JPS60230856A - フイルタ装置 - 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〕 本発明はフィルタ装置に関し、特にインクジェットプリ
ンタの記録ヘッド等に用いられる種類のフィルタ装置に
関する。

〔従来技術〕

従来、微細なオリフィスから液体インクを噴射して記録
媒体上に付着させ、ドツトにより画像ないしは文字の記
録を行なうインクジェットプリンタが知られている。

このようなインクジェットプリンタには、常時インクを
噴射して、ドツトの必要で々い領域では電界をインク飛
翔領域に印加し、インクを偏向させて所望のドツト記録
を行なう、いわゆる電荷偏向方式と、ドツトの必要な部
分のみインクを噴射するオンデマンド方式の２つがよく
知られている。

オンデマンド方式では、圧電素子、磁歪素子電気熱変換
体などの吐出エネルギー発生素子を利用して圧力発生部
内にあるインクに急激な加圧力を加えてオリフィスから
インクを所望のタイミングで吐出させる方式が良く知ら
れている。この方式は電荷偏向方式におけるような高電
圧を必要とするインク偏向や、不要インク回収機構など
が不要である等大きな利点を有するが、一方、次のよう
な欠点がある。

オンデマンド方式の吐出エネルギー発生素子の吐出圧力
は一般に比較的小さく、記録ヘッドに対する外部からの
振動または吐出エネルギー発生素子からの不要な共振、
あるいはチリや気泡のインク路への混入などにより吐出
条件が微妙に変化するので々かなか安定したインク吐出
を継続して行なうことが難しかった。

また、この方式におけるインク噴射管、たとえば米国特
許３６８３２１２号などの明細書に記載されているもの
は、ガラスなどで形成した円筒状の部材の一端を先細り
状に形成して所定径のオリフィスとし、この部材の周囲
をとシ囲むようにして圧電素子が外装された構成となっ
ている。このような装置ではエネルギー発生素子として
の圧電素子からインクへのエネルギー伝達効率および伝
達速度の低下がある程度見られるので、電気的パルスを
連続して与え、しかもその周波数を高めてゆくと記録結
果にサテライトを生じたシ、インク飛翔方向が複数に別
れたシして均一な液滴が安定した状態で形成され難くな
る。従って、記録媒体上に形成されるドツトの均一化も
困難になり記録品質が低下することがあった。このエネ
ルギー伝達効率が低いということは、逆に言えば所望の
吐出圧力を得るのに大型なエネルギー発生素子が必要と
なり、ヘッドの小型化、カラーインクジェットプリンク
におけるようなマルチオリフィス化が難しい、というこ
とになる。

さらに従来のインクジェットプリンタでは上記の記録周
波数の高い領域では、安定吐出のための吐出エネルギー
発生素子の駆動電圧許容範囲（電圧アローワンス）が急
激に狭くなるという欠点がある。このために記録周波数
の高周波領域では入力される電気信号に応じて液滴を吐
出することが不能となシ、不吐出の発生確率が高くなる
。この現象は数ＫＨ２からすでに発生し、記録速度の高
速化を阻む一因となっている。

以上に種々示したように、インクジェットプリンタにお
いてはその噴射管内の比較的小さな圧力変動によりイン
クを吐出させるので、非常にデリケートで、吐出条件が
厳密に管理される必要がある。

一方、前記のインク内の気泡、ゴミなどの問題に関連し
てインクジェットヘッドのインク供給管にフィルタ装置
を設ける技術が知られている。第１図に示される従来の
フィルタ装置を設けたインクジェットヘッドの模式的な
構成図を用いて更に詳しく説明する。

第１図において符号ｌで示されるものは前述のオリフィ
スで、ガラスなどによ多構成された円筒形状のノズル部
材２の先端に一体に円錐形状に形成されている。このオ
リフィス１の周囲にはこれも上記した圧電素子のような
吐出エネルギー発生素子３が周設されておシ、不図示の
電極から記録パルスを印加されるようになっている。

これらの部材はインクジェットヘッド９内に収容されて
おり、記録媒体の（図中左側に対応）対向して配置され
る。インクジェットヘッド９内にはインクタンク７が形
成されており、このインクタンク７内には所定色のイン
ク８が貯蔵される。

このインクタンク７はメインインクタンクである場合と
、他のメインタンクから遂次インクを供給されるサブイ
ンクタンクである場合の両方が考えられる。

上記のインクタンク７中には、前記のノズル部材２の後
端部に接続された中空の円筒状のインク供給管４が伸び
ておシ、貯蔵されたインク８中にその先端が浸漬されて
いる。したがって、ノズル部材２内には吐出エネルギー
発生素子３のエネルギーによシ吐出された分だけインク
供給管４を介してインク８が供給されるようになってい
る。

