(57)【要約】【課題】圧力損失をできるだけ少なくしてインクの流量を十分に確保し、しかも、安定した異物のトラップ機能を果たし得る液体噴射ヘッド用フィルタとそれを用いた液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体貯留源２から圧力発生室１２に供給される液体中の異物を捕捉するフィルタ３２であって、フィルタ３２は、平坦な金属板３８に多数の微細穴３９を貫通させた状態で形成され、微細穴３９は、内壁が金属板３８の厚さ方向に沿うよう形成され、微細穴３９には、金属板３８の表面３８ａと裏面３８ｂのいずれか一方の開口部３９ａまたは３９ｂに、微細穴３９の流路面積を表面３８ａまたは裏面３８ｂに向って徐々に大きくする拡開部３９ｃが設けられている。したがって、金属板３８にあけられた多数の微細穴３９によって圧力損失の低い安定したフィルタ機能が得られる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧力発生室とノズル開口を有する液体噴射ヘッドにおいて液体貯留源から圧力発生室に供給される液体中の異物を捕捉するフィルタであって、
上記フィルタは、平坦な金属板に多数の微細穴を貫通させた状態で形成され、
上記微細穴は、内壁が金属板の厚さ方向に沿うよう形成され、
上記微細穴には、金属板の表面と裏面のいずれか一方の開口部に、微細穴の流路面積を上記表面または裏面に向って徐々に大きくする拡開部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド用フィルタ。
【請求項２】
上記微細穴は、内壁が液体の流動方向に沿うよう形成されている請求項１記載の液体噴射ヘッド用フィルタ。
【請求項３】
上記拡開部は、液体の流動方向の下流側に配置されている請求項１または２記載の液体噴射ヘッド用フィルタ。
【請求項４】
上記微細穴は、所定間隔で平行に配列された複数の第１の仮想線と、上記所定間隔と略同じ間隔で平行に配列され上記第１の仮想線に対して略６０度〜９０度の交差角で交わる複数の第２の仮想線との交点に設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド用フィルタ。
【請求項５】
上記微細穴の流路面積は、上記ノズル開口の流路面積よりも小さくなるよう設定されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド用フィルタ。
【請求項６】
上記金属板の板厚は、１０〜２０μｍである請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド用フィルタ。
【請求項７】
上記微細穴の穴ピッチは、２５〜５０μｍである請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド用フィルタ。
【請求項８】
少なくとも圧力発生室とノズル開口を有する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であって、
液体貯留源から圧力発生室に供給される液体中の異物を捕捉するフィルタが、平坦な金属板に多数の微細穴を貫通させた状態で形成され、
上記微細穴は、内壁が金属板の厚さ方向に沿うよう形成され、
上記微細穴には、金属板の表面と裏面のいずれか一方の開口部に、微細穴の流路面積を上記表面または裏面に向って徐々に大きくする拡開部が設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好適なフィルタ機能を果たす液体噴射ヘッド用フィルタとそれを用いた液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は種々な液体を噴射するのであるが、中でも広く使用されているものに、インクジェット式記録装置がある。同記録装置においては、複数のノズル開口から液体であるインク滴を吐出するインク噴射ヘッドを備えている。このインク噴射ヘッドによりインク滴を媒体である記録紙等の表面に着弾させて、画像や文字等を印刷するようにしている。
【０００３】
上記インク噴射ヘッド内に設けられたインクの供給流路には、インク内に混入した異物、すなわち何等かの原因で供給流路内に残留している合成樹脂等の微細片や気泡を取り除くための平板状のフィルタが配置されている。このフィルタは、通常、綾たたみフィルタや不織布フィルタ等が採用されている。
