JPS6038162A - 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、特にフィルタ部材により流体を
所望のフィルタ特性によりフィルタリングするフィルタ
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、ドツトの必要でな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６、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な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、たとえは米国特
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
をとり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り、インク飛翔方向が複数に別
れたり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タ
におけるようなマルチオリフィス化がり「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り、不吐出の発生確率が高くなる
。この現象は数ＫＨｚ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フジエラＩ・ヘッドの模式的
構造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、ガラスなどにより構成されたノズル部材２の先端
に一体に形成されている。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が周設されており、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逐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インク供給管４が伸びており、
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のエネルギーにより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の先端部にはパイプ状の固定部材６
によってフィルタ５が取り付けられており、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
泡などをノズル部材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７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、ノズル部利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
一とはならずフィルタの特性にバラツキがあるのか普通
である。

したがって、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行なわれる。従来では
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、はな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り行なっていたため、作業が煩
雑で、装置の作成時間がかかり、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」二の点に鑑みてなされたもので、簡単で安
価な構造により、フィルタの流体抵抗などの諸物件を簡
単に調節できるフィルタ装置を提供することを目的とす
る。

実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を訂、Ｉｌｌ
に説明する。ただし、以下の実施例でもインフジエラＩ
・プリンタを例示し、説明を行なうが、従来例中で詳述
した部材と同一ないしは相当する部利については同一符
号を付しその詳細な説明は省略する。

第１実施例 第２図（Ａ）及至第２図（Ｃ）は本発明のフィルタ装置
を採用したインクジェットプリンタの実施例を説明する
為の図で、第２図（Ａ）は模式的構成図、第２図（Ｂ）
はフィルタ４の模式的切断面図、第２図（Ｃ）は第２図
（Ａ）中に示される一点鎖！！Ｘ−Ｘ’で第２図（Ａ）
は切断した場合の模式的切断図である。ここでもフィル
タ５は中空の固定部材６を介してインク供給管４に取り
付けられている。

本発明のフィルタ５は第２図（Ｂ）にその断面を示すよ
うに、プラスチック、セラミック、グラスウールなど種
々の所望の材質から円筒型に形成され、その内部に所望
の方向性を持った微細な穴５′が多数形成されており、
いわゆる蓮根様となっているものを用いた。本実施例で
は、フィルタ５はその断面の所定領域ごとにその流体抵
抗を変化させて形成するために、穴５′はフィルタ５０
円周の１７４ごとにその直径が所望の比率で変化するよ
うに開けられた。ただし、この流路の形状は上記に限定
されるものではなく、他の形状であってもかまわないし
、また、フィルタ５の材質を所定領域ごとに変化させる
ような方法によりフィルタ５のフィルタ特性を変化させ
るようにしてもよい。

本発明の実施例に用いられる固定部材６には第２図（Ｃ
）に示されるように、半円形の断面を有する中空部分６
′を形成したものを用いた。したがって、本実施例では
この固定部材６の半円形の中空部分６′のみを介してイ
ンクタン久７からインク供給管４およびノズル部材２ヘ
インク８が供舶される。ただし、この中空部分６′の形
状はここに例示したものに限定されるものではないのは
もちろんである。

フィルタ５の流体抵抗は第２図（Ｃ）に示すようにフィ
ルタ５ないしは固定部材６を回転させ、直径の異なった
穴５′の所望の領域を固定部材６の中空部分６′から臨
ませるようにして所望の流体抵抗となる様に調整された
。

このような実施例の構成によれば、固定部材６のフィル
タと接触する部分の断面形状を所望の形状とするととも
に、フィルタ５の穴の直径を所望の領域ごとに変化させ
、フィルタ５と固定部材６との接触部分を調整すること
で、所望の流体抵抗を得るための調整作業が非常に容易
になった。

又、その調整も従来の様に所望の液体抵抗を持ったフィ
ルタを選び出す事をしなくとも良いので調整作業に要す
る時間も非常に短縮することができた。

以上の実施例ではフィルタ５の穴の直径を変化させて構
成したが、所定領域ごとに相賀を変化させるように構成
しても同様の効果を得ることができるのはもちろんであ
る。

第２実施例 第３図（Ａ）及至第３図（Ｃ）を用いて本発明の第２の
実施例を説明する。第３図（Ａ）乃至第３図（Ｃ）はそ
れぞれ第２図（Ａ）乃至第２図ＣＣ＞と同様の図である
。

