JP2007535429A - 細長フィルタアセンブリ - Google Patents

Abstract

インクフィルタアセンブリはインクの流れを細長チャンバへ導くように構成された流入チャネル（１２２、１２４）と、インクの流れを細長チャンバからインクノズルアセンブリへと導くように構成された流出チャネル（１２６、１２８）とを含む。細長チャンバは流入チャネルから該流出チャネルへ延び、膜は、細長チャンバの上部セクション（１０５）と該細長チャンバの下部セクション（１１０）との間において浸透分離帯を提供する。その膜は、細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられ、インクの流れが膜を通過する。

Description

（関連出願の参照）
本出願は、「Ｅｌｏｎｇａｔｅｄ Ｆｉｌｔｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ」と題された、係属中の米国特許出願番第１０／８３６，４５６号（２００４年４月３０日出願）の優先権を主張する。

（背景）
以下の記載はフィルタアセンブリに関する。

インクジェットプリンタは通常、インク供給部から、液滴が排出されるノズル開口部を含むインクノズルアセンブリへのインク経路を含む。液滴の排出は、アクチュエータを用いてインク経路におけるインクを加圧することによって制御され得、そのアクチュエータは、例えば、圧電偏向器（ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）、サーマルバブルジェット（登録商標）発生器、または静電気的に偏向された要素などであり得る。通常のプリントヘッドは、インク経路に対応するノズル開口部および関連するアクチュエータを有するインク経路のアレイを有し、それぞれのノズル開口部からの液滴の排出は、独立して制御され得る。いわゆる「ドロップオンデマンド（ｄｒｏｐ−ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ）」プリントヘッドにおいて、それぞれのアクチュエータは、プリントヘッドおよびプリント媒体が互いに関連して移動する場合に、イメージの特定のピクセル位置において液滴を選択的に排出するように発射される。高性能のプリントヘッドにおいて、通常、ノズルの開口部は直径５０ミクロン以下（例えば２５ミクロン）であり、ノズル／インチ１００〜３００のピッチにて分離されており、１００〜３０００ｄｐｉ以上の解像度を有し、約１〜７０ピコリットル（ｐｌ）以下の液滴サイズを提供する。液滴の排出の周波数は通常、１０ｋＨｚ以上である。

プリントヘッドは半導体プリントヘッド本体および圧電アクチュエータを含み得、例えばそのようなプリントヘッドは、Ｈｏｉｓｉｎｇｔｏｎらの特許文献１に記載されている。プリントヘッド本体はシリコンからなり得、インクチャンバを規定するようにエッチングされる。ノズルの開口部は、シリコン本体に取り付けられる別個のノズルプレートによって規定され得る。圧電アクチュエータは、印加電圧に応答して、形状を変化、または屈曲させる圧電材料の層を有し得る。圧電層の屈曲は、インク経路に沿って配置されるポンピングチャンバにおいて、インクを加圧する。

プリント精度は、単一のプリントヘッド内およびプリンタ内の複数のプリントヘッドのノズルによって排出される液滴のサイズ、速さ、および均一性を含む複数の要因に影響され得る。次いで、液滴のサイズおよび液滴の速さの均一性は、インク経路の寸法的な均一性、音響干渉効果、インク流路における汚染、およびアクチュエータの作動の均一性などの要因に影響される。インクの流れにおける汚染は、そのインク流路において一つ以上のフィルタの使用で低減され得る。典型的には、インク貯蔵容器が着脱可能であるか、あるいは貯蔵容器内またはその貯蔵容器に含まれる場合、フィルタは、インクチャンバの上流で、そのインク貯蔵容器およびプリントヘッドの境界面に含まれる。

一部の用途において、インクはインク源からプリントヘッドへ循環し、そのインク源へ戻って再循環され、例えば、そのインクが固まらないようにする、および／または、例えば、加熱インク源を用いることによって、インクを周囲温度よりも高い所定の温度に維持する。
米国特許第５，２６５，３１５号明細書

