JP2003334413A - セラミックスフィルタ、フィルタ、液滴吐出ヘッド及びインクカートリッジ - Google Patents

セラミックスフィルタ、フィルタ、液滴吐出ヘッド及びインクカートリッジ

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JP2003334413A
JP2003334413A JP2002143929A JP2002143929A JP2003334413A JP 2003334413 A JP2003334413 A JP 2003334413A JP 2002143929 A JP2002143929 A JP 2002143929A JP 2002143929 A JP2002143929 A JP 2002143929A JP 2003334413 A JP2003334413 A JP 2003334413A
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ceramics
organic resin
particulate
water
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JP2002143929A
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Yoichiro Miyaguchi
Takeshi Takemoto
耀一郎 宮口
武 竹本
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Ricoh Co Ltd
株式会社リコー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱変形が小さく、フレキシブル性を持ち、耐
摩耗性、耐薬品性等に優れ、微細成形部品やフィルタを
高精度に容易に形成できない。 【解決手段】 粒子状セラミックス1と有機樹脂粒子2
の混成体からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明はセラミックスフィルタ、
フィルタ、液滴吐出ヘッド及びインクカートリッジに関
する。

【0002】

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の
画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジ
ェット記録装置において使用する液滴吐出ヘッドである
インクジェットヘッドは、インク滴を吐出する単一又は
複数のノズル孔と、このノズル孔が連通する吐出室(イ
ンク室、液室、加圧液室、圧力室、インク流路等とも称
される。)と、吐出室内のインクを加圧する圧力を発生
する圧力発生手段とを備えて、圧力発生手段で発生した
圧力で吐出室内インクを加圧することによってノズル孔
からインク滴を吐出させる。

【0003】なお、液滴吐出ヘッドとしては、例えば液
体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、DN
Aの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドなどもあ
るが、以下ではインクジェットヘッドを中心に説明す
る。

【0004】液滴吐出ヘッドとしては、圧力発生手段と
して圧電素子などの電気機械変換素子を用いて吐出室の
壁面を形成している振動板を変形変位させることでイン
ク滴を吐出させるピエゾ型のもの、吐出内に配設した発
熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰
でバブルを発生させてインク滴を吐出させるバブル型
(サーマル型)のもの、吐出室の壁面を形成する振動板
を静電力で変形させることでインク滴を吐出させる静電
型のものなどがある。

【0005】ところで、このような液滴吐出ヘッドにお
いて、多孔質材料(ポーラス材料)を構成部材とするも
のがある(特開平7−148925号公報)。また、液
滴吐出ヘッドにおいては液体中に不純物が含まれるとノ
ズルの目詰まりによる吐出不良等が生じることから流路
内にフィルタを介在させたり、更に液滴吐出ヘッドに液
体をインクを供給するインクカートリッジの供給口にフ
ィルタを介在させたりしている。

【0006】このようなヘッド構成部品或いはフィルタ
として、セラミックスフィルタ、有機フィルタ、ファイ
バフィルタなどを用いることが考えられる。

【0007】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
セラミックスフィルタは800℃から1300℃の高温
焼成による硬度の大きい材料であったり、有機フイルタ
は有機材料のガラス転移点や融点の問題があり、高温使
用や有機溶媒の使用について問題がある。また、ガラス
繊維や金属繊維のフアイバフィルタは、繊維間の固着に
難点があり、脱離する繊維が発生するなどの問題があ
る。

【0008】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、請求項1の発明は、熱変形が小さく、フレキシ
ブル性を持ち、耐摩耗性、耐薬品性等に優れ、微細成形
部品やフィルタを高精度に容易形成できるセラミックス
フィルタを提供することを目的とする。

【0009】請求項2に発明は、融点に達しても樹脂溶
融によるフィルタの目詰まりが発生しない高信頼性のセ
ラミックスフィルタを提供することを目的とする。

【0010】請求項3の発明は、より低温である50〜
200℃でプレス成形が可能なセラミックスフィルタを
提供することを目的とする。

【0011】請求項4の発明は、製造プロセスが容易
で、低コストのセラミックスフィルタを提供することを
目的とする。

【0012】請求項5の発明は、製造プロセスが容易
で、目詰まりを生じないセラミックスフィルタを提供す
ることを目的とする。

【0013】請求項6の発明は、粒子状セラミックスの
特性(濡れ性、ポーラス性、吸着性)機能を保持させた
セラミックスフィルタを提供することを目的とする。

【0014】請求項7の発明は、撥水性を持ったセラミ
ックスフィルタを提供することを目的とする。

【0015】請求項8の発明は、撥水性の大きな、耐摩
耗性の大きいフイルタを提供することを目的とする。

【0016】請求項9の発明は、表面汚染が少ないフイ
ルタを提供することを目的とする。

【0017】請求項10の発明は、汚染の無い、親油性
や、油性と疎水性の混合や液体の分離を行えるフィルタ
を提供することを目的とする。

【0018】請求項11の発明は、表面汚染が少ないフ
レキシビテイなフイルタを提供することを目的とする。

【0019】請求項12の発明は、気泡の保持や、汚染
物質の堆積及び付着が少ないフレキシビテイなフイルタ
を提供することを目的とする。

【0020】請求項13ないし15の発明は、信頼性の
高い低コストの液滴吐出ヘッドを提供することを目的と
する。

【0021】請求項16の発明は、信頼性の高い低コス
トのインクカートリッジを提供することを目的とする。

【0022】請求項15の発明は、目的機能に合って低
コストで作製できるセラミックスフィルタを提供するこ
とを目的とする。

【0023】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項18のセラミックスフイルタは、粒子状セラ
ミックスと有機材料の混成体からなる構成とした。

