JP7047397B2 - 液体吐出装置およびフィルターユニット - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する技術に関する。

ノズルからインク等の液体を吐出する液体吐出装置では、液体を流通させる液体流路の途中に、液体に混入した気泡や異物を取り除くためのフィルターを配置するフィルター室が設けられている。例えば特許文献１のフィルターは、フィルター室の上流側室（液体溜まり部）と下流側室（第２接続流路）に隔てるように設けられる。この構成によれば、フィルター室内に混入した気泡は、先ずは上流側室に入り込んで上流側室に滞留するから、気泡がフィルターを通って下流側に流れ込むことを抑制できる。

特開２０１６－２１５４２０号公報

しかしながら、特許文献１のようにフィルターで上流側室と下流側室とにフィルター室を隔てる構成では、上流側室に入り込んだ気泡が成長すると、その気泡がフィルターに接触してフィルターを塞いでしまう虞があった。このような場合でも、上流側室の容積を大きくすれば、フィルターへの接触を減らしながら、大きな気泡を溜めておくことができるとも考えられる。ところが、上流側室の容積を大きくするほど、気泡を排出する際にフィルターの下流側に気泡を押し流すために多くの液体の流れが必要になり、気泡の排出性が低下してしまう。以上の事情を考慮して、本発明は、フィルター室に混入した気泡でフィルターが塞がれてしまうことを抑制しながら、気泡排出性を向上することを目的とする。

［態様１］
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様１）に係るフィルターユニットは、液体吐出部に液体を供給するための流路の途中に配置されるフィルター室と、水平方向に対して傾斜してフィルター室内に配置され、液体が供給される上流側室と液体吐出部に連通する下流側室とにフィルター室を隔てるフィルターと、フィルターに対面する壁面を有し、液体が供給される第１室とフィルターに面する第２室とに上流室側室を隔てる隔壁部と、を具備し、隔壁部における上方の部分に、第１室と第２室とを連通する開口部を備える。以上の態様によれば、水平方向に対して傾斜するフィルターに対面する壁面を有し、液体が供給される第１室とフィルターに面する第２室とに上流室側室を隔てる隔壁部を備えるから、第１室に混入した気泡が成長しても、隔壁部によって気泡の第２室への移動が規制されるので、気泡のフィルターへの接触を避けることができる。これにより、フィルター室に混入した気泡でフィルターが塞がれることを抑制できる。また、気泡は浮力で上方に移動するから、第１室の上方で気泡が成長し易いところ、本態様によれば、隔壁部における上方の部分に第１室と第２室とを連通する開口部を備えるから、気泡を排出する際には第１室の上方に溜まった気泡が開口部を介して第２室へ移動し易い。したがって、気泡の排出性も向上できる。このように本態様によれば、フィルター室に混入した気泡でフィルターが塞がれることを抑制しながら、気泡排出性を向上できる。

［態様２］
態様１の好適例（態様２）において、フィルターの上端を通る仮想水平面よりも上方に隔壁部の開口部がある。以上の態様によれば、第１室において仮想水平面よりも上方に溜まった気泡が開口部付近まで成長しても、それよりも下方にフィルターがあるので、フィルターに気泡が接触することを抑制できる。

［態様３］
態様１または態様２の好適例（態様３）において、隔壁部は、第１室と第２室とを連通する連通孔を備え、連通孔は、開口部よりも下方にあり、開口部よりも開口面積が小さい。以上の態様によれば、隔壁部は、第１室と第２室とを連通する連通孔を備え、連通孔は、開口部よりも下方にあるから、第１室の気泡が開口部を塞ぐほど成長してしまったとしても、第１室に供給された液体は連通孔を通って第２室に移動できるから、液体を液体吐出部に供給できる。また、連通孔は、開口部よりも開口面積が小さいから、第１室で成長した気泡が連通孔を通過できず、第２室に移動することを抑制できる。

［態様４］
態様３の好適例（態様４）において、フィルターの上端を通る仮想水平面よりも下方に連通孔がある。以上の態様によれば、第１室において仮想水平面よりも上方で気泡が成長したとしても、それよりも下方に貫通孔があるので、その気泡は貫通孔を通過できないから、フィルターに気泡が接触することを抑制できる。

［態様５］
態様３または態様４の好適例（態様５）において、連通孔は、複数であり、連通孔のうちの少なくとも１つは、隔壁部の鉛直方向の中心位置よりも下方にある。以上の態様によれば、連通孔のうちの少なくとも１つは、隔壁部の鉛直方向の中心位置よりも下方にあるから、第１室において隔壁部の鉛直方向の中心位置よりも下方において連通孔を通る液体の流れが生じるため、第１室の鉛直方向の下方に液体の淀みが発生することを抑制できる。

［態様６］
態様１から態様５の何れかの好適例（態様６）において、隔壁部のうち開口部の下縁部に、少なくとも鉛直方向に突出する複数のリブを備え、複数のリブは、鉛直方向に交差する方向に互いに離間して配列される。以上の態様によれば、第１室において気泡が開口部まで成長しても、気泡がリブの上端で上方に押しつけられるから、第１室に供給される液体はリブとリブの間の隙間から第２室へ移動できるので、液体を液体吐出部に供給できる。