【特許文献１】特開平１１−１０９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者の綾たたみフィルタは、開口率が低くて圧力損失（流路抵抗）が大きくなるため、フィルタの面積を大きくすることが行なわれているが、このようにすると、フィルタの寸法が大きくなるのでインク噴射ヘッドの小型化が行ないにくくなっている。さらに、フィルタ内部の流路の形状が複雑に入り込んでいるため、圧力損失がフィルタ毎にばらつき、このばらつきの範囲を許容値内におさめることが困難となり、異物のトラップ能力が不安定になる。さらに、フィルタ端縁部がほつれるために、フィルタ組み付け工程等において部品の損傷が発生しやすく、取扱いが行ないにくいものとなっている。また、原価的にも不利である。
【０００５】
他方、後者の不織布フィルタは、繊維の細片がフィルタからインクとともに流下する恐れがあり、信頼性の面において難がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、圧力損失をできるだけ少なくしてインクの流量を十分に確保し、しかも、安定した異物のトラップ機能を果たし得る液体噴射ヘッド用フィルタおよびそのような液体噴射ヘッドを装着した液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッド用フィルタは、少なくとも圧力発生室とノズル開口を有する液体噴射ヘッドにおいて液体貯留源から圧力発生室に供給される液体中の異物を捕捉するフィルタであって、上記フィルタは、平坦な金属板に多数の微細穴を貫通させた状態で形成され、上記微細穴は、内壁が金属板の厚さ方向に沿うよう形成され、上記微細穴には、金属板の表面と裏面のいずれか一方の開口部に、微細穴の流路面積を上記表面または裏面に向って徐々に大きくする拡開部が設けられていることを要旨とする。
【０００８】
上記のように、微細穴の内壁が金属板の厚さ方向に沿わせてあるので、微細穴の長さが金属板の厚さと同じになって短くなり、微細穴における管路抵抗を最小化することができ、フィルタの流路抵抗や圧力損失を低減して、フィルタ部における液体の円滑な流通を確保することができる。さらに、上記拡開部は、最小径穴長さを短くできるため、圧力損失をさらに小さくできる。
【０００９】
本発明の液体噴射ヘッド用フィルタにおいて、上記微細穴は、内壁が液体の流動方向に沿うよう形成されている場合には、微細穴を通過する液体流が上記内壁に沿って円滑に流下し、フィルタの流路抵抗や圧力損失を低減することができる。
【００１０】
本発明の液体噴射ヘッド用フィルタにおいて、上記拡開部が、液体の流動方向の下流側に配置されている場合には、微細穴を通過する液体の流路面積が徐々に大きくなるので、微細穴内の液体流は整然とした拡散流となり、このような現象により、フィルタにおける流路抵抗が減少して、フィルタの面積を小さくすることができ、液体噴射ヘッドの小型化を図ることができる。さらに、微細穴の流路面積が徐々に大きくなっているので、微細穴に入った微小な異物は微細穴の内壁にひっかかったりすることがなく、円滑に流下することができる。
【００１１】
本発明の液体噴射ヘッド用フィルタにおいて、上記微細穴が、所定間隔で平行に配列された複数の第１の仮想線と、上記所定間隔と略同じ間隔で平行に配列され上記第１の仮想線に対して略６０度〜９０度の交差角で交わる複数の第２の仮想線との交点に設けられている場合には、微細穴の穴ピッチを一定に設定して配置密度を均一化でき、フィルタにおける流通分布を片寄りのないものとすることができる。
【００１２】
本発明の液体噴射ヘッド用フィルタにおいて、上記微細穴の流路面積が、上記ノズル開口の流路面積よりも小さくなるよう設定されている場合には、ノズル開口に目詰まりを生じさせる恐れのある異物は、あらかじめ微細穴で捕捉されるので、ノズル開口からの液体噴射に支障が生じたりしない。また、微細穴を通過できる異物はきわめて微小な大きさであるから、ノズル開口から液体とともに噴射されても実質的に問題とならない。
【００１３】
本発明の液体噴射ヘッド用フィルタにおいて、上記金属板の板厚が、１０〜２０μｍである場合には、金属板自体の剛性が良好に確保できるので、穴あけ工程等における素材板の供給や取出し等の取扱いが行ないやすくなる。また、上記板厚に対して微細穴の直径を適当に選定することにより、微細穴をポンチ加工等で成形するときに、打抜くことが容易になる。また、このような厚さであることにより、微細穴の長さを短くすることが行ないやすくなり、それに伴って管路抵抗を低く設定することができる。
【００１４】
