JPS6021256A - インクジエツトプリンタ - 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 本発明はインクジェットプリンタに係シ、さらに詳しく
は高速で往復移動するキャリッ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
をチューブにより連絡した形式のインクジェットプリン
タに関するものである。

従来技術 インクジェットプリンタは液滴を吐出するだめのオリフ
ィスと、このオリフィスに連通ずる液流路と、この液流
路に連通ずるインクタンクと、オリフィスから液体を液
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ェットプリンタの中に１ｒｉ、キャ
リッ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ェットヘッドを備えた形式の
ものが多い。

このよう橙２装置で、かつキャリッジを高速で往復移動
させつつ印字を行なうインクジェットヘッドにおいては
装置の輸送中や、使用時におけるヘレド側に加わる振動
や衝撃等によっ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ェ
ッ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、キャリッジを高速で往復運動させつつ記録を行な
うインクジェットプリンタにおいては、キャリッジの往
復運動に伴ってメインインクタンクからサブインクタン
ク）インクを供給するチューブも移動するため、走査時
の振動や走査の開始、停止時、キャリッジの印字方向の
両端でも方向転換時に生じる加速度の変化に伴い、液流
路のオリフィ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シ、ヘッドから吐出されるインある
。

従来のこの種のインクジェッ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ッドで、この記録ヘッ
ド２は図示していないキャリッジに搭載されておシ、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
フレキシブルチューブ４によって連絡されている。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
シ、この大気連通管５を通して空気室３ａ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、・〉の
レベルが増大した場合にはとのすプインクタンク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借 流路で、その先端部にはオリフィス７が形成されておシ
、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
れておシ、この部分にフィルタ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とキャップ
１１はチューブ１２によって連絡されておシ、記録ヘッ
ド２がホームポジションに至った場合にキャップ１０を
大気連通管５及びオリフィス７に密着させ、減圧発生手
段１０によって発生される負圧によシ、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ェットプリンタにお
いては液流路６の後端部に設けられたフィルタ９の役割
が極めて大きい。即ち、このフィルタ９を設けることに
よシ、フレキシブルチューブ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υ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、フィルタ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って
いる。

上述したような重要な機能を持つフィルタ９はポリエチ
レン粒を熱圧縮したものや、セラミック製のものが使用
されている。

セラミック製のフィルタ９を第２図に拡大して示しであ
る。

すなわち、このセラミック製のフィルタ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
百側である。

ところで、インクオンデマンド型のインクジェットヘッ
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。

従って、大きな気泡がオリフィスＴ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
なったり、不吐出とガることがある。

気泡は、インク中に溶けているものが、大きくなる場合
や振動等によってオリフィス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に連絡されたキャップ１１によりオリフィス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０．５ｍ程度であシ、イン
クの粘性は常温で５ｃｐ程度であシ、こＯＸう）＊場合
インクはポアズイユ流となってしまう。

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ャップ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、フィルタ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
の減圧度が高まシこの部分からの気泡の成長が早まって
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、かえって気泡が発生、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ガ事情に鑑みなされたもので、フィ
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ェットプリン
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、本発明の詳細な説明
する。

本実施例にあっては第３図に示すように、フィルタ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、ボアズイユによっ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。

従って、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ィ
ルタの中心部において小とすれば、フィルタ９、従って
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内へのフィルタ９を介してのり
フィ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っては、フィルタの材質
としてセラミックを用いた例を示したが、ガラスや、プ
ラスチッ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ルしたり、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
変換体であってもよい。

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
ェットノズルを構成する液流路に設けられたフィルタに
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
は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
ミ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、従来のインクジェッ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ィル
タの斜視図、第３図は本発明の一実施例を説明するフィ
ルタの部分拡大正面図である。 １・・・メインインクタンク　２・・・インクジェット
ヘッド３・・・サブインクタンク　４，１２・・・チュ
ーブ６・・・液流路　７・・・オリフィス ８・・・圧電素子　９・・・フィルタ　・１０・・・減
圧発生源　１１・−・キャップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液滴を吐出する為のオリフィスと、該オリフィスに連通
   ずる液流路と、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った多数
   の連通孔から成るフィルタを有するインクジェットプリ
   ンタにおいて、前記フィルタの中心部分の前記連通孔の
   断面積が、フィルタの周辺部の前記連通孔の断面積よυ
   も小さく形成されていることを特徴とするインジェット
   プリンタ。