［態様７］
態様１から態様６の何れかの好適例（態様７）において、第１室の容積のうちフィルターの上端を通る仮想水平面よりも上方の部分の容積は、上流側室の容積の５０％以上である。以上の態様によれば、インクの再充填時においてフィルターユニットから液体を吸引すると、その減圧に伴って第１室内の空気は膨張し、その膨張した空気の一部が仮想水平面を超えて第２室内の液体を置換すると共に、フィルターよりも下流側へ排出される。置換された空気は、再びフィルターユニットに液体を充填することで収縮し、その収縮した空気のほとんどを、上流側室のうちフィルターの上端を通る仮想水平面よりも上方の部分に収めることができる。したがって、インクの再充填時に上流側室に空気（気泡）が残留していても、その空気でフィルターが塞がれることなく、液体を液体吐出部に供給できる。

［態様８］
態様１から態様７の何れかの好適例（態様８）において、第１室の一部が鉛直方向においてフィルターと重なる。以上の態様によれば、鉛直方向において第１室の一部がフィルターと重なるから、フィルターユニットを鉛直方向に交差する方向に小型化できる。

［態様９］
態様１から態様８の何れかの好適例（態様９）において、第１室がフィルターよりも上方に延在する。以上の態様によれば、第１室がフィルターよりも上方に延在するから、フィルターよりも上方で第１室の容積を拡大できる。したがって、第１室に溜められる気泡の量を増やすことができる。

［態様１０］
態様１から態様９の何れかの好適例（態様１０）において、隔壁部のうちフィルターに対面する壁面とフィルターとの間が開口部に向けて広がるように、壁面がフィルターに対して傾斜する。以上の態様によれば、フィルターが水平になるようにフィルターユニットを傾けることで、第２室の気泡を浮力によって隔壁部の壁面に沿って開口部に導くことができるので、第２室の気泡を開口部から第１室に容易に移動させることができる。

［態様１１］
態様１から態様１０の何れかの好適例（態様１１）において、隔壁部は、板状部材であり、フィルターを固定する基板に積層される。以上の態様によれば、隔壁部は、板状部材であり、フィルターを固定する基板に積層されるから、隔壁部の壁面とフィルターとの距離を、フィルターを固定する基板の厚みで調整できるので、隔壁部の壁面とフィルターとの間の第２室の容積を調整し易い。

［態様１２］
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様１２）に係るフィルターユニットは、液体吐出部に液体を供給するための流路の途中に配置されるフィルター室と、水平方向に対して傾斜してフィルター室内に配置され、液体が供給される上流側室と液体吐出部に連通する下流側室とにフィルター室を隔てるフィルターと、フィルターに対面する壁面を有し、液体が供給される第１室とフィルターに面する第２室とに上流室側室を隔てる隔壁部と、を具備し、隔壁部における上方の部分に、第１室と第２室とを連通する開口部を備え、第１室の一部が鉛直方向においてフィルターと重なる。以上の態様によれば、フィルター室に混入した気泡でフィルターが塞がれることを抑制しながら気泡排出性を向上でき、鉛直方向において第１室の一部がフィルターと重なるから、フィルターユニットを鉛直方向に交差する方向に小型化できる。

［態様１３］
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様１３）に係る液体吐出装置は、請求項１から請求項１２に記載のフィルターユニットと、フィルターユニットを介して供給された液体を吐出するノズルを備える液体吐出部と、を備える。以上の態様によれば、フィルター室に混入した気泡でフィルターが塞がれることを抑制しながら気泡排出性を向上できるフィルターユニットを備えた液体吐出装置を提供できる。

［態様１４］
態様１３の好適例（態様１４）において、液体を供給する流入口を有するフィルターユニットが２つ並べて配置され、一方の流入口を、他方の流入口側に延長する延長流路を備える。以上の態様によれば、一方の流入口を、他方の流入口側に延長する延長流路を備えるから、各流入口の間の距離を短くすることができるので、例えば各流入口よりも上流側の部品を小型化できる。

本発明の実施形態に係る液体吐出装置の構成図である。 本実施形態に係るフィルターユニットの断面図である。 図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 比較例に係るフィルターユニットの構成を示す断面図である。 本実施形態に係るフィルターユニットの印刷時の作用説明図である。 本実施形態に係るフィルターユニットのインクの初期充填時の作用説明図である。 第１実施形態の第１変形例に係るフィルターユニットの断面図である。 図７に示すＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。 第１実施形態の第２変形例に係るフィルターユニットの断面図である。 図９に示すＸ－Ｘ断面図である。 第１実施形態の第３変形例に係るフィルターユニットの断面図である。 図１１のフィルターユニットを水平に配置した状態を示す断面図である。 第２実施形態に係るフィルターユニット３０の構成を示す断面図である。 図１３のフィルターユニットのインク排出時の作用説明図である。 図１３のフィルターユニットのインク再充填時の作用説明図である。 第２実施形態の第１変形例に係るフィルターユニットの断面図である。 第２実施形態の第２変形例に係るフィルターユニットの断面図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置１０の部分的な構成図である。本実施形態の液体吐出装置１０は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の媒体１１に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。図１に示す液体吐出装置１０は、制御装置１２と搬送機構１５と液体吐出ヘッド２０とキャリッジ１８とを具備する。液体吐出装置１０にはインクを貯留する液体容器１４（カートリッジ）が装着される。

液体容器１４は、液体吐出装置１０の本体に着脱可能な箱状の容器からなるインクタンクタイプのカートリッジである。なお、液体容器１４は、箱状の容器に限られず、袋状の容器からなるインクパックタイプのカートリッジであってもよい。液体容器１４には、インクが貯留される。インクは、黒色インクであってもよく、カラーインクであってもよい。液体容器１４に貯留されるインクは、ポンプＰによって液体吐出ヘッド２０に供給（圧送）される。