【0024】請求項2のセラミックスフイルタは、粒子
状セラミックスと粉体の熱硬化性樹脂との混成体からな
る構成とした。

【0025】請求項3のセラミックスフイルタは、粒子
状セラミックスと熱可撓性樹脂との混成体からなる構成
とした。

【0026】請求項4のセラミックスフイルタは、粒子
状セラミックスと熱可塑性樹脂との混成体からなる構成
とした。

【0027】請求項5のセラミックスフイルタは、粒子
状セラミックスの表面に有機樹脂を薄層塗膜した構成と
した。

【0028】請求項6のセラミックスフイルタは、粒子
状セラミックスと粉体状無機酸化物の表面に有機樹脂を
薄層塗膜したものとの混成体からなる構成とした。

【0029】請求項7のセラミックスフイルタは、粒子
状セラミックスと撥水性有機樹脂粉体との混成体からな
る構成とした。

【0030】請求項8のセラミックスフイルタは、粒子
状セラミックスと撥水性有機樹脂PTFE粉体と熱可塑
性撥水性有機樹脂との混成体からなる構成とした。

【0031】請求項9のフィルタは、粒子状セラミック
スを主体とする層の表面に撥水性有機樹脂粉体との混成
体からなるセラミックスを積層した構成とした。

【0032】請求項10のフィルタは、粒子状セラミッ
クスの表面層に撥水性有機樹脂膜を形成し、さらに熱可
塑性撥水有機樹脂粉体との混成体からなるセラミックス
を積層した構成とした。

【0033】請求項11のフィルタは、粒子状セラミッ
クスと有機樹脂粒子の混成体からなるセラミックスフイ
ルタの表面層に撥水性有機樹脂粉体との混成体からなる
セラミックスを積層した構成とした。

【0034】請求項12のフィルタは、粒子状セラミッ
クスと有機樹脂粒子の混成体からなるセラミックスフイ
ルタの内部層に撥水性有機樹脂粉体との混成体からなる
セラミックスを積層した構成とした。

【0035】請求項13の液滴吐出ヘッドは、本発明に
係るセラミックスフィルタ又はフィルタを備えている構
成とした。

【0036】請求項14の液滴吐出ヘッドは、本発明に
係るセラミックスフィルタ又はフィルタで流路の少なく
とも一部を形成している構成とした。

【0037】請求項15の液滴吐出ヘッドは、本発明に
係るセラミックスフィルタ又はフィルタで振動板が臨む
流路の少なくとも一部を形成し、振動板を気孔の無い薄
膜セラミックスで形成し、これらが同時に同一材料で形
成されている構成とした。

【0038】請求項16のインクカートリッジは、本発
明に係るセラミックスフィルタ又はフィルタを備えてい
る構成とした。

【0039】請求項17のセラミックスフイルタは、ホ
イスカー、金属繊維、ガラス繊維の粉体と有機樹脂粒子
の混成体からなる構成とした。

【0040】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。本発明に係るセラミックスフ
イルタの第1実施形態について図1を参照して説明す
る。このセラミックスフイルタは、粒子状セラミックス
1と有機樹脂粒子(有機材料の粒子)2の混成体からな
る。

【0041】粒子状セラミックス1としては、アルミ
ナ、シリカ、ゼオライト系、ガラス粒子、その他無機酸
化物の粒子等を挙げることができる。有機樹脂粒子2は
ガラス転移点や融点を持つものや、ガラス転移点のみの
材料などがある。セラミックス1と有機樹脂粒子2の混
成体は、有機樹脂粒子が2wt%から50wt%の混合
比からなる材料にあっては、50℃から500℃範囲の
低温プロセスにより、ガラス転移点や融点を越え、雰囲
気温度にもよるが、5〜200Kg/cmのプレス圧
力を適正に加えることで、固着し、形状が固定される。

【0042】この場合、必要に応じて雰囲気を還元ガ
ス、不活性ガス、低気圧にすることにより、材料劣化
や、溶媒蒸気や分解発生ガスの除去、形状の充填向上に
よる高精度化、さらにプレス金型との離型を有機材料の
離型性材料の添加や、プレス金型壁面との潤滑性有機材
料の添加等で容易にすることができる。また、真空排気
させながらプレス成形を行うことで、材料の成形体の気
孔率制御や充填密度の制御ができる。この工程で容易に
目的形状の部品、フイルターが得られる。

【0043】さらに、有機樹脂粒子や有機樹脂材料は、
熱膨張係数が一般には60〜130×10E−6/℃で
あり、金属材料は、5〜24×10E−6/℃であり、
無機材料やセラミックスは0.4〜12×10E−6/
℃であることから、セラミックス材料に有機樹脂材料や
粒子を混合させることで、熱膨張係数の整合が可能とな
り、金属材料とセラミックス材料の接合や耐環境温度に
よる変形を防止することができる。

【0044】このように、粒子状セラミックスと有機樹
脂粒子及び有機材料の混成体からなるセラミックスフイ
ルタは、50℃〜500℃範囲の低温プロセスにより、
熱変形の小さい、フレキシブル性を持った、耐摩耗性、
耐薬品性等のセラミックスの特性を具備することがで
き、更に熱膨張係数が有機樹脂粒子の含有量で調整でき
ることから、このセラミックスフィルタを用いた微細成
形部品やフィルタも寸法精度が良く、ホットプレス形成
等の容易な工法で製作することができる。

【0045】次に、本発明に係るセラミックスフイルタ
の第2実施形態について図2を参照して説明する。この
セラミックスフイルタは、粒子状セラミックス1と粉体
の熱硬化性樹脂4との混成体からなる。熱硬化性樹脂
は、ポリイミド、ポリアミド、液晶ポリマー、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、フエノール樹脂、エポキシ樹脂等を
挙げることができる。

【0046】粒子状セラミックス1と粉体の熱硬化性樹
脂4は、図3を参照して、セラミックスを含む無機材料
粒子はその表面が微細な凹凸を有しており、熱硬化性樹
脂4がガラス転移点を超えることで一時表面軟化し、こ
のときに、粒子状セラミックス1と接合し、粒子状セラ
ミックス1と粉体の熱硬化性樹脂4が固着する。なお、
一般には、熱硬化性樹脂のガラス転移点が高く、250
℃から500℃程度のプロセス温度が必要である。ま
た、加圧も雰囲気温度にもよるが5〜200Kg/cm
2が必要である。

