JPH08258281A

JPH08258281A - インク吐出装置

Info

Publication number: JPH08258281A
Application number: JP5892695A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Horio; 英明堀尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】メッシュが細かいインクフィルタであっても
目詰まりが生じることなくインク中のごみ、ちりを除去
できるインク吐出装置を提供することを目的とする。【構成】インク１を収容するインクタンク２と、イン
クタンク２に連通して設けられたインクフィルタ４と、
インクフィルタ４に連通して設けられた共通インク室３
と、共通インク室３に連通する複数のノズル５と、複数
のノズル５に対応するインク吐出部と、インクタンク２
内に設けられた少なくとも一対の表面積の異なる電極１
２、１３と、一対の表面積の異なる電極に交流電圧を印
加する交流電圧印加部とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクタンクを持ち、
このインクタンク内のインクを必要に応じて吐出するイ
ンク吐出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリンタは印字の高速化、カラー
化、低騒音化の要求が高まってきており、なかでもイン
クジェットヘッドを用いたインクジェットプリンタが注
目されてきている。

【０００３】インクジェットヘッドの方式には大別して
連続方式とオンディマンド方式とがある。このオンディ
マンド方式には、ピエゾ素子で駆動するカイザ方式、ス
テムメ方式、グールド方式や、ヒータからの熱によりバ
ブルを発生させ、その体積変化によりインクを飛翔させ
るバブルジェット方式、導電性のインクに直接電気を流
すことによりインクを自己発熱させてバブルを発生さ
せ、その体積変化によりインクを飛翔させる通電バブル
方式がある。これらのうち、ノズル毎にインク流路およ
び圧力発生手段を設け、信号に応じてインク滴を吐出す
るバブルジェット方式は、近年要求が高まってきている
高密度化に伴い、多数のインク流路を狭い範囲に製造す
る必要性が生じている。

【０００４】図６は、バブルジェット方式の従来のイン
ク吐出装置を示す断面斜視図である。図６において、１
はタンク、２はインク１を収容するインクタンク、３は
インク１で満たされた共通インク室、４はインクタンク
２と共通インク室３との間に設けられたインクフィル
タ、５はインク１を吐出するノズル、９は被印刷表面、
Ａはインク流れである。

【０００５】また図５は、図６に示す、従来のインク吐
出装置のノズル５の部分を拡大した部分拡大図である。
図５において、５はインク１を吐出するノズル、６はノ
ズル５と共通インク室３との間に配置されたヒータ、７
は電圧印加部、８は電圧印加部７の出力電圧を接続、切
断するスイッチ、１０はノズル５から吐出されるインク
滴、１１は必要時にインクタンク２にインク１を補充す
るためのインク補充口である。

【０００６】以上のように構成された従来のインク吐出
装置について、以下その動作について説明する。スイッ
チ８のオン動作により、電圧印加部７よりヒータ６に電
圧を印加すると、ヒータ６の表面が発熱し、その熱でヒ
ータ６の表面のインク１の一部が気化する。さらに、そ
の気化されたインク１の蒸気は、ノズル５から被印刷表
面９にインク滴１０を吐出させるのに十分な圧力を発生
するまで膨脹する。複数のヒータ６のうち電圧を印加す
るヒータ６をスイッチ８により選択することにより、イ
ンク１を吐出するノズル５を選び、被印刷表面９に所望
の文字を形成するようにしている。吐出に伴いインク１
が消費されると、インク流れＡに示すように、インクタ
ンク２からインクフィルタ４を介して、新たなインク１
が共通インク室３に供給され、ノズル５に分配される。
このときインクフィルタ４によりインク１中のごみ、ち
りが除去される。さらにインク１が消費された場合に
は、インク補充口１１よりインク１を補充する。

