JP4715247B2 - フィルタ装置及び液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィルタ装置及び液滴吐出装置に係り、詳細には、液体中のゴミや異物を除去するフィルタ装置、及び、そのフィルタ装置を通過して供給された液体を液滴吐出ヘッドのノズルから吐出する液滴吐出装置に関する。

記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出して記録媒体に印字を行うインクジェット記録装置では、インク中に存在するゴミや異物によるノズル詰まり、あるいはインク吐出性能の低下を防止するため、記録ヘッドへのインク供給路に、インク中のゴミや異物を取り除くインクフィルタ（以下「フィルタ」と略記する）を設けている。

例えば、インクカートリッジのインクをサブタンクを介して記録ヘッドに供給する構成では、サブタンク内のインク室（圧力吸収室）にフィルタを設けたもの（例えば、特許文献１参照）、あるいは、サブタンク内に、インク流動方向の上流側及び下流側に位置して連通する２つのインク室を設け、下流側のインク室に形成されたインク流出口にフィルタを設けたもの（例えば、特許文献２参照）がある。

一方、近年のインクジェット記録ヘッドでは、高速印字を目的として、１つの記録ヘッドに設けるノズル数を増加させる、あるいはインク噴射の繰り返し周波数を大きくする傾向にあり、また、高画質印字を目的として、噴射するインク滴を小さくするためにノズル断面積をより小さくすることが進められている。

これらのことから、上記のフィルタには、より小さいゴミや異物が除去可能で、且つ、圧力損失の小さい形状が求められており、そのため、フィルタの目の小化、及び、フィルタの面積の大化が進められている。ただし、フィルタの面積を大きくすると、フィルタの配置によっては記録ヘッドが大型化してしまうため、その改善策として、フィルタを複数に分割して並列配置することにより、ヘッドサイズの大型化を抑えることが考えられている。

しかしながら、上記の構成では、フィルタの下流側の流路が複数に分岐されるため、インク中に発生した気泡が１つの流路に停留した場合、他の流路での流速が増加して、気泡が停留した流路での気泡の除去性（排出性）が悪くなり、インク吐出性能の低下を招いてしまう問題がある。
特開平９−２７７５６１号公報 特開平１０−３２９３３０号公報

本発明は上記事実を考慮して、フィルタを大面積化してもフィルタの下流側の流路における気泡の排出性を損なうことがないフィルタ装置を提供することを課題とする。また、このフィルタ装置を備えることで液滴吐出ヘッドの大型化を抑制しつつ液滴吐出性能の低下を防止できる液滴吐出装置を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、液体が流入する流入路と、前記流入路と連通された第１の液室と、前記第１の液室の内側に設けられた第２の液室と、前記第１の液室と前記第２の液室の間に設けられ、前記第１の液室から前記第２の液室へ液体を流入させるフィルタと、前記第２の液室の底壁を上下方向へ貫通すると共に該底壁から上方へ延出し、上端部から流入する該第２の液室内の液体を下端部から流出させる流出路と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明では、流入路から流入した液体は、第１の液室に流入して第１の液室の内側に設けられた第２の液室へ流動し、さらに第２の液室の底壁を上下方向へ貫通すると共に当該底壁から上方へ延出する流出路を通して第２の液室から流出される。ここで、液体が第１の液室から第２の液室へ流動する際に、第１の液室と第２の液室の間に設けられたフィルタを通過することで、液体中に存在するゴミや異物等はフィルタに捕らえられ液体中から取り除かれる。これにより、液体中の異物等を除去するフィルタ装置のフィルタ機能が果たされる。