【0047】このように、熱硬化性樹脂はガラス転移点
以上の温度と圧力で表面固着があり、融点に達しても樹
脂溶融は無く、硬化炭化するだけであるので、粒子状セ
ラミックスと粉体の熱硬化性樹脂との混成体からなるセ
ラミックスフイルタは目詰まりが発生しない。このセラ
ミックスフイルタは、フレキシビリティが小さいが、耐
薬品が高く、摩耗、酸化、圧力変形、熱変形が非常に小
さいものである。

【0048】次に、本発明に係るセラミックスフイルタ
の第3実施形態について図4を参照して説明する。この
セラミックスフイルタは、粒子状セラミックス1と熱可
撓性樹脂5との混成体からなる。熱可撓性性樹脂として
は、熱可撓性ポリイミド、シリコーン樹脂、ポリオレフ
イン系樹脂や、変性の液晶ポリマー、ユリア樹脂、メラ
ミン樹脂、フエノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げるこ
とができる。

【0049】この場合、粒子状セラミックス1と熱可撓
性樹脂5は、熱可撓性樹脂がガラス転移点以上になるこ
とで自身が変形することにより接合される。

【0050】このように、熱可撓性樹脂のガラス転移点
以上の樹脂軟化による変形と融着の機能を利用して粒子
状セラミックスと接合するので、樹脂溶解による材料流
れは少なく、膜状融解は発生しないので、粒子状セラミ
ックスと熱可撓性樹脂との混成体からなるセラミックス
フイルタは、目詰まりが発生しない。また、熱可撓性樹
脂は融解接着が可能であり、金属フイルタや金属板、膜
等との加熱圧着接合も可能になる。

【0051】次に、本発明に係るセラミックスフイルタ
の第4実施形態について図5を参照して説明する。この
セラミックスフイルタは、粒子状セラミックス1と熱可
塑性樹脂6との混成体からなる。熱可塑性樹脂として
は、酢酸ビニル系、ポリウレタン系、アクリル樹脂、変
性アクリル樹脂、ポリカーボネイト、PET、塩化ビニ
ル樹脂、ポリエチレン系、ポリエステル樹脂等を挙げる
ことができる。

【0052】この場合、熱可塑性樹脂6のガラス転移点
以上の樹脂軟化と融着の機能を利用して粒子状セラミッ
クス1と接合する。すなわち、図6(a)に示すように
溶融した樹脂6aによる接合、同図(b)に示すように
軟化した樹脂6bによる接合を行う。樹脂溶解による材
料流れが発生しない範囲の温度とプレス圧力で形成す
る。プロセス温度としては50℃〜200℃程度、加圧
は雰囲気温度にもよるが5〜100Kg/cmの範囲
が必要である。

【0053】このように、熱可塑性樹脂のガラス転移点
以上の樹脂軟化による変形と融着の機能を利用して粒子
状セラミックスと接合するので、樹脂溶解による材料流
れが生じないプロセスを設定することで、粒子状セラミ
ックスと熱可塑性樹脂との混成体からなるセラミックス
フイルタは、目詰まりが発生しない。

【0054】また、熱可塑性樹脂は融解接着が可能であ
り、プロセス温度より少し高い温度に予備加熱した金属
フイルタや金属板、膜等との加熱圧着接合を行うこと
で、良好な強固な接合ができる。

【0055】次に、本発明に係るセラミックスフイルタ
の第5実施形態について図7を参照して説明する。この
セラミックスフイルタは、粒子状セラミックス1の表面
に有機樹脂7を薄層塗膜したものである。このフィルタ
は、粒子状セラミックスの表面に塗膜する有機樹脂7と
しては、樹脂ラテックスや、樹脂オリゴマー、さらにモ
ノマーの官能基(アミノ基、アゾ基、水酸基、エステル
基、カルボン酸基、アルドヒデ基)とセラミックスの表
面官能基(シラノール基、水酸基)や表面微細構造の微
細孔との吸着、アンカー効果等、反応と機械接合を加味
させ、有機分子をコーテイングしたものある。

【0056】有機樹脂7の材料としては、アクリル樹
脂、酢酸ビニル、イソシアネート樹脂等のエマルジョ
ン、エチレン酢酸共重合体エマルジョン、エポシシ樹脂
エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、シリコーン
樹脂エマルジョン、ポリエチレン樹脂エマルジョン、さ
らに合成ゴムラテックス等を挙げることができる。

【0057】そして、これらの材料の有機溶媒や準水系
の懸濁溶液に粒子状セラミックス1を分散させ、表面の
シラノール基やオキシ基とこれら有機樹脂とを反応させ
(表面吸着法や気相反応による)、100Å〜5μm程
度の薄膜有機材料をコーテイングし、乾燥させるか、湿
潤状態で金型成形機にマウントし、脱水と加圧を低温プ
ロセスで形状形成する。

【0058】このように、粒子状セラミックス1の表面
に有機樹脂7を薄層塗膜したセラミックスフイルタは、
薄層(膜)での固着フイルタが得られるので、フイルタ
の目詰まりが発生しない。また、プロセス温度より少し
高い温度に予備加熱した金属フイルタや金属板、膜等と
の加熱圧着接合はより良好な強固な接合ができる。

【0059】次に、本発明に係るセラミックスフイルタ
の第6実施形態について図8を参照して説明する。この
セラミックスフイルタは、粒子状セラミックス1と粉体
状無機酸化物8あるいはその他、ガラス繊維、金属繊
維、ホイスカー繊維の粉体の表面に有機樹脂9を薄層塗
膜したもの10との混成体からなる。

