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JP3168122B2 - インクジェットヘッド及び該インクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェットヘッド及び該インクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置

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JP3168122B2
JP3168122B2 JP18574694A JP18574694A JP3168122B2 JP 3168122 B2 JP3168122 B2 JP 3168122B2 JP 18574694 A JP18574694 A JP 18574694A JP 18574694 A JP18574694 A JP 18574694A JP 3168122 B2 JP3168122 B2 JP 3168122B2
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ink jet
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Canon Inc
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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインクを吐出して記録を
行うインクジェットヘッド及び該インクジェットヘッド
を備えたインクジェット記録装置に関し、特にインクジ
ェットヘッド内に設けられるインク供給系に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録装置は、インクを吐
出する吐出口（以下ノズルとも言う）を複数有する記録
ヘッド（以下、インクジェットヘッド）部を備えてお
り、この吐出口が目詰まり等を生じると正常な記録はで
きない。
【０００３】吐出口部において目詰まり等により吐出不
良を起こす場合としては、例えば、インク保持部材とし
て用いられる多孔質部材の微細な小片やインクを収容す
るインクタンクを交換する場合にインク供給路に混入す
る微細な粉塵などのインク供給系から侵入する不純物に
起因する場合や、記録媒体等から発生する粉塵が直接吐
出口部に付着する場合、あるいは、長時間使用しなかっ
た場合等に吐出口近傍のインク溶媒が蒸発してインクの
粘度が上昇し通常の吐出圧力では吐出できなくなる場合
などが挙げられる。
【０００４】従って、インク収容部から吐出口へ至る経
路中にインク中のゴミを取り除く手段を設けることは、
インクジェット記録装置において必須の構成となる。こ
の方法として最も一般的なのは、インク供給路中にフィ
ルターを配して、インクを濾過する方法である。
【０００５】また、外部からの不純物の付着等による吐
出口部の目詰まりを解消する方法としては、インクを吐
出する吐出口からインクを吸引し、気泡を記録ヘッド内
部から外部へ吸い出す回復処理が良く用いられている。
【０００６】そして、この吸引回復処理は、吐出口近傍
の不純物を取り除くという効果だけでなく、複数の吐出
口が連通している共通液室内等に微細気泡が存在した場
合には、これらの吐出圧力を変化させる微細気泡を取り
除くこともでき、吐出精度への影響を防ぐことができ
る。
【０００７】一方、上述したフィルターを用いる構成と
した場合、インク供給路中に混入した気泡が、記録に伴
うインク収容部から記録ヘッド部へのインク供給時等
に、インク流れにのってフィルター部に運ばれ、フィル
ター部に集まる。
【０００８】上述の気泡としては、例えば、前述した記
録ヘッド部とインクを収容するインク収容部としてのイ
ンクカートリッジとを着脱可能とした構成においては、
そのインクカートリッジ交換時に結合部から侵入した空
気からなるものや、また、インク中の溶存空気が環境変
化等によりインク中で気泡となるものが挙げられる。
【０００９】前述したフィルター面に集まる気泡は、フ
ィルター部に集まってフィルター部を通過するインク流
れを阻害したり、断続的にフィルターを閉塞しインク供
給を不安定にしてしまうことがある。このため、フィル
ター面に付着した気泡を除去する機構として、前述の目
詰まりを解消するための吸引回復装置が流用されること
が多い。
【００１０】そして、現在インクジェット装置は様々な
分野で使用されているが、これらの装置間で、インクジ
ェットヘッドやインク収容部としてのインクカートリッ
ジからなるインクジェットユニットの共通化が重要視さ
れている。そのため、どのような姿勢で使用されてもフ
ィルター部に集まる気泡の影響を受けることなく、常に
高品位の画像を提供することのできるインクジェットユ
ニットが望まれている。
【００１１】また、近年、インクジェット記録装置は高
速度化が要求されるようになっている。この高速度化の
ためには、ノズルに対する単位時間当たりのインク供給
量を多くすることのできる構成を備えたインクジェット
装置が必要となる。
【００１２】この場合、フィルター部の断面積をそのま
まにすると、フィルター部を通過する流量が増加するこ
とになり、フィルター部における流路抵抗が増加する。
結果として高速記録の吐出サイクルにインク供給が追い
つかなくなってしまうので、正常なインク吐出をするこ