以下の記載はフィルタアセンブリに関する。一般に、一局面において、本発明は、インクの流れを細長チャンバへ導くように構成された流入チャネルと、インクの流れを細長チャンバからインクノズルアセンブリへと導くように構成された流出チャネルを含むインクフィルタアセンブリを特徴とする。そのインクフィルタアセンブリは、流入チャネルから該流出チャネルへ延びる細長チャンバと、細長チャンバの上部セクションと該細長チャンバの下部セクションとの間において浸透分離帯を提供する膜とをさらに含む。その膜は、細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられ、インクの流れが膜を通過する。

本発明の実施形態は以下の記載の一つ以上を含み得る。インクフィルタアセンブリは、第２の流入チャネル、第２の流出チャネル、および第２の細長チャンバをさらに含み得る。第２の流入チャネルはインクの第２の流れを第２の細長チャンバに導くように構成される。第２の流出チャネルは、インクの第２の流れを、第２の細長チャンバをインクノズルアセンブリへ導くように構成される。第２の細長チャンバは、第２の流入チャネルから第２の流出チャネルへ延びる。第２の膜は、第２の細長チャンバの上部セクションと第２の細長チャンバの下部セクションとの間において浸透分離帯を提供する。第２の膜は、第２の細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられ、インクの第２の流れが第２の膜を通過する。第２の膜は、上述にて参照された膜と同様の膜であり得る。

一般に、別の局面において、本発明は、上部部分、下部部分、および膜を含むインクフィルタアセンブリを特徴とする。上部部分は、インクの流れを細長チャンバに導くように構成された流入チャネルと、流入チャネルから流出チャネルへ延びる細長チャンバの上部セクションとを含む。下部部分は、インクの流れを細長チャンバから受け取り、インクの流れをインクノズルアセンブリへ導くように構成された流出チャネルと、流入チャネルから流出チャネルへ延びる該細長チャンバの下部セクションとを含む。膜は、アセンブリの上部部分と下部部分との間において配置され、細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられる。その膜は、細長チャンバの上部セクションと細長チャンバの下部セクションとの間において浸透分離帯を提供し、インクの流れが膜を通過する。

本発明の実施形態は、以下の記載の一つ以上を含み得る。膜は、インクの流れに存在する所定のサイズの粒子を細長チャンバの上部セクションから細長チャンバの下部セクションへ通過しないようにするように構成される。膜の例は、所定のサイズの複数の開口部を含む、ポリイミドフィルム、電鋳された金属基板フィルム、化学エッチングされた金属基板フィルム、またはスクリーンメッシュフィルムを備える。上部部分が、第２のインクの流れを第２の細長チャンバへ導くように構成される第２の流入チャネルと、第２の流入チャネルから第２の流出チャネルへ延びる第２の細長チャンバの上部セクションとをさらに含む。下部部分が、第２の細長チャンバから第２のインクの流れを受け取り、第２のインクの流れをインクノズルアセンブリに導くように構成された第２の流出チャネルと、第２の流入チャネルから第２の流出チャネルへ延びる第２の細長チャンバの下部セクションとをさらに含む。膜は、第２の細長チャンバの上部セクションと下部セクションとの間における浸透分離帯を提供し、第２の細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられる。第２のインクの流れは膜を通過する。膜は、インクの流れに存在する所定のサイズの粒子を細長チャンバの上部セクションから細長チャンバの下部セクションへ通過しないようにし、第２のインクの流れに存在する所定のサイズの粒子を第２の細長チャンバの上部セクションから第２の細長チャンバの下部セクションへ通過しないように構成される。

別の実施形態において、上部部分が、第２のインクの流れを前記アセンブリから外へ導くように構成された第２の流出チャネルと、第２の流出チャネルから第２の流入チャネルへ延びる第２の細長チャンバの上部セクションとをさらに含む。下部部分が、第２の流れをインクノズルアセンブリから受け取り、第２のインクの流れを第２の細長チャンバへ導くように構成された第２の流入チャネルと、第２の流出チャネルから第２の流入チャネルへ延びる第２の細長チャンバの下部セクションとをさらに含む。膜は、第２の細長チャンバの上部セクションと下部セクションとの間における浸透分離帯を提供し、細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられ、第２のインクの流れは膜を通過する。