【0060】例えば、粉体状無機酸化物8の表面に樹脂
ラテックスや、樹脂オリゴマー、さらにモノマーの官能
基とセラミックスの表面と反応させ、有機樹脂材料とし
てはアクリル樹脂、酢酸ビニル、イソシアネート樹脂等
のエマルジョン、エチレン酢酸共重合体エマルジョン、
エポシシ樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョ
ン、シリコーン樹脂エマルジョン、ポリエチレン樹脂エ
マルジョン、さらに合成ゴムラテックス等の有機溶媒や
準水系の懸濁溶液に粒子状セラミックスを分散させ、表
面の水酸基やオキシ基とこれら有機樹脂とを反応させ、
薄膜の有機膜9をコーチングし、乾燥させるか、湿潤状
態で金型成形機にマウントし、有機分子をコーテイング
したもので、これを粒子状セラミックス1と適正混合比
で、低温プロセスにより形状形成する。

【0061】このような粒子状セラミックスと粉体状無
機酸化物の表面に有機樹脂を薄層塗膜したものとの混成
体からなるセラミックスフイルタは、薄層(膜)での固
着フイルタが達成できるので、フイルタの目詰まりが発
生しない。また、粒子状セラミックスの特性(濡れ性、
ポーラス性、吸着性、吸蔵性、フイルター選択性)機能
を保持させたフイルタが得られる。

【0062】次に、本発明に係るセラミックスフイルタ
の第7実施形態について図9を参照して説明する。この
セラミックスフイルタは、粒子状セラミックス1と撥水
性有機樹脂粉体11との混成体からなる。

【0063】撥水性有機樹脂粉体11としては、フッソ
樹脂、例えば四弗化エチレン樹脂(PTFE)、四弗化
エチレン:パーフロロアルコキシエチレン共重合体(P
FA)、四弗化エチレン:六弗化プロピレン共重合体
(FEP)を主体とするもの、さらにシリコーン樹脂
や、フッソ樹脂とシリコーン樹脂の共重合体などを挙げ
ることができる。

【0064】この撥水性有機樹脂粉体11をバインダー
樹脂として適正量介在して、粒子状セラミックス1を固
着させる。例えば、PFA,FEPを加熱、加圧するこ
とで接合を行うことができ、また、フッ素樹脂、シリコ
ーン樹脂のバインダー効果で接合力とフレキシビリティ
が大きくなる。

【0065】このように、粒子状セラミックスと撥水性
有機樹脂粉体との混成体からなるセラミックスフイルタ
は、撥水性を持ったフイルタとなる。特に、撥水性有機
樹脂粉体を均一分散させることで、フイルタの内部、表
面共に撥水性を具備させた機能フイルタが得られる。

【0066】なお、固着性能はフッソ樹脂とシリコーン
樹脂の共重合体では弱いもので、せん断応力が5Kg/
cm以下の場合がある。このような場合には、シランカ
ップリング剤をセラミックス粒子にコートするか、含浸
させる方法で強固な固着が得られる。また、フッソ樹脂
とシリコーン樹脂の共重合体にシランカップリング剤を
付加重合したものや、混合させたものでも接合強度の向
上を図れる。

【0067】次に、本発明に係るセラミックスフイルタ
の第8実施形態について図10を参照して説明する。こ
のセラミックスフイルタは、粒子状セラミックス1と撥
水性有機樹脂PTFE(ポリテトラフロロエチレン)粉
体12と熱可塑性撥水性有機樹脂13との混成体からな
る。

【0068】熱可塑性撥水性有機樹脂13としては、四
弗化エチレン:パーフロロアルコキシエチレン共重合体
(PFA)、四弗化エチレン:六弗化プロピレン共重合
体(FEP)を主体とする、さらにシリコーン樹脂や、
フッソ樹脂とシリコーン樹脂の共重合体などを挙げるこ
とができる。

【0069】このような粒子状セラミックス1と撥水性
有機樹脂PTFE(ポリテトラフロロエチレン)粉体1
2と熱可塑性撥水性有機樹脂13のバインダー樹脂との
混成体からなるセラミックスフイルターは高い撥水性を
得ることができる。加熱融解しない硬質PTFEはその
撥水性が周知の様に特に大きく、硬度と耐摩耗性はフッ
ソ樹脂の中では最も高い。さらに、融解固着機能を持つ
フッソ樹脂とシリコーン樹脂の共重合体材料の混合体で
撥水性が大きく、耐摩耗性が大きく、更に硬質PTFE
によりフイルタの目詰まりは発生し難い機能フイルタが
得られる。

【0070】次に、本発明に係るフイルタの第1実施形
態について図11を参照して説明する。このセラミック
スフイルタは、粒子状セラミックスを主体とする層21
の表面(同図(a)は一面の例、同図(b)は両面の
例)に撥水性有機樹脂粉体との混成体からなるセラミッ
クス(撥水性有機樹脂粉体を主体とする層)22を積層
したものである。

【0071】粒子状セラミックスを主体とする層21
は、例えば前述した粒子状セラミックス1に撥水性有機
樹脂PTFE粉体12を含む層である。撥水性有機樹脂
粉体を主体とする層22は、例えば撥水性有機樹脂PT
FE12にセラミックス粉体1を含む層である。

【0072】このフィルタは、粒子状セラミックスの表
面層に前記セラミックスフイルタの第7、第8実施形態
で説明した撥水性有機樹脂粉体との混成体からなるセラ
ミックスのスラリー状態の材料を、グリーンシートと
し、これを目的厚さにして、片面もしくは両面に撥水性
有機樹脂粉体との混成体からなる多層セラミックスグリ
ーンシートを積層することで構成でき、これにより機能
フイルタが得られる。

