(57)【要約】【課題】構造が簡単で、液体の流入効率の低下がより抑えられた、印刷速度に対する制約がより少ないフィルターを備えた液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体噴射装置は、インクカートリッジ３のインクが流出する流出口とインクを吐出するノズルとを連通させる流路に保持部２１によって保持されたインクが通過するフィルター２０を備える液体噴射装置であって、フィルター２０は、流路においてインクが移動する方向とは反対の方向に凸状に屈曲する曲面を有し、流路においてインクが移動する方向にフィルター２０を平面視したときのフィルター２０の最大幅は、フィルター２０が取り付けられた流路に続くノズル側の流路の最大幅よりも長い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する収容体の前記液体が流出する流出口と前記液体を吐出するノズルとを連通させる流路に、保持部によって保持された前記液体が通過するフィルターを備える液体噴射装置であって、
前記フィルターは、前記流路において前記液体が移動する方向とは反対の方向に凸状に屈曲する曲面を有し、
前記流路において前記液体が移動する方向に前記フィルターを平面視したときの前記フィルターの最大幅は、前記フィルターが取り付けられた流路に続く前記ノズル側の流路の最大幅よりも長いことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記保持部は、前記フィルターの外周部に当接して前記フィルターを保持し、
前記外周部は、対向する２つの直線状の辺を有し、
前記直線状の辺の長さは、前記フィルターが取り付けられた流路に続く前記ノズル側の流路の最大幅よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記保持部は、前記流路の内壁から突出する突出部を含み構成され、
前記突出部は、前記流路における前記ノズル側から前記フィルターの外周部に当接して前記フィルターを保持することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記保持部は、前記流路の内壁にくぼむ溝部を含み構成され、
前記溝部は、前記流路における前記ノズル側から前記フィルターの外周部に当接して前記フィルターを保持することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記フィルターは、対向する２つの辺が直線形状である板状の弾性体を、前記対向する２つの辺に交差する方向に屈曲させて構成していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体噴射装置として、特許文献１に記載されているような液体噴射ヘッドを備えたインクジェットプリンターが知られている。このようなインクジェットプリンターでは、カートリッジやボトルなどのインク収容容器から供給されるインクが、インク供給針、フィルターを経て、下流のインク供給路、圧力室に移動する。そして、液体噴射ヘッドを制御する制御信号が圧電振動子群に印加され、圧電素子の働きによって、圧力室内部のインクに圧力が印加され、圧力室に連通するノズルからインクが噴射される。この経路において、インクは、インク供給針を通過したあと、フィルターを通過することによって、インク内部に含まれた粒子が捕捉され、また気泡が凝集して集められた後、クリーニング動作によって排出されたりする。しかし、このフィルターが、インクをカートリッジからインクジェットプリンターに導入する際に圧力差損を発生させ、インクの流入効率を低下させ、印刷速度を制約してしまうという課題があった。それを解決するために、特許文献２には、面を曲面にし、インクに対する断面積を大きくしたフィルターが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３２７９３号公報
【特許文献２】特開平６−２３８９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に記載のフィルターは、インク流に対する断面積が必ずしも十分大きくなっていないため、特にインクが高圧で注入される場合、フィルター面を半球状や円錐状に保つために補強部材を配置しなければ安定化することが難しかった。