JP2020032677A - フィルターユニット、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
A1.液体吐出装置の構成
図1は、液体吐出装置1の内部構成を示す模式図である。液体吐出装置1は、いわゆるインクジェットプリンターであり、メディア20上に液体としてのインクを吐出することでメディア20に対して印刷を行う。メディア20は、用紙や板材や布などの印刷媒体である。インクには、例えば、水性インクや溶剤インクを用いることができる。本実施形態において、インクは、水性インクが用いられている。図1には、互いに直交する3つの空間軸であるX軸、Y軸、Z軸が描かれている。X軸に沿った方向をX軸方向とし、Y軸に沿った方向をY軸方向とし、Z軸に沿った方向をZ軸方向とする。液体吐出装置1は、X軸方向とY軸方向によって規定されるXY平面に対して平行な面に設置されている。−Z軸方向が鉛直下方向であり、+Z軸方向が鉛直上方向である。以降に説明する他の図においても、必要に応じてZ軸を付している。
図2は、第1実施形態におけるヘッドユニット12を示す模式図である。ヘッドユニット12は、6つのヘッドチップ121〜126と、プレート118と、を備える。図2には、ヘッドチップ120の並ぶ方向であるLd方向が示されている。また、プレート118に沿った方向のうちLd方向に直交する方向であるCd方向が示されている。以下において、ヘッドチップ121〜126の共通の機能及び構成を説明する場合には、ヘッドチップ121〜126は、ヘッドチップ120とも記載される。また、ヘッドチップ120の数は6つに限られず、5つ以下でもよいし、7つ以上でもよい。
ヘッドチップ120内を流通する液体に、気泡が含まれる場合がある。気泡は、例えば以下のような要因によって生じ得る。例えば、ヘッドチップ120内の気泡は、ヘッドユニット12の温度上昇や環境温度の変化によって液体に溶存していた気体が析出することで発生する。また例えば、ヘッドチップ120内の気泡は、液体供給源30の着脱による流路内への気体の混入や、エネルギー発生素子173であるピエゾアクチュエーターから生じる超音波によるキャビテーション気泡の発生に起因して発生する場合もある。また、ヘッドチップ120内の気泡は、キャリッジ19(図1)の移動に伴う液面の波立ちによって発生する場合もある。
図5は、第2実施形態に係るフィルターユニット300の模式図である。図5は、図3において示した切断面と対応した位置における断面図を示している。フィルターユニット300は、Ld方向における第2空間134の一端部1342の幅W3が小さい点において、第1実施形態に係るフィルターユニット100と異なる。なお、以下において、第1実施形態の構成と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図6は、第3実施形態に係るフィルターユニット400の模式図である。図6は、図3において示した切断面と対応した位置における断面図を示している。フィルターユニット400において、凸部444が第1接続口1462に向かって突出していない点において、第1実施形態に係るフィルターユニット100と異なる。なお、以下において、第1実施形態の構成と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図8は、参考例に係るフィルターユニット500の模式図である。図9は、図8における9−9断面を示す模式断面図である。図8及び図9に示す様に、参考例に係るフィルターユニット500には、凸部が形成されていない点と、第2接続口1464が設けられた位置とが、異なる。具体的には、図9に示す様に、第2接続口1464がCd方向におけるフィルター室130の端部のうち第2接続口1464側に位置する他端部1344から第2接続口1464までの距離D2は、第1の最大幅W1の二分の一より大きい。これにより、凸部が設けられていない場合であっても、フィルターユニット500は、第2空間134の一端部1342側における気泡の排出性と向上できる。
E1.第1の他の実施形態
図10は、第1の他の実施形態に係るフィルターユニット600の模式図である。上記実施形態において、第1空間132側から第2空間134側を見た場合における、第2空間134の形状は、適宜変更可能である。例えば、図10に示す様に、楕円形状であってもよい。
上記実施形態において、第1空間132側から第2空間134側を見た場合における、Cd方向におけるフィルター室130の最大幅W1は、フィルター室130のLd方向における最大幅W2より大きい。しかし、第1空間132側から第2空間134側を見た場合における、Cd方向におけるフィルター室130の最大幅W1は、フィルター室130のLd方向における最大幅W2より大きくなくてもよい。この場合には、第1空間132側から第2空間134側を見た場合における、Cd方向におけるフィルター150の最大幅は、フィルター150のLd方向における最大幅より大きくなくてもよい。