このインク供給管４の先端部にはフィルタ５が取シ付け
られておシ、インク８はこのフィルタ５を介してノズル
部材２内へと供給される。

このフィルタ５は主としてインクタンク７内のゴミ、気
泡々とをノズル部材２内に吸入しないように設けられる
ものである。インクジェットヘッド９は他の方式のプリ
ンタと同様に記録媒体に沿って往復する不図示のキャリ
ッジ上に設けられた場合は、揺動により気泡が発生する
ことがあるし、長期の非使用によってはインク８に凝固
が発生する場合もあり、フィルタ５はこれらの望ましく
ない混入物のノズル部材２内への侵入を防止する役目を
果す。

フィルタ５は、さらにキャリッジの移動により発生する
インクタンクＺ内の圧力変動をノズル部材２側に伝えな
いようにする役割も果す。

このフィルタ５の流体抵抗は、ノズル部材２内の圧力、
記録周波数特性、インク液滴形状などに大きな影響を与
える。したがって、長期の使用に渡ってその流体抵抗が
変化しないように考慮されるのはもちろんである。しか
しながら、所望の特性のフィルタ５を大量生産するのは
困難であり、実際には個々のフィルタ５の流体抵抗は均
一とは々らずフィルタの特注にバラツキがあるのが普通
である。

したがつＣ１このようなフィルタ装置を用いた従来のイ
ンクジェットプリンタ、特にマルチオリフィスの装置で
は、個々のオリフィスの噴射特性を均一にし、所望の記
録特性を獲得するために、時としてフィルタ部材の流体
抵抗のバラツキを調節する作業が折々われる。従査では
この調節作業はフィルタを切断して長さを揃えたり、目
を潰したり、は々はだしい場合には作成した多くのフィ
ルタを順次交換し、所望の記録を行なえるフィルタを選
び出したりするなどによシ行なっていたため、作業が煩
雑で、装置の作成時間がかかシ、生産性が悪化する、コ
ストアップにつながる等大きな問題となっていた。

以上の事情は、インクジェットプリンタの場合に限らず
、他の液体を用いる装置のフィルタにおいても同様であ
る。

〔目　的〕

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたもので簡単
で安価な構造により、流体抵抗等のフィルタ特性を簡単
に調節できるフィルタ装置の提供を目的とする。

〔実　雄側〕

以下、本発明の実施例の詳細を図を参照して説明する。

なおここでは先述のインクジェットヘッドに設けられる
フィルタ装置を実施例としており、図において第１図と
同一もしくは相当する部分については同一符号を付しで
あるので、同一部分の詳細な説明は省略する。

第２図は本発明のフィルタ装置を設けたインクジェット
ヘッド９の構造を示すものである。

同図に示すインクジェットヘッドの構造においてフィル
タ５およびフィルタ５を固定する固定部材６を除く他の
部分の構造は先に説明した第１図のものと同じである。

す々わち、牙リフイス１を有し吐出エネルギー発生体６
を付設されたノズル部材２がインクジェットヘッド９に
設けられ、ノズル部材２の後端部にはインク供給管４の
一端が連結され、インク供給管４の他端はインクジェッ
トヘッド９の後部に設けられたインクタンク７内に導か
れ、インクタンク７中に貯蔵されたインク８中に浸漬さ
れている。

本実施例にあってはインク８中に浸漬されるインク供給
管４の先端に固定部材６を連結し、この固定部材６を介
してフィルタ５をインク供給管４の端に連結し、固定し
た。

固定部材６は内径がインク供給管４の外径と略同じ円筒
のパイプ状に形成され、インク供給管４の端に嵌合、固
定される。この場合の嵌合の深さは、インク供給管４と
固定部材６とを同じ円筒形状としたことにより、所定の
範囲内で所望に設定できる。

またフィルタ５は第３図（＝）に示すように外径が固定
部材６の内径に略等しい円柱形状に形成され、固定部材
６に嵌合、固定される。

この場合の嵌合の深さも、フィルタ５と固定部材６を対
応する円柱形状と円筒形状にしたことにより、所定の範
囲内で所望に設定できる。

またフィルタ５はプラスチックやセラミック等の材料を
焼結することにより形成され、第３図（ａ）。

（＋））に示すように表面を含む全体に微細な穴１０を
無数に有しているものを用いた。勿論フィルタ５を上記
以外の材料から形成しても良く、また形成方法も焼結に
限らず微細な穴１０を形成できれば他の方法でも良い。