とができずに記録品位が低下する。
【００１３】従って、小型化されたインクジェット装置
の高速記録時のノズルへのインク供給を保証するため
に、フィルターを設ける部分だけをインク供給路の内径
よりも大きい室としてフィルターの有効面積を大きく
し、単位面積当たりのインク流量の増加を防止して、流
路抵抗の増加を防止する構成が採用されている。
【００１４】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
述した高速記録を可能とするためにフィルターの有効面
積を大きくするということは、流路抵抗の上昇を抑える
ために単位面積当たりの流量をインク供給路に比べて少
なくする構成となる。そのため、高速記録時には最適の
構成であっても、回復処理時の気泡除去においては、従
来の回復処理機構により吸引を行っても気泡がフィルタ
ーを通過できるだけのフイルター単位面積当たりのフイ
ルター前後の差圧、すなわちインク圧力がフィルター部
に生じないので、フィルター部から気泡を除去すること
はできなくなり、結果としてフィルター部に気泡が滞留
することになる。
【００１５】さらに、上述の構成では気泡はフィルター
部に向かうインク流れにのるため、フィルター中央部付
近にメニスカス力によって付着する。インク供給路中を
流れるインクの圧力は、記録時に比べて回復処理時のほ
うがはるかに大きくなるが、この回復処理時に気泡に作
用する圧力も高くなるので、フィルター部に付着した気
泡の形状変化も記録時より頻繁になり、その変形率も高
くなる。
【００１６】さらに、気泡がある程度大きい場合に回復
処理を行うと、フィルター部の有効面積も減少するため
単位面積当たりのインク流量も増加し、気泡にかかる圧
力も大きくなる。そして、気泡自体の変形も規制されな
いため、結果として、気泡にかかる圧力は局所的に大き
く変動する。
【００１７】これにより、気泡の一部分だけが、フィル
ター部を通過することができるしきい値を越える圧力を
断続的に受けることになり、微細泡が形成されることに
なる。さらに、気泡が変形自在なために圧力がかかる場
所も局所的に変動するので、この微細泡の形成を助長す
ることになる。特に、インク流れが重力方向に沿って下
向きになる場合には、気泡自体の浮力により気泡の変動
が助長されるため微細泡が生じ易い。
【００１８】また、インク成分中に界面活性剤などのよ
うな泡立ち性の良いものが含まれている場合において
も、吸引時にフィルター部に残留している泡の一部がフ
ィルターを通過し易いため、微細泡となって記録ヘッド
部の液室内に溜る現象が認められている。この液室内の
微細な泡は前述したようにインク吐出に対して悪影響を
及ぼす。
【００１９】この微細泡は、通常であれば吸引回復処理
を行えば除去可能であるが、前述したように、その際に
フィルター部の泡がフィルターを通過して微細泡が発生
してしまうため、結果的に液室内の微細泡の除去は困難
である。
【００２０】そして、気泡除去のために吸引回復に用い
られるポンプの大容量化や高圧化によリフイルター部の
気泡を除去することも考えられるが、これはインクジェ
ット記録装置回復系の大型化を招くため、現在のインク
ジェット装置の小型化の流れに反してしまうことにな
る。
【００２１】従って、本発明において解決しようとして
いる課題は、簡単かつ安価な方法でインクジェット装置
の大型化を招くことなく高速記録を可能とすると共に、
インク供給に対するフィルター部に残留する気泡の影響
を小さいものにすることである。
【００２２】さらに本発明は、フィルター部に残留して
いる泡が、吸引等による回復処理時に微細泡にならない
ようにすることも目的としている。
【００２３】そして、複数の吐出姿勢においてフィルタ
ー部の気泡の影響を抑えて安定した吐出を行うことので
きるインクジェットヘッドを同時に提供することも目的
としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の目的
を達成するために、インクを吐出するための吐出口と、
前記インクを収容するインク収容部からインクを供給す
るためのインク供給路と、フィルターを備えた室と、を
有するインクジェットヘッドにおいて、該室は、前記イ
ンク供給路の断面積よりも大きい断面積を有するもので
あって、前記インク収容部から前記室にインクを導入す
るためのインク供給路と連通する導入開口と、前記イン
クジェットヘッドにインクを供給するためのインク供給
路と連通する導出開口と、を有し、前記導入開口と導出
開口とは前記フィルターと対向するとともに相互に対向
する位置に間隔を隔てて設けられ、前記フィルターを通
過するインクの流れ方向は重力方向に沿っているととも
に、前記導入開口から離間する方向に気泡を導くための
気泡移動手段として、前記導入開口が設けられている側
の内壁面と前記フィルターとの間隔が、前記インク導入
開口部において最も狭くなる構成を有することを特徴と
するインクジェットヘッドを提供するものである。この
インクジェットヘッドにおいては、前記導入開口が設け
られている側の内壁面の前記導入開口から離間した位置
に凹部を設けたインクジェットヘッド、あるいは、前記
導入開口近傍の内壁面の濡れ性を周辺部よりも良いもの
とする構成よりなるインクジェットヘッドが好ましい。
【００２５】そして、インクを吐出するための吐出口
と、前記インクを収容するインク収容部からインクを供
給するためのインク供給路と、フィルターを備えた密閉