そのために、フィルターの構造が複雑になり、インクの流入効率が悪く、印刷速度を制約してしまうという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る液体噴射装置は、液体を収容する収容体の前記液体が流出する流出口と前記液体を吐出するノズルとを連通させる流路に、保持部によって保持された前記液体が通過するフィルターを備える液体噴射装置であって、前記フィルターは、前記流路において前記液体が移動する方向とは反対の方向に凸状に屈曲する曲面を有し、前記流路において前記液体が移動する方向に前記フィルターを平面視したときの前記フィルターの最大幅は、前記フィルターが取り付けられた流路に続く前記ノズル側の流路の最大幅よりも長いことを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、フィルターは、流路において液体が移動する方向とは反対の方向に凸状に屈曲する曲面を有している。そのため、液体が通過する面積を大きくすることができ、且つ液体が通過する圧力に抗しやすくすることができる。
また、流路において液体が移動する方向にフィルターを平面視したときのフィルターの最大幅は、フィルターが取り付けられた流路に続くノズル側の流路の最大幅よりも長いため、液体が通過するフィルターの面積をより大きくすることができ、その結果液体がフィルターを通過することによる圧力差損をより小さく抑えることができる。
従って、本適用例によれば、例えば、液体としてのインクを噴射して印刷するインクジェットプリンターなどの液体噴射装置において、さらにフィルター面積を大きくとることができ、インクの接液面積を大きくとることができるため、インクの流入圧力を高めることなく、流量を増加させることができる。その結果、補強部材を用いずにフィルターを構成することができる。また、フィルター面積を大きくとることでインクの流入効率が向上したことにより、印刷速度をさらに向上させることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に係る液体噴射装置において、前記保持部は、前記フィルターの外周部に当接して前記フィルターを保持し、前記外周部は、対向する２つの直線状の辺を有し、前記直線状の辺の長さは、前記フィルターが取り付けられた流路に続く前記ノズル側の流路の最大幅よりも長いことを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、保持部は、フィルターの外周部に当接してフィルターを保持し、外周部は、対向する２つの直線状の辺を有し、直線状の辺の長さは、フィルターが取り付けられた流路に続くノズル側の流路の最大幅よりも長い。つまり、保持部は、フィルターが取り付けられた流路に続くノズル側の流路の最大幅よりも長い対向する２つの直線状の辺を、フィルターを支える外周部とすることができるため、安定してフィルターを保持することができる。また、液体が通過するフィルターの面積をより大きくすることができるため、液体がフィルターを通過することによる圧力差損をより小さく抑えることができる。
つまり、本適用例によれば、例えば、液体としてのインクを噴射して印刷するインクジェットプリンターなどの液体噴射装置において、フィルター面を安定して構成することができ、インクの流入速度の向上や、印刷速度を向上することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に係る液体噴射装置において、前記保持部は、前記流路の内壁から突出する突出部を含み構成され、前記突出部は、前記流路における前記ノズル側から前記フィルターの外周部に当接して前記フィルターを保持することを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、保持部は、流路の内壁から突出する突出部を含み構成され、突出部は、流路におけるノズル側からフィルターの外周部に当接してフィルターを保持する。突出部は、移動する液体の圧力に抗する方向にフィルターを支えることができる。従って、簡単な構成により保持部を構成することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に係る液体噴射装置において、前記保持部は、前記流路の内壁にくぼむ溝部を含み構成され、前記溝部は、前記流路における前記ノズル側から前記フィルターの外周部に当接して前記フィルターを保持することを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、保持部は、流路の内壁にくぼむ溝部を含み構成され、溝部は、流路におけるノズル側からフィルターの外周部に当接してフィルターを保持する。溝部は、移動する液体の圧力に抗する方向にフィルターを支えることができる。