膜は、細長チャンバの前記上部セクションと前記下部セクションとを分離する第１のセグメントと、第２の細長チャンバの前記上部セクションと前記下部セクションとを分離する第２のセグメントとを含み得る。第１のセグメントは、インクの流れに存在する所定のサイズの粒子を細長チャンバの上部セクションから細長チャンバの下部セクションへ通過しないようにし、第２のセグメントは、第２のインクの流れに存在する第２の所定のサイズの粒子を第２の細長チャンバの上部セクションから第２の細長チャンバの下部セクションへ通過しないようにする。

上部部分の流入チャネルが、下部部分の第２の流入チャネルと一直線に並び、膜は、流入チャネルと第２の流入チャネルとの間において不浸透分離帯を提供し得る。上部部分の第２の流出チャネルが、下部部分の流出チャネルと一直線に並び、膜は、第２の流出チャネル該流出チャネルとの間において不浸透分離帯を提供し得る。

本発明は、以下の利点の一つ以上を実現するようにインプリメントされ得る。細長フィルタアセンブリは細長フィルタ表面を提供し、それにより、特にプリントヘッドの高い流れレート（ｆｌｏｗ ｒａｔｅ）において、フィルタ全体にわたる圧力低下を低減する。より大きな圧力低下（避けられる）はプリントヘッドの性能に対して有害であり得る。フィルタ全体にわたる圧力が低いと、例えば、フィルタの下流にあるインクノズルアセンブリに配置されるノズルにおいて、インクの流れにガスが入る可能性を低減する。細長フィルタ表面は、例えば、フィルタによって捕えられた汚染物質の蓄積などにより通過できなくなる可能性は低い。なぜならば、フィルタを収容する細長チャンバに出入りするインクの流れの断面と比較して、表面領域のサイズが大きいからである。

一つ以上のインプリメンテーションの詳細は、添付の図面および以下の記載において説明される。他の特徴および利点は、以下の記載および図面、ならびに請求の範囲から明らかになり得る。

これらおよび他の局面は、以下の図面を参照し、詳細に記載される。様々な図面における同様の参照記号は同様の要素を示す。

ここで記載されるシステムおよび技術はインクフィルタアセンブリに関する。図１は上部部分１０５、下部部分１１０、その上部部分１０５と下部部分１１０との間に配置された薄膜１１５を含むインクフィルタアセンブリ１００を示す。フィルタアセンブリ１００は、図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、プリントヘッド１２０上に搭載され得る。プリントヘッド１２０は、例えば、「Ｐｒｉｎｔ Ｈｅａｄ ｗｉｔｈ Ｔｈｉｎ Ｍｅｍｂｒａｎｅ」と題された、米国仮特許出願第６０／５１０，４５９号明細書（２００３年１０月１０日出願）に記載されている半導体プリントヘッド本体などのように、インクノズルアセンブリから液滴を排出するために、プリントヘッド本体を収容するように構成される。

上部部分１０５および下部部分１１０のそれぞれは、少なくとも一つのインクチャネルを含む。図１に示される実施形態において、上部部分１０５において二つのインクチャネル１２２、１２４があり、下部部分１１０において二つのインクチャネル１２６、１２８がある。インクチャネルは流入チャネルまたは流出チャネルとして機能し得るが、インクの流れの方向、および、そのインクがフィルタアセンブリ１００と流体連絡するインクノズルアセンブリを介して再循環するかどうかに依存する。

図３は、下部部分１１０の平面図および上部部分１０５の傾いた側面図を示し、上部部分１０５と下部部分１１０との間の関係を示す。例示目的のため、膜１１５は示されていない。上部部分１０５および下部部分１１０は図１に示されたように組み立てられ、内部細長チャンバは、インクチャネルのそれぞれの対に対して、部分１０５、１１０の間において形成される（対は上部部分におけるインクチャネルと下部部分における対応のインクチャネルである）。すなわち、図１および図３において示された実施形態においては二つの対のインクチャネルが存在し、従って、組み立てられた場合、上部部分１０５と下部部分１１０との間に形成される二つの内部細長チャンバが存在する。一実施形態において、細長チャンバは約４ｍｍの幅および約５０ｍｍの長さである。