空間を形成する室と、を有するインクジェットヘッドに
おいて、該室は、前記インク供給路の断面積よりも大き
い断面積を有するものであって、前記インク収容部から
前記室にインクを導入するためのインク供給路と連通す
る導入開口と、前記インクジェットヘッドにインクを供
給するためのインク供給路と連通する導出開口と、を有
し、前記導入開口と導出開口とは前記フィルターと対向
するとともに相互に対向する位置に間隔を隔てて設けら
れるとともに、前記導入開口から離間する方向に気泡を
導くための気泡移動手段として、前記室の前記導入開口
が設けられている側の内壁面と前記フィルターのいずれ
かあるいは双方が水平方向に対して３０°〜６０°の角
度を有することを特徴とするインクジェットヘッドを提
供するものである。このインクジェットヘッドにおいて
は、前記導入開口近傍の内壁面の濡れ性を周辺部よりも
良いものとする構成よりなることが好ましい。
【００２６】さらには、インクを吐出するための吐出口
と、前記インクを収容するインク収容部からインクを供
給するためのインク供給路と、フィルターを備えた密閉
空間を形成する室と、を有するインクジェットヘッドに
おいて、前記インク収容部から前記室にインクを導入す
るためのインク供給路と連通する導入開口と、前記イン
クジェットヘッドにインクを供給するためのインク供給
路と連通する導出開口と、を有し、前記フィルターを通
過するインクの流れ方向は重力方向に沿っているととも
に、前記フィルターが水平方向に対して３０°〜６０°
の角度を有することを特徴とするインクジェットヘッド
を提供するものである。
【００２７】上記インクジェットヘッドにおいては、前
記吐出口からインクを吐出すための電気熱変換体を備え
ることが好ましい。
【００２８】さらに、上記インクジェットヘッドと、前
記インクジェットに供給されるインクを収容するインク
収容部と、を有することを特徴とするインクジェット装
置を提供するものである。
【００２９】
【作用】本発明によれば、フィルターが設けられた室内
において、フィルター部に滞留する泡が開口部近傍から
周辺部に移動するため、インク収容部からのインク供給
に伴うインク流れを阻害することを防止できる。
【００３０】さらに、気泡に対して作用する、インク供
給時のインク供給路の形状等に起因するインク供給圧力
の変動の影響を小さいものとすることが可能である。
【００３１】従って、フィルター部における微細泡の発
生をわずかなものにできる。
【００３２】これにより、高速記録に対応したインク供
給量の変化にともなうインク供給性能の低下を招くこと
なく、常に高品位の記録画像を得ることができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明を図面に基づき詳細に説明す
る。
【００３４】図１は本発明を適用可能なインクジェット
記録装置の一例を示す斜視図である。図１において、１
はキャリッジ、２は記録ヘッド（以下インクジェットヘ
ッドとも称す）、３はタンクガイドであり、インクジェ
ットヘッド２とタンクガイド３はキャリッジ１に搭載さ
れる。このタンクガイド３には、インクジェットヘッド
２にインクを供給するために、インク収容部であるカラ
ーインクタンク１０及びブラックインクタンク１１が装
着される。
【００３５】これらのインクタンクはタンクガイド３に
対して着脱可能となっており、それぞれ別個にインク消
費に応じて交換される。なお、本実施例では、カラーイ
ンクタンク１０はシアン、マゼンタ、イエローのインク
を一つの箱状体中に備え、それぞれのインクを収容する
ためのインク室を隔離壁によって分離する構成を採用し
ている。
【００３６】そして、４は不図示のキャリッジモータに
連動したリードスクリューであり、５はガイド軸であ
る。このリードスクリュー４によりガイド軸５上を前述
のキャリッジ１が平行移動し、記録走査を行う。
【００３７】本実施例の記録時には、インクジェットヘ
ッド２から下方すなわち重力方向にインクが吐出され、
インクジェットヘッド２のインク吐出部に対向する位置
に配された記録用紙６上に着弾し、画像を形成する。こ
の下方へのインク吐出は、吐出後のインクジェットへの
インク供給を容易にするため、高速記録に好ましい形態
である。記録用紙６は不図示のモータと連動する給紙ロ
ーラ７及び排紙ローラ８、紙押さえ板９とによって印字
と連動して排紙されるようになっている。
【００３８】図２は図１に示したキャリッジ１の拡大斜
視図であり、キャリッジ１からタンクガイド３を取り外
した状態を示している。カラーインクタンク１０、ブラ
ックインクタンク１１はインクジェットヘッド２の吐出
口とは反対側の後部から取り付けられる。
【００３９】図３は、図２におけるインクジェットヘッ
ドの斜視図であり、図３（ａ）はインク供給用の記録ヘ
ッドへのインク導入部であるパイプ側から、すなわちイ
ンクタンクが挿入される側から見た斜視図であり、図３
（ｂ）は吐出口側から見た斜視図である。
【００４０】図３（ａ）において、２０１はインクジェ
ットヘッド吐出原理に関わるヒーター等を形成するシリ
コン基板、２０２はインクジェットヘッド２の駆動回路
を含むプリント基板である。また、２０３はシリコン基
板２０１、プリント基板２０２を備えるアルミプレート
であり、２０４、２０５、２０６は、それぞれカラーイ
ンクタンク１０内に収容されたイエロー、シアン、マゼ
ンダのインクをユニット２０８を通じて各色に対応する