従って、簡単な構成により保持部を構成することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に係る液体噴射装置において、前記フィルターは、対向する２つの辺が直線形状である板状の弾性体を、前記対向する２つの辺に交差する方向に屈曲させて構成していることを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、フィルターは、対向する２つの辺が直線形状である板状の弾性体を、対向する２つの辺に交差する方向に屈曲させて構成しているため、弾性体を屈曲させた応力によって、通過する液体の圧力に抗することができる。また、当接して保持する保持部に対して発する応力によって、より安定して保持部に保持される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る液体噴射装置の基本構成を説明する斜視図。
【図２】記録ヘッドユニットを示す断面図。
【図３】（ａ），（ｂ）フィルターを説明する断面図。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）保持部の構成のバリエーションを示す断面図。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）実施形態２に係る液体噴射装置が備えるフィルターの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。以下は、本発明の一実施形態であって、本発明を限定するものではない。なお、以下の各図においては、説明を分かりやすくするため、実際とは異なる尺度で記載している場合がある。
【００１８】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る液体噴射装置としてのインクジェットプリンター（以下プリンター１００）の基本構成を説明する斜視図である。
図１に示すように、プリンター１００は、ガイド軸９に取り付けられたキャリッジ４を有し、その下面には記録ヘッドユニット２が取り付けられている。また、このキャリッジ４にはインクカートリッジ３が設置されている。そして、キャリッジ４は、キャリッジモーター（図示せず）の回転軸に接合された駆動プーリー７と遊転プーリー８との間に掛け渡されたタイミングベルト６に接続されており、キャリッジモーターの駆動によって記録用紙５の幅方向（主走査方向）に移動する。即ち、キャリッジモーター、駆動プーリー７、遊転プーリー８、およびタイミングベルト６によりキャリッジ移動機構が構成される。
インクカートリッジ３は、液体としてのインクを収容する収容体であり、インクが流出する流出口を備えている。
【００１９】
図２は、記録ヘッドユニット２を示す断面図である。
記録ヘッドユニット２は、インク供給針１９、針ホルダー１５、フィルター２０、インク供給路１３、リザーバ１４、圧力発生室２９、ノズル４８、流路形成基板３０、ノズルプレート３１、弾性板３２、圧電素子４０、ケース１７などを含み構成されている。
インク供給針１９は、インクカートリッジ３の流出口に結合されることで、インクを記録ヘッドユニット２内の流路に導く。
インクカートリッジ３からノズル４８までの流路は、順に、インクカートリッジ３（流出口）、インク供給針１９、フィルター２０、インク供給路１３、リザーバ１４、圧力発生室２９、ノズル４８と続く経路で構成されている。
【００２０】
フィルター２０では、インク中に含有される粒子や気泡が補足される。フィルター２０を通過したインクは、ケース１７の内部に形成されたインク供給路１３、同じくケース１７の内部に形成されたリザーバ１４、流路形成基板３０の内部に形成された圧力発生室２９に移動する。一方、ＣＰＵから送られた印刷信号は、制御用ＩＣに伝えられる（図示省略）。ここで、印刷信号は、圧力発生室２９の制御信号に変換されて、圧電素子４０にインクを噴射する駆動信号が伝えられる。圧電素子４０の先端は、補強用の島部４１を介し、振動板を形成する弾性板３２を通じて、圧力発生室２９に圧力を印加する。圧力発生室２９に移動したインクは、圧力を受けて、ノズルプレート３１に形成されたノズル４８をへて、記録用紙５（図１）に噴射される。
【００２１】
図３（ａ），（ｂ）は、フィルター２０を説明する断面図で、図２におけるＡ部を示している。図３（ａ）は、図２と同じ面での断面、図３（ｂ）は、図２に垂直な面での断面図であり、図３（ａ）のＢ−Ｂで示す部分の断面図である。
フィルター２０は、インク供給針１９からインク供給路１３に続く流路に備えられている。具体的には、インク供給路１３の一部を形成する針ホルダー１５に保持部２１が形成され、保持部２１によってフィルター２０が流路におけるインクの移動方向に交差するように保持されている。針ホルダー１５は、インク供給路１３の一部を形成しながら、インク供給針１９を支持する基部を構成している。