本発明の液体噴射ヘッド用フィルタにおいて、上記微細穴の穴ピッチが、２５〜５０μｍである場合には、例えば、微細穴の直径が１５μｍであれば、隣合う微細穴の間の金属板の部分を十分に広く確保できるので、穴あけ加工の際に金属板に異常な変形が発生するようなことがなく、加工性がよくなる。また、上記のような値の穴ピッチとすることにより、開口率を高めて流路抵抗を低くすることができる。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射装置は、少なくとも圧力発生室とノズル開口を有する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であって、液体貯留源から圧力発生室に供給される液体中の異物を捕捉するフィルタが、平坦な金属板に多数の微細穴を貫通させた状態で形成され、上記微細穴は、内壁が金属板の厚さ方向に沿うよう形成され、上記微細穴には、金属板の表面と裏面のいずれか一方の開口部に、微細穴の流路面積を上記表面または裏面に向って徐々に大きくする拡開部が設けられていることを要旨とする。
【００１６】
液体噴射装置としては、液体噴射ヘッドが、上記のように、微細穴の内壁が金属板の厚さ方向に沿わせてあるので、微細穴の長さが金属板の厚さと同じになって短くなり、微細穴における管路抵抗を最小化することができ、フィルタの流路抵抗や圧力損失を低減して、フィルタ部における液体の円滑な流通を確保することができる。さらに、上記拡開部は、最小径穴長さを短くできるため、圧力損失をさらに小さくでき、このような液体噴射ヘッドが液体噴射装置に組み込まれているので、良好な液体噴射の動作が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
つぎに、本発明の液体噴射ヘッド用フィルタとそれを用いた液体噴射装置を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１〜図９は、本発明の液体噴射ヘッド用フィルタとそれを用いた液体噴射装置の一実施例を示す。
【００１９】
図１は、液体噴射装置であるインクジェット式記録装置（以下、装置本体という）１の周辺構造の一例を示す斜視図である。この装置は、インクカートリッジ２が搭載されるキャリッジ３やこのキャリッジ３に取り付けられた記録ヘッド１０等が一体化されたインク噴射ヘッド３７を有している。
【００２０】
上記キャリッジ３は、タイミングベルト４を介してステッピングモータ５に接続され、ガイドバー６に案内されて記録紙７の紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。上記キャリッジ３は、上部に開放する箱型を呈し、記録紙７と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド１０のノズル面が露呈するよう取り付けられるとともに、インクカートリッジ２が収容されるようになっている。
【００２１】
そして、上記記録ヘッド１０にインクカートリッジ２からインクが供給され、キャリッジ３を移動させながら記録紙７上面にインク滴を吐出させて記録紙７に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。図１において、８は印刷休止中に記録ヘッド１０のノズル開口を封止することによりノズルの乾燥をできるだけ防ぐとともに、記録ヘッド１０のノズル面に負圧を作用させてクリーニング動作をするキャップ、９は記録ヘッド１０のノズル面をワイピングするワイパーブレードである。また、キャリッジ３には、図１に示すように、ガイドバー６が挿通されている。さらに、９ａは上記クリーニング動作で吸引した廃インクを貯留する廃インク貯留部である。
【００２２】
図２は、インク噴射ヘッド３７の主要部分を構成する記録ヘッド１０の断面図である。同図に示すように、符号２５は、装置本体１全体の動作を制御する制御装置１ａ（図１参照）からの動作信号を後述の圧電振動子１４に入力する制御基板である。上記制御基板２５は、流路ユニット１３とは反対側のヘッドケース１５の部位すなわちヘッドケース１５の上面に沿った状態で配置されている。
【００２３】
上記記録ヘッド１０の基本構造の一例を図２にしたがって説明すると、この記録ヘッド１０は先端部に流路ユニット１３が配置されている。この流路ユニット１３は、ノズル形成面１６ａにノズル開口１１が列設されたノズルプレート１６と、上記ノズル開口１１に連通し圧電振動子１４によりインクを加圧する圧力発生室１２と、上記圧力発生室１２に供給されるインクを貯留するインク貯留室１７から構成されている。
【００２４】
すなわち、上記流路ユニット１３は、ノズル開口１１が穿設されたノズル形成面１６ａを有するノズルプレート１６と、圧力発生室１２と共通の液体貯留室であるインク貯留室１７ならびにこれらを連通させるインク供給路１８とに対応する空間が形成された圧力発生室形成板１９と、上記圧力発生室１２やインク貯留室１７の開口を封止する封止板すなわち振動板２０とが積層されて形成されている。そして、上記ノズル形成面１６ａは平坦面とされている。図２に示すように、流路ユニット１３は、接着剤を用いてヘッドケース１５の先端面２７に接合されている。