吐出部分にインクを導入するインク導入部材としてのイ
ンク導入パイプである。
【００４１】図３（ｂ）において、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、
２Ｂｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラ
ックのインクを吐出するノズル群（吐出口）である。本
発明にかかるインクジェットヘッド２では、それぞれの
色のノズルは一列に配列されている。
【００４２】そして、図中２０７は、ブラックインクタ
ンク１１からインクを導入するためのインク導入パイプ
であり、図３（ａ）で示したカラーインク用のインク導
入パイプとは、アルミプレート２０３を挟んで反対側に
配される構成となっている。 第１実施例 図４は本発明の第１実施例を示す図であり、インクジェ
ットヘッド２とカラーインクタンク１０とを接続させた
状態を示す部分断面図である。図４に示したカラーイン
ク供給系は、イエローのインク供給系であるインクを収
容するインク収容部及びそのインク供給路、インク吐出
部等からなり、インク供給経路に沿ってそれぞれの断面
を図示した。他の色（ブラック、マゼンダ、シアン）の
インク供給系も基本的に同様の構成を採用している。
【００４３】図４において、シリコン基板２０１はエネ
ルギ素子（不図示）を有しており、ノズル２１５は、そ
のエネルギ素子を内部に配するようにそれぞれの素子に
対応する位置に設けられたインク流路の先端部である。
従って、インク１２はノズル２１５から前述のエネルギ
ー素子の発生するエネルギーにより、記録用紙６に吐出
され、その後インク流路へインクタンク側から再度イン
クが供給されることになる。
【００４４】また、インク収容部であるカラーインクタ
ンク１０の内部には、多孔質部材等からなるインクを保
持するためのインク吸収体３０１Ｙが格納されている。
このインク吸収体３０１Ｙの孔においてインクがメニス
カスを形成する際の毛細管力によって、ノズル２１５に
おけるインク圧力を、静的状態で負の圧力としている。
【００４５】なお、ここで言う負の圧力とは、インクジ
ェットヘッドの吐出口部へのインク供給に対する背圧で
あり、特に、前述の吐出口部における静水圧を大気圧よ
りも低くした状態を意味する。なお、本実施例では、吐
出口部において大気圧に対して約−５０Ｐａに設定され
ているが、以下この状態を負圧状態と称する。
【００４６】また、インク収容部であるインクタンク１
０の内部には多孔質体等からなるインク吸収体３０１Ｙ
を格納し、その中にインク１２を保持している。また、
３０３は弾性部材からなる封止部材であり、本実施例で
はゴム栓を用いている。
【００４７】そして、図４に示したように、インクジェ
ットヘッド部にインクタンクを装着した時に、インクタ
ンク１０の底部に設けられた封止部材３０３を、供給ユ
ニット２０８の先端のパイプ２０４が貫通することによ
り、インクタンク内のインク吸収体に保持されたインク
をインクジェットヘッド側に導入することが可能とな
る。
【００４８】このとき、前述した封止部材３０３を用い
ているため、供給ユニット２０８に取り付いているパイ
プ２０４が突き刺さる場合に水密性を保つことができ、
装置内の電気接点等を汚損することはない。
【００４９】また、前述した供給ユニット２０８は、カ
ラーインクタンク１０の封止部材３０３と結合したイン
ク導入パイプ２０４とノズル２１５とを連通させるイン
ク供給路２１０を備えている。
【００５０】そして、このインク供給路２１０の途中に
は、インク中のゴミをトラップし、ノズル２１５におけ
る目詰まりを防止するための目詰まり防止手段として、
ステンレス製のフィルター２１３を内部に備えたフィル
タ室（以下フィルタボックスとも言う）２１１が設けら
れている。
【００５１】このフィルタボックス２１１はインク供給
路２１０に比べて大きい断面積を有する構成とし、フィ
ルター部における単位面積当たりのインク流量を、イン
ク供給路における単位面積当たりのインク流量よりも少
なくし、高速記録のためにインク流量が増加した場合に
もフィルター部における圧力損失がインク供給に影響を
与えない構成としている。
【００５２】ここで、フィルターボックス２１１内に配
されたフィルター２１３は、インク供給経路の軸線に対
して交差するように設けられ、フィルターボックス２１
１の内部をほぼ２分する位置に配されている。
【００５３】なお、インク供給路２１０は以下における
説明を簡単にするため、インク導入パイプ２０４とフィ
ルタボックス２１１とを連通させるインク供給路２１０
ａと、フィルタボックス２１１とノズル２１５とを連通
させるインク供給路２１０ｂとからなるものとする。
【００５４】上述の構成においては、前述したように、
タンク交換時においてインクタンク１０とパイプ２０４
の間より侵入した泡や、溶存空気に起因する気泡がイン
ク供給路２１０ａ中に侵入し、その気泡がインクジェッ
トヘッド側へのインク供給に伴ってフィルター部に集ま
ることがある。
【００５５】このフィルター部へ集まった気泡の除去の
ために、目詰まり等を解消するための吸引回復処理機構
を兼用することは前に述べたが、本実施例では、吸引ピ
ーク圧６０ｋＰａ、吸引量約３００ｍｍ3 （Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｂｋ合計）で吸引する。
【００５６】そして、フィルター２１３のメッシュは実