【００２２】
フィルター２０は、流路においてインクが移動する方向とは反対の方向に凸状に屈曲する曲面を有している。具体的には、図３（ｂ）に示すように、長方形板状の弾性体で構成されたフィルター板を、対向する２つの長辺に交差する方向に屈曲（湾曲）させて構成している。また、流路においてインクが移動する方向にフィルター２０を平面視したときのフィルター２０の最大幅（最大開口幅Ｌ２）は、フィルター２０が取り付けられた流路部分に続くノズル４８側の流路の最大幅Ｌ１よりも長い。
【００２３】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、保持部２１の構成のバリエーションを示す断面図である。それぞれ、図２と同じ面での断面図（左図）と、図２に垂直な面での断面図（右図）を示している。
図４（ａ）は保持部２１ａの例を示している。
保持部２１ａは、流路を形成する針ホルダー１５の内壁から所定の長さの領域で突出する突出部２１ｘを含み構成され、突出部２１ｘは、流路におけるノズル４８側からフィルター２０の外周部に当接してフィルター２０を保持している。
図４（ｂ）は保持部２１ｂの例を示している。
保持部２１ｂは、流路を形成する針ホルダー１５の内壁から突出する突出部２１ｙを含み構成され、突出部２１ｙは、流路におけるノズル４８側からフィルター２０の外周部に当接してフィルター２０を保持している。突出部２１ｙは、突出部２１ｘが所定の長さの領域で突出していたのに対して、引き続く流路においてその幅が変わらない。換言すると、フィルター２０が取り付けられる部分の流路幅が、引き続く流路の幅よりも大きくなるように構成されている。
図４（ｃ）は保持部２１ｃの例を示している。
保持部２１ｂは、流路を形成する針ホルダー１５の内壁にくぼむ溝部２１ｚを含み構成され、溝部２１ｚは、流路におけるノズル４８側からフィルター２０の外周部に当接してフィルター２０を保持している。
なお、いずれの例においても、フィルター２０の湾曲した外周部は、図３（ｂ）に示すように、針ホルダー１５の内壁から突出した部分によって支えられている。また、いずれの例においても、流路においてインクが移動する方向にフィルター２０を平面視したときのフィルター２０の最大開口幅Ｌ２は、フィルター２０が取り付けられた流路部分に続くノズル４８側の流路の最大幅Ｌ１よりも長くなっている。
【００２４】
以上述べたように、本実施形態による液体噴射装置としてのプリンター１００によれば、以下の効果を得ることができる。
フィルター２０は、流路においてインクが移動する方向とは反対の方向に凸状に屈曲する曲面を有している。そのため、インクが通過する面積を大きくすることができ、且つインクが通過する圧力に抗しやすくすることができる。
また、流路においてインクが移動する方向にフィルター２０を平面視したときのフィルター２０の最大開口幅Ｌ２は、フィルター２０が取り付けられた流路に続くノズル４８側の流路の最大幅Ｌ１よりも長いため、インクが通過するフィルターの面積をより大きくすることができ、その結果インクがフィルターを通過することによる圧力差損をより小さく抑えることができる。
従って、本実施形態によれば、フィルター２０の面積を大きくとることができ、インクの接液面積を大きくとることができるため、インクの流入圧力を高めることなく、流量を増加させることができる。その結果、補強部材を用いずにフィルター２０を構成することができる。また、フィルター２０の面積を大きくとることでインクの流入効率が向上したことにより、印刷速度をさらに向上させることができる。
【００２５】
また、保持部２１は、フィルター２０の外周部に当接してフィルター２０を保持し、外周部は、対向する２つの直線状の辺を有し、直線状の辺の長さは、フィルター２０が取り付けられた流路に続くノズル４８側の流路の最大幅Ｌ１よりも長い。つまり、保持部２１は、フィルター２０が取り付けられた流路に続くノズル４８側の流路の最大幅Ｌ１よりも長い対向する２つの直線状の辺を、フィルター２０を支える外周部とすることができるため、安定してフィルター２０を保持することができる。また、インクが通過するフィルター２０の面積をより大きくすることができるため、インクがフィルター２０を通過することによる圧力差損をより小さく抑えることができる。つまり、本実施形態によれば、フィルター２０の面を安定して構成することができ、インクの流入速度の向上や、印刷速度を向上することができる。
【００２６】
また、保持部２１を、流路を形成する針ホルダー１５の内壁から突出する突出部２１ｙを含み構成した場合には、突出部２１ｙは、流路におけるノズル４８側からフィルターの外周部に当接してフィルターを保持する。突出部２１ｙは、移動するインクの圧力の方向（図４（ａ））に抗する方向にフィルター２０を支えることができる。従って、簡単な構成により保持部２１を構成することができる。