図３を参照すると、第１の細長チャンバ１３０の上部セクションはフィルタアセンブリ１００の上部部分１０５に形成され、フィルタアセンブリ１００の下部部分１１０に形成された第１の細長チャンバ１３５の下部セクションに対応する。第１の細長チャンバ１３０〜１３５は、上部部分１０５に形成されたインクチャネル１２４と、下部部分１１０の反対側の端部上に形成された対応するインクチャネル１２６との間において流れるインクに対する第１のインク経路を形成する。

同様に、第２の細長チャンバ１４０の上部セクションは上部部分１０５に形成され、下部部分１１０に形成された第２の細長チャンバ１４５の下部セクションに対応する。第２の細長チャンバ１４０〜１４５は、上部部分１０５に形成されたインクチャネル１２２と、下部部分１１０の反対側の端部上に形成された対応するインクチャネル１２８との間において流れるインクに対する第２のインク経路を形成する。

フィルタアセンブリ１００内に形成された細長チャンバの上部セクションと下部セクションとの間における浸透分離帯を提供する膜は、インクが細長チャンバの一端から他の端へと流れる場合にそのインクをフィルタリングすることができる。例えば、膜１１５は、図１に示されるように、フィルタアセンブリ１００の上部部分１０５と下部部分１１０との間において配置され得、それにより、下部セクション１３５から第１の細長チャンバの上部セクション１３０を分離し、下部セクション１４５から、第２の細長チャンバの上部セクション１４０を分離する。あるいは、別個の膜が、細長チャンバのそれぞれを分離するために用いられ得る。

細長フィルタ、すなわち細長チャンバの上部セクションと下部セクションとの間の浸透分離帯は、例えば、インク源の流出部においてなど、インクの流れに対して垂直の構成において配置されたフィルタなどと比較して、比較的大きい表面積を有する。表面積が大きいと、フィルタ全体にわたる圧力低下は、比較的小さくなる。フィルタ全体にわたる圧力低下を低減することによって、フィルタの下流にあるインクノズルアセンブリ内のノズルに、ガスが取り込まれる可能性が低くなる。ノズル内、それゆえ、インク内のガスを減少させることは印刷品質を改善する。取り込まれたガスは気泡を生成し、その結果、ノズルから噴出が貧弱あるいは皆無になる。細長フィルタ全体にわたる圧力低下を低減することは重要である。なぜならば、プリントヘッド内部圧力の制御もまた、プリントヘッドの性能に対して重要であるからである。インクの流れ速度は、印刷密度および印刷速度とともに変化するがために、細長フィルタは、あらゆる動作における流れ速度の変化を通して、プリントヘッドの内部圧力に与える影響は無視できるほどであることが好ましい。さらに、表面積が大きいと、粒子（すなわち汚染物質）のフィルタリング改善が提供される。それは、インクに取り込まれる粒子が印刷品質に対して有害であり得るからである。

インクが細長チャンバの長さを流れると、そのインクは膜を介してフィルタリングされ、それにより、インクの流れから汚染物質を取り除く。汚染物質は、インクノズルアセンブリの上流におけるインクの流れから取り除かれない場合、インクノズル開口部をブロックし得、インクの流れを緩慢にし得、およびプリント品質を低下させ得る。膜は多数の開口部を含む。これら開口部は、インク流れを不必要に制限することはないものの、インク流れから、少なくとも所定のサイズの汚染物質が除去されるようなサイズにされている。一実施形態において、膜はポリイミドフィルムから形成され得、開口部は、インクをフィルタリングするために用いられる少なくとも複数の領域においてポリイミドフィルムにレーザーカットされ得る（すなわち、上部部分と下部部分とのエッジ間の領域などの、インク経路内ではないフィルムの領域は開口部を含み得ない）。