効透過寸法８ミクロン、断面積４４ｍｍ2 である。ここ
で、フィルター２１３からノズルに至るインク供給系に
おける圧力損失が、約７５％であるため、フィルター２
１３の前後にかかる圧力差は約１５ｋＰａとなる。
【００５７】そして、このフィルター２１３のメッシュ
を用いた場合には、泡を通過させるしきい値としての最
低圧力は、およそ１８ｋＰａである。従って、通常の回
復処理時には気泡がフィルターを通過することはない。
フィルター部を気泡が通過可能となるのは、気泡の付着
によってフィルター２１３が閉塞されて有効面積が減少
することにより単位面積当たりのインク流量が増加し、
圧力が１８ｋＰａを越えた場合である。なお、インク供
給路の圧力の変動が無いとした場合に、このフィルタ２
１３前後にかかる圧力が１８ｋＰａになるのは、気泡が
フィルタの有効面積の１／６を覆う場合である。従っ
て、本実施例における回復処理時の微細泡の発生は、気
泡がフィルター部の１／６以上を占める場合に最も生じ
やすくなる。
【００５８】この微細泡の発生を防止し、気泡によるイ
ンク供給性能の不安定化を抑えるためのフィルター部の
詳細な構成を以下に示す。
【００５９】なお、本発明では、インクが粘性流体であ
るため、フィルタ部に滞留する気泡に対して作用する圧
力（フィルター部における圧力差）が一番高くなるのが
前述の導入開口と導出開口とを結んだ軸線上であること
から、この軸線から気泡を離間させる構成を採用する。
【００６０】図５は、図４に示した本実施例におけるフ
ィルターボックス２１１近傍の断面拡大図である。前述
したようにインク供給路２１０ａはインクタンクから導
入したインクを導入開口２１６を介してフィルターボッ
クス内に流入させる。そして、流入したインクはフィル
ター２１３により濾過された後、導出開口２１７を介し
てノズルに連通するインク供給路２１０ｂに流れ込む。
本実施例では、インクの流れる方向が重力方向に沿うよ
うにフィルターボックスを配置している。
【００６１】そして、図５（ａ）に示したように、フィ
ルターボックス２１１のインクタンク１０側、すなわち
導入開口２１６が設けられている側の内壁２１２に、凹
形状の凹部２１９を設ける。この凹部はフィルターボッ
クスの導入開口から最も離間した周辺部に位置するよう
に設けられる。従って、その凹形状の部分だけフィルタ
ー２１３と内壁との間隔が大きくなっている。
【００６２】図５（ａ）においては、周辺部の一部に凹
部を設ける構成となっているが、図５（ｂ）に示したよ
うに周辺部全体にわたるように凹部２１９を設けても良
い。
【００６３】図５（ａ）及び（ｂ）に示した構成では、
タンク交換時に泡がインク供給路に侵入し、ノズルへの
インク供給に伴ってフィルタボックスの導入開口付近に
溜ったとしても、気泡自体の浮力と気泡自体が安定した
形状である真球状になろうとする表面張力とが働くため
フィルター２１３とフィルタボックスの間隔の広いほう
へ移動する。
【００６４】従って、前述した凹部２１９を周辺部に設
けることにより、気泡は導入開口部から離れた位置に安
定した状態で滞留する。この場合、気泡に対して作用す
る回復時等に生じるインク供給のためのインク流れは、
導入開口と導出開口とを結ぶ軸線上に気泡がある場合と
異なり、気泡の浮力が働く方向と交差する方向となる。
このため、フィルター中央領域に気泡が存在する場合の
ような気泡の変形は生じず、フィルター２１３と導入開
口が設けられた内壁面との間に存在する気泡の少なくと
も一部は、微細気泡になることなくフィルター２１３を
通過する。そして、フィルタボックス２１１内に残留し
た気泡も、周辺部に位置するために通常記録時のインク
流れを阻害することはない。
【００６５】本実施例においては、この凹部を導入開口
を有する内壁面の周辺部に設ける構成を、気泡を周辺部
に導く気泡移動手段とする。
【００６６】次に、本実施例の変形例を図５（ｃ）に示
す。本例では、導入開口２１６を設けた側の内壁面２２
２を、周辺部にいくほどフィルター２１３との間隔が増
加するスロープ形状とし、導入開口から最も離間した箇
所が最もフィルター部との間隔が広くなるようにしてい
る。すなわち、重力方向に直交する水平方向に対して角
度を有する内壁面とし、導入開口部近傍が重力方向を基
準として最も低くなるようにしている。これにより、開
口部近傍に集まった気泡も前述の構成よりもより容易に
移動可能となる。
【００６７】従って、上述した図５（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示したように導入開口部とフィルター２１３と
の間隔よりもフィルタボックス周辺部とフィルター２１
３との間隔を広くする構成にすることにより、フィルタ
ー中央部に滞留する気泡を、記録や吸引回復処理に伴う
インク流れによる圧力作用が緩やかな位置に移動させる
ことができるので、フィルター部中央領域で生じるよう
な気泡の浮力との相互作用による気泡に作用する圧力の
局所的な上昇とその作用位置の変動を緩和し、微細泡の
発生を防止することができる。
【００６８】また、記録時等に気泡が集まっても、周辺
部で成長するため、吸引回復による圧力で気泡がフィル
ター部を通過可能になる前に、気泡がフィルターボック
スの導入開口２１６を塞ぐことや、ノズルへのインク供
給量を変動させることもない。
【００６９】また、本実施例に示した構成のインクジェ
ットヘッドの吐出方向を重力方向に沿った鉛直方向とせ