【0073】この場合、必要に応じて、金型抜きや、シ
ート状でホットプレス形成する。このとき、材料から溶
媒や分解ガスが発生するので、ガス抜きや、真空引きに
よって内部ガス圧による変形を防止する。得られるフイ
ルタは、内部は親水性の大きい純粋なセラミックス機能
を持ち、片面もしくは両面に撥水性有機樹脂粉体との混
成体からなる多層セラミックスは、フイルタとして表面
汚染が少なくなる。

【0074】次に、本発明に係るフイルタの第2実施形
態について図12を参照して説明する。このフィルタ
は、粒子状セラミックス1の表面に撥水性有機樹脂膜2
4を形成し、さらに前記セラミックスフイルタの第7、
第8実施形態で説明した熱可塑性撥水有機樹脂粉体との
混成体からなるセラミックス25を積層したものであ
る。

【0075】このフイルタは、セラミックス表面に撥水
性有機樹脂24をコートした材料からなる多様なセラミ
ックスグリーンシートを積層ホットプレスするか、単一
材料のグリーンシートをホットプレスする。このフイル
タの作製法は、有機溶媒やハロン溶媒、準水系の溶媒に
溶解、若しくは懸濁分散させた撥水性有機樹脂ワニス
や、撥水性有機樹脂オリゴマーを、粒子状セラミックス
の表面層にコーテイングするものである。

【0076】さらに必要な場合は、バインダーとしてこ
れらの熱可塑性撥水有機樹脂粉体との混成体からなる。
もちろん表面に機能性が異なる層構造を形成することも
容易である。熱可塑性撥水有機樹脂粉体との混成体から
なるセラミック単体のホットプレスのみによるフイルタ
でも目的機能は得られる。

【0077】このような粒子状セラミックスの表面層に
撥水性有機樹脂膜を形成し、さらに熱可塑性撥水有機樹
脂粉体との混成体からなるセラミックスを積層したフイ
ルタは、撥水性有機樹脂によって汚染が無く、親油性
や、油性と疎水性の混合ガスや液体の分離に優位で適用
できる。

【0078】次に、本発明に係るフイルタの第3実施形
態について図13を参照して説明する。このフィルタ
は、粒子状セラミックスと有機樹脂粒子との混成体から
なるセラミックスフイルタ26の表面層に撥水性有機樹
脂粉体との混成体からなるセラミックス(撥水性有機樹
脂粉体を主体とする層)27、28を積層したものであ
る。

【0079】このような粒子状セラミックスと前述した
セラミックスフイルタの第2、3、4実施形態で説明し
た有機樹脂粒子や、オリゴマーコートの混成体からなる
セラミックスフイルタの表面層に、撥水性有機樹脂粉体
の単体材料構成や、撥水性有機樹脂粉体とセラミックス
の混成体からなるセラミックスを積層したフイルタは、
バインダー材料の持つ、軟性、弾性がその添加量に依存
した特性を持ち、有機樹脂のフレキシビテイを持ち、表
面の片面もしくは両面の撥水性有機樹脂粉体との混成体
からなるセラミックスで表面汚染を防止するので、表面
汚染の少ないフレキシビテイフイルタとなる。

【0080】次に、本発明に係るフイルタの第4実施形
態について図14を参照して説明する。このフィルタ
は、粒子状セラミックスと前記セラミックスフイルタの
第2、3、4実施形態で説明した有機樹脂粒子の混成体
からなるセラミックスフイルタ31、32の内部層に、
前記セラミックスフイルタの第7、第8実施形態で説明
した撥水性有機樹脂粉体との混成体からなるセラミック
ス33を前記フィルタの第実施形態で説明した工程で
積層したものである。例えば、セラミックスフイルタ3
1はPTFEを主体とする撥水性を有する層、セラミッ
クスフイルタ32はセラミックスを主体とする親水性を
有する層、セラミックス33は撥水剤を薄膜表面コート
したセラミックス粒子を含む層である。

【0081】このような粒子状セラミックスと有機樹脂
粒子の混成体からなるセラミックスフイルタの内部層
に、撥水性有機樹脂粉体との混成体からなるセラミック
スを前述したフィルタの第1実施形態で説明した工程で
積層したフイルタは、表面の片面もしくは両面に有機樹
脂粉体との混成体を有する多層セラミックスであり、フ
ィルタの表面特性は、親油性と疎水性がセラミックスの
混合比でその大きさが選択できる。

【0082】この場合、内部層に撥水性有機樹脂粉体と
の混成体からなるセラミックスがあることで、気泡の保
持や、汚染物質の付着吸着による堆積が少ないフレキシ
ビテイフイルタとなる。また、これら各層を逆転した構
成も可能であり、表面層に疎水性を大きくした選択性機
能を与えることができる。

【0083】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第1
実施形態について図15及び図16を参照して説明す
る。なお、図15は同ヘッドの断面説明図、図16は同
ヘッドのインク供給部の拡大説明図である。この液滴吐
出ヘッドは、流路形成部材51と、振動板52と、ノズ
ル板53とを積層して、液滴、例えばインク滴を吐出す
るノズル55が連通する加圧液室56、加圧液室56に
流体抵抗部(溝)57を介して液体、例えばインクを供
給する共通液室58などを形成し、振動板52の外面に
は加圧液室56内の液体を加圧するための圧力を発生す
る圧力発生手段としての例えば圧電素子(ここでは、P
ZT)61を設け、圧電素子61を駆動することで振動
板52を変形させて加圧液室56内の液体に圧力を与え
てノズル55から液滴を吐出させる。

【0084】そして、このヘッドでは、共通液室58に
外部から液体を供給するための供給口62部分に本発明
に係る粒子状セラミックスと有機樹脂粒子や膜又は撥水
性有機樹脂粉体の混成体からなるセラミックスフイルタ
(又はフィルタ)で形成したセラミックス多孔質体をフ
ィルタ65として設けている。このフイルタ65は、低
温プレスで加熱温度の組み合わせ、さらに、部品の予備
加熱による材料の軟化状態を制御することで固着できる
ので、接着剤無しに、低加熱と加圧工程で流路形成部材
31に一体化形成することができる。なお、供給口62
には注入ホルダ63を設けている。