図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、プリントヘッド筺体１２０が示される。図４Ａは、フィルタアセンブリ１００の下部部分１１０と結合するプリントヘッド筺体１２０の表面１５０の平面図を示す。インクチャネル１５５に対する開口部はフィルタアセンブリ１００の下部部分１１０において形成されたインクチャネル１２６と一直線に並び、第２のインクチャネル１６０に対する第２の開口部は、下部部分１１０において形成されたインクチャネル１２８と一直線に並ぶ。図４Ｂはプリントヘッド筺体１２０の反対側表面１５２の平面図を示す。開口部１６５は、インク液滴を注入するインクノズルアセンブリを含む、例えば半導体プリントヘッドなどのプリントヘッドアセンブリを収容するように構成される。インクチャネル１５５および１６０は、開口部１６５のいずれかの側に形成されたチャネル１７０および１７２において終端する。線Ａ〜Ａに沿ったプリントヘッド筺体１２０の断面図が図４Ｃに示され、プリントヘッドアセンブリ１２０の長さに沿って形成されたチャネル１７０および１７２を例示する。インクは経路１７１に沿って流れ、開口部１６５内に搭載され得るプリントヘッドユニット（図示されず）内において、チャネル１７０および１７２から、インクノズルアセンブリに向かって、およびその中へと示される。

フィルタアセンブリ１００の上部部分１０５および下部部分１１０は、接着剤またはねじなどの任意の従来の手段を用いて、結合され得る。膜１１５が構成される方法に依存して、上部部分１０５は膜１１５に接着され得、膜１１５は下部部分１１０に接着され得、それにより、膜１１５を介して、上部部分１０５および下部部分１１０を結合させる。図３に示されるピン１１８および開口部１１９などの、位置決めピンおよび対応の開口部は、下部部分１１０に関連して上部部分１０５を配置させ、例えば、接着剤が固まる間、その位置を維持するために用いられ得る。接着剤はフィルタアセンブリ１００において用いられるインクに適合するように選択されるべきである。例えば、所定の紫外線インクは紫外線光への露出にて固くなり、非常に腐食性があり得る。そのようなインクに抵抗力のある所定のエポキシ形成が存在するが、適切なエポキシが用いられない場合、インクは接着剤を腐食させ得、フィルタアセンブリ１００は壊れ得る。

フィルタアセンブリ１００の下部部分１１０は、接着剤またはねじなどの任意の従来の手段を用いてプリントヘッド筺体１２０内に搭載され得る。一実施形態において、図２Ａ、図２Ｂ、および図４Ａに示されるように、下部部分１１０は、下部部分１１０と結合するプリントヘッド筺体１２０の表面１５０において形成された対応の凹所１５８、１５９内に適合されるようにサイズ調整されたインクチャネル１２６、１２８を含み得る。接着剤はインクチャネル１２６、１２８を凹所１５８、１５９に固定するために用いられ得、それにより、下部部分１１０をプリントヘッド筺体１２０に結合させ、シールを提供し、下部部分１１０とプリントヘッド筺体１２０との間におけるインクの通過における漏れを防ぐ。上述したように、フィルタアセンブリ１００において用いられるインクに適合する適切な接着剤が選択されるべきである。

二つの対のインクチャネルを含む図１〜図３に示された実施形態において、少なくとも二つのインクの流れのパターンが存在する。第１のインクの流れのパターンにおいて、上部部分１０５において形成されたインクチャネル１２２、１２４の両方はインク流入部として動作し、下部部分１１０において形成されたインクチャネル１２６、１２８の両方はインク流出部として動作する。第２のインクの流れのパターンにおいて、上部部分１０５における一つのインクチャネル１２４および下部部分１１０における一つのインクチャネル１２８はインク流入部として動作し、一方で、上部部分１０５における残りのインクチャネル１２２および下部部分１１０におけるインクチャネル１２６はインク流出部として動作する。第２のインクの流れのパターンは再循環スキームであり得る。