ずに、重力方向に交差する水平方向とした場合にも、フ
ィルター部に付着してメニスカスを形成した気泡のフィ
ルターボックスの周辺部への移動を促進させることが可
能である。
【００７０】そして、図５（ｂ）、（ｃ）に示したよう
に導入開口が設けられた部分とフィルターとの間隔を最
も狭くすることにより、特定の方向に限られることなく
気泡は移動することができ、インクジェットヘッド取付
位置に設計自由度を与えることができ、インジェットヘ
ッドの共用化が可能となる。
【００７１】第２実施例 本発明に関わるフィルター部の第２実施例を図６に示
す。図６において、前述した第１実施例における構成要
素と同一の機能を示すものは同一の符号を付している。
図６（ａ）はインクジェットヘッドの吐出方向を重力方
向に沿った方向にした場合の概略断面図であり、図６
（ｂ）はインクジェットヘッドの吐出方向を重力方向に
対して交差する水平方向とした場合の概略断面図であ
る。
【００７２】本実施例においては、図６（ａ）に示した
ように、フィルターボックス２１１のインクタンク１０
側の内壁２１２とフィルター２１３の双方が、水平面に
対し約４０°の角度を有する構成としている。
【００７３】そのため、前述の実施例と同様に気泡２５
１の浮力によって高い側に移動するのに加えて、フィル
ターと壁の双方が気泡を導く。また、フィルター部にて
気泡がメニスカスを形成したとしても、フィルターが水
平方向に対して平行に設けられている場合に比べて、気
泡がフィルターに付着している部分を容易に変えられる
ので、気泡のフィルター部での上方への移動がより容易
となり、結果としてフィルターボックスの周辺部で気泡
が安定する。
【００７４】上述の気泡移動作用は、図６（ｂ）に示し
たように、図６（ａ）に示したインクジェットユニット
を９０°回転させ水平方向に吐出するように載置して
も、フィルターボックス内のフィルターは、重力方向に
直交する水平方向に対して角度を有する構成となるの
で、姿勢に関わりなく同様の効果を呈する。
【００７５】なお、フィルタボックス内のフィルターの
水平方向に対する角度は、３０°〜６０°であれば上述
の気泡の移動は可能であるが、複数の姿勢で同様の効果
を呈するようにすることと流路抵抗を考慮して、４０°
〜５０°であればより好ましい。本実施例では、およそ
４０°としている。
【００７６】本実施例においても、フィルターボックス
内の導入開口と導出開口とを結ぶ方向のインク流から離
れる方向に気泡を導くことにより、気泡に対して作用す
るインク流れ圧力の主成分はフィルターに沿った方向と
なるため、フィルター部中央に気泡が位置する場合に作
用するような、導入開口側からのインク流れによるフィ
ルター部へ気泡を押しつけ気泡の形状を著しく変化させ
る力を気泡が受けることはない。
【００７７】従って、フィルター部に滞留する気泡に対
して作用する力は、フィルター部の前後の圧力差による
ほぼ一様な力となるので、微細泡を発生させることなく
気泡がフィルター部を通過することができる。本実施例
は、特に気泡の浮力の方向がフィルター部の主たるイン
ク供給方向に対して逆になる場合に有効である。
【００７８】そして、前述の実施例と同様に、タンク交
換後等に行われる吸引処理時や、記録時等のインク流れ
をフィルター部において阻害することはない。
【００７９】また、インクタンク１０からフィルターボ
ックス２１１につながるインク供給路２１０のフィルタ
ーボックス２１１との接続箇所となる導入開口を、本実
施例ではフィルタボックス２１１内の中央領域に配して
いる。これは、図６（ａ）及び（ｂ）に示した姿勢や、
それ以外の複数の姿勢で効果を呈するためである。
【００８０】従って、使用される場合の姿勢が限られる
のであれば、フィルタボックスの中央領域以外にインク
供給路に連通する開口を設けても良い。その一例を図７
に示す。
【００８１】図７においては、開口２１６及び２１７の
位置をフィルタボックスの重力方向を基準として下側に
している。このような構成にすることにより、フィルタ
ボックス内の気泡がフィルタボックスの周辺部に移動し
た場合、前述の実施例に比べて開口からの距離がより遠
くなるので、回復時のインク供給量の変動をより受けな
くなる。なお、図７の構成を採用しても、図６（ａ）及
び（ｂ）に示した姿勢においては有効に気泡移動手段と
して機能する。
【００８２】第３実施例 本発明に関わる第３の実施例は、フィルターボックス内
の泡２５１を導入開口から離間させて気泡にかかる圧力
を安定化させる方法としてフィルターボックス内壁の濡
れ性を変えたものである。
【００８３】図８は、インクジェット記録装置のフィル
ターボックス２１１近傍の断面図である。ここで、内壁
２２１の濡れ性を、内壁２２０よりも良くしている。濡
れ性を変える方法として本実施例では、内壁２２０に撥
水剤を塗布し、処理前後の前進接触角が５０°から８０
°位に濡れ性を変えた。望ましくは、前進接触角で９０
℃以上が良い。また、コロナ放電処理やプラズマアッシ
ング等の親水化処理を内壁２２１に行ってもよい。
【００８４】ここで、フィルター部の気泡がある程度大
きくなった場合において、フィルターボックス２１１の
インクタンク１０側に連通する導入開口２１６が設けら
れた内壁において、インクは内壁２２０よりも濡れ性の
良い内壁２２１に移動しやすく、従って、泡２５１は内
壁２２０に移動する。
【００８５】本実施例の気泡移動手段は、内壁の表面処
理によるものである。上述したように、表面処理だけで