【0085】このように本発明に係るセラミックスフイ
ルタ或いはフィルタからなるセラミックス多孔質体をフ
ィルタ65として用いることによって、ポーラス(孔)
の均一精度が得られて、ダストが流路内に混入すること
を防止でき、しかも、従前の薄膜接着剤による接合では
材料のはみ出しやノズルの目詰まり、インク液室の流体
抵抗制御溝や、インク流路の微細溝への接着剤はみ出し
等の大きな問題があったが、上述したように低加熱と加
圧工程で流路形成部材と一体化形成等ができることで、
このような接着剤のはみ出しという問題も解決できる。

【0086】なお、ここでは、液滴吐出ヘッドにフィル
タ65を設ける例で説明しているが、液滴吐出ヘッドに
液体を供給するカートリッジ、例えばインクカートリッ
ジにフィルタ65を設ける場合にも適用することができ
る。

【0087】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第2
実施形態について図17を参照して説明する。この液滴
吐出ヘッドは、流路形成部材71を本発明に係るセラミ
ックスフイルタ(あるいはフィルタ)からなるセラミッ
クス多孔質体を用いて形成したものである。すなわち、
粒子状セラミックスと有機樹脂膜又は有機樹脂粒子の混
成体からなるグリーンシート(セラミックスフイルタ)
に精密金型プレスとホットプレスにより、適正な加圧液
室56、流体抵抗溝37、共通液室38、インク注入口
62、インク噴射導入口55a等の凹凸を一次加圧加熱
で形成し(例えば、80℃−5Kg/cm)、さらに
ノズル板53、振動板52を位置合わせ整合し、ホット
プレスにより接着剤無しで、本加圧加熱(仮に150℃
−20Kg/cm 2)して一体化する。なお、流路形成
部材71の外面にはシール部材72を設けている。

【0088】このように、本発明に係るセラミックスフ
イルタ或いはフィルタからなるセラミックス多孔質体に
よって液滴吐出ヘッドの構成部品を形成する、つまり、
本発明に係るセラミックスフイルタ或いはフィルタから
なるセラミックス多孔質体によって液滴吐出ヘッドの流
路を形成することで、微細構造の精密金型により、ヘッ
ドを低温プロセスで一体形成することができ、その部品
精度は高いものが得られる。

【0089】なお、図18に示すように、本発明に係る
セラミックスフイルタ又はフィルタは液体を通過させる
ので、流路形成部材71を構成するセラミックスフイル
タ又はフィルタからなるセラミックス多孔質体が流体抵
抗部を兼ねるようにして、共通液室及び流体抵抗部とな
る溝や凹部を省略することもできる。このように、流体
抵抗制御溝を兼ねた流体抵抗制御溝レス構造にすること
で、流路の微細溝を形成することなく流体抵抗を生じさ
せることができ、接合時の接着剤はみ出し等、問題を解
消できる。

【0090】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第3
実施形態について図19を参照して説明する。このヘッ
ドは、流路形成部材71を本発明に係るセラミックスフ
イルタ(あるいはフィルタ)からなるセラミックス多孔
質体を用いて形成し、振動板73を気孔の無い(目詰ま
りのある)薄膜セラミックスで形成して、振動板一体型
の部材75としたものである。

【0091】すなわち、本発明に係るセラミックスフイ
ルタ(あるいはフィルタ)のグリーンシートから精密金
型によりホットプレス成形し、一次加熱プレスでヘッド
の流路形成部材71を得る。次に、振動板73となる気
孔の無い(目詰まりのある)薄膜セラミックス(厚さ5
〜30μm)を流路形成部材71の片側面に同時に同一
材料でホットプレス形成することで、振動板付きの流路
形成部材75が得られる。

【0092】また、セラミックスフイルタ(あるいはフ
ィルタ)のグリーンシートのセラミックスフイルターを
ヘッドの流路の構成部材と気孔の無い(目詰まり)薄膜
セラミックス(厚さ5〜30μm)を流路の構成部品の
片側面に同時に同一材料でホットプレス形成すること
で、振動板付きの部材が得られる。

【0093】このように、部品の熱膨張係数が近似で変
形が無く、気孔があるセラミックスフイルタ部と気孔の
無い薄膜セラミックスを組み合わせることで、弾性が大
きい、振動周波数が高い、噴射駆動効率の大きいヘッド
が得られる。

【0094】なお、前述したように、本発明に係るセラ
ミックスフイルタ又はフィルタは液体を通過させるの
で、図19に示すように、共通液室及び流体抵抗部とな
る溝を省略することもできる。このように、流体抵抗制
御溝を兼ねた流体抵抗制御溝レス構造にすることで、流
路の微細溝を形成することなく流体抵抗を生じさせるこ
とができ、接合時の接着剤はみ出し等、問題を解消でき
る。

【0095】次に、本発明に係るセラミックスフイルタ
の第9実施形態について図21を参照して説明する。な
お、同図は同フィルタで液相の分解や重合を行う場合に
適用した例である。このセラミックスフイルタは、ホイ
スカーや金属繊維、半導体材料、ガラス繊維等の粉体と
有機樹脂粒子の混成体や、撥水性有機樹脂粉体との混成
体からなるセラミックスを積層したものである。

【0096】このセラミックスフィルタは、含浸させる
物質やろ過する物質により、主成分のフイルタ材料が選
択でき、その通電性(抵抗調整)による電界分離、さら
に汚染物質の分解と溶解が促進される。さらに、フイル
ターのバイアス電圧印加や、対極構成による構造で、気
体、液体中のイオン、プラズマ、クラスター等の分析や
偏析、電界印加や、電極による電気泳動分析等に応用で
きる。耐摩耗の向上のために、材料の選択が広く可能で
あり、安価に作製できる。