上記実施形態において、Cd方向におけるフィルター室130の端部のうち第1接続口1462側に位置する一端部1342から第1接続口1462までの距離D1は、第1の最大幅W1の二分の一より小さい。しかし、一端部1342から第1接続口1462までの距離D1は、これに限定されない。例えば、距離D1は、第1の最大幅W1の二分の一以上であってもよい。
上記実施形態において、Cd方向におけるフィルター室130の端部のうち第2接続口1464側に位置する他端部1344から第2接続口1464までの距離D2は、第1の最大幅W1の四分の一より小さい。しかし、他端部1344から第2接続口1464までの距離D2は、これに限定されない。例えば、距離D2は、第1の最大幅W1の四分の一以上であってもよい。
上記実施形態において、ヘッドユニット12は、6つのヘッドチップ121〜126がLd方向に一列に並んだ構造を有している。しかし、ヘッドユニット12は、これに限定されない。例えば、ヘッドユニット12に備えられたヘッドチップの数は、7つ以上であってもよく、5つ以下であってもよい。また、ヘッドユニット12は、ヘッドチップ121〜126がLd方向に二列に並んだ構造を有してもよい。
上記実施形態において、ヘッドユニット12において、複数のヘッドチップ120は、第2接続口1464から第1接続口1462に向かう方向に直交する方向に沿って配置されている。しかし、複数のヘッドチップ120が配置される方向は、これに限定されない。例えば、複数のヘッドチップ120は、第2接続口1464から第1接続口1462に向かう方向に交差する方向、例えば第2接続口1464から第1接続口1462に向かう方向に沿って配置されていてもよい。
上記実施形態において、第1接続口1462と第2接続口1464とには、それぞれ別のエネルギー発生素子173を有するヘッドチップ120が接続されているが、これに限定されない。例えば、ヘッドチップ120は、第1接続口1462と第2接続口1464との下流側において液体の流通経路が合流し、1つのヘッドチップ120に流入する構造であってもよい。
上記実施形態において、ヘッドチップ120は、フィルターユニット100〜600とヘッドチップ120とが一体化した構造を有しているが、これに限定されない。例えば、ヘッドチップ120は、フィルターユニット100〜600とヘッドチップ120とが別体の構造を有していてもよい。
上記実施形態において、フィルター室130に設けられた接続口は、第1接続口1462と第2接続口1464との2つであるが、これに限定されない。例えば、フィルター室130に設けられた接続口は、3つ以上であってもよい。この場合には、液体吐出装置1に備えられた場合において、3つ以上の接続口のうち少なくとも2つの接続口の鉛直方向(Z軸方向)が異なっていれば良い。この場合には、鉛直方向(Z軸方向)が異なる任意の2つの接続口のうち、上側に位置する接続口が第1接続口であり、下側に位置する接続口が第2接続口である。また、フィルター室130に設けられた接続口が3つ以上である場合には、ヘッドチップ120も3つ以上であってもよい。
本開示は、インクを吐出する液体吐出装置に限らず、インク以外の他の液体を吐出する任意の液体吐出装置にも適用することができる。例えば、以下のような各種の液体吐出装置に本開示は適用可能である。
(1)ファクシミリ装置等の画像記録装置。
(2)液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置。
(3)有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイや、面発光ディスプレイ(Field Emission Display、FED)等の電極形成に用いられる電極材吐出装置。
(4)バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を吐出する液体吐出装置。
(5)精密ピペットとしての試料吐出装置。
(6)潤滑油の吐出装置。
(7)樹脂液の吐出装置。
(8)時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置。
(9)光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置。
(10)基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を吐出する液体吐出装置。
(11)他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置。
この形態のフィルターユニットによれば、第1接続口が第2接続口より上側になるようにフィルターユニットが用いられた場合において、第2接続口側から第1接続口側へと移動する気泡が凸部に沿って移動する。また、フィルターと凸部との間において、第2空間の流路断面を小さくできるので、フィルターと凸部との間における気泡の流速が大きくなる。このため、第1接続口への気泡の移動が促される。これにより、第2空間の上端部に到達する前に、気泡が第1接続口から排出される可能性が高くなる。したがって、気泡がフィルター室の上端部に溜まることを抑制できる。