あるとインクを周辺部に移動させることは可能である
が、記録時のキャリッジ走査の影響を受けやすいため、
前述の実施例で説明した構成と組み合わせることにより
気泡の移動を促進する構成とすることが好ましい。
【００８６】これは、前述の構成と上述の表面処理を組
み合わせて導入開口近傍の濡れ性を周辺部に比べて良く
した場合には、気泡がフィルタボックスの導入開口から
離間する動きを非可逆的なものとできるからである。
【００８７】前述した実施例において用いたインクジェ
ットヘッドは、インク吐出を行わせるために利用される
エネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば
電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギー
によりインクの状態変化を生起させる方式を採用してい
る。
【００８８】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。
【００８９】この方式は所謂オンデマンド型、コンティ
ニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オン
デマンド型の場合には、液体（インク）が保持されてい
る液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録
情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与
える少なくとも一つの駆動信号を印加することによっ
て、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘ
ッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆
動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形
成できるので有効である。
【００９０】この気泡の成長、収縮により吐出用開口を
介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの
滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即
時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に
優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好まし
い。
【００９１】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００９２】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。
【００９３】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９年第１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた
構成においても本発明は有効である。
【００９４】また、電気熱変換体を用いずに、インクを
吐出するために体積変化を用いた圧力室を備えたいわゆ
るピエゾ方式のインク吐出手段を設けたインクジェット
方式を用いる場合にも、本発明は好適である。
【００９５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、フィルタボックス内に気泡が侵入しても、イ
ンク供給を阻害することなく安定したものとでき、さら
に、吸引回復時に微細泡を発生させることなく吸引を行
うことができる。
【００９６】そして、インクジェットヘッドの取付姿勢
に左右されることなく、上述の効果を呈するインクジェ
ットヘッドを提供することができる。従って、複数の用
途の異なるインクジェット装置において共用化でき、コ
スト等を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の
一例を示す斜視図
【図２】図１に示したインクジェット記録装置のキャリ
ッジ部の拡大斜視図
【図３】（ａ）インクジェットヘッドのインク導入部側
から見た斜視図 （ｂ）インクジェットヘッドのノズル側から見た斜視図
【図４】本発明の第１実施例に関わるインクジェット記
録装置の断面図
【図５】本発明の第１実施例に関わるインクジェット記
録装置のフィルター部近傍の拡大断面図
【図６】本発明の第２実施例に関わるインクジェット記
録装置の断面図
【図７】本発明の第２実施例の変形例であるインクジェ
ット記録装置のフィルター部近傍の拡大断面図
【図８】本発明の第三実施例によるインクジェット記録
装置の供給ユニット近傍の断面図
【符号の説明】