そしてこのように、第１の液室の内側に第２の液室を設けて、第１の液室と第２の液室の間にフィルタを設けることにより、より小さい異物等の除去を可能とするためのフィルタの目の小化、及び、圧力損失の低減を可能とするためのフィルタの大面積化が容易になる。また、この構成であれば、例えばフィルタを複数に分割して並列に配置し、フィルタの下流側の流路を複数に分岐するような構成を採らなくとも、簡単にフィルタの面積を大きくすることができる。したがって、フィルタの下流側の流路を複数に分岐する場合に発生するような気泡排出性の悪化を招くことはない。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のフィルタ装置において、前記第１の液室が前記第２の液室の外側面を囲うように設けられ、前記フィルタは前記外側面に沿って設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明では、第１の液室によって第２の液室の外側面を囲う構成とすることにより、外側面の面積が大きくされるため、この外側面に沿って設けるフィルタの面積をより大きくすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２記載のフィルタ装置において、前記外側面が円周面とされて前記フィルタは円筒状とされ、この円筒状のフィルタの略軸心位置に前記流出路が配置されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明では、第２の液室の外側面を円周面とし、この円周面に沿ってもうけるフィルタを円筒状としてこのフィルタの略軸心位置に流出路を配置することにより、フィルタを通過して第２の液室に流れ込み流出路に向かうインクの流速が何れの方向でも同じになる。これにより、インク流動時に生じる淀み部が少なくされて気泡排出性が更に良好になる。また、このような円筒のフィルタであれば、例えば外側面を多角形面としフィルタを多角形筒状とする場合等に比べ、このような外側面を囲うフィルタの形状が簡素となり製造が容易となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１記載のフィルタ装置において、前記第１の液室が前記第２の液室を挟むように設けられ、前記フィルタは前記第１液室と前記第２液室の境界面に設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明では、第１の液室によって第２の液室を挟む構成とすることにより、第１液室と第２液室の境界面の面積が大きくされるため、この境界面に設けるフィルタの面積をより大きくすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４記載のフィルタ装置において、前記境界面が複数とされ、この複数の境界面に複数の前記フィルタが設けられていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明では、第１の液室によって第２の液室を挟む構成において、境界面を複数設ける場合、その複数の境界面に複数のフィルタを、例えば対向（平行）配置する、あるいは多角形状に配置するなどにより、大面積のフィルタをフィルタ装置内にコンパクトに配置することができて装置を小型化することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５記載のフィルタ装置において、略同形とされた２つの前記フィルタが対向配置され、この２つのフィルタの間の略中心位置に前記流出路が配置されていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明では、略同形の２つのフィルタを対向させて配置し、この２つのフィルタの間の略中心位置に流出路を配置することにより、第１の液室から２つのフィルタを通過して第２の液室に流れ込み、流出路に向かう２つの流路のバランスが保たれ、気泡排出性が更に良好になる。

請求項７に記載の発明は、請求項４〜６の何れか１項記載のフィルタ装置において、前記第２の液室が、前記第１の液室の間に設けられた枠壁部で区画され、前記フィルタが、前記第２の液室を間において対向すると共に、前記枠壁部の両側面に形成された開口をそれぞれ覆うように該枠壁部に取り付けられていることを特徴としている。
請求項７に記載の発明では、枠壁部の両側面に形成された開口で第２の液室と第１の液室とが連通するため、この開口を覆うように取り付けられるフィルタの面積をより大きくすることができる。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか１項記載のフィルタ装置において、前記流入路からの液体を前記第１の液室内へ流入させるための液室入口と、前記流出路の前記上端部に設けられて前記第２の液室内の液体を該流出路へ向けて流出させるための液室出口と、を備え、前記液室出口が前記液室入口よりも高い位置に配置されていることを特徴としている。

請求項８に記載の発明では、液室入口よりも高い位置に液室出口を配置することにより、液室入口から液室出口までの液体の流れには上昇流が起こる。この上昇流によって、液体中では上昇移動する気泡が液室出口方向へ誘導されやすくなり、この液室出口を通して気泡が良好に排出される。

請求項９に記載の発明は、請求項８記載のフィルタ装置において、前記液室出口が前記第２の液室の最も高い位置付近に配置されていることを特徴としている。

請求項９に記載の発明では、第２の液室内に存在する気泡は、第２の液室の最も高い位置付近に溜まりやすいため、この第２の液室の最も高い位置付近に液室出口を配置することにより、第２の液室内の気泡排出性が更に良好になる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９の何れか１項記載のフィルタ装置において、前記フィルタの外周端部が前記第１の液室側に存在することを特徴としている。

請求項１０に記載の発明では、フィルタの外周端部を第１の液室側に配置することにより、フィルタを取り付けるための取付代（接合代）を第２の液室内に設ける必要がない。これにより、フィルタの取り付けに伴ってフィルタ面積が縮小されることを回避できる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜請求項１０の何れか１項記載のフィルタ装置において、前記第１の液室及び前記第２の液室の少なくとも一方に、前記フィルタと平行に流動する液体の流れを整える整流部が設けられていることを特徴としている。

請求項１１に記載の発明では、第１の液室／第２の液室をフィルタと平行に流動する液体が整流部によって整流され、液室内の流速分布が小さくなるため、液室内の気泡排出性が更に向上する。

請求項１２に記載の発明は、請求項１〜請求項１１の何れか１項記載のフィルタ装置において、前記流入路、前記第１の液室、前記第２の液室、前記流出路、及び前記フィルタが一体的に組み付けられてユニット化されていることを特徴としている。

請求項１２に記載の発明では、フィルタ装置の構成部材を一体的に組み付けてユニット化することにより、フィルタ装置がユニット単位で交換できるようになり交換作業が容易となる。

請求項１３に記載の発明は、被吐出物に向けてノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドに供給される液体が貯留された液体貯留部と、前記液滴吐出ヘッドと前記液体貯留部との間に設けられた請求項１〜請求項１２の何れか１項記載のフィルタ装置と、を有することを特徴としている。