このフィルタ５によれば表面を含む全体に微細な穴１０
を無数に有しているので、そのフィル声特性は流体（イ
ンク）に接触する表面積によシ変化する。例えば流体に
接触する表面積が犬である程フィルタ５の流体抵抗は小
さくなる。

以上のフィルタ５および固定部材６の構成により、本実
施例ではフィルタ５の固定部材５に対する固定位置、す
なわちフィルタ５、固定部材６間の嵌合の深さを変化さ
せることによシ、固定部材乙の外側に臨みインクタンク
７中のインク８に接触するフィルタ５の表面積を変化さ
せ、流体抵抗を含むフィルタ５のフィルタ特性を調節す
るように構成した。

すなわち上述したように、インク供給管４、固定部材６
問および固定部材６、フィルタ５間の嵌合の深ｆｉ所定
の範囲内で所望に設定できるので、第２図の構成の場合
には固定部材６を上下方向に移動させることによシ、固
定部材６に対するフィルタ５の固定位置を変化させ、前
述の表面積を変化させ、フィルタ特性を調節できる。

このように本実施例によれば固定部材６に対するフィル
°り５の固定位置を変化させるという極めて簡単な方法
によシ流体抵抗を含むフィルタ特性を調節し、所望のフ
ィルタ特性を得ることができる。

なお、フィルタ５と固定部材６の形状は上記の円柱状お
よび円筒状に限らず、フィルタ５の固定位置を変化させ
ることができかつその変化により固定部材の外側に臨み
流体と接触するフィルタの表面積が変化する形状であれ
ば他の形状、例えばフィルタが角柱状、固定部材が角筒
状でも全くかけることでよシ広範囲に亘って流体抵抗を
含むフィルタ特性を調整し所望のフィルタ特性を得るこ
とができる。

また上記のフィルタと固定部材の構成はインクジェット
ヘッドに限らず他の種々の機器に用いられるフィルタ装
置に適用できるのは勿論である。

〔効果〕

以−ヒの説明から明らかなように本発明のフィルタ装置
によれば、流体に接触する表面積によシフィルタ特性が
変化するフィルタ部材を用い、フィルタ部材のフィルタ
固定部材に対する固定位置を変化させることによシ前記
表面積を変化させ、フィルタ特性を調節する構成である
ので、従来例と比較しフィルター特性調整時にフィルタ
ーの破損率が著しく低下し、またフィルターがインク供
給管端面で完全に突きあたるためエネルギー発生素子の
エネルギー発生時のフィルターへのノくツク波の影響を
フィルター特性調整後においても一定に保つことが可能
であり、良好な吐出が得られる。

さらに長期使用後においてもフィルターのズレなどによ
る、フィルター特性の変化がほとんど解消でき、従来例
とほぼ同様に極めて安価な構成で極めて簡単な方法によ
り所望のフィルり特性が得られる。すなわち所望のフィ
ルり特性を得るための評整作業においてフィルタ部材の
無駄及び破損がなくカリ、著しく歩留りのアップがはか
れる９よって作業にかかる負担が大幅に軽減さ粗作業時
間も大幅に短縮されるので大幅なコストダウンカニ図れ
る。

特に上述のインクジェットヘッドに用いられる場合は、
大量生産が行なわれ、均一なフィルタ特性が要求される
ので本発明の構成は優れて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフィルタ装置を用いたインクジェットヘ
ッドの概略構成図、第２図は本発明の実施例によるフィ
ルタ装置を用いたインクジェットヘッドの概略構成図、
第３図（ａ）は第２図中のフィルタの概略的な斜視図、
第３図（Ｉ））は第３図（ａ）のＸ線に沿った断面図、
第３図（Ｃ）は第３図（ａ）のＹ線に沿った断面図、第
４図は穴アキ固定部材を用いた別の実施例の模式的斜視
図である。 １・・・オリフィス　２・・・ノズル部材６・・・固定
部材　７・・・インクタンク８・・・インク　９・・・
インクジェットヘッド１０・・・穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体に接触する表面積によシフィルタ特性が変化するフ
   ィルタ部材と、フィルタ部材の固定位置により前記表面
   積を変化させるフィルタ固定部材を有し、前記固定位置
   を変化させることによりフィルタ特性を調節するように
   したことを特徴とするフィルタ装置。