は有効である。

【００３２】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用
いた場合にも本発明は有効である。

【００３３】又、本発明の記録装置の構成として設けら
れる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手
段を付加することは本発明の効果を一層安定できるので
好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録
ヘッドに対しての、キャッピング手段，クリーニング手
段，加圧或は吸引手段，電気熱変換体或はこれとは別の
加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段，
記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安
定した記録を行うために有効である。

【００３４】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッド
を一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも
よいが、本発明は容易に、精度良く、複数の液室を形成
することが可能であるため、異なる色の複色カラー又
は、混色によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装
置にも本発明は極めて有効である。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、フィルタ部の泡を、吸引ポンプの能力を高く
することなく、無駄インク量を増やすことなく、しかも
小さな泡でも確実に取り除くことができるため、装置を
大きくせず、泡による弊害のない常に安定したインク吐
出を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１における泡押出し部材の動作説明図

【図２】 実施例１の全体構成を示す斜視図

【図３】 実施例１におけるインク経路の説明図

【図４】 実施例２における泡押出し部材の動作説明図

【図５】 実施例３における泡押出し部材の動作説明図

【符号の説明】

６ インク供給路 １４ フィルタ １０１ 泡押出し部材 １２０ 泡

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクタンクからインク供給路を介して
   記録ヘッドにインクを供給するインクジェット記録装置
   であって、前記インク供給路中に設けたフィルタと、前
   記インク供給路中における、前記フィルタの前記インク
   タンク側に配置され、インク中の泡を前記記録ヘッド方
   向へ押し出す泡押出し部材とを備えたことを特徴とする
   インクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 記録ヘッドの吸引手段を備え、泡押出し
   部材は、この吸引手段の動作時のインクの流れによりフ
   ィルタに圧接駆動されるものであることを特徴とする請
   求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 記録ヘッドの吸引手段を備え、泡押出し
   部材は、中空構造であって、前記吸引手段の動作時の負
   圧による膨張によりフィルタへ圧接駆動されるものであ
   ることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録
   装置。
4. 【請求項４】 泡押出し部材に専用の駆動手段を備え、
   前記泡押出し部材は前記駆動手段によりフィルタへ圧接
   駆動されるものであることを特徴とする請求項１記載の
   インクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 記録ヘッドは、熱エネルギによりインク
   の状態変化を生起させる方式のものであることを特徴と
   する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインク
   ジェット記録装置。