JPH09277552A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録装置で、簡単な構造で気
泡を排除し吐出安定性を確保すること。 【解決手段】 インクジェット記録装置でインク流路中
に、有効穴径が違う主部と気泡排出部の２種類のフィル
タからなる気泡排出フィルタ１１を備えることにより、
気泡を流路から排除し、高い吐出安定性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタでは、インク流
路のインクに気泡が存在すると、インクの流れを疎外し
てインクの供給不足を起こしたり、気泡がヘッドの圧力
室付近に存在すると、気泡が圧力緩衝材の働きをして吐
出不良の原因になったり、更にインク中の空気がインク
成分と反応しインクの長期保存に問題を起こすことがあ
る。

【０００３】それゆえ、気泡を除くための様々な気泡除
去方法が提案されている。

【０００４】例えば特開平０７−１２５２４６号公報に
ある方法は、気泡の溜まりやすいフィルタのインクタン
ク側に気泡押し出し部材を設けるものである。

【０００５】この方法は、フィルタのインクタンク側に
溜まる気泡を、部材で押すことにより反対側であるヘッ
ド側に押し出し、気泡をノズルより吸引除去する方法で
ある。この気泡押し出し部材は吸引時のインク流れに駆
動されても、別に駆動装置を持ってもよい。

【０００６】また、特開平７−７６１０３号公報に述べ
られているようにフィルタのインクタンク側に稼動する
フィルタ弁を設置する方法がある。

【０００７】この方法は、印字ヘッドのノズルより気泡
を吸引除去する際に、フィルタ弁がフィルタに密着し有
効なフィルタ面積を小さくして、フィルタを通過するイ
ンク流速を速くして圧力差を生じさせ、気泡排出を実現
するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】フィルタ部に押し出し
部材をおいたり、フィルタ弁を設置して、気泡の排出を
向上させる効果をねらった装置については、可動部材が
あるため構造が複雑になり、組立性が悪くなるという欠
点を持っている。

【０００９】また、可動部材があるため、動作の信頼性
が低下する欠点を持っている。

【００１０】本発明は、上述の観点からなされたもの
で、気泡排出フィルタを設置するという、簡単な構造
で、インク流路中の気泡を除去し、気泡のない状態を恒
常的に保つことで、高い吐出安定性と得ることが出来
て、高い画質を安定的に創出出来る、インクジェット記
録装置を実現することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、印字ヘッドから加熱した記録媒体にインク
滴を吐出してインク像を形成し記録するインクジェット
記録装置であって、インク流路中に、有効穴径が違う主
部と気泡排出部の２種類のフィルタからなる気泡排出フ
ィルタを備えたことを特徴とする。

【００１２】また、本発明のインクジェット記録装置
は、前記気泡排出フィルタの、主部の有効穴径が２から
１５μｍのフィルタからなり、また気泡排出部の有効穴
径が２０から４０μｍのフィルタで構成されることを特
徴とする。

【００１３】更に、本発明のインクジェット記録装置
は、前記気泡排出フィルタの気泡排出部の面積が、全気
泡排出フィルタ面積の１／５以下であることを特徴とす
る。

【００１４】また更に、本発明のインクジェット記録装
置は、前記気泡排出フィルタが、１枚のフィルタに主部
と気泡排出部を形成していることを特徴とする。

【００１５】また更に、本発明のインクジェット記録装
置は、前記気泡排出フィルタが、水平に対しある角度を
持って取り付けられ、気泡排出部が気泡排出フィルタの
上部側に位置して設置していることを特徴とする。

【００１６】また更に、本発明のインクジェット記録装
置は、前記気泡排出フィルタが、ヘッドの入口側と気泡
排出側の両側に２枚設置していることを特徴とする。

【００１７】インク流路にインクの無い状態からインク
を充填する場合や、インクカートリッジを交換する場合
等に、インク流路に気泡が入り込むことがあり、これら
の気泡はインクの吐出不良の原因となるため取り除く必
要がある。