請求項１３に記載の発明では、上記フィルタ装置を備えた液滴吐出装置であれば、液滴吐出ヘッドの大型化を抑制しつつ液滴吐出性能の低下を防止できる。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３記載の液滴吐出装置において、前記フィルタが、前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルが形成されたノズル面に対して略直交する向きに配置されていることを特徴としている。

請求項１４に記載の発明では、フィルタをノズル面に対して略直交する向きに配置することにより、フィルタが大面積化してもノズル面への投影面積は大きくならない。これにより、フィルタ装置が取り付けられた液滴吐出ヘッドを複数個配列する場合に、複数ヘッドでノズルを高密度に配置できるとともに、ヘッド全体を小型に構成することができる。

本発明のフィルタ装置は上記構成としたので、フィルタを大面積化してもフィルタの下流側の流路における気泡の排出性を損なうことはない。また、このフィルタ装置を備える本発明の液滴吐出装置は上記構成としたので、液滴吐出ヘッドの大型化を抑制しつつ液滴吐出性能の低下を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置に用いられるフィルタ装置（フィルタユニット）について説明する。

（第１の実施形態）
図１及び図２に示される本実施形態のフィルタユニット１０は、図示のような円柱形状とされている。このフィルタユニット１０は、以下に説明するフィルタユニット１０の構成部材を一体的に組み付けてユニット化したものであり、そのユニット化された状態で、インクジェット記録装置に搭載されたインクジェット記録ヘッドとインクカートリッジの間のインク供給路に接続されて使用される。

図３に示されるように、フィルタユニット１０は、ケース部材１２、蓋部材１４、及びフィルタ１６により構成されている。

ケース部材１２は、下面が円形に開口し内部が空洞の円筒状とされたケース本体２０を備えており、ケース本体２０の円形上面における軸心部には、円筒状の上流側接続部２２が突設されている。上流側接続部２２に形成された、図示の上下方向に貫通する円形貫通孔の上端部はインクの流入口２４とされ、この流入口２４は、図４（Ｂ）に示されるように、円形貫通孔により形成されたインク流入路２６を介してケース本体２０の内部空間に連通されている。また、インク流入路２６の下端部は、後述するインク室５０の入口となるインク室入口２８とされている。

蓋部材１４は、ケース本体２０の外径と同径とされた円盤状の底蓋本体３０を備えている。底蓋本体３０の円形上面における軸心部には、円筒状の通路部３２が突設され、底蓋本体３０の円形下面における軸心部には、図４（Ｂ）に示されるように、通路部３２と同径に形成され、且つ、同軸的に配置された円筒状の下流側接続部３４が突設されている。

通路部３２及び下流側接続部３４に形成された、図示の上下方向に貫通する円形貫通孔の上端部は、後述するインク室５２の出口となるインク室出口３６とされている。また、この円形貫通孔により形成されたインク流出路３８の下端部はインクの流出口４０とされ、流出口４０は、図４（Ｂ）に示されるように、インク流出路３８を介してインク室５２に連通されている。

図３に示されるように、底蓋本体３０の上面には更に、通路部３２を内包する略円筒状の隔壁部４２が通路部３２と同軸的に設けられている。この隔壁部４２に設けられた円盤状の上壁部４４は、通路部３２の上端（インク室出口３６）から上方へ所定距離だけ離間されて配置されている。

隔壁部４２の周壁部（側壁部）４６には、図４（Ａ）に示されるように、４個の開口４８が周方向に沿って等間隔（９０度間隔）で形成されている。この開口４８は、上下方向を長手とする矩形状とされ、周壁部４６の下端部近傍から上端部近傍まで延出されて開口面積が大きくされている。

図３に示されるように、本実施形態のフィルタ１６は、多数の微小孔が形成された膜状のメッシュ材を円筒状に加工して作製されている。このフィルタ１６の内径は、隔壁部４２の外径よりも僅かに大きくされており、軸方向（図示の上下方向）の長さは、隔壁部４２の高さよりも少し小さく、且つ、開口４８の高さよりも少し大きくされている。

そしてこのフィルタ１６は、図２及び図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、蓋部材１４の隔壁部４２に挿入され、周壁部４６を被覆するようにして取り付けられている。ここで、フィルタ１６を隔壁部４２に挿着する際は、フィルタ１６の上端部及び下端部が、周壁部４６の上端部近傍及び下部端部近傍に位置するよう調整し、その状態で接着又は熱溶着等により接合している。これにより、隔壁部４２に形成された４個の開口４８が全てフィルタ１６に覆われた構造となる。

また、フィルタ１６を取り付けた蓋部材１４は、図３に示される向きで隔壁部４２をケース部材１２内に挿入させ、ケース部材１２に対して同軸的に配置されるよう位置調整して、ケース本体２０の下面周縁部に底蓋本体３０の上面周縁部を接着等により接合している。これにより、図１及び図２に示したフィルタユニット１０が組み立てられ、フィルタユニット１０の内部では、図４（Ｂ）に示されるように、隔壁部４２の上壁部４４がインク室入口２８とインク室出口３６の略中間位置に配置される。