【００２５】
上記圧電振動子１４は、駆動信号の入力により、充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放電する過程で長手方向に伸長する、いわゆる縦振動モードの振動子である。上記圧電振動子１４は、その先端が圧力発生室１２の一部を形成する振動板２０の島部２０ａに固着された状態で、他端が基台２１に固定されている。なお、本発明においては、上記縦振動モードの圧電振動子１４を、たわみ振動モードの圧電振動子に変更してもよい。
【００２６】
また、上記ヘッドケース１５には、そのインク貯留室１７に対応する部分に、インク貯留室１７にインクカートリッジ２のインクを導入するヘッド流路２４が形成されている。上記ヘッド流路２４の開口縁には、管部材で構成された環状突起２３が形成されている。
【００２７】
上記記録ヘッド１０では、上記圧電振動子１４の収縮・伸長を受けて圧力発生室１２が拡張・収縮し、圧力発生室１２の圧力変動によりインクの吸引とインク滴の吐出とが行なわれるようになっている。図２において、２２は圧電振動子１４に駆動信号を入力するフレキシブル回路板であり、ヘッドケース１５に結合された上記制御基板２５に結線されている。また、装置本体１全体を動作する制御装置１ａからの動作信号を制御基板２５に供給するフレキシブル回路板２９は、ターミナル３０を介して制御基板２５に接続されている。
【００２８】
上記記録ヘッド１０では、図２において紙面に垂直な方向に圧電振動子１４，圧力発生室１２，ノズル開口１１が列設されており、ノズルプレート１６には、２列のノズル列が一対となり、複数対のものが形成されている。上記のノズル開口１１は一仮想線上に列設され、このようなノズル列に符号１１ａが付してある。
【００２９】
上記流路ユニット１３は、接着剤等を用いてヘッドケース１５に接合されている。上記のワイパーブレード９でノズル形成面１６ａをワイピングするときには、ワイパーブレード９が流路ユニット１３の角部に擦れてワイパーブレード９が滑らかに動作しなかったり、流路ユニット１３の角部に傷がついたりするのを防止するために、ノズル形成面１６ａの周縁部を保護するヘッドカバー２６が設けられている。
【００３０】
インクカートリッジ２から送られてきたインクは、ヘッド流路２４からインク貯留室１７に流入し、その後、圧力発生室１２において圧電振動子１４の動作で加圧され、ノズル開口１１から記録紙７に向ってインク滴の状態で吐出され、印刷が進行するようになっている。
【００３１】
図３は、インク噴射ヘッド３７全体の断面図である。すなわち、図１に示された上記キャリッジ３に相当するヘッドホルダー２８に、記録ヘッド１０が結合された状態でインク噴射ヘッド３７が全体的に示されている。
【００３２】
上記流路ユニット１３とは反対側のヘッドケース１５の部分に、フランジ１５ａが設けられている。ヘッドホルダー２８の上部に配置されている板状部材２８ａにインクカートリッジ２に進入するインク供給針３１が取り付けられ、インク供給針３１の内部通路はフィルタ３２を介して導入流路３３に連通している。この導入流路３３は、上記板状部材２８ａの下側に設けた導入管３４によって形成されている。
【００３３】
上記制御基板２５に上記環状突起２３が貫通し、ヘッド流路２４と導入流路３３は同軸状に配置され、両流路２４と３３はパッキン部材３５によってシールされた状態で接続されている。上記パッキン部材３５はエラストマー等の弾性材料で構成され、ヘッドケース１５をヘッドホルダー２８に取り付けることにより、導入管３４の端面と環状突起２３の端面との間で圧縮された状態になっている。このような流路構造によって、液体供給源であるインクカートリッジ２にインク供給針３１が相対的に差し込まれると、インクが流路ユニット１３に供給されるようになっている。
【００３４】
すなわち、インク噴射ヘッド３７に形成されている供給流路は、インク供給針３１，導入流路３３，ヘッド流路２４によって構成されている。
【００３５】
ヘッドケース１５をヘッドホルダー２８に取り付けるために、固定ボルト３６が設けてある。この固定ボルト３６は、ヘッドカバー２６のフランジ２６ａとヘッドケース１５のフランジ１５ａを貫通した状態で、ヘッドホルダー２８にねじ込まれている。
【００３６】
