JPH03180355A - インクジェット記録装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液体を吐出口から吐出させることにより画像を
記録するインクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来のインクジェット記録装置は、一般に、液体を吐出
する吐出口と、該吐出口に液体を供給するための液路と
、該吐出口からの液体の吐出に必要なエネルギーを発生
するためのエネルギー発生体とを有するインクジェット
ヘッドと、該ヘッドに供給される液体を貯蔵する液体貯
蔵部と、該液体貯蔵部から記録ヘッドに液体を供給する
ための液体供給路とを有する。

例えば、記録用の液体として水性のインクを用いた場合
、インクが吐出口の目詰りを引き起す不溶性成分を含ん
でいる、あるいは装４内にインクが長時間滞溜した際に
、不溶性成分が析出する可能性があるので、液体（イン
ク）供給路の途中の適当な位置に、これら不溶性成分の
吐出口方向への流入を阻止し、これらによる吐出口の目
詰りを防止の九のフィルターか配置される。

通常このフィルターは、金属焼結体、金属メツシュ、或
いはセラミックスなどの多孔質体で形成され、インク供
給路の形状に合うように成形、配置されている。

［発明か解決しようとする課Ｅ］ 従来のインクジェット記録装置においては、記録ヘッド
内の吐出口に近い液路内に気泡か存在すると、吐出イン
ク滴の形成時における液路内の圧力伝播が正常時と異な
り、これによって応答周波数、即ち、単位時間当たりの
インク滴形成頻度が低下したり、吐出口先端からの気泡
取り込み等が発生して装置のインク吐出性能が著しく低
下し、記録画像の品質か劣化する場合があることが一般
に知られている。

かかる弊害を防止する手段として、液路内のインクを外
部から強制的に吸引又は加圧して液路内にインクの流れ
を生じさせて気泡を除去するポンプのような回復装置を
設けることが知られている。

しかしながら、この回復装置を動作させても、インク中
に存在する溶存空気か、吐出口でのインク滴形成時発生
ずる熱や圧力変動等により液路内に新しい気泡となるた
め、連続して安定した吐出を継続して行なうことが難し
い場合が多かった。

さらに、この気泡の発生による吐出性能劣化を防止する
手段として、前述の回復装置の動作を一定周期で作動さ
せることが有効であるが、溶存空気からの気泡の発生は
、インクの品種、保管手段、或いはインクジェット記録
装置の使用環境に等によって影響を受ける為、予想され
るよりも十分短い周期でかかる動作を行う必要があった
。

本発明の目的は、上述した従来のインクジェット記録装
置の問題を解決し、記録ヘッド内の液路に発生する気泡
を積極的に排除することで、長期にわたって良好で安定
した記録操作を維持できるインクジェット記録装置を提
供することにある。

［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、インクジェットヘ
ッドと、該インクジェットヘッドに液体を供給するため
の液体供給路と、該液体供給路中に設けられたフィルタ
ーとを有するインクジェット記録装置において、該フィ
ルターが該液体供給路内の液体を加熱し得る構成を有す
ることを特徴とする。

本発明のインクジェット記録装置は、液体供給路内に配
置されたフィルターにより液体供給路内にある液体を加
熱することで、液体内の溶存空気から気泡をフィルター
面で強制的に発生させ、フィルター自身の気泡分離作用
で、溶存空気の少ない液体を記録ヘッド側に供給できる
ようにしたものである。

したがって、溶存空気の少ない液体が記録ヘッド内に供
給されるので、記録ヘッド内の記録液での気泡の発生が
効果的に抑制され、気泡の存在による前述した問題の発
生を防止することかできる。

前記フィルターとして電気伝導性を有する一対のフィル
ターを適当な距離で配置させることによって、これらフ
ィルター間に発生する気泡の存在をフィルター間の電気
抵抗の変化にて検知することができ、インク供給路中に
発生した泡を最適な時期に取り除くことが可能となる。