図５Ａ〜図５Ｂを参照すると、第１のインクの流れのパターンは、図５Ａにおける組み立てられた上部部分１０５および下部部分１１０の側面図、ならびに、図５Ｂにおけるフィルタアセンブリ１００およびプリントヘッド筺体１２０の分解された上部部分１０５および下部部分１１０の図を参照して表される。フィルタアセンブリ１１０の上部部分１０５への二つのインクの流れが存在し、第１のインクの流れ５０５は左側に示されるインクチャネル１２２を介して入り、第２のインクの流れ５１０は右側に示されるインクチャネル１２４を介して入り、図５Ａおよび図５Ｂを参照して、個々に、左の流入チャネル１２２および右の流入チャネル１２４と呼ばれる。インクの流れはインク源５０７にて開始される。あるいは、第１のインクの流れ５０５に対するインクは、第１のインク源において開始され得、第２のインクの流れ５１０に対するインクは、異なる第２のインク源において開始され得る。

下部部分１１０の外への二つの対応するインクの流れが存在する。第１のインクの流れ５０５は、右側に示される、インクチャネル１２８を介して下部部分１１０から外に出、第２のインクの流れ５１０は、左側に示される、インクチャネル１２６を介して外に出、図５Ａおよび図５Ｂを参照して、個々に、左の流出チャネル１２６および右の流出チャネル１２８と呼ばれる。

第１のインクの流れ５０５を参照すると、インクは、インク源５０７から左の流入チャネル１２２へ入る。そのインクは左の流入チャネル１２２を介して流れ、第２の細長チャンバの上部セクション１４０に入る。膜（図示されず）は、第２の細長チャンバの上部セクション１４０と下部セクション１４５との間において浸透分離帯を提供し、インクが第２の細長チャンバの長さに沿って左から右へ流れると、そのインクをフィルタリングする。インクの流れ５０５は、第２の細長チャンバの上部セクション１４０における経路として示されるが、しかしながら、インクが膜を介してフィルタリングされると、経路は図示されていなくても、インクはまた、第２の細長チャンバの下部セクション１４５に沿って流れることは理解されるべきである。いったんインクが第２の細長チャンバの端に達すると、そのインクは右の流出チャネル１２８を介して流れ、フィルタアセンブリ１００の下部部分１１０から外に出る。

インクの流れがプリントヘッド筺体１２０内のインクチャネル１６０に入る。それは、図５Ｂを参照し、プリントヘッドの右の流入チャネル１６０と呼ばれる。インクは、プリントヘッド筺体１２０の下表面に形成されたチャネル１７０および１７２の長さに沿って、プリントヘッドの右の流入チャネル１６０から流れる。チャネル１７０および１７２は、プリントヘッドアセンブリ（図示されず）の一部を形成するインクノズルアセンブリと流体連絡し、そのインクはチャネル１７０および１７２からインクノズルアセンブリに流れ、プリントの基板上に排出される。

第２のインクの流れ５１０を参照すると、同様であるが反対の経路が、第１のインクの流れ５０５と同様に、フィルタアセンブリ１００およびプリントヘッド筺体１２０を介してとられる。インクはインク源５０７から、あるいは、第２のインク源（図示されず）から右の流入チャネル１２４に入る。インクは右の流入チャネル１２４を介して流れ、第１の細長チャンバの上部セクション１３０に入る。膜（図示されず）は、第１の細長チャンバの上部セクション１３０と下部セクション１３５との間において浸透分離帯を提供し、そのインクが第１の細長チャンバの長さに沿って右から左に流れると、そのインクをフィルタリングする。そのインクの流れ５１０は、第１の細長チャンバの上部セクション１３０における経路として示されるが、しかしながら、インクが膜を介してフィルタリングされ、経路が図示されていなくても、インクはまた、第１の細長チャンバの下部セクション１３５に沿って流れることは理解されるべきである。