上記のインク噴射ヘッド３７は、インクカートリッジ２がヘッドホルダー２８に保持された、いわゆるオンキャリッジ方式であるが、これとは違って、インクカートリッジが装置本体１の静止部材に保持され、そのインクカートリッジから延びてきているインク供給チューブがインク噴射ヘッド３７に接続されている、いわゆるオフキャリッジ方式のものに本発明を適用することもできる。その場合には、インク供給チューブが主走査方向に往復運動をするので、そのときに発生するインクの圧力変動を除去するために、圧力ダンパユニットがヘッドホルダー２８に搭載される。上記圧力ダンパユニットも上記インクカートリッジ２と同様にインク供給針３１の刺し込みを受けてインク供給針３１の内部空間と連通する構造となっている。
【００３７】
図４の（Ａ）は、上記フィルタ３２の平面図、（Ｂ）は側面図である。フィルタ３２は金属板３８、すなわちこの例ではステンレス製の平坦な板材に多数の微細穴をあけて円形に切断したもので、その直径は８．６ｍｍである。そして、この金属板３８の厚さは０．０１５ｍｍであり、同図（Ｂ）には板厚を図示していない。
【００３８】
図５（Ａ）は、図４（Ａ）のＡ部を拡大（５００倍に拡大）した平面図であり、また、図５（Ｂ）は、同図（Ａ）の（Ｂ）−（Ｂ）断面図である。上記微細穴は、符号３９で示されており、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、円形であり金属板３８を貫通した状態とされている。微細穴３９の直径は、０．０１５ｍｍである。そして、微細穴３９は、その円筒状の内壁が金属板３８の厚さ方向に沿うよう形成されている。すなわち、微細穴３９の長さ方向は、金属板３８の板厚方向とされている。
【００３９】
換言すると、上記微細穴３９は、その内壁がインクの流動方向に沿った状態で形成されている。
【００４０】
微細穴３９は、金属板３８上に規則正しく均一に分布させてあり、そのために、所定間隔で平行に配列された複数の第１の仮想線Ｌ１と、上記所定間隔と略同じ間隔で平行に配列され上記第１の仮想線Ｌ１に対して略６０度の交差角で交わる複数の第２の仮想線Ｌ２との交点に設けられている。上記のように、第１の仮想線Ｌ１と第２の仮想線Ｌ２との交点に微細穴３９を設けることにより、図５（Ａ）に示すように、穴ピッチＰ１が０．０４ｍｍに設定されている。
【００４１】
金属板３８の表面３８ａと裏面３８ｂに開口している微細穴３９の開口部３９ａ，３９ｂのいずれか一方の開口部３９ａまたは３９ｂ側に、微細穴３９の流路面積が上記表面３８ａまたは裏面３８ｂの方に向って徐々に大きくされた拡開部３９ｃが設けられている。
そして、上記拡開部３９ｃは、矢線４０で示されているインクの流動方向の下流側に形成されている。図５（Ｂ）あるいは、後述の図８（Ｃ）に示した拡開部３９ｃの形状は、インク流の下流側の開口部３９ｂに丸み部（アール部）３９ｄを設けたものであり、上記アール部の半径は金属板３８の厚さの１／２である。さらに、微細穴３９の最小流路面積、すなわち図５（Ｂ）の流入側の開口部３９ａの流路面積は、上記ノズル開口１１の流路面積よりも小さく設定されている。なお、この実施例では、ノズル開口１１および微細穴３９はいずれも円形であるから、両者の直径において微細穴３９の方をノズル開口１１よりも小さく設定してある。
【００４２】
また、微細穴３９を正方形や６角形の形にして、それらの対角線をノズル開口１１の直径よりも小さく設定することができる。このようにすると、穴あけ用のポンチが製作しやすいという利点がある。
【００４３】
なお、この例では、上記の第１の仮想線Ｌ１と第２の仮想線Ｌ２との交差角は、微細穴３９を均一に分布させるために６０度を最適値として設定している。しかし、この交差角を９０度にして最適値とすることもできる。あるいは、交差角を５０度〜１００度にすることも可能である。さらに、上記丸み部（アール部）３９ｄの半径を金属板３８の厚さの１／２〜１／３の範囲内にすることもできる。
【００４４】
図３に示すように、平坦な上記金属板３８は、インク供給針３１の内部流路から導入流路３３に向うインクの流動方向に対して略直交する向きに配置されている。
【００４５】
図６，図７および図８に示すように、微細穴３９は、ポンチ４１とダイ４２によって成形される。ポンチ４１には、真直ぐな円柱状のポンチ部４１ａとそれに連続するテーパ部４１ｂが設けられ、上記テーパ部４１ｂのテーパ角は、３０度である。
【００４６】
図７は、打抜き工法によって微細穴３９が形成される場合の加工工程図である。同図（Ａ）は、加工初期の状態を示す断面図であり、ダイ４２上に載置された金属板３８の表面３８ａ側に、ポンチ部４１ａが金属板３８の板厚の途中まで押し込まれ、この段階では金属板３８がせん断された状態になっている。このときの素材流動により、ダイ穴４２ａ内に金属板３８の素材の一部が膨出している。
【００４７】
