JPS6099662A - 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、特に細管状の穴から成る流路を
多数設けて成るフィルタ装置に関するものである。

従来技術 従来、微細なオリフィスからインクを噴射して記録媒体
」−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。

このようなインフジエラＩ・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！ｌ＋＋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、耐歪素子なとを利用し
てインクを供給したパイプの体積を変化させたり電気、
熱変換体等による液体の急峻な状態変化によって生ずる
圧力によってオリフィスからインクを所望のタイミング
で吐出させるものがある。

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
るが、逆に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十ふｒの吐出圧力
は一般に比較的小さく、記録へ７１・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の共振、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
妙に変化することによって安定したインク吐出を継続し
て行なうことかゲ「しかった。

また、この方式におけるインク噴！＋４４Ｅ、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、カラスなどで形成した噴射管の一端を先細り
状に形成して所定径のオリフィスとし、この噴射管の周
囲をとり囲むようにして圧゛１シ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、吐出パル
スを連続して与え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
りして均一なドツト構成が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、逆に汀えば所望（７）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、
ヘッドのフルライン化、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難しい、というこ
とになる。

さらに従来のインクシエンドプリンタては−１゜記の記
録周波数の高い領域では、安定吐出のためのエネルギー
発生素子の駆動電圧３１容範囲（電圧アローワンス）が
狭くなるという欠点がある。このために記録周波数の高
周波領域では噴射管の動作が追従不能となり、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Ｘη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省にフィルタ装置
を設ける技術が知られている。第１図に従来のフィルタ
装置を設けたインクジェットヘッドの構造を示すや 第１図において符号１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。このオリフィストの周囲には
これも］二記した／ｒ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シエンドヘッド９内に収容されて
おり、記録媒体に（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。

−１−記のインククンクツ中には、前記のノズル部材２
の後端部に接続されたインクの供給管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ネれた分だけ供給管４を介し
てインク８が供給されるようになっている。

この供給管４の先端部には保持部材６によってフィルタ
５が取り伺けられており、インク８はこのフィルタ５を
介してノズル部材２内へと吸入される。

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
、ンジ」−に設けられるので、揺動により発生した気泡
が発生ずることがあるし、また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９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。さらにフィルタ５はキャリッジの
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［１づまりを起したり、長期の使用に
渡ってその流体抵抗が変化しないようにＪ’；　１．ｔ
＆されるのはもぢろんである。

従来フィルタ５として第２図（Ａ）に示されるような多
孔質フィルタが知られている。

第２図（Ａ）に示す多孔質フィルタ５は粒径１３０・〜
ｌ　６０　ｐ、ｍ程度のポリエチレンなどのプラスチッ
クから成る小球５ａを多数焼結して形成されている。こ
のような構造のものは焼結条件のバラツキにより充填率
にバラツキが発生するので、その結果均一な流体抵抗を
有するフィルタを製造するのが円部で、さらに目づまり
や小球５ａの剥離が生じゃずいという欠点もあった。

」二記多孔質フィルタの欠点を解決する為に、第２図（
Ｂ）に示される様な円本１状の部材にスト４大゛ レートな細管状の穴５Ｃを多数設けて所δ１ツ蓮根性と
されたフィルタ５を用いる事も考えられる。通常、この
フィルタ５の円柱部の外径は０．５〜２ｍｍ程度、また
穴５Ｃの内径はｌＯ〜５０ｐＬｍ程度に構成される。こ
のような従来構造では穴５Ｃの直径や数、あるいはフィ
ルタ長によって比較的厳富に流体抵抗を管理でき、また
品質管理も容易であるという利点がある。

ただし、このようなフィルタでは、以上に述へるように
、所望の流体抵抗を設定するのかｉｉ　ｌ、　Ｉ、）と
いう問題が生ずる場合があった。

まず、この種のフィルタでは成形上の問題として、穴５
ｃの径が小さい場合や、穴の数が多く、開口率が大とな
る場合などにはフィルタ成形時の変形により穴の真円度
が得られず、外形の／＜、う・ツキも大きくなる。

一方、第３図に示すような内径ｒｏ、長さでの管を流れ
る流体の単位時間内の流部Ｑは一般に次のハーゲンーポ
アズイユの式で表現される。ただしここでルは流体の粘
性、Δｐは管の両端の圧力差である。