また、保持部２１を、流路を形成する針ホルダー１５にくぼむ溝部２１ｚを含み構成した場合には、溝部２１ｚは、流路におけるノズル４８側からフィルター２０の外周部に当接してフィルター２０を保持する。溝部２１ｚは、移動するインクの圧力に抗する方向にフィルター２０を支えることができる。従って、簡単な構成により保持部２１を構成することができる。
【００２７】
また、フィルター２０は、長方形板状の弾性体で構成されたフィルター板を、対向する２つの長辺に交差する方向に屈曲（湾曲）させて構成しているため、弾性体を屈曲させた弾性応力（図４（ａ））によって、通過するインクの圧力に抗することができる。また、当接して保持する保持部２１に対して発する弾性応力によって、より安定して保持部２１に保持される。
【００２８】
（実施形態２）
次に、実施形態２に係る液体噴射装置としてのインクジェットプリンター（プリンター２００（図示省略））について説明する。なお、説明にあたり、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、プリンター２００に備えるフィルター５０の説明図である。
実施形態２は、プリンター２００に備えるフィルター５０が、フィルター面部５１と保持部５２とのセットで構成されていることを特徴としている。具体的には、実施形態１に係る液体噴射装置としてのプリンター１００では、フィルター２０が、流路を形成する針ホルダー１５に形成された保持部２１によって保持されていたのに対し、フィルター５０は、保持部５２も含めて構成され、保持部５２を針ホルダー１５に装着する形態となっている。
【００２９】
図５（ｂ），（ｃ）に、フィルター５０の具体的な構成例を示す。
図５（ｂ）に示すフィルター５０ａは、フィルター面部５１ａと保持部５２ａとを含み構成されている。
フィルター面部５１ａは、長方形の板状体で構成されたフィルター板を、対向する２つの長辺に交差する方向に屈曲（湾曲）させて構成している。
保持部５２ａは、フィルター面部５１ａの外周部を支えるように枠状に形成され、フィルター面部５１ａの外周部は、保持部５２ａに固定されている。
フィルター５０ａは、針ホルダー１５に形成された流路の開口部１３ｋ（図５（ａ））を保持部５２ａが形成する枠で覆うように針ホルダー１５に装着される。
【００３０】
図５（ｃ）に示すフィルター５０ｂは、フィルター面部５１ｂと保持部５２ｂとを含み構成されている。
上述のフィルター５０ａは、長方形のフィルター板を元に構成されたため、保持部５２ａが、矩形の枠状に構成されている。これに対して、フィルター５０ｂは、保持部５２ｂの形状が、保持部５２ａの短辺側の部分が半円形となった形状となっている。フィルター面部５１ｂは、この保持部５２ｂの形状に合わせた形状の板状体を屈曲（湾曲）させて構成している。インク供給針１９が、針ホルダー１５に当接する部分の形状に合わせてこのように構成することで、よりフィルターの面積をより大きく形成することができる。
【００３１】
フィルター５０ａ、およびフィルター５０ｂのいずれの場合においても、流路においてインクが移動する方向にフィルター５０ａ，５０ｂを平面視したときのフィルター面部５１ａ，５１ｂの最大開口幅Ｌ２は、フィルター５０ａ，５０ｂが取り付けられた流路部分に続くノズル４８側の流路の最大幅Ｌ１よりも長く構成されている。
【００３２】
以上述べたように、本実施形態による液体噴射装置としてのプリンター２００によれば、上述した実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることが出来る。
フィルター５０が、フィルター面部５１と保持部５２とのセットで構成されているため、フィルター５０の交換などのメンテナンスが容易に実施できる。
【符号の説明】
【００３３】
３…インクカートリッジ、４…キャリッジ、５…記録用紙、６…タイミングベルト、７…駆動プーリー、８…遊転プーリー、９…ガイド軸、１３…インク供給路、１４…リザーバ、１５…針ホルダー、１７…ケース、１９…インク供給針、２０…フィルター、２１，５２…保持部、２１ｘ，２１ｙ…突出部、２１ｚ…溝部、２９…圧力発生室、３０…流路形成基板、３１…ノズルプレート、３２…弾性板、４０…圧電素子、４８…ノズル、５０…フィルター、５１…フィルター面部、１００…プリンター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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