この形態の液体吐出ヘッドによれば、上記形態のフィルターユニットを備えるので、第1接続口が第2接続口より鉛直方向上側になるようにフィルターユニットが用いられた場合において、第2接続口側から第1接続口側へと移動する気泡が凸部に沿って移動する。また、フィルターと凸部との間において、第2空間の流路断面を小さくできるので、フィルターと凸部との間における気泡の流速が大きくなる。このため、第1接続口への気泡の移動が促される。これにより、第2空間の上端部に到達する前に、気泡が第1接続口から排出される可能性が高くなる。したがって、気泡がフィルター室の上端部に溜まることによる、液体吐出ヘッドの吐出不良が抑制される。
この形態の液体吐出ヘッドによれば、上記形態の液体吐出ヘッドを備えるので、第1接続口が第2接続口より鉛直方向上側になるようにフィルターユニットが用いられた場合において、第2接続口側から第1接続口側へと移動する気泡が凸部に沿って移動する。また、フィルターと凸部との間において、第2空間の流路断面を小さくできるので、フィルターと凸部との間における液体の流速が大きくなり、第2空間内における液体の流通に伴う気泡の移動が促進される。このため、第1接続口への気泡の移動が促される。これにより、気泡が第2空間の上端部に到達する前に、第1接続口から排出される可能性が高くなる。したがって、気泡がフィルター室の上端部に溜まることによる、液体吐出装置の吐出不良が抑制される。
この形態の液体吐出装置によれば、フィルターのフィルター面における面積が同一である場合には、第2方向におけるフィルターの最大幅を小さくすることができる。第1接続口が第2接続口より鉛直方向上側になるようにフィルターユニットが用いられた場合において、浮力による気泡の移動が可能な第1方向と比べて第2方向における気泡の移動は困難である。このため、第2方向におけるフィルターの最大幅を小さくすることによって、第1接続口への気泡の移動を容易にできる。したがって、気泡がフィルター室の上端部に溜まることによる、液体吐出装置の吐出不良が抑制される。
Claims (15)
- フィルターユニットであって、
液体が流通するフィルター室を構成する流路部材と、
前記フィルター室を液体の流通方向の上流側に位置する第1空間と下流側に位置する第2空間とに区画するフィルターと、を備え、
前記流路部材の壁面のうち前記第2空間の壁面には、前記フィルターから離れる方向にくぼむ2つの凹部である、第1凹部と第2凹部とが形成され、
前記壁面のうち前記第1凹部と前記第2凹部との間には、前記フィルターに近づく方向に突き出る凸部が形成され、
前記第1凹部の内には、前記第2空間から前記フィルター室の外部に液体を流出させるための第1接続口が形成され、
前記第2凹部の内には、前記第2空間から前記フィルター室の外部に液体を流出させるための第2接続口が形成され、
前記第1空間側から前記第2空間側を見た場合において、前記凸部は、前記第1接続口と前記第2接続口との間を横切る方向に延び、
前記横切る方向における前記凸部の一端部と他端部との間を先端部とした場合に、前記フィルターの面内方向のうち前記第2接続口から前記第1接続口に向かう方向である第1方向における前記第1接続口と前記先端部との間の距離は、前記第1方向における前記第1接続口と前記一端部との間の距離よりも短く、前記第1方向における前記第1接続口と前記他端部との間の距離よりも短い、
フィルターユニット。 - 請求項1に記載のフィルターユニットであって、
前記第1空間側から前記第2空間側を見た場合において、前記第1方向における前記フィルターの最大幅は、前記フィルターの面内方向のうち前記第1方向に直交する方向である第2方向における前記フィルターの最大幅より大きい、フィルターユニット。 - 請求項1又は請求項2に記載のフィルターユニットであって、
前記第1空間側から前記第2空間側を見た場合において、前記第1方向における前記フィルターの端部のうち前記第1接続口側に位置する一端部から前記第1接続口までの距離は、前記一端部から前記フィルターの他端部までの距離の二分の一より小さい、フィルターユニット。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のフィルターユニットであって、
前記第1空間側から前記第2空間側を見た場合において、前記第1方向における前記フィルターの端部のうち前記第2接続口側に位置する他端部から前記第2接続口までの距離は、前記他端部から前記一端部までの距離の四分の一より小さい、フィルターユニット。 - 液体を外部へ吐出する液体吐出ヘッドであって、
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のフィルターユニットと、
前記第1接続口および前記第2接続口に接続され、前記第1接続口および前記第2接続口を介して前記フィルターユニットから流入する液体を外部へと吐出するための開口を有する複数のノズルと、
前記液体に外部に吐出するための動力を付与するエネルギー発生素子と、を備える、液体吐出ヘッド。 - 請求項5に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記複数のノズルは、前記第1接続口を介して前記フィルター室に接続された第1ノズルと、前記第2接続口を介して前記フィルター室に接続された第2ノズルと、を含み、