制御装置１２は、液体吐出装置１０の各要素を統括的に制御する。搬送機構１５は、制御装置１２による制御のもとで媒体１１をＹ方向に搬送する。液体吐出ヘッド２０は、制御装置１２による制御のもとで複数のノズルＮの各々からインクを媒体１１に吐出する。液体吐出ヘッド２０は、液体吐出部２２とフィルターユニット３０とを具備する。

液体吐出部２２は、媒体１１の搬送方向であるＹ方向に直交するＸ方向に沿って配置される。液体吐出部２２には、ノズル列が配置されている。ノズル列は、Ｙ方向に沿って直線状に配列された複数のノズルＮの集合である。複数のノズルＮは、液体吐出部２２のうち媒体１１に対向する吐出面２１に形成される。なお、液体吐出部２２の数やノズル列の数は、図示したものに限られない。液体吐出部２２は、相異なるノズルＮに対応する圧力室および圧電素子の複数組（図示略）を備える。駆動信号の供給により圧電素子を振動させて圧力室内の圧力を変動させることで、圧力室内に充填されたインクが各ノズルＮから吐出される。

液体吐出ヘッド２０はキャリッジ１８に搭載される。制御装置１２は、Ｙ方向に交差するＸ方向にキャリッジ１８を往復させる。搬送機構１５による媒体１１の搬送とキャリッジ１８の反復的な往復とに並行して液体吐出ヘッド２０が媒体１１にインクを吐出することで媒体１１の表面に所望の画像が形成される。例えば相異なる種類のインクを吐出する複数の液体吐出ヘッド２０をキャリッジ１８に搭載することも可能である。なお、Ｘ－Ｙ平面（媒体１１の表面に平行な平面）に垂直な方向（鉛直方向）をＺ方向と表記する。

フィルターユニット３０は、流路内のインクに混入した気泡や異物を捕集するフィルターが配置されたフィルター装置として機能する。フィルターユニット３０は、液体容器１４から供給されるインクの流路に設けられる。

図２および図３は、本実施形態に係るフィルターユニット３０の具体的な構成を示す図である。図２は、フィルターＦに交差（直交）する平面で切断した断面図である。図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。本実施形態のフィルターユニット３０は、水平方向に対して傾斜して配置される。水平方向に対する傾斜角θは、０度から９０度のうち任意であるが、本実施形態では傾斜角が６０度の場合を例示する。図２では、フィルターユニット３０の傾斜方向（水平面に対して傾斜角θが６０度の方向）をＷ１とし、Ｗ１－Ｙ平面に直交する方向をＷ２とする。

図２に示すように、フィルターユニット３０は、インクの流路に連通するフィルター室３１を備える。フィルター室３１とフィルターＦは、Ｗ１方向に延びるように配置される。フィルターＦは、上流側室Ｓ１と下流側室Ｓ２とにフィルター室３１を隔てるように、フィルター室３１内に配置される。上流側室Ｓ１は、フィルターＦよりも上流側の空間であり、上流側室Ｓ１には液体容器１４からのインクが流入口ＤＩを介して供給される。下流側室Ｓ２は、フィルターＦよりも下流側の空間であり、下流側室Ｓ２は流出口ＤＯを介して液体吐出部２２に連通している。液体容器１４からのインクは、流入口ＤＩから上流側室Ｓ１に供給され、フィルターＦを通過して下流側室Ｓ２に移動し、流出口ＤＯから排出されて液体吐出部２２に供給される。

本実施形態の上流側室Ｓ１には、フィルターＦに対面する壁面４１を有し、インクが供給される第１室Ｓ１１（気泡室）とフィルターＦに面する第２室Ｓ１２とに上流室側室を隔てる隔壁部４０が設けられる。本実施形態の隔壁部４０は、板状部材３６で構成し、板状部材３６は上流側基板３２と下流側基板３４との間に積層される。上流側基板３２は、上流側室Ｓ１が形成される基板である。下流側基板３４は、フィルターＦを固定する基板であり、第２室Ｓ１２および下流側室Ｓ２が形成される。

隔壁部４０における上方（鉛直上方）の部分に、第１室Ｓ１１と第２室Ｓ１２とを連通する開口部４２を備える。図３に示すように、本実施形態の開口部４２は、隔壁部４０のＷ１方向の上方に設けられ、Ｙ方向に延在する。隔壁部４０の開口部４２は、フィルターＦの上端Ｆ１を通る仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方にある。本実施形態においてフィルターＦの上端Ｆ１とは、フィルターＦの有効面積の範囲内における上端である。例えば図２に示すフィルターＦでは、第２室Ｓ１２と下流側室Ｓ２とに挟まれる範囲がフィルターＦの有効面積の範囲であり、そのフィルターＦの有効面積の範囲のうちの上端部分がフィルターＦの上端Ｆ１となる。図２のように、フィルターＦの端部（縁部）が下流側基板３４に入り込んで溶着または接着により接合される場合には、その接合部分（下流側基板３４内に入り込んでいる部分）はフィルターＦの有効面積の範囲に含まれない。