そして、このフィルタユニット１０内には、図２及び図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、ケース部材１２のケース本体２０と、蓋部材１４の底蓋本体３０、隔壁部４２、及びフィルタ１６とによって区画形成されたインク室５０が設けられ、このインク室５０の内側に、すなわち、隔壁部４２及びフィルタ１６の内部にインク室５２が設けられている。これにより、インク室５０はインク流入路２６を介して流入口２４と連通され、インク室５２はインク流出路３８を介して流出口４０と連通され、さらに、インク室５０がインク室５２の外側面（周壁部４６の外周面）を囲う構造となっている。また、フィルタ１６は、インク流動方向の上流側となるインク室５０側に配置されている。

次に、上述した本実施形態のフィルタユニット１０による作用について説明する。

前述したように、フィルタユニット１０は、インクジェット記録装置の記録ヘッドとインクカートリッジの間に接続されて使用されるが、上流側接続部２２をインクカートリッジ側に接続し、下流側接続部３４を記録ヘッド側に接続してインクジェット記録装置にセットされる。

図５（Ａ）、（Ｂ）には、フィルタユニット１０内を通過するインクの流れが矢印によって示されている。インクジェット記録装置においてインク供給動作が開始されると、まず、フィルタユニット１０の流入口２４からインク流入路２６に流入したインク（矢印Ａ）は、インク室入口２８からインク室５０へ流入し（矢印Ｂ）、インク室５０内へ充填される。さらに、このインクは、インク室５０からフィルタ１６及び開口４８を通過してインク室５２へ流動し（矢印Ｃ）、インク室５２内へ充填される。そして、このインクは、インク室出口３６からインク流出路３８へ流入し（矢印Ｄ）、インク流出路３８を通って流出口４０から流出する（矢印Ｅ）。

フィルタユニット１０内でのこのようなインクの流れにおいて、インクがインク室５０からインク室５２へ流動する際にフィルタ１６を通過することで、インク中に存在するゴミや異物等はフィルタ１６に捕らえられインク中から取り除かれる。これにより、インク中の異物等を除去するフィルタユニット１０のフィルタ機能が果たされる。

またこのように、インク室５０の内側にインク室５２を設けて、インク室５０とインク室５２の間にフィルタ１６を設けていることにより、より小さい異物等の除去を可能とするためのフィルタ１６の目の小化、及び、圧力損失の低減を可能とするためのフィルタ１６の大面積化が可能となる。特に本実施形態では、インク室５０によってインク室５２の外側面（周壁部４６の外周面）全周を囲う構成としていることにより、この外側面に沿って設けるフィルタ１６の面積をより大きくできるため、圧力損失の低減効果が高められる。

そしてこの構成であれば、例えばフィルタを複数に分割して並列に配置し、フィルタの下流側の流路を複数に分岐するような構成を採らなくとも、簡単にフィルタを大面積化することができる。したがって、上記構成に発生するような気泡排出性の悪化はなく、フィルタ１６の下流側に存在する気泡が良好に排出される。

また、本実施形態のフィルタユニット１０では、図５（Ａ）に示されるように、インク室５０からインク室５２に流れ込むインクの流線方向（矢印Ｃ）が、全てインク室出口３６（インク流出路３８）の中心Ｏを通過する線に一致しており、フィルタ１６がその中心Ｏの円周上に存在していることで、インク室出口３６に向かう流路の流体抵抗は、図５（Ａ）に示される断面の何れの経路においても同じになる構成である。これにより、フィルタ１６を通過してインク室５２に流れ込みインク室出口３６に向かうインクの流速が何れの方向でも同じになり、インク流動時に生じる淀み部が少なくされて気泡排出性が更に良好になる。

また、本実施形態のフィルタユニット１０では、構成部材を一体的に組み付けてユニット化していることにより、例えば分割構成のフィルタ装置等に比べて、交換作業が容易となる。

（第２の実施形態）
図６及び図７に示されるように、第２の実施形態に係るフィルタユニット６０は、扁平の略台形柱状に形成されている。このフィルタユニット６０は、インクタンクから循環型のインク供給路（インク循環流路）を通して記録ヘッドにインクを供給する構成のインクジェット記録装置に使用され、第１の実施形態と同じく、このフィルタユニット６０も構成部材が一体的に組み付けられてユニット化されている。

図６〜図８に示されるように、フィルタユニット６０は、ケース部材６２、２枚の側板部材６４、及び２枚のフィルタ６６により構成されている。

ケース部材６２は、図６に示される向きにおいて、前面及び後面が開口し内部が空洞とされた略台形筒状のケース本体７０を備えている。ケース本体７０の上面における左部及び右部はそれぞれ略水平面とされて、左部よりも右部が少し高くされており、これらの左部と右部の間には、左側から右側へ向けて上り傾斜した傾斜面が設けられている。