【0097】ここでは、絶縁セラミックスフイルタ81
の両面に導電性フィルタ82、83を積層し、導電性フ
ィルタ82、83の外面に電極84、85を設けて、絶
縁セラミックスフイルタ81に外部から液体(液相)を
導入することで、液中のガスを分解して除去及び収集す
るようにしている。

【0098】また、図22に示すように、絶縁セラミッ
クスフイルタ81に気相を導入してオゾン、プラズマ、
イオンの発生を行うとともに、引き寄せられた分解ガス
を除去収集することもできる。

【0099】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るセラ
ミックスフイルタは、粒子状セラミックスと有機材料の
混成体からなる構成としたので、低温プロセスによっ
て、熱変形の小さい、フレキシブル性を持った、耐摩耗
性、耐薬品性等の特性を具備する微細成形部品やフィル
タを高い寸法精度で簡単に形成することができるように
なる。

【0100】請求項2のセラミックスフイルタによれ
ば、粒子状セラミックスと粉体の熱硬化性樹脂との混成
体からなる構成としたので、目詰まりの生じない高い信
頼性のフイルタが得られる。

【0101】請求項3のセラミックスフイルタによれ
ば、粒子状セラミックスと熱可撓性樹脂との混成体から
なる構成としたので、より低温のプロセスによって、熱
変形の小さい、フレキシブル性を持った、耐摩耗性、耐
薬品性等の特性を具備する微細成形部品やフィルタを高
い寸法精度で簡単に形成することができるようになる。

【0102】請求項4のセラミックスフイルタによれ
ば、粒子状セラミックスと熱可塑性樹脂との混成体から
なる構成としたので、容易なプロセスで低コストのフィ
ルタを得ることができる。

【0103】請求項5のセラミックスフイルタによれ
ば、粒子状セラミックスの表面に有機樹脂を薄層塗膜し
た構成としたので、取り扱いが容易であり、プロセス制
御が簡単であって、薄層(膜)での固着フイルタが達成
できるので、フイルタの目詰まりが発生しない

【0104】請求項6のセラミックスフイルタによれ
ば、粒子状セラミックスと粉体状無機酸化物の表面に有
機樹脂を薄層塗膜したものとの混成体からなる構成とし
たので、粒子状セラミックスの特性(濡れ性、ポーラス
性、吸着性)機能を保持させたフイルタが得られる。

【0105】請求項7のセラミックスフイルタによれ
ば、粒子状セラミックスと撥水性有機樹脂粉体との混成
体からなる構成としたので、撥水性を持ったフイルタが
得られる。

【0106】請求項8のセラミックスフイルタによれ
ば、粒子状セラミックスと撥水性有機樹脂PTFE粉体
と熱可塑性撥水性有機樹脂との混成体からなる構成とし
たので、撥水性が大きく、耐摩耗性の大きい機能フィル
タが得られる。

【0107】請求項9のフィルタによれば、粒子状セラ
ミックスを主体とする層の表面に撥水性有機樹脂粉体と
の混成体からなるセラミックスを積層した構成としたの
で、表面汚染が少ないフィルタが得られる。

【0108】請求項10のフィルタによれば、粒子状セ
ラミックスの表面層に撥水性有機樹脂膜を形成し、さら
に熱可塑性撥水有機樹脂粉体との混成体からなるセラミ
ックスを積層した構成としたので、汚染のない、親油性
や、油性と疎水性の混合流体の分離が優位なフィルタが
得られる。

【0109】請求項11のフィルタによれば、粒子状セ
ラミックスと有機樹脂粒子の混成体からなるセラミック
スフイルタの表面層に撥水性有機樹脂粉体との混成体か
らなるセラミックスを積層した構成としたので、表面汚
染の少ない、フレキシビリティなフィルタが得られる。

【0110】請求項12のフィルタによれば、粒子状セ
ラミックスと有機樹脂粒子の混成体からなるセラミック
スフイルタの内部層に撥水性有機樹脂粉体との混成体か
らなるセラミックスを積層した構成としたので、気泡の
保持や汚染物質の堆積及び付着が少ないフレキシビリテ
ィなフィルタが得られる。

【0111】請求項13の液滴吐出ヘッドによれば、本
発明に係るセラミックスフィルタ又はフィルタを備えて
いる構成としたので、ヘッド構成部品との一体化形成が
可能になり、信頼性の高いヘッドが得られる。

【0112】請求項14の液滴吐出ヘッドによれば、本
発明に係るセラミックスフィルタ又はフィルタで流路の
少なくとも一部を形成している構成としたので、低温プ
ロセスで高い精度の流路を有するヘッドが得られる。

【0113】請求項15の液滴吐出ヘッドによれば、本
発明に係るセラミックスフィルタ又はフィルタで振動板
が臨む流路の少なくとも一部を形成し、振動板を気孔の
無い薄膜セラミックスで形成し、これらが同時に同一材
料で形成されている構成としたので、変形のない信頼性
の高いヘッドが得られる。

【0114】請求項16のインクカートリッジによれ
ば、本発明に係るセラミックスフィルタ又はフィルタを
備えている構成としたので、カートリッジ構成部品との
一体形成が可能になり、信頼性の高いインクカートリッ
ジが得られる。

【0115】請求項17のセラミックスフイルタによれ
ば、ホイスカー、金属繊維、ガラス繊維の粉体と有機樹
脂粒子の混成体からなる構成としたので、その通電性
(抵抗調整)や、電気泳動、耐摩耗の向上、材料の選択
幅が広くなり、目的機能に合った構成材料で、低コスト
でフィルタを作製できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明に係るセラミックスフイルタの第1実施
形態の説明に供する説明図