前記エネルギー発生素子は、前記第1ノズルから吐出される液体に前記動力を付与する第1エネルギー発生素子と、前記第2ノズルから吐出される液体に前記動力を付与する第2エネルギー発生素子と、を含む、液体吐出ヘッド。 - 請求項5又は請求項6に記載の液体吐出ヘッドであって、
複数の前記フィルター室を備え、
前記第1空間側から前記第2空間側を見た場合において、前記第1方向における各前記フィルター室に配置された前記フィルターの最大幅は、各前記フィルター室に配置された前記フィルターの面内方向のうち前記第1方向に直交する方向である第2方向における前記フィルターの最大幅より大きく、
複数の前記フィルター室は、前記第2方向に沿って配置されている、液体吐出ヘッド。 - 液体吐出装置であって、
請求項5から請求項7までのいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
モーターを有し、前記液体吐出ヘッドから吐出された液体を受けるメディアを搬送する搬送機構と、を備える、液体吐出装置。 - 液体吐出装置であって、
液体の流通が可能なフィルター室を構成する流路部材と、
前記フィルター室の内部空間を液体の流通方向の上流側に位置する第1空間と下流側に位置する第2空間とに区画するフィルターと、
前記フィルター室に接続され、前記フィルター室から流入する液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記吐出される液体を受けるメディアを搬送するためのモーターと、を備え、
前記フィルターは、鉛直方向に垂直な平面に交差するように配置され、
前記流路部材の壁面のうち前記第2空間の壁面には、前記第2空間と前記液体吐出ヘッドとを接続させるための2つの開口である、第1接続口と第2接続口とが形成され、
前記第1接続口と前記第2接続口とは、前記鉛直方向における位置が異なり、
前記第1空間側から前記第2空間側を見た場合において、前記フィルターの面内方向のうち前記第1接続口から前記第2接続口に向かう方向である第1方向における前記フィルターの最大幅は、前記フィルターの面内方向のうち前記第1方向に直交する方向である第2方向における前記フィルターの最大幅より大きい、
液体吐出装置。 - 請求項9に記載の液体吐出装置であって、
前記壁面には、前記フィルターから離れる方向にくぼむ2つの凹部である、第1凹部と第2凹部とが形成され、
前記壁面のうち前記第1凹部と前記第2凹部との間には、前記フィルターに近づく方向に突き出る凸部が形成され、
前記第1接続口は、前記第1凹部の内に形成され、
前記第2接続口は、前記第2凹部の内に形成され、
前記凸部は、前記第1空間側から前記第2空間側を見た場合において、前記第1接続口と前記第2接続口との間を横切る方向に延びている、液体吐出装置。 - 請求項10に記載の液体吐出装置であって、
前記凸部は、前記第1空間側から前記第2空間側を見た場合において、前記横切る方向における前記凸部の一端部と他端部との間に、前記一端部と前記他端部とを結ぶ直線より、前記第1接続口に近い部分を有する、
液体吐出装置。 - 請求項9から請求項11までのいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
前記第1空間側から前記第2空間側を見た場合において、前記第1方向における前記フィルターの端部のうち前記第1接続口側に位置する一端部から前記第1接続口までの距離は、前記一端部から前記フィルターの他端部までの距離の二分の一より小さい、液体吐出装置。 - 請求項9から請求項12までのいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
前記第1空間側から前記第2空間側を見た場合において、前記第1方向における前記フィルターの端部のうち前記第2接続口側に位置する他端部から前記第2接続口までの距離は、前記他端部から前記フィルターの一端部までの距離の四分の一より小さい、液体吐出装置。 - 請求項9から請求項13までのいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
複数の前記フィルター室を備え、
複数の前記フィルター室は、前記第2方向に沿って配置されている、液体吐出装置。 - 請求項9から請求項14までのいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
前記液体吐出ヘッドは、前記液体を外部へと吐出するための開口を有するノズルと、前記液体に外部に吐出するための動力を付与するエネルギー発生素子と、を備え、
前記ノズルは、前記第1接続口を介して前記フィルター室に接続された第1ノズルと、前記第2接続口を介して前記フィルター室に接続された第2ノズルと、を含み、
前記エネルギー発生素子は、前記第1ノズルから吐出される液体に前記動力を付与する第1エネルギー発生素子と、前記第2ノズルから吐出される液体に前記動力を付与する第2のエネルギー発生素子と、を含む、液体吐出装置。
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