その後、同図（Ｂ）に示すように、さらにポンチ部４１ａが進出すると、ポンチ部４１ａの先端部がダイ穴４２ａ内に入りこみ、打抜きが完了する。上記せん断後に生じる打ち抜きは、金属板３８の裏面３８ｂ側が破断される現象によって打抜きが完了する。このようなせん断から破断へ移行する穴あけ現象においては、同図（Ｃ）に示すように、破断部３９ｆの直径Ｄｆは、せん断部３９ｇの直径Ｄｇよりも大きくなっている。また、（Ｃ）には金属板３８の裏面３８ｂ側にバリ３９ｈが発生するが、このバリ３９ｈはインク流の後流側に突き出ているので、機能上問題にならない。なお、同図（Ｄ）に示すように、必要に応じて上記バリ３９ｈをプレス機で押し潰すことも可能である。
【００４８】
上記のように、上記せん断部３９ｇが微細穴３９の最小径穴に相当し、上記破断部３９ｆが形成されることにより、せん断部３９ｇの長さを短くできてインク流の圧力損失が低減される。
【００４９】
図８は、プレス成形とポリッシュ仕上げ加工を組み合わせた複合工法によって微細穴３９が形成される場合の加工工程図である。この例は、ポンチ部４１ａの先端部分の直径がダイ穴４２ａの内径よりも大幅に小さく設定されている。同図（Ａ）は、加工初期の状態を示す断面図であり、ダイ４２上に載置された金属板３８の裏面３８ｂ側に、ポンチ部４１ａが金属板３８の板厚の途中まで押し込まれ、この段階では金属板３８がせん断された状態になっている。このときの素材流動により、ダイ穴４２ａ内に金属板３８の素材の一部が膨出している。
【００５０】
その後、同図（Ｂ）に示すように、さらにポンチ部４１ａが進出すると、ポンチ部４１ａの先端部がダイ穴４２ａ内に入りこみ、微細穴３９は有底の状態で成形される。それから、金属板３８の表面３８ａ側をポリッシュ仕上げすることにより、同図（Ｃ）に示すように、微細穴３９の貫通成形が完了する。
【００５１】
上記の加工において、ポンチ４１のテーパ部４１ｂによって成形されたテーパ穴３９ｅに丸み部（アール部）３９ｄが連続している。この丸み部（アール部）３９ｄは、ポンチ部４１ａの進入に連れてステンレス素材がポンチ部４１ａの進行方向に流動する現象が発生し、このような素材の流動により形成される。そして、上記テーパ穴３９ｅがアール部３９ｄに滑らかに連続して形成されている。なお、ポンチ４１の上記テーパ部４１ｂのテーパ角は、２５度〜３５度の範囲内で適宜選定することができる。
【００５２】
上記丸み部（アール部）３９ｄやテーパ穴３９ｅで形成されている拡開部３９ｃが、インク流の下流側に配置されるようにフィルタ３２が供給流路に配置されている。
【００５３】
図９（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明のフィルタ３２の諸元を種々変更して吐出テストを行なった結果を示すデータである。吐出テストの条件は、１吐出当りのインクのドット量，インクの粘度，比重，圧電振動子１４の駆動周波数，ノズル数，インクの流量，フィルタ３２の直径およびフィルタ３２の面積は、（Ａ）〜（Ｄ）全て共通の値である。また、ノズル開口１１の直径は、全て２０μｍ（０．０２０ｍｍ）である。
【００５４】
そして、（Ａ）〜（Ｃ）は、金属板３８の厚さ，穴ピッチおよび穴数が（Ａ）〜（Ｃ）全て同じであるが、微細穴３９の穴径は、（Ａ）は１２μｍ（０．０１２ｍｍ），（Ｂ）は１４μｍ（０．０１４ｍｍ）および（Ｃ）は１６μｍ（０．０１６ｍｍ）とされている。したがって、（Ａ）〜（Ｃ）における穴径がそれぞれ異なっているので、開口率は穴径の大きな（Ｃ）が最も高くなっている。このように開口率が変わることにより、流路抵抗を示すＲや圧力損失を示すＰに、開口率に応じた変化が認められる。
【００５５】
図９（Ｄ）は、金属板３８の厚さを１５μｍ（０．０１５ｍｍ）の１種類としている。また、穴ピッチを（Ａ）〜（Ｃ）よりも大きくしているので、開口率は最小値である８．８６％であり、（Ａ）〜（Ｃ）よりも低い値になっている。
【００５６】
インクに混入している異物のトラップ機能を確実に果たすために、微細穴３９の直径は、ノズル開口１１の直径２０μｍ（０．０２０ｍｍ）よりも小さな１５μｍ（０．０１５ｍｍ）とされている。また、流路抵抗や圧力損失に大きな影響をもつ金属板３８の厚さと穴ピッチは、それぞれ１０μｍ（０．０１０ｍｍ）〜３０μｍ（０．０３０ｍｍ）および２４μｍ（０．０２４ｍｍ）〜４８μｍ（０．０４８ｍｍ）とされている。
【００５７】