［実施例］ 以下、第１図乃至第３図を参照して本発明の詳細な説明
する。

実施例１ 第１図は本発明のインクジェットヘッド記録装置の要部
の一例を示す。

インクジェットヘッド１は、記録用の液体としてのイン
クを液室２に供給する液体（インク）供給路３、液室２
からインクを吐出口５に供給するための液路４、インク
を液滴として記録紙等（不図示）に吐出させるための吐
出口５を有する。

四１の基板６の液路４の下部領域には、液路４内のイン
クに付与される、吐出口からのインク吐出に必要なエネ
ルギーを発生するための吐出エネルギー発生体７が配置
され、配線８からの信号に応じて吐出エネルギーが発生
できるようになっている。

この吐出エネルギー発生体７としては、インク病の形成
方式に応して、種々のものが利用される。

例えば、熱エネルギーによってインクを吐出させるもの
である場合には、吐出エネルギー発生体７として記録信
号に応して発熱できる電気熱変換体等の発熱体か利用さ
れる。

第１の基板６は第２の基板９上に組立てられており、第
２の基板９は、記録紙（不図示）に対して平行に移動す
るキャリッジ（不図示）上に取付けられている。

吐出口５の囲りには、インクの吐出方向に対して、直角
にプレート１９が組立てられており、吐出口５を構成し
ている部材とプレート１９の接合部はシリコーンゴムや
接着剤等で密封されている。

インク供給路３の一方の端部３ａからはインク貯蔵部等
のインク供給源（不図示）からインクが液室２に向かっ
て供給される。

インク供給路３の途中には、３ａから供給されるインク
中の不純物（不溶性成分）の液室２への流れ込みを阻止
するためのフィルターユニット１０が配置されている。

フィルター１１はフィルターユニット１０内に、接着、
かしめ、溶着などの方法で組み込まれている。

フィルター１１の一部からフィルターユニット１０の壁
を通り、外部に向かって電極１１ａが構成されている。

さらに前述の電極１１ａに対向したフィルター１１の一
部は、電極１１ａと同じ様な電極ｆｌｂが構成されてい
る。

ここでフィルター１１の比抵抗がインクの比抵抗と同程
度であると、電極１１ａとｌｌｂに印加された電流がフ
ィルターを通ることなくインク中に逃げてしまうために
、フィルター１１の比抵抗は少なくともインクの比抵抗
よりも十分小さいことか必要である。

例えば、比抵抗１　ｘ　１０２Ωｃｍ〜ｌ　Ｏｘ　１０
２Ωｃｍ程度のインクを用いる場合には、フィルター１
１の比抵抗を、例えば５０ｘｌＯ−６Ωｃｍ〜１５０×
１０−６Ωｃｍの範囲内に設定するのが好ましい。

フィルター１１はろ適時性としてインク中の５μｍ以−
Ｅの不純物をとり除く機能かあれば良い。

例えば、絶対除去率が４５μ以下、通水時の圧力損失が
１０　ｘ　１０−’（Ｋｇ／ｃｍ２／ｊ　／ｍｉｎ／ｍ
２）以下であるものが利用できる。そのようなものとし
ては、例えばりジメッシュステンレススチールメッシュ
フィルターにグレード（ボール社〉等の公称除去率５−
１絶対除去率１８μ鳳、圧力損失２×１０−’（Ｋｇ／
ｃｍ”／Ａ　／ｍｉｎ／ｍ２）のフィルターを挙げるこ
とができる。

フィルター１１の材料は、例えばステンレス、ニクロム
などの金属製金網、或いは電気伝導性セラミックス等の
多孔質焼結体等の通電により発熱し得る材料から形成さ
れたものから選定できる。

従って、フィルター自体が通電により発熱し得るもので
あるので、電極１１ａ及びｌｌｂの間に電流を流してフ
ィルター１１を発熱させることができ。

発熱温度を制御する為には電極間の電圧を制御してやれ
ば良い。

フィルターユニット１０の入口とフィルター１１の間に
はチャンバー１３が形成され、このチャンバー１３には
連通管１４が接続されている。連通管１４は前述のプレ
ート１９に吐出口５面の反対側から接続されており、そ
の開孔部１８は、プレート１９を通して、吐出口５と同
一方向に向いている。