図２および図３に示すように、隔壁部４０は、第１室Ｓ１１と第２室Ｓ１２とを連通する複数の連通孔４４を備える。ただし、連通孔４４は１つであってもよい。各連通孔４４は、開口部４２よりも下方にあり、開口部４２よりも開口面積が小さい。本実施形態の各連通孔４４は、フィルターＦの上端Ｆ１を通る仮想水平面Ｇ－Ｇよりも下方にある。なお、連通孔４４は必ずしも設けられていなくてもよい。

本実施形態のフィルターユニット３０では、このような隔壁部４０を設けることで、第１室Ｓ１１内に混入した気泡が成長しても、隔壁部４０によって気泡の第２室Ｓ１２への移動が規制されるので、気泡のフィルターＦへの接触を避けることができる。

このような構成のフィルターユニット３０の作用効果を、隔壁部４０を備えない比較例に係るフィルターユニット３０’と比較しながら具体的に説明する。図４は、比較例に係るフィルターユニット３０’の構成を示す断面図である。図５および図６は、隔壁部４０を備える本実施形態のフィルターユニット３０の作用説明図である。図５は、印刷時の作用説明図であり、図６は、インクの初期充填時の作用説明図である。

図４に示す比較例のフィルターユニット３０’は、フィルターＦで上流側室Ｓ１と下流側室Ｓ２を隔てる構成である。フィルターユニット３０’は、上流側室Ｓ１に隔壁部４０を備えていないので、図４に示すように印刷時に上流側室Ｓ１に混入した気泡Ｂｕが成長すると、その気泡ＢｕがフィルターＦに接触してフィルターＦの表面を塞いでしまう。したがって、フィルターＦの有効面積が低下し、液体吐出部２２へのインクの供給を阻害する。

図４の構成でも、上流側室Ｓ１の容積を大きくすれば、フィルターＦへの接触を減らしながら、大きな気泡Ｂｕを溜めておくことができるとも考えられる。ところが、図４の構成では、上流側室Ｓ１の容積を大きくするほど、気泡Ｂｕを排出する際にフィルターＦの下流側に気泡Ｂｕを押し流すために多くのインクの流れが必要になり、気泡Ｂｕの排出性が低下してしまう。

これに対して、図５に示す本実施形態のフィルターユニット３０では、上流側室Ｓ１を第１室Ｓ１１と第２室Ｓ１２に隔てる隔壁部４０を備えるので、印刷時に第１室Ｓ１１に混入した気泡Ｂｕが成長しても、隔壁部４０によって気泡Ｂｕの第２室Ｓ１２への移動が規制されるから、気泡ＢｕのフィルターＦへの接触を避けることができる。したがって、気泡ＢｕでフィルターＦが塞がれることを抑制できるので、気泡ＢｕによってフィルターＦの有効面積が低下することを抑制できる。

このような気泡Ｂｕは浮力で上方に移動するから、第１室Ｓ１１の上方で気泡Ｂｕが成長し易い。この点、本実施形態のフィルターユニット３０では、隔壁部４０における上方の部分に、第１室Ｓ１１と第２室Ｓ１２とを連通する開口部４２を備えるから、クリーニング時に流出口ＤＯからの吸引により気泡Ｂｕを排出する際には、第１室Ｓ１１の上方に溜まった気泡Ｂｕが開口部４２を介して第２室Ｓ１２へ移動し易い。したがって、気泡Ｂｕの排出性も向上できる。このように本実施形態によれば、フィルター室３１に混入した気泡ＢｕでフィルターＦが塞がれることを抑制しながら、気泡排出性も向上できる。なお、クリーニング時には、例えばフィルターユニット３０よりも上流のインクの流路に設けたチョーク弁を閉じて、フィルターユニット３０へのインクの供給を止めた状態で、上流側室Ｓ１の気泡Ｂｕを下流側室Ｓ２から吸引してフィルターＦを通過させることで、下流側室Ｓ２から気泡を排出する。

さらに、本実施形態の隔壁部４０には、フィルターＦの上端Ｆ１を通る仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方に開口部４２があるから、第１室Ｓ１１において仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方に溜まった気泡Ｂｕが開口部４２付近まで成長しても、それよりも下方にフィルターＦがあるので、フィルターＦに気泡Ｂｕが接触することを抑制できる。また、本実施形態の隔壁部４０は、開口部４２よりも下方に、第１室Ｓ１１と第２室Ｓ１２とを連通する複数の連通孔４４を備える。したがって、図５に示すように第１室Ｓ１１の気泡Ｂｕが開口部４２を塞ぐほど成長してしまったとしても、第１室Ｓ１１に供給されたインクは、図５の矢印のように連通孔４４を通って第２室Ｓ１２に移動できるから、インクを液体吐出部２２に供給できる。また、連通孔４４は、開口部４２よりも開口面積が小さいから、第１室Ｓ１１で成長した気泡Ｂｕが連通孔４４を通過できず、第２室Ｓ１２に移動することを抑制できる。

また、本実施形態の各連通孔４４は、フィルターＦの上端Ｆ１を通る仮想水平面Ｇ－Ｇよりも下方にあるので、第１室Ｓ１１において仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方で気泡Ｂｕが成長したとしても、それよりも下方に連通孔４４があるので、その気泡Ｂｕは連通孔４４を通過できないから、フィルターＦに気泡Ｂｕが接触することを抑制できる。また、複数の連通孔４４のうちの少なくとも１つは、隔壁部４０の鉛直方向の中心位置Ｏよりも下方に配置される。図５では、すべての連通孔４４を中心位置Ｏよりも下方に配置した場合を例示する。本実施形態の隔壁部４０の鉛直方向の中心位置Ｏは、隔壁部４０を構成する板状部材３６の中心である。この構成によれば、第１室Ｓ１１において隔壁部４０の鉛直方向の中心位置Ｏよりも下方において連通孔４４を通るインクの流れが生じるため、第１室Ｓ１１の鉛直方向の下方にインクの淀みが発生することを抑制できる。