この実施例でも、フィルタ５は固定部材６を介して取り
付けられるが、さらにフィルタ５の先端には調整部材ｌ
Ｏが取り付けられている。これらの部材は供給管の途中
に取り付けるようにしてもよく、この場合には調整部材
ｌＯは固定部材としても機能することになる。

本実施例ではフィルタ５は前述同様種々の所望の材質で
形成されるが、その流体抵抗は断面の全領域に渡って同
一に設定される。したがって、流体抵抗を主に規定する
穴５′は第３図（Ｂ）に示すように全て同一径になって
いる。ここでも流路形状はこれに限定されるものではな
く、また材質によってはこのような流路を設けなくとも
よい。

あるいは第１実施例と組み合わせて所定領域ごとに特性
を変化させて構成してもよく、この場合には調整の幅を
広くとることができる。

また、固定部材６は第３図（Ｃ）に示されるように前記
同様半円形の中空部分６′を有したものを用いた。てい
る。さらに同図に破線で示すように、調整部材ｌＯにも
同様の断面の中空部分ｌＯ′が形成されているものとす
る。この中空部分は図示したような半円断面の比較的長
いものでなくてもよく、要するに所望の連通部断面積を
持つものであれば良い。

本実施例において、フィルタ５の流体抵抗の調節は、調
整部材１０を回転させて中空部分６′および１０’によ
り画成されるフィルタ５の扇形連通部分の開角０すなわ
ち連通部分の断面積を変化させることにより簡単に行な
うことができる。

以上の実施例によっても前記実施例と同様の効果を期待
できるが、さらに加えてこの場合にはフィルタ５の製造
がより容易で、かつ調節範囲も広いという利点がある。

以上２つの実施例を例示して本発明を説明したが、本発
明において調節されるフィルタ特性は流体抵抗に限定さ
れるものではなく、他の特性であってもよいのはもちろ
んである。

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
ルタ部材により流体を所望のフィルタ特性によりフィル
タリングするフィルタ装置において、前記のフィルタ特
性を可変調節する手段を設けた構成を採用しているため
、簡単安価な構成により流体抵抗などの緒特性を簡単な
作業で調節でき、調整ないしは試作の際の作業能率を格
段に向上できる。インクジェットプリンタなどのインク
フィルタに用いて好適な優れたフィルタ装置を提供する
ことができる。

【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に用いられるフ
ィルタ装置を説明する模式的構成図、第２図（Ａ）乃至
第２図（Ｃ）は本発明の第１の実施例を説明するもので
、第２図（Ａ）は本発明のフィルタ装置を採用したイン
クジェットプリンタの模式的構成図、第２図（Ｂ）は第
２図（Ａ）中のフィルタの構造を説明する断面図、第２
図（Ｃ）は第２図（Ａ）相中（７）Ｘ−Ｘ’線で第２図
（Ａ）を切断した断面図、第３図（Ａ）乃至第３図（Ｃ
）は本発明の第２の実施例を説明するもので、第３図（
Ａ）は本発明のフィルタ装置を採用したインクジェット
プリンタの模式的構成図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）
中のフィルタの構造を説明する断面図、第３図（Ｃ）は
第３図（Ａ）　溝中のｘ−ｘ’線で第３図（Ａ）を切断
した断面図である。 ｌ・・・オリフィス　２・・・ノズル部材３・・・吐出
エネルギー発生素子 ４・・・インク供給管　５・・・フィルタ５′・・・穴
　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・・・調整部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィルタ部材により流体を所望のフィルタ特性に
   よりフィルタリングするフィルタ装置において、前記の
   フィルタ特性を可変調節する手段を設けたことを特徴と
   するフィルタ装置。
2. （２）前記フィルタ部材の断面の所定領域ごとにそのフ
   ィルタ特性を変化させ、フィルタ部材の保持部材の連・
   連部断面により所、望のフィルタ特性の領域を選択゛す
   ることにより・フィルタ特性を調節することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のフィルタ装置。
3. （３）前記フィルタ部材の保持部材と調整部材とによっ
   て、フィルタ部材を介した連通部断面積をｉｌ！１節す
   ることによりフィルタ特性を調節することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載のフィルタ装
   置。