上記の（Ａ）〜（Ｄ）の各値のもとで吐出テストを行なった結果、圧力損失Ｐは、従来の綾たたみフィルタにおける５００Ｐａよりも低い１００Ｐａ以下を目標とした。したがって、微細穴３９の直径は、インク中の異物をノズル開口１１に到達させないようにするために、ノズル開口１１の直径２０μｍ（０．０２０ｍｍ）よりも小さな１５μｍ（０．０１５ｍｍ）とするのが適当である。また、金属板３８の厚さは、微細穴３９の長さをできるだけ短くして管路抵抗を減少させること、および穴あけの加工性を良好にすることを考慮して、１０μｍ（０．０１０ｍｍ）〜２０μｍ（０．０２０ｍｍ）とするのが適当である。さらに、穴ピッチは、過密開口を避けた良好な穴あけの加工性が得られ、しかも流路抵抗を許容レベルにおさめること等から、（Ａ）〜（Ｄ）に適用した値に略等しい２５μｍ（０．０２５ｍｍ）〜５０μｍ（０．０５０ｍｍ）とするのが適当である。
【００５８】
微細穴３９の直径，金属板３８の厚さ，穴ピッチＰ１の各値を上記の範囲内に設定することにより、圧力損失を１００Ｐａ以下に設定することができた。すなわち、吐出テスト（Ｄ）に見られるように、金属板３８の厚さが「１．５０Ｅ−０５」メートルと表示された１５μｍ（０．０１５ｍｍ）、すなわち１．５０×１０−５メートルとされ、微細穴３９の直径が１５μｍ（０．０１５ｍｍ）とされ、しかも、穴ピッチが３６μｍ（０．０３６ｍｍ）あるいは４０μｍ（０．０４０ｍｍ）とされている事例において、圧力損失Ｐは、７７．６Ｐａ，９５．８Ｐａを示す結果が得られた。
【００５９】
さらに、金属板３８の厚さすなわち微細穴３９の長さＬと微細穴３９の直径Ｄは、Ｌ≦Ｄなる関係にするのが、流路抵抗や圧力損失を過大にせず、また穴あけ加工をしやすくする点から適正である。
【００６０】
インク中に合成樹脂の微細片や気泡等の異物が混入している場合には、微細穴３９の直径の小さな方の開口部３９ａがインク流の上流側に配置されているので、上記開口部３９ａを通過できない異物は、ノズル開口１１に到達することができずに微細穴３９においてトラップされる。上記異物が開口部３９ａを通過できる大きさである場合には、極小の異物であるからノズル開口１１を目詰まりさせる恐れはなく、ノズル開口１１から吐出されても実質的に問題はない。さらに、開口部３９ａを通過した異物は、開口部３９ａの下流側が拡開部３９ｃとされているので、異物は微細穴３９の内壁にひっかかることがなく、下流側へ流されて行く。
【００６１】
上記実施例による作用効果を列記すると、つぎのとおりである。
【００６２】
上記のように、微細穴３９の内壁が金属板３８の厚さ方向に沿わせてあるので、微細穴３９の長さが金属板３８の厚さと同じになって短くなり、微細穴３９における管路抵抗を最小化することができ、フィルタ３２の流路抵抗や圧力損失を低減して、フィルタ部におけるインクの円滑な流通を確保することができる。さらに、上記拡開部３９ｃは、最小径穴長さを短くできるため、インク流の圧力損失をさらに小さくできる。
【００６３】
上記微細穴３９は、内壁がインクの流動方向に沿うよう形成されているので、微細穴３９を通過するインク流が上記内壁に沿って円滑に流下し、フィルタ３２の流路抵抗の増大や圧力損失を低減することができる。
【００６４】
上記拡開部３９ｃが、インクの流動方向の下流側に配置されているため、微細穴３９を通過するインクの流路面積が徐々に大きくなる。これにより、微細穴３９内のインク流は整然とした拡散流となり、このような現象により、フィルタ３２における流路抵抗が減少して、フィルタ３２の面積を小さくすることができ、インク噴射ヘッド３７の小型化を図ることができる。さらに、微細穴３９の流路面積が徐々に大きくなっているので、微細穴３９に入った微小な異物は微細穴３９の内壁にひっかかったりすることがなく、円滑に流下することができる。
【００６５】
上記微細穴３９が、所定間隔で平行に配列された複数の第１の仮想線Ｌ１と、上記所定間隔と略同じ間隔で平行に配列され上記第１の仮想線Ｌ１に対して略６０度〜９０度の交差角で交わる複数の第２の仮想線Ｌ２との交点に設けられていることにより、微細穴３９の穴ピッチＰ１を一定に設定して配置密度を均一化でき、フィルタ３２における流通分布を片寄りのないものとすることができる。
【００６６】
上記微細穴３９の流路面積が、上記ノズル開口１１の流路面積よりも小さくなるよう設定されているため、ノズル開口１１に目詰まりを生じさせる恐れのある異物は、あらかじめ微細穴３９で捕捉され、ノズル開口１１からのインク噴射に支障が生じたりしない。また、微細穴３９を通過できる異物はきわめて微小な大きさであるから、ノズル開口１１からインクとともに噴射されても実質的に問題とならない。
【００６７】
上記金属板３８の板厚が、１０〜２０μｍであるから、金属板３８自体の剛性が良好に確保でき、穴あけ工程等における素材板の供給や取出し等の取扱いが行ないやすくなる。また、上記板厚に対して微細穴３９の直径を適当に選定することにより、微細穴３９をポンチ加工等で成形するときに、打抜くことが容易になる。また、このような厚さであることにより、微細穴３９の長さを短くすることが行ないやすくなり、それに伴って管路抵抗を低く設定することができる。