なお、大きな気泡Ｂｕを孔から排出するために必要な圧力Ｐｄ（第１室Ｓ１１と第２室Ｓ１２との圧力差）は、下記数式（１）で表すことができる。

Ｐｄ＝（４γ・ＣＯＳθｄ）／Ｄ・・・（１）

上記数式（１）において、γは、インクの表面張力であり、θｄは、インクの接触角であり、孔が開口する方向Ｗ２とγの方向とがなす角度である。Ｄは孔径である。したがって、開口部４２から大きな気泡Ｂｕを排出する場合には、第１室Ｓ１１と第２室Ｓ１２との圧力差が数式（１）の圧力Ｐｄ以上になるようにすればよい。また、連通孔４４から大きな気泡Ｂｕが排出されないようにするためには、第１室Ｓ１１と第２室Ｓ１２との圧力差が数式（１）の圧力Ｐｄよりも小さくなるようにすればよい。

図６に示すように、液体吐出ヘッド２０に最初にインクを充填する初期充填時には、第１室Ｓ１１の気泡Ｂｕが小さく砕けることが多い。この場合、小さい気泡Ｂｕは、浮力で第１室Ｓ１１の上方に溜まるため、時間の経過により小さな気泡Ｂｕが結合して大きな気泡Ｂｕに成長する。また、図６の点線矢印に示すように、小さい気泡Ｂｕが連通孔４４を通り抜けて第２室Ｓ１２に移動してしまったとしても、小さい気泡Ｂｕは浮力によって第２室Ｓ１２内を上昇し、開口部４２を通って第１室Ｓ１１に戻る。したがって、連通孔４４を通り抜けた気泡ＢｕでフィルターＦが塞がれることを抑制できる。

このような本実施形態の隔壁部４０は、板状部材３６で構成され、フィルターＦを固定する下流側基板３４に積層されるので、隔壁部４０の壁面４１とフィルターＦとの距離を、下流側基板３４の厚みで調整できる。なお、板状部材３６を下流側基板３４上に直接的に積層してもよいし、板状部材３６を下流側基板３４に積層したスペーサー上に積層して、板状部材３６を下流側基板３４上に間接的に積層してもよい。したがって、隔壁部４０の壁面４１とフィルターＦとの間の第２室Ｓ１２の容積を調整し易い。

また、本実施形態では、図５のＭに示すように第１室Ｓ１１の一部が鉛直方向においてフィルターＦと重なるから、鉛直方向に交差する方向にフィルターユニット３０を小型化できる。また、第１室Ｓ１１はフィルターＦよりも上方（仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方）に延在するから、フィルターＦよりも上方で第１室Ｓ１１の容積を拡大できる。したがって、第１室Ｓ１１に溜められる気泡Ｂｕの量を増やすことができる。

なお、本実施形態の隔壁部４０のうち開口部４２の下縁部には、少なくとも鉛直方向に突出する複数のリブを備えるようにしてもよい。図７および図８は、第１実施形態の第１変形例に係るフィルターユニット３０の構成を示す図であり、複数のリブ４６を備えた隔壁部４０の具体例である。図７は、第１変形例に係るフィルターユニット３０の断面図であり、図５に対応する。図８は、図７に示すＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。図７および図８の隔壁部４０の開口部４２の下縁部４２２には、複数のリブ４６が設けられている。各リブ４６は、鉛直方向に交差する方向（Ｙ方向）に離間して配列される。

このような構成によれば、図８に示すように第１室Ｓ１１において気泡Ｂｕが開口部４２まで成長しても、気泡Ｂｕがリブ４６の上端４６２で上方に押しつけられるから、第１室Ｓ１１に供給されるインクはリブ４６とリブ４６の間の隙間から第２室Ｓ１２へ移動できるので、インクを液体吐出部２２に供給できる。

図９および図１０は、第１実施形態の第２変形例に係るフィルターユニット３０の構成を示す図であり、複数のリブ４６を備えた隔壁部４０の別の具体例である。図９は、第２変形例に係るフィルターユニット３０の断面図であり、図７に対応する。図１０は、図９に示すＸ－Ｘ断面図である。図９の開口部４２の下縁部４２２の厚み（Ｗ２方向の厚み）は、図７の隔壁部４０の下縁部４２２の厚み（Ｗ２方向の厚み）よりも厚い。したがって、図９の構成では、隔壁部４０の厚み方向に図７よりも長いリブ４６を設けることができる。

このような構成によれば、第１室Ｓ１１において気泡Ｂｕを上方に押しつける複数のリブ４６の上端４６２の合計面積を増やすことができる。また、図９のように、隔壁部４０の下縁部４２２を、仮想水平面Ｇ－Ｇに沿うように傾斜させることで、リブ４６を仮想水平面Ｇ－Ｇに沿うように配置できる。これによれば、仮想水平面Ｇ－Ｇまで成長した気泡Ｂｕを鉛直方向に抑える効果を高めることができる。