【図2】本発明に係るセラミックスフイルタの第2実施
形態の説明に供する説明図

【図3】同実施形態の説明に供する拡大説明図

【図4】本発明に係るセラミックスフイルタの第3実施
形態の説明に供する説明図

【図5】本発明に係るセラミックスフイルタの第4実施
形態の説明に供する説明図

【図6】同実施形態の説明に供する拡大説明図

【図7】本発明に係るセラミックスフイルタの第5実施
形態の説明に供する説明図

【図8】本発明に係るセラミックスフイルタの第6実施
形態の説明に供する説明図

【図9】本発明に係るセラミックスフイルタの第7実施
形態の説明に供する説明図

【図10】本発明に係るセラミックスフイルタの第8実
施形態の説明に供する説明図

【図11】本発明に係るフイルタの第1実施形態の説明
に供する説明図

【図12】本発明に係るフイルタの第2実施形態の説明
に供する説明図

【図13】本発明に係るフイルタの第3実施形態の説明
に供する説明図

【図14】本発明に係るフイルタの第4実施形態の説明
に供する説明図

【図15】本発明に係る液滴吐出ヘッドの第1実施形態
の説明に供する説明図

【図16】同ヘッドの要部拡大説明図

【図17】本発明に係る液滴吐出ヘッドの第2実施形態
の説明に供する説明図

【図18】同実施形態の他の例の説明に供する説明図

【図19】本発明に係る液滴吐出ヘッドの第3実施形態
の説明に供する説明図

【図20】同実施形態の他の例の説明に供する説明図

【図21】本発明に係るセラミックスフイルタの第9実
施形態の説明に供する説明図

【図22】同実施形態の他の例の説明に供する説明図

【符号の説明】

1…粒子状セラミックス、2…有機樹脂粒子、4…熱硬
化性シ樹脂、5…熱可撓性樹脂、6…熱可塑性樹脂、7
…有機樹脂の薄膜、8…無機酸化物粒子、9…有機樹脂
膜、11…撥水性有機樹脂粉体、12…撥水性有機樹脂
PTFE、13…熱可塑性撥水性有機樹脂。

フロントページの続き Fターム(参考) 2C056 EA21 EA24 FA04 HA05 KB25 KB26 KB27 KB29 2C057 AF65 AF93 AG29 AG30 AG55 AG77 AP22 AQ10 BA03 BA14 4D019 BA02 BA04 BA05 BA11 BA13 BA16 BA17 BA18 BB12 BB13 CA10 CB06 DA01

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒子状セラミックスと有機材料の混成体
    からなることを特徴とするセラミックスフイルタ。
  2. 【請求項2】 粒子状セラミックスと粉体の熱硬化性樹
    脂との混成体からなることを特徴とするセラミックスフ
    イルタ。
  3. 【請求項3】 粒子状セラミックスと熱可撓性樹脂との
    混成体からなることを特徴とするセラミックスフイル
    タ。
  4. 【請求項4】 粒子状セラミックスと熱可塑性樹脂との
    混成体からなることを特徴とするセラミックスフイル
    タ。
  5. 【請求項5】 粒子状セラミックスの表面に有機樹脂を
    薄層塗膜したことを特徴とするセラミックスフイルタ。
  6. 【請求項6】 粒子状セラミックスと粉体状無機酸化物
    の表面に有機樹脂を薄層塗膜したものとの混成体からな
    ることを特徴とするセラミックスフイルタ。
  7. 【請求項7】 粒子状セラミックスと撥水性有機樹脂粉
    体との混成体からなることを特徴とするセラミックスフ
    イルタ。
  8. 【請求項8】 粒子状セラミックスと撥水性有機樹脂P
    TFE粉体と熱可塑性撥水性有機樹脂との混成体からな
    ることを特徴とするセラミックスフイルタ。
  9. 【請求項9】 粒子状セラミックスを主体とする層の表
    面に撥水性有機樹脂粉体との混成体からなるセラミック
    スを積層したことを特徴とするフイルタ。
  10. 【請求項10】 粒子状セラミックスの表面に撥水性有
    機樹脂膜を形成し、さらに熱可塑性撥水有機樹脂粉体と
    の混成体からなるセラミックスを積層したことを特徴と
    するフイルタ。
  11. 【請求項11】 粒子状セラミックスと有機樹脂粒子の
    混成体からなるセラミックスフイルタの表面層に撥水性
    有機樹脂粉体との混成体からなるセラミックスを積層し
    たことを特徴とするフイルタ。
  12. 【請求項12】 粒子状セラミックスと有機樹脂粒子の
    混成体からなるセラミックスフイルタの内部層に撥水性
    有機樹脂粉体との混成体からなるセラミックスを積層し
    たことを特徴とするフイルタ。
  13. 【請求項13】 液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおい
    て、前記請求項1ないし7のいずれかに記載のセラミッ
    クスフィルタ又は前記請求項8ないし12のいずれかに
    記載のフィルタを備えていることを特徴とする液滴吐出
    ヘッド。
  14. 【請求項14】 液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおい
    て、前記請求項1ないし7のいずれかに記載のセラミッ
    クスフィルタ又は前記請求項8ないし12のいずれかに
    記載のフィルタで流路の少なくとも一部を形成している
    ことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  15. 【請求項15】 振動板を用いる液滴を吐出する液滴吐
    出ヘッドにおいて、前記請求項1ないし7のいずれかに
    記載のセラミックスフィルタ又は前記請求項8ないし1
    2のいずれかに記載のフィルタで前記振動板が臨む流路
    の少なくとも一部を形成し、前記振動板を気孔の無い薄
    膜セラミックスで形成し、これらが同時に同一材料で形
    成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  16. 【請求項16】 液滴吐出ヘッドとこの液滴吐出ヘッド
    にインクを供給するインクタンクとを一体化したインク
    カートリッジにおいて、前記請求項1ないし7のいずれ
    かに記載のセラミックスフィルタ又は前記請求項8ない
    し12のいずれかに記載のフィルタを備えていることを
    特徴とするインクカートリッジ。
  17. 【請求項17】 ホイスカー、金属繊維、ガラス繊維の
    粉体と有機樹脂粒子の混成体からなることを特徴とする
    セラミックスフイルタ。
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