【０００７】ところで、近年のノズル配置の高密度化に
伴い、多数のインク流路を狭い範囲に製造する必要性が
生じており、排除すべきインク１のごみ、ちりのサイズ
が小さくなってきているが、従来のインク吐出装置で
は、インクフィルタ４のメッシュを細かくすることとイ
ンクの管理の強化とにより、上記小さなごみ、ちりに対
応している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インク吐出装置では、サードパーティからのろ過の不十
分なインク１の供給や、ユーザがインク１詰め替えを行
う際に混入するごみのために、メッシュが細かいインク
フィルタ４は目詰まりが発生しやすく、インク供給が不
安定になるという問題点があった。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、メッシュが細かいインクフィルタであっても目詰ま
りが生じることなくインク中のごみ、ちりを除去できる
インク吐出装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１記載のインク吐出装置は、インクを
収容するインクタンクと、インクタンクに連通して設け
られたインクフィルタと、インクフィルタに連通して設
けられた共通インク室と、共通インク室に連通する複数
のノズルと、複数のノズルに対応するインク吐出部と、
インクタンク内に設けられた少なくとも一対の表面積の
異なる電極と、一対の表面積の異なる電極に交流電圧を
印加する交流電圧印加部とを備えた構成を有している。

【００１１】請求項２記載のインク吐出装置は、請求項
１記載のインク吐出装置において、インクフィルタが、
ノズルの孔の直径よりも小さな等価直径を持つ構成を有
している。

【００１２】請求項３記載のインク吐出装置は、請求項
１記載のインク吐出装置において、一対の表面積の異な
る電極は少なくとも一部が誘電体で覆われている構成を
有している。

【００１３】請求項４記載のインク吐出装置は、請求項
３記載のインク吐出装置において、誘電体は体積抵抗率
がインクよりも小さい構成を有している。

【００１４】

【作用】この構成によって、一対の表面積の異なる電極
に交流電圧を印加したとき、上記電極はインク中のご
み、ちりを吸着することができるので、目詰まりが生じ
るような大きなごみ、ちりはインク中から除去され、イ
ンクフィルタを小さなごみ、ちりを除去するようなメッ
シュサイズとしてもインクフィルタに目詰まりが生じる
ことはない。

【００１５】また、インクフィルタの等価直径をノズル
の孔の直径よりも小さくすることにより、ノズルの孔の
目詰まりを防止することができる。

【００１６】さらに、一対の表面積の異なる電極は少な
くとも一部が誘電体で覆われているようにしたことによ
り、その一部において上記電極が直接インクに触れるこ
とがなく、電極経時変化を小さなものとすることができ
る。

【００１７】さらに、一対の表面積の異なる電極を覆う
誘電体の体積抵抗率をインクのそれよりも小さくするこ
とにより、誘電体による電圧降下を抑えることにより、
上記電極により発生する電界に対する誘電体の影響を少
なくすることができる。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について図１〜図５
を用いて説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例におけるインク吐
出装置を示す断面斜視図である。図１において、１はイ
ンク、２はインクタンク、３は共通インク室、４はイン
クフィルタ、５はノズル、９は被印刷表面、１１はイン
ク補充口、Ａはインク流れであり、これらは図６と同様
のものなので、同一符号を付して説明は省略する。１２
は棒状の吸着電極、１３は平面状の大電極である。

【００２０】図２は本発明の一実施例におけるごみ吸着
動作を説明するための動作説明図である。図２におい
て、１２は棒状の吸着電極、１３は平面状の大電極、１
４は交流電圧印加部、１５はインク１中に存在するご
み、１６は吸着電極１２、大電極１３を覆う誘電体の膜
である誘電膜、Ｂは等電位線である。

【００２１】図３は本発明の一実施例におけるごみ吸着
動作の原理を説明するための動作原理説明図である。図
３において、１５はインク１中に存在するごみ、Ｃは電
気力線、Ｅ１、Ｅ２は電界強度である。

【００２２】図４は本発明の一実施例におけるインク吐
出装置が適用されたインクジェットプリンタを示す斜視
図である。図４において、２はインクタンク、２０は挿
入されたインクタンク２を固定するキャリッジ、２１は
シリアルに往復するキャリッジ２０を導くガイドシャフ
ト、２２は記録紙２３を送るプラテンローラである。