【００１８】一方、インク中の異物が印字ノズルを詰ま
らせることが無いようにインク流路に異物除去フィルタ
を設けることが多い。インク流路にフィルタが存在する
場合、インク中の気泡はフィルタの網目をくぐる必要が
あり、そのため気泡は変形あるいは細かく分散する必要
があり、それには大きな力が必要なことから気泡はフィ
ルタに引っ掛かり易い。

【００１９】気泡がフィルタを抜けるためには気泡を強
い力で押し出すか、気泡が通り易いように網目を広くす
るしかない。

【００２０】フィルタの網目を広くすることは、気泡を
排出し易くするが、引っ掛かった気泡がある程度大きな
気泡であれば、気泡がフィルタを多くの部分を塞ぎ、流
れを妨げることで大きな圧力差が生じる。その圧力差に
よりフィルタに引っ掛かった気泡は、フィルタの網目を
くぐりぬけフィルタを通過する。しかし気泡が小さい場
合、引っ掛かった気泡はフィルタの１部分を塞いでいる
だけで、残りの部分も網目が広いため容易にインクが流
れ、気泡を押し流すのに十分な圧力差を生じないので気
泡は残ることになる。

【００２１】一方、気泡の押し出し圧を高めるために、
気泡排出時のインク流量を増やす方法があるが、ポンプ
容量を増やす必要があり、無駄になるインクも多い。

【００２２】そこで１部分のみ気泡の通り易い穴径の広
いフィルタにして、他を穴径の小さいフィルタにすれ
ば、気泡は流れの多い穴径の大きい部分に集まり、弱い
流れでもフィルタの穴径の大きい部分を通り抜けること
が出来る。また気泡が小さくなってフィルタの他の部分
をインクが流れても、流路抵抗が大きいため気泡を排出
する大きな圧力差が得られ、気泡は容易に排出出来る。

【００２３】更にフィルタの穴径を調整することで気泡
排出と逆の方向への気泡の入り込みを防ぐことが出来
て、常に気泡をない状態を保つインク流路の気泡逃がし
弁として気泡排出フィルタを設置することも可能であ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】まず、本発明のインクジェット記
録装置の実施例を詳細に説明する。

【００２５】図１は、本発明のインクジェット記録装置
の実施例のインクジェットプリンターを示すものであ
る。

【００２６】図中でプラテン１は記録媒体を搬送するも
のである。このプラテン１は、アルミニウムからなる円
筒であり、図示しない駆動装置によって図中の矢印Ａの
方向に回転する。このプラテン１の表面にはシリコーン
ゴムを積層している。このプラテン１には、紙押さえロ
ーラ２及び３が圧接されており、このプラテン１と紙押
さえローラ２及び３との間に記録媒体４が置かれ、これ
らの回転に伴い記録媒体４が搬送される。紙押さえロー
ラ２は、例えば金属製の芯材にアクリルニトリルゴムを
その表面に接着させて構成される。

【００２７】また、プラテン１に記録媒体４を間に挟ん
で対向する位置に、インクジェット記録ヘッド５が置か
れる。この記録ヘッド５は、圧電素子によって液滴を形
成するものである。ヘッド５には、４８個のノズルが任
意のマトリックスで配置されている。この記録ヘッド５
のノズルは、図示しない演算装置によって与えられた印
字データに基づき、インク液滴を吐出する。この記録ヘ
ッド５にはインクタンク６よりインクがチューブ７を通
して供給され、記録ヘッド５後部には図示しない気泡排
出フィルタを備えた気泡排出チューブ８が設けられる。

【００２８】インクジェット記録は次のように行われ
る。まず、記録媒体４がプラテン１と紙押さえローラ２
及び３との間に挟持されて搬送される。次に搬送された
記録媒体４に、記録ヘッド５により印字パターンに従っ
て、選択的にインク液滴が吐出される。記録媒体５に付
着したインク液滴はインクドッドを形成する。次にプラ
テン１と、紙押さえローラ２及び３とにより所定量記録
媒体が搬送され、再び記録ヘッド５により記録が行われ
る。