また、第１室Ｓ１１から第２室Ｓ１２へインクを移動させるリブ４６とリブ４６の間の隙間を、隔壁部４０の厚み方向に長くすることができる。また、図９の構成では、Ｗ２方向の負側の下端４０２から仮想水平面Ｇ－Ｇまでの隔壁部４０の厚みは、図７の隔壁部４０よりも厚い。したがって、第１室Ｓ１１のうち仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方の容積を、仮想水平面Ｇ－Ｇよりも下方の容積よりも大きくすることができるので、流入口ＤＩから流入した気泡Ｂｕが仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方に誘導され易くなる。なお、図７乃至図１０のリブ４６は、隔壁部４０とは別体で設けた場合を例示したが、これに限られず、リブ４６を隔壁部４０と一体で構成してもよい。

上述した本実施形態では、隔壁部４０のうちフィルターＦに対面する壁面４１が、フィルターＦの表面に平行になるように配置した場合を例示したが、これに限られず、フィルターＦの表面に対して隔壁部４０の壁面４１が傾斜していてもよい。図１１および図１２は、第１実施形態の第３変形例に係るフィルターユニット３０の構成を示す図である。図１１は、第３変形例に係るフィルターユニット３０の断面図であり、図５に対応する。図１２は、図１１のフィルターユニット３０を水平に配置した状態を示す断面図である。図１１の隔壁部４０は、フィルターＦに対面する壁面４１とフィルターＦとの間が開口部４２に向けて広がるように、壁面４１がフィルターＦに対して傾斜する。

この構成によれば、図１２に示すように、検査時などにおいてフィルターＦが水平になるようにフィルターユニット３０を傾けることで、第２室Ｓ１２に入り込んだ気泡Ｂｕを浮力によって隔壁部４０の壁面４１に沿って開口部４２に導くことができるので、第２室Ｓ１２の気泡Ｂｕを開口部４２から第１室Ｓ１１に容易に移動させることができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。第２実施形態では、第１実施形態よりもフィルターＦの有効面積を大きくした場合を例示する。

図１３は、第２実施形態に係るフィルターユニット３０の構成を示す断面図であり、図２に対応する。図１４および図１５は、第２実施形態に係るフィルターユニット３０の作用説明図である。図１４は、インク排出時の作用説明図であり、図１５は、インク再充填時の作用説明図である。第１実施形態では、フィルターＦのＷ１方向の有効面積の大きさが第１室Ｓ１１のＷ１方向の大きさよりも小さいが、第２実施形態では、フィルターＦのＷ１方向の有効面積の大きさが第１室Ｓ１１のＷ１方向の大きさよりも大きい。具体的には図１３のフィルターユニット３０は、第１室Ｓ１１に対して第２室Ｓ１２をＷ１方向の負側にずらし、第２室Ｓ１２および下流側室Ｓ２をＷ１方向の負側に延出する。

この構成によれば、フィルターＦの有効面積を増やすことができると共に、第１室Ｓ１１のうちフィルターＦの上端Ｆ１を通る仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方の部分の容積を大きくとりながら、第２室Ｓ１２のうち仮想水平面Ｇ－Ｇよりも下方の部分の容積を小さくすることができる。この構成によれば、図１５の点線で示す仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方の部分の容積のうち第１室Ｓ１１の容積（第１室Ｓ１１のうち仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方の部分の容積）を、図１４の点線で示す上流側室Ｓ１全体の容積の５０％以上にすることができる。

インクを再充填する場合には、先ずフィルターユニット３０よりも上流のインクの流路に設けられたチョーク弁を閉じてインクの供給を止めてから下流側室Ｓ２から吸引することで、フィルターユニット３０内を減圧する。この減圧に伴ってフィルターユニット３０の第１室Ｓ１１内の空気（気泡）は膨張する。膨張した空気の一部は、仮想水平面Ｇ－Ｇを超えて第２室Ｓ１２内のインクを置換すると共に、フィルターＦよりも下流側へ排出される。その後、チョーク弁を開いてインクを供給し、図１５に示すようにフィルターユニット３０内にインクを充填する。

このとき、図１４に点線で示す上流側室Ｓ１内において置換された空気は、再びインクを充填にすることで収縮して気泡になる。本実施形態のように、第１室Ｓ１１のうち仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方の部分の容積を、上流側室Ｓ１の容積の５０％以上にすることで、収縮した気泡のほとんどを、上流側室Ｓ１のうち図１５に点線で示す仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方の部分内に収めることができる。したがって、インクの再充填時に、上流側室Ｓ１のうち仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方の部分に気泡が残留していても、フィルターＦが仮想水平面Ｇ－Ｇよりも下方に配置されるから、その気泡でフィルターＦが塞がれることなく、インクを液体吐出部２２に供給できる。

図１３の構成でも、図５および図６の場合と同様に、開口部４２と連通孔４４を備える隔壁部４０によって、気泡の第２室Ｓ１２への移動が規制されるので、気泡のフィルターＦへの接触を避けることができ、気泡の排出性も向上できる。また、図１３の構成でも、図１３のＭに示すように第１室Ｓ１１の一部が鉛直方向においてフィルターＦと重なるから、鉛直方向に交差する方向にフィルターユニット３０を小型化できる。また、第１室Ｓ１１はフィルターＦよりも上方（仮想水平面Ｇ－Ｇよりも上方）に延在するから、フィルターＦよりも上方で第１室Ｓ１１の容積を拡大できる。したがって、第１室Ｓ１１に溜められる気泡Ｂｕの量を増やすことができる。