【００２３】図５は前述したようにインク吐出装置のノ
ズル５の部分を拡大した部分拡大図であり、従来と同様
の構成であるので、説明は省略する。

【００２４】以上のように構成されたインク吐出装置に
ついて、図１〜図５を用いてその動作を説明する。図１
で、インクタンク２を共通インク室３にセットすると、
交流電圧印加部１４（図２）により吸着電極１２、大電
極１３との間に交流電圧が印加され、吸着電極１２にイ
ンク１中のごみ１５、ちりが吸着され、インク１中のご
み１５、ちりが除去される。この後、電圧印加部７より
ヒータ６に電圧を印加すると、ヒータ６の表面が発熱
し、その熱でヒータ６の表面のインク１の一部が気化す
る。さらに、その気化されたインク１の蒸気は、ノズル
５から被印刷表面９にインク滴１０を吐出させるのに十
分な圧力を発生するまで膨脹する。複数のヒータ６のう
ち電圧を印加するヒータ６をスイッチ８により選択する
ことにより、インク１を吐出するノズル５を選び、被印
刷表面９に所望の文字を形成するようにしている。吐出
に伴いインク１が消費されると、インク流れＡに示すよ
うに、インクタンク２からインクフィルタ４を介して、
新たなインク１が共通インク室３に供給され、ノズル５
に分配される。このときインクフィルタ４によりインク
１中のごみ１５、ちりが除去される。さらにインク１が
消費された場合には、インク補充口１１よりインク１を
補充する。補充が行われると、上述と同様の動作でごみ
１５、ちりが除去され、インク１はクリーンな状態に保
たれる。

【００２５】以上の動作の繰り返しにより、例えばコン
ピュータ等から送られて来る印字信号に応じて、キャリ
ッジ２０へ装着されたインクタンク２がガイドシャフト
２１に沿って往復運動し（図４参照）、キャリッジ２０
の位置に合わせて電圧印加部７が任意のヒータ６に駆動
電圧を印加し、インク滴１０が連続的に生成され、プラ
テンローラ２２によって送られる記録紙２３に付着し、
記録紙２３へのドットによる印字が可能となる。

【００２６】次に、インク１中のごみ１５、ちりの吸着
動作について、図２を用いて詳細に説明する。交流電圧
印加部１４により吸着電極１２と大電極１３との間に正
方向の交流電圧が印加されると、両電極１２、１３の表
面積が異なるために、インクタンク２内に等電位線Ｂで
示すように、吸着電極１２に近付くほど電界強度が大き
くなる電界が発生する。このとき電界中に存在するち
り、ごみ１５は誘電分極を起こし、図３のごみ１５に示
すように、等電位線Ｂに垂直な電気力線Ｃに沿って電位
の高い方にマイナス電荷が発生し、電位の低い方にプラ
ス電荷が発生する。この場合、誘電分極であるので、プ
ラス電荷とマイナス電荷とはその絶対値が等しい。ここ
で、電荷量をＱ、電界強度をＥとすると、Ｆ＝Ｑ×Ｅで
表される静電引力Ｆが発生する。このとき吸着電極１２
側の電界強度Ｅ１が大電極１３側の電界強度Ｅ２よりも
大きいので、誘電分極したごみ１５、ちりは吸着電極１
２に吸着される。交流電圧印加部１４からの交流電圧が
負方向となって電位が逆転しても、ごみ１５、ちりの分
極方向も逆転するので、上記と同様の理由により、ごみ
１５、ちりは吸着電極１２に吸着される。両電極間には
交流が印加されるので、両電極表面には電解気泡は発生
しない。さらに、交流であるので、電荷を解放したごみ
１５、ちりが吸着電極１２の表面から離れることがな
く、また誘電膜１６により電極１２、１３が直接インク
に触れることがないので、経時変化が極めて少ない。

【００２７】なお、本実施例ではインクフィルタ４のメ
ッシュの大きさについては特に述べなかったが、インク
フィルタ４の等価直径をノズル５の孔の直径よりも小さ
くすれば、インクフィルタ４を透過するちり、ごみ１５
の大きさはノズル５の孔よりも小さくなるので、ノズル
５に目詰まりが生じることはなくなる。また、本実施例
では電極１２、１３の全表面を誘電膜１６で覆ったが、
部分的に覆った場合であっても、覆った部分の広さに応
じて電極１２、１３の経時変化を少なくすることができ
る。さらに、誘電膜１６の体積抵抗率をインク１の体積
抵抗率よりも小さくすれば、誘電膜１６による電圧降下
を抑えることにより、電極１２、１３により発生する電
界に対する誘電膜１６の影響を少なくすることができ
る。