連通管１４の間には、容易に開閉操作ができるバルブ１
５が接続されている。

インクジェット記録装置が休止状態である場合、インク
ジェットヘッド１は所定の位置まで移動し、吐出口５及
びその近傍はキャップ１６とプレート１９により外気と
完全に遮断される。

キャップ１６とプレート１９は密着する必要がある九、
キャップ１６の接触部はゴムの様な弾性体で構成されて
いる。

キャップ１６の一部から吐出口５と開孔部１８からイン
クを吸い出すための吸引チューブ１７が接続されている
。吸引チューブ１７の他の末端は本体の吸引ポンプに接
続される。

第２図に、第１図におけるフィルターユニット１０の作
動状態を示す。

第２図（ａ）に示すように、インク供給源から供給され
たインクが溶存空気を多く含んでいると、昇温したフィ
ルター１１の近傍において加熱され、加熱されたインク
の飽和溶存空気濃度が、インク中に存在するインク中の
溶存空気濃度よりも低くなった場合、余剰溶存空気は、
気泡としてチャンバー１３中に析出する。

例えばここで使用されるインクが、インク供給源から２
０℃で溶存空気が飽和された状態でフィルターユニット
ｌＯに供給され、次いでフィルター１１によって、６０
℃まだ加熱された時、フィルターユニット１０内に発生
する気泡の量はインクｌｃｃ当り、約０．０１ｃｃであ
ることが確認されている。

チャンバー１３内に発生した気泡は、十分に生長する（
大きくなる）まで、フィルター面やフィルターユニット
内壁に付着する。

溶存酸素量が充分に減少したインクは液室２へ導入され
る。

なお、第２図すで示す様に、チャンバー１３に溜った気
泡は、ある一定の周期で連通管１４より排出すれば良い
。

これはインクジェットヘッド１がキャップ１６によりキ
ャッピングされ、本体の吸引ポンプが作動し、吸引チュ
ーブ１７よりキャップ１６内部が減圧された時、バルブ
１５が開かれることにより達成できる。

フィルター１１での発熱量は、用いるインク装置の使用
環境、装置の構成等に応じて適宜選択されるが、例えば
、４８ｄｏｔ　ｘ　３６ｄｏｔで構成されたキャラクタ
−を全吐出の状態で１００キャラクタ−７秒のスピード
で印字した時のインクの消１を量は、約０．０２５ｃｃ
／秒であるので、例えば２０℃のインクを６０℃に昇温
する場合、（６０−２０）ｘｏ、０２５＝１ｃａｌ／ｓ
ｅｃ　＝４．２ｗの発熱量が必要となる。

実施例２ 第３図に本発明のインクジェット装置におけるフィルタ
ーの他の例を示す。

この例におけるフィルター１２は、それ自体か発熱する
ものではないが、熱伝導性を有するものであり、その一
部がフィルターユニット１０の壁を通り、外へつき出し
た構成を有する。

このつき出し部２１ａにはニクロム線等の電気発熱体２
２が巻かれており、電源２０より電気エネルギーが供給
されて電気発熱体２２が発熱することで、フィルター２
１も加熱され、その結果、フィルターユニット１２は第
１図の例と同様に機能する。

実施例３ 第４図に本発明のインクジェット装置におけるフィルタ
ー設置態様の他の例を示す。

この例では、第２のフィルターとして電極２３ａを持つ
導電性のフィルター２３がフィルター１１に所定の間隔
を置いて対向させである。

フィルターの電極ｆｌｂ及び２３ａは、本体の検知機（
不図示）に接続され、常に、フィルター１１とフィルタ
ー２３間の電気抵抗が測定できるようになっている。

フィルター２３はフィルター１１よりもインク流れの上
流に配置され、ろ適時性として、インク中の１５μｍ以
上の不純物をとり除く機能があれば良い。

例えば、リジメッシュステンレススチールメッシュフィ
ルターＪグレード（ポール社）等の公称除去率１０μ鳳
、絶対除去率２５−１通水時の圧力損失Ｉ　Ｘ　１０−
’（Ｋｇ／ｃＩＩ１２／７　／ｍｉｎ／ｍ２）のフィル
ターが利用できる。