なお、図１３の構成では、第１室Ｓ１１に対して第２室Ｓ１２をＷ１方向の負側にずらすので、第２室Ｓ１２および下流側室Ｓ２側のフィルターＦよりも鉛直方向の上方のＷ１方向の位置が空きスペースになる。そこで、図１３の構成では、フィルターＦよりも鉛直方向の上方において、フィルターＦの面内を含む平面に交差するように、Ｗ２方向に第１室Ｓ１１を延在させることもできる。例えば図１６に示す第２実施形態の第１変形例のフィルターユニット３０では、Ｗ２方向に第１室Ｓ１１を延在した場合である。図１６の構成では、図１３の構成に比較してフィルターＦよりも鉛直方向の上方のＱ部分（図１６の点線部分）だけ第１室Ｓ１１の容積を拡張できる。また、図１３および図１６では、図２のように隔壁部４０を構成する板状部材３６と上流側基板３２と下流側室Ｓ２とを別々に構成するのではなく、これらを一体で構成した場合を例示するが、これらを別体で構成して積層してもよい。

また、図１３に示すフィルターユニット３０を複数組合せるようにしてもよい。例えば図１７に示す第２実施形態の第２変形例では、図１３に示すフィルターユニット３０をＷ１方向に２つ並べて構成したものである。この場合、図１３のままの構成でＷ１方向に並べただけでは、一方のフィルターユニット３０と他方のフィルターユニット３０の流入口ＤＩとの間の距離が遠くなる。そこで、図１７の構成では、一方の流入口ＤＩ（Ｗ１方向の正側のフィルターユニット３０の流入口）を、他方の流入口ＤＩ（Ｗ１方向の負側のフィルターユニットの流入口）側に延長する延長流路ＤＩＳを備える。この構成によれば、図１７に示すように、各流入口ＤＩの間の距離Ｔを短くすることができるので、例えば各流入口ＤＩよりも上流側の部品（各流入口ＤＩに接続する部品）を小型化できる。

なお、上記実施形態では、水平方向に対して６０度に傾斜して配置したフィルターユニット３０を例示したが、フィルターユニット３０の水平方向に対する傾斜角θは、０＜θ＜９０の範囲であることが好ましい。ただし、フィルターユニット３０の傾斜角θは、０度（水平配置）であってもよく、９０度（鉛直配置）であってもよい。

＜変形例＞
以上に例示した態様および実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示や上述の態様から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）上述した実施形態では、液体吐出ヘッド２０を搭載したキャリッジ１８をＸ方向に沿って反復的に往復させるシリアルヘッドを例示したが、液体吐出ヘッド２０を媒体１１の全幅にわたり配列したラインヘッドにも本発明を適用可能である。

（２）上述した実施形態では、圧力室に機械的な振動を付与する圧電素子を利用した圧電方式の液体吐出ヘッド２０を例示したが、加熱により圧力室の内部に気泡を発生させる発熱素子を利用した熱方式の液体吐出ヘッドを採用することも可能である。

（３）上述した実施形態で例示した液体吐出装置１０は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置１０の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示装置のカラーフィルターや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等を形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、液体の一種として生体有機物の溶液を吐出するチップ製造装置としても利用される。

１０…液体吐出装置、１１…媒体、１２…制御装置、１４…液体容器、１５…搬送機構、１８…キャリッジ、２０…液体吐出ヘッド、２１…吐出面、２２…液体吐出部、３０…フィルターユニット、３０’…フィルターユニット、３１…フィルター室、３２…上流側基板、３４…下流側基板、３６…板状部材、４０…隔壁部、４０２…下端、４１…壁面、４２…開口部、４２２…下縁部、４４…連通孔、４６…リブ、４６２…上端、Ｂｕ…気泡、ＤＩ…流入口、ＤＩＳ…延長流路、ＤＯ…流出口、Ｆ…フィルター、Ｆ１…フィルターの上端、Ｇ－Ｇ…仮想水平面、Ｎ…ノズル、Ｏ…中心位置、Ｐ…ポンプ、Ｐｄ…圧力、Ｓ１…上流側室、Ｓ１１…第１室、Ｓ１２…第２室、Ｓ２…下流側室、Ｔ…距離、θ…傾斜角。

Claims (17)