８用で つまり、流量は管の内径の４乗に比例することになる。

したがって上記のセラミ、り製の、Ｖ！根状フィルタて
は前記の外形のバラツキを抑えるために穴５Ｃの内径を
大きくすると、流量が過大となる場合がある。したがっ
てこのような場合には所望の流体抵抗を得るために穴５
Ｃの数、ないしはフィルタ長を大きくする調整が必要と
なる。このうち、穴５Ｃの数はあまり沙なくすると目づ
まりを発生しやすくなるので必要数が限定されており、
必然的にフィルタ長がコントロール因了−とじて大きく
なってくる。しかし、もともとインクジェットヘン１８
は小さなもので、しかも小型軽量化が要求されており、
スペース的に長大なフィルタを使用することは困難な場
合が多い。

以」−の事情はインフジエラＩ・プリンタに用いられる
フィルタに限らず、他の液体を用いるフィルタ装置、特
にスペース的な制約の大きな機器に用いられるフィルタ
装置においても同様である。

目　０勺 本発明は以」ユの点に鑑みてなされたもので、筒中で安
価な構造により、取り伺はスペースに制約されることな
く所望の流体抵抗を設定できる小型なフィルタ装置を提
供することを［１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１．ｒ細に
説明する。

第４図（Ａ）、（Ｂ）に本発明の一実施例の構造を示す
。本発明のフィルタ５は第４図（Ａ）にその一部を示す
ように、セラミンク材から円ネ）状に形成する。さらに
この円柱状の構造物の長さ方向に流路として所望の数の
穴５ｄを設けるが、この穴５ｄは本発明では第４図（Ａ
）内に破線で示すように形成する。すなわち、第４図（
Ｂ）　Ｌこ実線で詳細に示すように穴５ｄはらせん状に
形成する。

以上のような構成により、フィルタ５の長さが限られて
いても流体の通路となる穴５ｄのＬ−Ｌさを比較的自由
に設定することかできる。したかって、前記のように、
成形−１；の問題から穴５ｄの内径を比較的大きくしな
ければならない場合にもフィルタを長大化することなく
流体抵抗を調節できる。また逆に言えばフィルタを小型
化することかてき、インクシェツトプリンタのインクシ
ェントヘントなとの限定されたスペース−＼の取り伺（
′ｌｌも楽である。

このようなフィルタをインクジェットプリンタのインク
フィルタに用いる場合には、さらに従来のストレート タよりインク噴射管内部の状態を、振動などの外乱から
遮断し安定させる効果が大きくなる。

」−記のフィルタはセラミック材を用いて押し出し成形
し、それを焼結することにより筒中に構成できた。また
、カラス細管を利用したチャネルプレー１・などを用い
るようにしてもよい。また、Ｊ−記の実施例では円柱状
のフィルタを例示したが、この形状も実施例に限定され
ることなく、角柱状など他の形状にしてもよいのはもち
ろんである。

効　果 以」−の説明から明らかなように、本発明によれは、細
管状の穴から成る流路を多数設けて成るフィルタ族ｙｔ
において、前記流路をらせん状に形成した構成を採用し
ているため、取すイ・ｊζＪスペースに制約されること
なく所望の流体抵抗を設定できる小型で優れたフィルタ
装置を提供することかできる。

【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図、第２図（Ａ）、（Ｂ）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の
構造を説明する斜視図、第３図は管状部材中を流れる流
体の流量を説明するための模式図、第４図（Ａ）は本発
明のフィルタ装置の構造を示す斜視図、第４図ＣＢ）は
本発明のフィルタ装置の内部構造を示す模式図である。 １・・・オリフィス　２・・・ノズル油相３・・・　吐
出エネルギー発生素子 ４・・・インクイ共ｓ合Ｆ　５　、・・フィルり５ｄ・
・・穴　６・・・固定部材 ７・・・インクタンク　８・・・インク９・・・インク
シェントヘツト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 細管状の穴から成る流路を多数設けて成るフィルタ装置
   であって、前記流路をらせん状に形成したことを特徴と
   するフィルタ装置。