【００２８】以上のように本実施例によれば、一対の表
面積の異なる電極１２、１３に交流電圧を印加したと
き、吸着電極１２がインク１中のごみ１５、ちりを吸着
することができるので、目詰まりが生じるような大きな
ごみ１５、ちりはインク１中から除去され、インクフィ
ルタ４のメッシュを小さなごみ１５、ちりを除去する程
度のサイズとしてもインクフィルタ４に目詰まりが生じ
ることはない。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明は、インクを収容す
るインクタンクと、インクタンクに連通して設けられた
インクフィルタと、インクフィルタに連通して設けられ
た共通インク室と、共通インク室に連通する複数のノズ
ルと、複数のノズルに対応するインク吐出部と、インク
タンク内に設けられた少なくとも一対の表面積の異なる
電極と、一対の表面積の異なる電極に電圧を印加する交
流電圧印加部とを設けたことにより、上記一対の表面積
の異なる電極に交流電圧を印加したとき、表面積の小さ
な電極がインクのごみ、ちりを吸着することができるの
で、目詰まりが生じるような大きなごみ、ちりはインク
中から除去され、インクフィルタのメッシュを小さなご
み、ちりを除去する程度のサイズとしてもインクフィル
タに目詰まりが生じることのないインク吐出装置を実現
することができる。

【００３０】また、インクフィルタの等価直径をノズル
の孔の直径よりも小さくしたことにより、ノズルの孔の
目詰まりが防止されるインク吐出装置を実現することが
できる。

【００３１】さらに、一対の表面積の異なる電極の少な
くとも一部が誘電体で覆われていることにより、その一
部において上記電極が直接インクに触れることがないの
で、上記電極の経時変化が小さなインク吐出装置を実現
することができる。

【００３２】さらに、一対の表面積の異なる電極を覆う
誘電体の体積抵抗率をインクよりも小さくすることによ
り、インクから見て上記誘電体は上記電極に近似した物
質となるので、上記電極により発生する電界に対して誘
電体が及ぼす影響が小さいインク吐出装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるインク吐出装置を示
す断面斜視図

【図２】本発明の一実施例におけるごみ吸着動作を説明
するための動作説明図

【図３】本発明の一実施例におけるごみ吸着動作の原理
を説明するための動作原理説明図

【図４】本発明の一実施例におけるインク吐出装置が適
用されたインクジェットプリンタを示す斜視図

【図５】従来のインク吐出装置のノズルの部分を拡大し
た部分拡大図

【図６】従来のインク吐出装置を示す断面斜視図

【符号の説明】

１インク２インクタンク３共通インク室４インクフィルタ５ノズル６ヒータ７電圧印加部８スイッチ９被印刷表面１０インク滴１１インク補充口１２吸着電極１３大電極１４交流電圧印加部１５ごみ１６誘電膜２０キャリッジ２１ガイドシャフト２２プラテンローラ２３記録紙Ａインク流れＢ等電位線Ｃ電気力線Ｅ１、Ｅ２電界強度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを収容するインクタンクと、前記イ
ンクタンクに連通して設けられたインクフィルタと、前
記インクフィルタに連通して設けられた共通インク室
と、前記共通インク室に連通する複数のノズルと、前記
複数のノズルに対応するインク吐出部と、前記インクタ
ンク内に設けられた少なくとも一対の表面積の異なる電
極と、前記一対の表面積の異なる電極に交流電圧を印加
する交流電圧印加部とを備えたことを特徴とするインク
吐出装置。
【請求項２】前記インクフィルタは、前記ノズルの孔の
直径よりも小さな等価直径を持つことを特徴とする請求
項１記載のインク吐出装置。
【請求項３】前記一対の表面積の異なる電極は、少なく
とも一部が誘電体で覆われていることを特徴とする請求
項１記載のインク吐出装置。
【請求項４】前記誘電体は、体積抵抗率が前記インクよ
りも小さいことを特徴とする請求項３記載のインク吐出
装置。