ケース本体７０の上面左部には、円筒状の上流側接続部７１が突設されている。上流側接続部７１に形成された、図示の上下方向に貫通する円形貫通孔の上端部はインクの流入口７２とされ、この流入口７２は、図８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、円形貫通孔により形成されたインク流入路７６を介してケース本体７０の内部空間に連通されている。

ケース本体７０の上面右部には、円筒状の循環側接続部７３が突設されている。循環側接続部７３に形成された、図示の上下方向に貫通する円形貫通孔の上端部はインクの循環出口７４とされ、この循環出口７４は、図８（Ａ）、（Ｅ）に示されるように、円形貫通孔により形成されたインク循環路７７を介してケース本体７０の内部空間に連通されている。

ケース本体７０内の左側には、左内壁面から右側へ所定距離だけ離間された位置に、左内壁面と平行に上下方向に沿って延出された隔壁部７８が設けられている。隔壁部７４の下端部における前側、及び、後側には、断面コ字状の切り欠きが形成されており、この切り欠きによって、後述するインク室９４とインク室９６との連通口で、且つ、インク室９６の入口となるインク室入口（連通口）８０が構成される。

ケース部材６２内における隔壁部７８の右側には、枠状に形成された枠壁部８２が設けられている。枠壁部８２の上部には、前後方向に貫通する開口部が形成されており、この開口部によって、後述する気泡溜部９７が構成される。

図８（Ｄ）、（Ｅ）に示されるように、枠壁部８２の前面及び後面は、ケース本体７０の前面及び後面から内側に所定距離（等距離）だけオフセットされている。

この枠壁部８２内には、右内壁面に沿って上下方向に延出された筒状の通路部８４が設けられている。また、ケース部材６２の下面右端部における通路部８４との対応位置には、図７（Ａ）、（Ｂ）に示されるように下流側接続部８６が突設されている。

通路部８４及び下流側接続部８６に形成された、図示の上下方向に貫通する円形貫通孔の上端部は、後述するインク室９８の出口となるインク室出口８８とされている。また、この円形貫通孔により形成されたインク流出路９０の下端部はインクの流出口９２とされ、流出口９２は、図８（Ａ）、（Ｅ）に示されるように、インク流出路９０を介してインク室９８に連通されている。

図８（Ｃ）に示されるように、本実施形態のフィルタユニット６０に用いられるフィルタ６６は、膜状のメッシュ材を枠壁部８２の開口形状に沿って切断加工することにより作製されており、このフィルタ６６は、外形が枠壁部８２の開口形状よりも一回り大きくされている。

そしてこのフィルタ６６は、図６及び図８（Ｃ）〜（Ｅ）に示されるように、枠壁部８２の前面及び後面に、その前面開口及び後面開口を覆う状態で取り付けられ、これにより、２枚のフィルタ６６は対向して略平行に配置されている。また、このフィルタ６６についても、第１の実施形態と同様、フィルタ６６の外周端部が、枠壁部８２の前面縁部及び後面縁部に位置するよう調整され、その状態で接着又は熱溶着等により接合されている。

また、フィルタ６６を取り付けたケース部材６２の前面及び後面には、図６（Ｂ）に示される向きで側板部材６４が接着等により接合され、これにより、図６（Ａ）及び図７に示したフィルタユニット６０が組み立てられる。

そして、このフィルタユニット６０内には、図８に示されるように、左側に、ケース部材６２のケース本体７０及び隔壁部７８と、側板部材６４とによって区画形成されたインク室９４が設けられている。また、フィルタユニット６０内の略中央における前側、後側、及び上側に、ケース本体７０、隔壁部７８、枠壁部８２、フィルタ６６、及び側板部材６４によって区画形成されたインク室９６が設けられ（図８（Ｄ）、（Ｅ）断面においては略逆さＵ字状）、このインク室９６の上部空間が気泡溜部９７とされている。さらに、インク室９６に内側に、すなわち、枠壁部８２及びフィルタ６６の内部にインク室９８が設けられている。これにより、インク室９４はインク流入路７６を介して流入口７２と連通され、インク室９６は２つのインク室入口８０を介してインク室９４と連通され、インク室９６上部の気泡溜部９７はインク循環路７７を介して循環出口７４と連通され、インク室９８はインク流出路９０を介して流出口９２と連通され、さらに、インク室９６がインク室９８を挟む構造となっている。

また、フィルタ６６は、インク室９６とインク室９８の境界面（枠壁部８２の前面及び後面）に設けられるとともに、インク流動方向の上流側となるインク室９６側に配置されており、インク室出口８８は、２つのインク室入口８０よりも高い位置に配置されるとともに、インク室９８の最も高い位置付近に配置されている。