【００２９】記録媒体４に必要な記録が行われた後、記
録媒体４は装置から排出される。

【００３０】図２に本発明の第１実施例のインクジェッ
ト記録装置における気泡排出フィルタの動作説明図を示
す。

【００３１】記録ヘッド５は、印字ノズル９と印字圧力
室１０を備えており、チューブ７と気泡排出チューブ８
を備えている。気泡排出チューブ８とヘッド空孔の境に
は、気泡排出フィルタ１１が設けられている。気泡排出
フィルタは有効穴径２０μｍの金属メッシュからなる気
泡排出部１１−１と、有効穴径２μｍの金属メッシュか
らなる主部１１−２で構成している。

【００３２】印字ヘッド５にインクを充填する際は、チ
ューブ７より供給されたインクは、印字圧力室１０を満
たし印字ノズル９からあふれ出す、そこで印字ノズル９
にキャップを被せることで流れ出るインクを遮断する。
その後もインクを供給することでインクは気泡排出フィ
ルタ１１を通り気泡排出チューブ８より出る。インク流
路内の気泡はこのときのインクとともに排出される。イ
ンク充填後、インク供給を止めることでインクは気泡排
出チューブからインクタンク側に戻るが、気泡排出フィ
ルタでのインクの表面張力により、空気が気泡排出フィ
ルタ１１を越えてインク流路内に入ることはない。結果
としてインク流路内には気泡がなくなる。

【００３３】以上よりインク流路に有効穴径が違う主部
と気泡排出部の２種類のフィルタからなる気泡排出フィ
ルタを備えたことで、安定したインク吐出が得られる。

【００３４】次に本発明の第２実施例の構造について図
３により説明する。

【００３５】ヘッド５は複数の印字圧力室１０と径４５
μｍの印字ノズル９を持ち、気泡排出フィルタ１１を介
してチューブ７が取付けられている。気泡排出フィルタ
１１は有効穴径５μｍの金属メッシュに機械的に歪ませ
て１部の有効穴径を２０から４０μｍ程度にした気泡排
出部を持ったもので、鉛直方向に取付けられており、な
おかつ、気泡排出部はフィルタの上側になるように取付
けてある。

【００３６】インクカートリッジ交換等で気泡がインク
流路内に入り込んだとしても、気泡排出動作としてカー
トリッジを加圧してインクを供給すると、気泡を含んだ
インクはヘッド側に流れ、気泡排出フィルタに到達した
気泡はインクの流れと、気泡排出フィルタが水平に対し
ある角度を持って取付けられていることから、気泡の浮
力によってもフィルタ上方の気泡排出部に行きヘッド側
に送られる。ヘッドに入ったインクはノズルよりインク
とともに排出され、インク流路内の気泡は取り除かれ
る。

【００３７】以上の構成によれば、気泡排出フィルタを
鉛直に立てて、なおかつ気泡排出部を上側に設置してい
ることで気泡はより取り除きやすくなるとともに、気泡
排出部のフィルター穴径をノズル径より小さな２０から
４０μｍとすることで、ノズル目詰まりの原因になる異
物をヘッドに行かないように遮断することが可能で、安
定した吐出を得る効果がある。

【００３８】次に本発明の第３実施例の構成を図４によ
り説明する。

【００３９】ヘッド５の複数の印字圧力室９はそれぞれ
左右両側にインク室１２と１３に通じる口を持ちノズル
９を中央部に備えている。インク室１２にはチューブ７
が繋がっており、もう一方のインク室１３は気泡排出フ
ィルタ１１を介してインク溜め１４に繋がっている。気
泡排出フィルタ１１はニッケルの電気鋳造品で図５に示
すように、穴径２５μｍの穴からなる気泡排出部を面積
の割合にして１／５持ち、残りの部分を穴径５μｍの穴
を形成した構造をしており、上方に気泡排出部を配置す
るように取付けられる。