このように、複数のフィルターを併用することで、各フ
ィルターでの不溶性成分の堆積速度を遅くすることがで
き、フィルター交換の間隔を効果的に延ばすことができ
る。

また、これら一対のフィルターが導電性であることから
、チャンバー１３内での気泡の発生状態を、これらフィ
ルター間の電気抵抗値の変化として観察できる。

なお、一対のフィルターの間隔は、フィルター径ｄの％
ｄ以下が望ましい。

チャンバー１３内での気泡発生量が、気泡の除去に必要
な量に達した時の限界電気抵抗値を回復制御装置にメモ
リーさせておき、検知機において限界電気抵抗値を検知
した段階で、回復制御装置から回復装置の作動を指令さ
せることで、効率良い回復装置の作動が行なえる。

すなわち、気泡の除去に必要な気泡発生量に到達するま
での時間として、最短時間を想定し、想定された最短時
間間隔で回復動作を行なう必要がなく、実際の気泡発生
量に応じて長い回復動作のための間隔を設定でき、連続
した記録が可能となる。

［発明の効果］ 本発明によれば、フィルターに液体の加熱機能を付与し
たことで、フィルターによって液体供給路内の液体を加
熱して、予め溶存空気からの気泡発生を強制的に行ない
、吐出口や液路等、気泡により液体の吐出性能が劣化す
る部分には、溶存空気含量の少ないインクを供給して、
良好で安定した記録を可能にするインクジェット記録装
置が提供された。

【図面の簡単な説明】

笛１図は本発明のインクジェット記録装置の要部の一例
を示す図、第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は第１図の装
置におけるフィルターの作動状態を説明する図、第３図
は本発明のインクジェット記録装置におけるフィルター
の他の態様を示す図、第４図は本発明のインクジェット
記録装置におけるフィルター設置方式の他の態様を示す
図である。 １・・・インクジェットヘッド ２・・・液室　　　　　　　３・・・インク供給路４・
・・液路　　　　　　　５・・・吐出口６・・・第１の
基板 ７・・・吐出エネルギー発生素子 ８・・・配線　　　　　　　９・・・第２の基板１０・
・・フィルターユニット １１・・・フィルター　　１３・・・チャンバー１４・
・・連通管　　　　１５・・・バルブ１６・・・キャッ
プ　　　１７・・・吸引チューブ１８・・・開孔部　　
　　１９・・・プレート弔 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インクジェットヘッドと、該インクジェットヘッド
   に液体を供給するための液体供給路と、該液体供給路中
   に設けられたフィルターとを有するインクジェット記録
   装置において、該フィルターが該液体供給路内の液体を
   加熱し得る構成を有することを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。 ２）前記フィルターが通電により発熱するものである請
   求項１に記載のインクジェット記録装置。 ３）前記フィルターが熱電気伝導性を有し、別途設けら
   れた加熱手段から付与された熱を液体に伝えることで該
   液体を加熱するものである請求項１または２に記載のイ
   ンクジェット記録装置。 ４）前記フィルターとして、一対の電気伝導性を有する
   フィルターを用い、これらフィルター間の電気抵抗の変
   化によって、これらフィルター間における液体内での気
   泡の発生量を検知する請求項１〜３のいずれかに記載の
   インクジェット記録装置。 ５）前記フィルターの発熱部の比抵抗が５０〜１５０×
   １０＾−＾６Ωｃｍである請求項２に記載のインクジェ
   ット記録装置。 ６）前記フィルターの絶対除去率が４５μｍ以下、通水
   時の圧力損失が１０×１０＾−＾４Ｋｇ／ｃｍ＾２／ｌ
   ／ｍｉｎ／ｍ＾２以下である請求項１〜４のいずれかに
   記載のインクジェット記録装置。