１ キャリッジ ２ インクジェットヘッド ３ タンクガイド ４ リードスクリュウ ５ ガイド軸 ６ 記録用紙 ７ 給紙ローラ ８ 排紙ローラ ９ 紙押さえ板 １０ カラーインクタンク １１ ブラックインクタンク ２０８ 供給ユニット ２１０，２１０ａ，２１０ｂ 供給路 ２１１ フィルターボックス ２１２ フィルターボックス内壁 ２１３ フィルター ２１４ 液室 ２１５ ノズル ２１６ 導入開口 ２１７ 導出開口 ２１９ 凹形状 ２２０ フィルターボックス内壁 ２２１ フィルターボックス内壁（撥水処理済み） ２５１ 泡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−257857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−119032（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−184453（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212864（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−184453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−2786（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−151570（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−173945（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/175 B41J 2/05

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクを吐出するための吐出口と、前記
    インクを収容するインク収容部からインクを供給するた
    めのインク供給路と、フィルターを備えた室と、を有す
    るインクジェットヘッドにおいて、 該室は、前記インク供給路の断面積よりも大きい断面積
    を有するものであって、前記インク収容部から前記室に
    インクを導入するためのインク供給路と連通する導入開
    口と、前記インクジェットヘッドにインクを供給するた
    めのインク供給路と連通する導出開口と、を有し、 前記導入開口と導出開口とは前記フィルターと対向する
    とともに相互に対向する位置に間隔を隔てて設けられ、前記フィルターを通過するインクの流れ方向は重力方向
    に沿っているとともに、前記導入開口から離間する方向
    に気泡を導くための気泡移動手段として、前記導入開口
    が設けられている側の内壁面と前記フィルターとの間隔
    が、前記インク導入開口部において最も狭くなる構成を
    有する ことを特徴とするインクジェットヘッド。
  2. 【請求項２】 前記導入開口が設けられている側の内壁
    面の前記導入開口から離間した位置に凹部を設けたこと
    を特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
  3. 【請求項３】 前記導入開口近傍の内壁面の濡れ性を周
    辺部よりも良いものとする構成よりなることを特徴とす
    る請求項１に記載のインクジェットヘッド。
  4. 【請求項４】 インクを吐出するための吐出口と、前記
    インクを収容するインク収容部からインクを供給するた
    めのインク供給路と、フィルターを備えた密閉空間を形
    成する室と、を有するインクジェットヘッドにおいて、 該室は、前記インク供給路の断面積よりも大きい断面積
    を有するものであって、前記インク収容部から前記室に
    インクを導入するためのインク供給路と連通する導入開
    口と、前記インクジェットヘッドにインクを供給するた
    めのインク供給路と連通する導出開口と、を有し、 前記導入開口と導出開口とは前記フィルターと対向する
    とともに相互に対向する位置に間隔を隔てて設けられる
    とともに、前記導入開口から離間する方向に気泡 を導く
    ための気泡移動手段として、前記室の前記導入開口が設
    けられている側の内壁面と前記フィルターのいずれかあ
    るいは双方が水平方向に対して３０°〜６０°の角度を
    有することを特徴とするインクジェットヘッド。
  5. 【請求項５】 前記導入開口近傍の内壁面の濡れ性を周
    辺部よりも良いものとする構成よりなることを特徴とす
    る請求項４に記載のインクジェットヘッド。
  6. 【請求項６】 インクを吐出するための吐出口と、前記
    インクを収容するインク収容部からインクを供給するた
    めのインク供給路と、フィルターを備えた密閉空間を形
    成する室と、を有するインクジェットヘッドにおいて、 前記インク収容部から前記室にインクを導入するための
    インク供給路と連通する導入開口と、前記インクジェッ
    トヘッドにインクを供給するためのインク供給路と連通
    する導出開口と、を有し、 前記フィルターを通過するインクの流れ方向は重力方向
    に沿っているとともに、前記フィルターが水平方向に対
    して３０°〜６０°の角度を有することを特徴とするイ
    ンクジェットヘッド。
  7. 【請求項７】 前記吐出口からインクを吐出すための電
    気熱変換体を備えることを特徴とする請求項１ないし６
    のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか１項に記載
    のインクジェットヘッドと、前記インクジェットに供給
    されるインクを収容するインク収容部と、を有すること
    を特徴とするインクジェット装置。
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