次に、上述した本実施形態のフィルタユニット６０による作用について説明する。

前述したように、このフィルタユニット６０は、インクジェット記録装置のインク循環流路に接続されて使用されるが、インクタンクと接続されたインク循環流路の上流側端部に上流側接続部７１を接続し、インク循環流路の下流側端部に循環側接続部７３を接続し、記録ヘッドに下流側接続部８６を接続してインクジェット記録装置にセットされる。

図９（Ａ）〜（Ｄ）には、フィルタユニット６０内を通過するインクの流れが矢印によって示されている。インクジェット記録装置のインク循環流路を通して記録ヘッドにインクが供給される際、まず、フィルタユニット６０の流入口７２からインク流入路７６に流入したインク（矢印Ｆ）は、インク室９４を通過し２箇所のインク室入口８０からインク室９６へ流入する（矢印Ｇ）。さらに、このインクは、インク室９６から２枚のフィルタ６６を通過してインク室９８へ流動する（矢印Ｈ）。そして、このインクは、インク室出口８８からインク流出路９０へ流入し（矢印Ｊ）、インク流出路９０を通って流出口９２から流出する（矢印Ｋ）。

フィルタユニット６０内でのこのようなインクの流れにおいて、インクがインク室９６からインク室９８へ流動する際に２枚のフィルタ１６を通過することで、インク中に存在するゴミや異物等はこの２枚のフィルタ６６に捕らえられインク中から取り除かれる。また、インク室９６側へ流動せずにインク室９６内に存在する気泡については、上昇して気泡溜部９７へ移動し、インクの循環時にインク循環路７７を通って排出される。

ここで、第１の実施形態と同様に、インク室９６の内側にインク室９８を設けてそれらの間にフィルタ６６を設けていることにより、より小さい異物等の除去を可能とするためのフィルタ６６の目の小化、及び、圧力損失の低減を可能とするためのフィルタ６６の大面積化が可能になる。特に本実施形態では、インク室９６によってインク室９８を挟む構成としていることにより、インク室９６とインク室９８の境界面（枠壁部８２の前面及び後面）に設けるフィルタ全体の面積（２枚のフィルタ６６の合計面積）をより大きくできるため、圧力損失の低減効果が高められる。したがって、このフィルタユニット６０によっても、フィルタ６６の下流側に存在する気泡の排出性が良好になる。

また、本実施形態のフィルタユニット６０では、同形の２枚のフィルタ６６を対向させて平行に配置し、この２枚のフィルタ６６を通過したインクを１つのインク室出口８８から排出させる構成としており、これにより、より大きなフィルタをフィルタユニット内にコンパクトに配置することができて、フィルタユニット６０を小型（薄型）に構成できている。さらに、フィルタ下流側のインク流出路９０（インク室出口８８）が１つであるため、フィルタ下流に複数のインク流出路を設ける構成と比較して、気泡排出性を向上することができる。

また、このフィルタユニット６０の場合は、図９（Ｃ）に示されるように、インク室９４からインク室９６に流れ込むインクの流線方向（矢印Ｈ）が中心線Ｌに対して線対称にされるため、各インク室入口８０から各フィルタ６６を通過して１つのインク室出口８８まで向かう２本の流路が同一形状となり、この２つの流路にアンバランスが生じないため、気泡排出性がより良好になる。

また、本実施形態では、インク室入口８０よりも高い位置にインク室出口８８を配置していることにより、インク室入口８０からインク室出口８８までのインクの流れには上昇流が起こる（図９の矢印Ｈ、Ｉ、Ｊ）。この上昇流によって、インク中では上昇移動する気泡がインク室出口８８方向へ誘導されやすくなり、このインク室出口８８を通して気泡が良好に排出される。さらに、本実施形態では、インク室９８内において、気泡が溜まりやすい最も高い位置付近にインク室出口８８を配置していることにより、インク室９８内の気泡排出性が更に良好になる。

また、本実施形態の場合も、第１の実施形態と同じく、フィルタユニット６０の構成部材を一体的に組み付けてユニット化していることにより、交換が容易である。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第２の実施形態のフィルタユニット６０をインクジェット記録ヘッド１００に取り付けた場合の使用例である。

図１０（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド１００は直方体状とされており、図示の下面が、インク滴（矢印ｉｄ）を吐出するノズルが多数形成されたノズル面１０２とされ、上面にフィルタユニット６０が取り付けられる。

また、図示のように、インクジェット記録ヘッド１００のノズル面１０２及び上面と、フィルタユニット６０の下面とは略同面積とされており、インクジェット記録ヘッド１００にフィルタユニット６０の下流側接続部８６を接続して取り付けると、インクジェット記録ヘッド１００の上面とフィルタユニット６０の下面とが近接して略平行に配置され、フィルタユニット６０に設けられた２枚のフィルタ６６がノズル面１０２に対して略直交する向きに配置される。