【００６８】
上記微細穴３９の穴ピッチＰ１が、２５〜５０μｍであるから、例えば、微細穴３９の直径が１５μｍであれば、隣合う微細穴３９の間の金属板３８の部分を十分に広く確保でき、穴あけ加工の際に金属板３８に異常な変形が発生するようなことがなく、加工性がよくなる。また、上記のような値の穴ピッチとすることにより、開口率を高めて流路抵抗を低くすることができる。
【００６９】
インクジェット式記録装置１としては、インク噴射ヘッド３７が、上記のように、微細穴３９の内壁が金属板３８の厚さ方向に沿わせてあるので、微細穴３９の長さが金属板３８の厚さと同じになって短くなり、微細穴３９における管路抵抗を最小化することができ、フィルタ３２の流路抵抗や圧力損失を低減して、フィルタ部におけるインクの円滑な流通を確保することができる。さらに、上記拡開部３９ｃが設けられているので、インク流の渦流や乱流を少なくして、流動抵抗を小さくすることができ、このようなインク噴射ヘッド３７がインクジェット式記録装置１に組み込まれているので、良好な印刷動作が得られる。
【００７０】
上記各実施例は、インクジェット式記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた液体噴射ヘッド用フィルタとそれを用いた液体噴射装置は、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を噴射することができる。さらに、上記実施例では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式記録ヘッドについて説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド，液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド，有機ＥＬディスプレー，ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】インクジェット式記録装置の全体構造の一例を示す概略斜視図である。
【図２】記録ヘッド全体を示す断面図である。
【図３】インク噴射ヘッド全体を示す断面図である。
【図４】フィルタの平面図と側面図である。
【図５】フィルタの一部を拡大した平面図と微細穴の断面図である。
【図６】ポンチとダイを示す側面図である。
【図７】ポンチで穴あけがなされている状態を示す断面図と微細穴の断面図である。
【図８】ポンチで穴あけがなされている状態を示す断面図と微細穴の断面図である。
【図９】各種の諸元とされたフィルタのテスト結果を示すデータ表である。
【符号の説明】
【００７２】
１  インクジェット式記録装置，１ａ  制御装置，２  インクカートリッジ，３  キャリッジ，４  タイミングベルト，５  ステッピングモータ，６  ガイドバー，７  記録紙，８  キャップ，９  ワイパーブレード，９ａ  廃インク貯留部，１０  記録ヘッド，１１  ノズル開口，１１ａ  ノズル列，１２  圧力発生室，１３  流路ユニット，１４  圧電振動子，１５  ヘッドケース，１５ａ  フランジ，１６  ノズルプレート，１６ａ  ノズル形成面，１７  インク貯留室，１８  インク供給路，１９  圧力発生室形成板，２０  振動板，２０ａ  島部，２１  基台，２２  フレキシブル回路板，２３  環状突起，２４  ヘッド流路，２５  制御基板，２６  ヘッドカバー，２６ａ  フランジ，２７  先端面，２８  ヘッドホルダー，２８ａ  板状部材，２９  フレキシブル回路板，３０  ターミナル，３１  インク供給針，３２  フィルタ，３３  導入流路，３４  導入管，３５  パッキン部材，３６  固定ボルト，３７  インク噴射ヘッド，３８  金属板，３８ａ  表面，３８ｂ  裏面，３９  微細穴，３９ａ  開口部，３９ｂ  開口部，３９ｃ  拡開部，３９ｄ  丸み部（アール部），３９ｅ  テーパ穴，３９ｆ  破断部，３９ｇ  せん断部，３９ｈ  バリ，４０  矢線，４１  ポンチ，４１ａ  ポンチ部，４１ｂ  テーパ部，４２  ダイ，４２ａ  ダイ穴，Ｌ１  第１の仮想線，Ｌ２  第２の仮想線，Ｐ１  穴ピッチ，Ｄｆ  破断部の直径，Ｄｇ  せん断部の直径
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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