1. 液体吐出部に液体を供給するための流路の途中に配置されるフィルター室と、
   水平方向に対して傾斜して前記フィルター室内に配置され、前記液体が供給される上流側室と前記液体吐出部に連通する下流側室とに前記フィルター室を隔てるフィルターと、
   前記フィルターに対面する壁面を有し、前記液体が供給される第１室と前記フィルターに面する第２室とに前記上流側室を隔てる隔壁部と、を具備し、
   前記隔壁部における上方の部分に、前記第１室と前記第２室とを連通する開口部を備え、
   前記フィルターの上端を通る仮想水平面よりも上方に前記隔壁部の開口部がある
   フィルターユニット。
2. 前記隔壁部は、前記第１室と第２室とを連通する連通孔を備え、
   前記連通孔は、前記開口部よりも下方にあり、前記開口部よりも開口面積が小さい
   請求項１に記載のフィルターユニット。
3. 液体吐出部に液体を供給するための流路の途中に配置されるフィルター室と、
   水平方向に対して傾斜して前記フィルター室内に配置され、前記液体が供給される上流側室と前記液体吐出部に連通する下流側室とに前記フィルター室を隔てるフィルターと、
   前記フィルターに対面する壁面を有し、前記液体が供給される第１室と前記フィルターに面する第２室とに前記上流側室を隔てる隔壁部と、を具備し、
   前記隔壁部における上方の部分に、前記第１室と前記第２室とを連通する開口部を備え、
   前記隔壁部は、前記第１室と第２室とを連通する連通孔を備え、
   前記連通孔は、前記開口部よりも下方にあり、前記開口部よりも開口面積が小さい
   フィルターユニット。
4. 前記フィルターの上端を通る仮想水平面よりも下方に前記連通孔がある
   請求項２または請求項３に記載のフィルターユニット。
5. 前記連通孔は、複数であり、
   前記連通孔のうちの少なくとも１つは、前記隔壁部の鉛直方向の中心位置よりも下方にある
   請求項２から請求項４の何れかに記載のフィルターユニット。
6. 前記隔壁部のうち前記開口部の下縁部に、少なくとも鉛直方向に突出する複数のリブを備え、
   前記複数のリブは、鉛直方向に交差する方向に互いに離間して配列される
   請求項１から請求項５の何れかに記載のフィルターユニット。
7. 液体吐出部に液体を供給するための流路の途中に配置されるフィルター室と、
   水平方向に対して傾斜して前記フィルター室内に配置され、前記液体が供給される上流側室と前記液体吐出部に連通する下流側室とに前記フィルター室を隔てるフィルターと、
   前記フィルターに対面する壁面を有し、前記液体が供給される第１室と前記フィルターに面する第２室とに前記上流側室を隔てる隔壁部と、を具備し、
   前記隔壁部における上方の部分に、前記第１室と前記第２室とを連通する開口部を備え、
   前記隔壁部のうち前記開口部の下縁部に、少なくとも鉛直方向に突出する複数のリブを備え、
   前記複数のリブは、鉛直方向に交差する方向に互いに離間して配列される
   フィルターユニット。
8. 前記第１室の容積のうち前記フィルターの上端を通る仮想水平面よりも上方の部分の容積は、前記上流側室全体の容積の５０％以上である
   請求項１から請求項７の何れかに記載のフィルターユニット。
9. 液体吐出部に液体を供給するための流路の途中に配置されるフィルター室と、
   水平方向に対して傾斜して前記フィルター室内に配置され、前記液体が供給される上流側室と前記液体吐出部に連通する下流側室とに前記フィルター室を隔てるフィルターと、
   前記フィルターに対面する壁面を有し、前記液体が供給される第１室と前記フィルターに面する第２室とに前記上流側室を隔てる隔壁部と、を具備し、
   前記隔壁部における上方の部分に、前記第１室と前記第２室とを連通する開口部を備え、
   前記第１室の容積のうち前記フィルターの上端を通る仮想水平面よりも上方の部分の容積は、前記上流側室全体の容積の５０％以上である
   フィルターユニット。
10. 前記第１室の一部が鉛直方向において前記フィルターと重なる
    請求項１から請求項９の何れかに記載のフィルターユニット。
11. 前記第１室が前記フィルターよりも上方に延在する
    請求項１から請求項１０の何れかに記載のフィルターユニット。
12. 前記隔壁部のうち前記フィルターに対面する壁面と前記フィルターとの間が前記開口部に向けて広がるように、前記壁面が前記フィルターに対して傾斜する
    請求項１から請求項１１の何れかに記載のフィルターユニット。
    
13. 液体吐出部に液体を供給するための流路の途中に配置されるフィルター室と、
    水平方向に対して傾斜して前記フィルター室内に配置され、前記液体が供給される上流側室と前記液体吐出部に連通する下流側室とに前記フィルター室を隔てるフィルターと、
    前記フィルターに対面する壁面を有し、前記液体が供給される第１室と前記フィルターに面する第２室とに前記上流側室を隔てる隔壁部と、を具備し、
    前記隔壁部における上方の部分に、前記第１室と前記第２室とを連通する開口部を備え、
    前記隔壁部のうち前記フィルターに対面する壁面と前記フィルターとの間が前記開口部に向けて広がるように、前記壁面が前記フィルターに対して傾斜する
    フィルターユニット。
14. 前記隔壁部は、板状部材であり、前記フィルターを固定する基板に積層される
    請求項１から請求項１３の何れかに記載のフィルターユニット。
15. 液体吐出部に液体を供給するための流路の途中に配置されるフィルター室と、
    水平方向に対して傾斜して前記フィルター室内に配置され、前記液体が供給される上流側室と前記液体吐出部に連通する下流側室とに前記フィルター室を隔てるフィルターと、
    前記フィルターに対面する壁面を有し、前記液体が供給される第１室と前記フィルターに面する第２室とに前記上流側室を隔てる隔壁部と、を具備し、
    前記隔壁部における上方の部分に、前記第１室と前記第２室とを連通する開口部を備え、
    前記隔壁部は、板状部材であり、前記フィルターを固定する基板に積層される
    フィルターユニット。
16. 請求項１から請求項１５に記載のフィルターユニットと、
    前記フィルターユニットを介して供給された液体を吐出するノズルを備える液体吐出部と、を備える
    液体吐出装置。
17. 液体を供給する流入口を有する前記フィルターユニットが２つ並べて配置され、
    一方の前記流入口を、他方の前記流入口側に延長する延長流路を備える
    請求項１６に記載の液体吐出装置。
    

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