以上の構成により、本実施形態では、フィルタユニット６０に設けるフィルタ６６の面積を大きくしても、インクジェット記録ヘッド１００のノズル面１０２への投影面積が大きくなることはなく、これにより、図１０（Ｂ）に示すように、フィルタユニット６０が取り付けられたインクジェット記録ヘッド１００を複数個配列する場合に、複数ヘッドでノズルを高密度に配置できるとともに、ヘッド全体を小型に構成することができる。したがって、このフィルタユニット６０を用いたインクジェット記録装置では、印字の高速化、及び、装置の小型化が可能となる。

また、このフィルタユニット６０では、前述したように、フィルタ６６の外周端部がインク室９６側に存在するよう構成されている。そのため、図１１に示されるように、フィルタ６６を枠壁部８２の前面及び後面に接合するための接合代Ｓは、枠壁部８２の前面周縁部及び後面周縁部に設けており、インク室９８内にフィルタの接合代を設ける必要がない。これにより、フィルタ６６の取り付けに伴ってフィルタ面積が縮小されることを回避できる。また、例えばインク室９８の容積を小さくする場合でも、より大きなフィルタ面積を確保することができるため、そのようなインク室９８の小容積化によって、フィルタユニット６０内の気泡除去をノズルからのインク吸引で行う際の吸引量が抑えられ、記録ヘッドのメンテナンスで無駄に消費されるインク量を少なくすることができる。

また、フィルタ下流側では、上記のようにフィルタの接合代が存在しないため、インクの流れがフィルタの接合代まで広がる構造にする必要がない。これにより、フィルタを通過したインクの流れが下流側で広がる構造を防止できるため、フィルタ下流での気泡除去性を向上することができる。

また、フィルタの外周端部には、製造時の切断加工によってバリや微小な残留片（切り屑）が形成されやすくなるが、これらのバリや残留片がインクの流動圧によってフィルタから分離され、インク中を浮遊することがある。これに対しても、上記のように、フィルタ６６の外周端部が上流側のインク室９６側に配置されていれば、その外周端部から分離された残留片等はインク室９６内を浮遊し、インクがフィルタ６６を通過するのに伴ってフィルタ６６に捕らえられ、インク中から除去される。なお、このフィルタから発生する異物の除去については、第１の実施形態のフィルタユニット１０においても、フィルタ１６の外周端部が上流側のインク室５０側に配置されているため、同様の効果が得られる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第２の実施形態のフィルタユニット６０に整流板（整流部）を設けた変形例である。

図１２に示される本実施形態のフィルタユニット１１０は、側板部材６４（図６参照）の内面に、平板状の整流板１１２が設けられている。この整流板１１２は、インク室９６内に位置して図示のようにフィルタ６６の略中央部に配置されており、下部側が上下方向に沿って延出され、上部側が下部側に対して屈曲され図示の斜め左上方へ向けて（インク室出口８８側）へ延出されている。

以上の構成により、本実施形態のフィルタユニット１１０では、フィルタ６６と平行に流動するインクが整流板１１２によって整流され、インク室９８内の流速分布が小さくなるため、インク室９８内の気泡排出性が更に向上する。

以上、本発明を上述した第１〜第４の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の形態が実施可能である。

例えば、第１の実施形態のフィルタユニット１０では、上流側のインク室によって下流側のインク室の外側面を囲う構成において、フィルタ１６を単一の円筒形状としているが、この場合のフィルタは、分割構成とする、あるいは、多角形状とするなど数及び形状が変更可能である。

また、第２の実施形態のフィルタユニット６０では、上流側のインク室によって下流側のインク室を挟む構成において、両インク室の境界面（枠壁部８２の前面及び後面）に２枚のフィルタ６６を設けているが、この場合、例えば、枠壁部８２の上面にもフィルタが設置可能であり、３面以上の境界面に３枚以上のフィルタを設けることも可能である。

また、第４の実施形態のフィルタユニット１１０では、上流側のインク室９８に整流板１１２を設けているが、この整流板をインク室９６に設けることも可能である。また、このような整流機能を有する整流部は、上述したような平板状のものに限らず、断面形状が三角形状や台形状等の凸状部によって構成することもできる。