【００４０】印字ノズル９をキャップしながらインクを
充填すると気泡等の空気は押し流されインク室１３を通
り、気泡排出フィルタ１１を通りインク溜め１４に抜け
る、インク充填後もインクカートリッジの水頭値をイン
ク溜めのインクは空にならないように調整することによ
り、ヘッド側に空気がいかないように、ヘッドを含めた
インク流路の気泡を無くすことが出来て、安定した吐出
が得られる。

【００４１】気泡排出部の面積を変えて気泡の排出性を
評価した結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】気泡排出部の面積割合がフィルタの１／５
以下であるとき、インク流量が少なくても気泡の排出性
が良く、充填用の加圧ポンプを小さく出来て、吐出安定
性を得られる。

【００４４】次に本発明の第４実施例を図６により説明
する。

【００４５】ヘッド５の複数の印字圧力室９はそれぞれ
左右両側にインク室１２と１３に通じる口を持ちノズル
９を中央部に備えている。インク室１２には第１気泡排
出フィルタ１５を介してチューブ７が繋がっており、も
う一方のインク室１３は第２気泡排出フィルタ１６を介
してインク溜め１４に繋がっている。第１及び第２の気
泡排出フィルタ１１はニッケルの電気鋳造品で穴径２５
μｍの穴からなる気泡排出部をフィルタ外周部に１列持
ち、残りの部分に穴径５μｍの穴を形成しており、上方
に気泡排出部を配置するように取付けられる。インク溜
め１４は上部に開閉可能な弁が付いており気泡排出時に
弁を開き他のときは弁を閉じている。

【００４６】気泡排出時は、インク溜めの上部の弁を開
放し、ノズルにキャップをしてインクを押し流す。その
時チューブ７側の気泡は第１気泡排出フィルタ１５を抜
け、更にヘッド内の気泡は第２気泡排出フィルタ１６を
通じてインク溜め１４に排出される。気泡排出後はイン
ク溜め上部の弁を閉じて１切の気泡がヘッド部に逆流し
ないようにして、気泡による影響を排除して安定した印
字を実現している。更にヘッドの両サイドに気泡排出フ
ィルターを設置していることから、どこからもノズル目
詰まりの原因の異物を遮断出来て、より吐出安定性は向
上する。

【００４７】インクジェットプリンタを実施例に掲げた
が、本発明はプリンターに限定されるものではなく、プ
ロッター・複写機等全てのインクジェット記録装置に応
用可能である。

【００４８】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録装置は、簡
単な構造で、インク流路の気泡を排出して、高い吐出安
定性を確保できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を搭載したインクジェットプリ
ンターを示す構造図である。

【図２】本発明の第１実施例のインクジェット記録装置
における気泡排出フィルタの動作説明図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す構造図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す構造図である。

【図５】本発明の第３実施例に用いた気泡排出フィルタ
を示す構造図である。

【図６】本発明の第４実施例を示す構造図である。

【符号の説明】 １ ：プラテン ４ ：記録紙（記録媒体） ５ ：インクジェット記録ヘッド ７ ：チューブ １１、１５、１６：気泡排出フィルタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字ヘッドから記録媒体にインク滴を吐
   出してインク像を形成し記録するインクジェット記録装
   置において、 インク流路中に、有効穴径が違う主部と気泡排出部の２
   種類のフィルタからなる気泡排出フィルタを備えたこと
   を特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記気泡排出フィルタの、主部の有効穴
   径が２から１５μｍのフィルタからなり、また気泡排出
   部の有効穴径が２０から４０μｍのフィルタで構成され
   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】 前記気泡排出フィルタの気泡排出部の面
   積割合が、全気泡排出フィルタ面積の１／５以下である
   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】 前記気泡排出フィルタが、１枚のフィル
   タに主部と気泡排出部を形成してい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】 前記気泡排出フィルタが、水平に対しあ
   る角度を持って取り付けられ、気泡排出部が気泡排出フ
   ィルタの上部側に位置して設置していることを特徴とす
   る請求項１記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記気泡排出フィルタが、ヘッドの入口
   側と気泡排出側の両側に２枚設置していることを特徴と
   する請求項１記載のインクジェット記録装置。