また、本発明は、上述したインクジェット記録装置に限らず、半導体等のパターン形成のために液滴を吐出するパターン形成装置等の他の液滴吐出装置にも適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係るフィルタユニットの外観を示す斜視図である。 図１のフィルタユニットの外観とその内部構成を部分破断にて示す斜視図である。 図１のフィルタユニットの分解状態を示す分解斜視図である。 図１のフィルタユニットの断面を示し、（Ａ）は図４（Ｂ）の４Ａ−４Ａ線断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線断面図である。 図１のフィルタユニット内でのインクの流れを示し、（Ａ）は図４（Ａ）に対応した断面図、（Ｂ）は図４（Ｂ）に対応した断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るフィルタユニットの外観を示す（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は分解状態を示す分解斜視図である。 図６のフィルタユニットの外観を示す（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。 図６のフィルタユニットの断面を示し、（Ａ）は図７（Ｂ）の８Ａ−８Ａ線断面図、（Ｂ）は図８（Ａ）の８Ｂ−８Ｂ線断面図、（Ｃ）は図８（Ｂ）の８Ｃ−８Ｃ線断面図、（Ｄ）は図８（Ａ）の８Ｄ−８Ｄ線断面図、（Ｅ）は図８（Ａ）の８Ｅ−８Ｅ線断面図である。 図６のフィルタユニット内でのインクの流れを示し、（Ａ）は図８（Ａ）に対応した断面図、（Ｂ）は図８（Ｂ）に対応した断面図、（Ｃ）は図８（Ｄ）に対応した断面図、（Ｄ）は図８（Ｅ）に対応した断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドに図６のフィルタユニットが取り付けられた状態を示す（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は右側面断面図である。 図６のフィルタユニットにおいてフィルタが取り外された状態を示す分解斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係るフィルタユニットを示す（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）はフィルタユニット内でのインクの流れを示す正面断面図である。

符号の説明

１０ フィルタユニット（フィルタ装置）
１６ フィルタ
２６ インク流入路（流入路）
３８ インク流出路（流出路）
４６ 周壁部（外側面）
５０ インク室（第１の液室）
５２ インク室（第２の液室）
６０ フィルタユニット（フィルタ装置）
６６ フィルタ
７６ インク流入路（流入路）
８０ インク室入口（液室入口）
８２ 枠壁部（境界面）
８８ インク室出口（液室出口）
９０ インク流出路（流出路）
９６ インク室（第１の液室）
９８ インク室（第２の液室）
１００ インクジェット記録ヘッド
１０２ ノズル面
１１０ フィルタユニット（フィルタ装置）
１１２ 整流板（整流部）

Claims (14)

1. 液体が流入する流入路と、
   前記流入路と連通された第１の液室と、
   前記第１の液室の内側に設けられた第２の液室と、
   前記第１の液室と前記第２の液室の間に設けられ、前記第１の液室から前記第２の液室へ液体を流入させるフィルタと、
   前記第２の液室の底壁を上下方向へ貫通すると共に該底壁から上方へ延出し、上端部から流入する該第２の液室内の液体を下端部から流出させる流出路と、
   を有することを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記第１の液室が前記第２の液室の外側面を囲うように設けられ、前記フィルタは前記外側面に沿って設けられていることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
3. 前記外側面が円周面とされて前記フィルタは円筒状とされ、この円筒状のフィルタの略軸心位置に前記流出路が配置されていることを特徴とする請求項２記載のフィルタ装置。
4. 前記第１の液室が前記第２の液室を挟むように設けられ、前記フィルタは前記第１液室と前記第２液室の境界面に設けられていることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
5. 前記境界面が複数とされ、この複数の境界面に複数の前記フィルタが設けられていることを特徴とする請求項４記載のフィルタ装置。
6. 略同形とされた２つの前記フィルタが対向配置され、この２つのフィルタの間の略中心位置に前記流出路が配置されていることを特徴とする請求項５記載のフィルタ装置。
7. 前記第２の液室が、前記第１の液室の間に設けられた枠壁部で区画され、
   前記フィルタが、前記第２の液室を間において対向すると共に、前記枠壁部の両側面に形成された開口をそれぞれ覆うように該枠壁部に取り付けられていることを特徴とする請求項４〜請求項６の何れか１項記載のフィルタ装置。
8. 前記流入路からの液体を前記第１の液室内へ流入させるための液室入口と、前記流出路の前記上端部に設けられて前記第２の液室内の液体を該流出路へ向けて流出させるための液室出口と、を備え、前記液室出口が前記液室入口よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項記載のフィルタ装置。
9. 前記液室出口が前記第２の液室の最も高い位置付近に配置されていることを特徴とする請求項８記載のフィルタ装置。
10. 前記フィルタの外周端部が前記第１の液室側に存在することを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項記載のフィルタ装置。
11. 前記第１の液室及び前記第２の液室の少なくとも一方に、前記フィルタと平行に流動する液体の流れを整える整流部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れか１項記載のフィルタ装置。
12. 前記流入路、前記第１の液室、前記第２の液室、前記流出路、及び前記フィルタが一体的に組み付けられてユニット化されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項記載のフィルタ装置。
13. 被吐出物に向けてノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
    前記液滴吐出ヘッドに供給される液体が貯留された液体貯留部と、
    前記液滴吐出ヘッドと前記液体貯留部との間に設けられた請求項１〜請求項１２の何れか１項記載のフィルタ装置と、
    を有することを特徴とする液滴吐出装置。
14. 前記フィルタが、前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルが形成されたノズル面に対して略直交する向きに配置されていることを特徴とする請求項１３記載の液滴吐出装置。

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