いったんインクが第１の細長チャンバの端に達すると、インクは左の流出チャネル１２６を介して流れ、フィルタアセンブリ１００の下部１１０から外に出る。インクの流れ５１０はプリントヘッド筺体１２０内のインクチャネル１５５に入り、図５Ｂを参照して、プリントヘッドの左の流入チャネル１５５と呼ばれる。インクは、プリントヘッド筺体１２０の下表面において形成されるチャネル１７０および１７２に沿って、プリントヘッドの左の流入チャネル１５５から流れる。

インクの流れはインクノズルアセンブリからのインクの排出によって生成される。例えば、一実施形態において、プリントヘッドは半導体プリントヘッド本体および圧電アクチュエータを含み得、インク経路に沿って配置されたポンピングチャンバにおいてインクを加圧する。多くのノズルがインクを排出するほどインクの流れは増加する。プリントヘッド内の流れを変化させることによって圧力変化を最小にすることは重要である。なぜならば、ゼロの流れ（すなわち、ノズルがインクを排出しない）から完全な流れ（すなわち全てのノズルがインクを排出する）へ、各ノズルチャネルに対して、流入部における圧力変化が存在しないことが好ましいからである。インクの流れは、例えば、プリントヘッドおよびフィルタアセンブリ１００を介して、インク充填、パージ、フラッシング、クリーニング、または再循環のために、外部ポンプの使用によって生成され得る。

図５Ａおよび図５Ｂは、二つの流入インクの流れ５０５、５１０を用いて構成されたフィルタアセンブリ１００を示し、その両方は、インクノズルアセンブリと流体連絡するプリントヘッド筺体１２０へと導かれる。その構成は、インクを再循環させず、いったんインクがフィルタアセンブリ１００およびインクノズルアセンブリに入ると、インクは、インクジェットプリント処理の間に排出されるまで、そこに留まる。この構成は、インクの温度が周囲温度と同じであり得る場合の所定の応用においては適切である。あるいは、フィルタアセンブリ１００、プリントヘッド筺体１２０、およびインクノズルアセンブリを含むプリントヘッドユニットは、周囲温度よりも高い温度にてインクを維持するために熱せされ得るが、通常は周囲温度おりも２，３度高いだけである。他の応用において、インクは固まらないように動かされ続ける必要があり、および／または周囲温度よりも相当高い温度にて維持される必要がある。そのような応用において、再循環スキームはさらに適切であり得る。

図６Ａおよび図６Ｂは、インク源６０７からフィルタアセンブリ１００に入り、プリントヘッド筺体１２０へと外に出、インクノズルアセンブリと流体連絡する、一つのインクの流れ６０５を用いて構成されるフィルタアセンブリ１００を示す。インクはプリントヘッド筺体１２０を介して流れ、ここで、インクの一部がインクノズルアセンブリによって消費される（すなわち、インクジェットプリント処理の間に使用される）。残りのインクはプリントヘッド筺体１２０を介して流れ、フィルタアセンブリ１００に戻り、最後に、フィルタアセンブリ１００から外に出、インク源６０７に戻る。

図６Ｂを参照すると、インクの流れ６０５は、上部部分１０５において形成されたインクチャネル１２４を介してインク源６０７からフィルタアセンブリ１００に入る。そのインクはインクチャネル１２４を介して第１の細長チャンバの上部セクション１３０へと流れる。インクが第１の細長チャンバの右から左へ流れると、そのインクは第１の細長チャンバの上部セクション１３０と下部セクション１３５との間における浸透分離帯を提供する膜（図示されず）を介してフィルタリングされる。インクの流れ６０５は第１の細長チャンバの上部セクション１３０における経路として示されるが、経路が図示されなくても、第１の細長チャンバの下部セクション１３５に沿ってインクは流れることは理解されるべきである。

いったんインクが第１の細長チャンバの端に達すると、インクはインクチャネル１２６を介して流れ、フィルタアセンブリ１００の下部部分１１０から外に出る。インクの流れ６０５はプリントヘッド筺体１２０内のインクチャネル１５５に入り、プリントヘッド筺体１２０の下表面に形成されるチャネル１７０および１７２に沿ってインクチャネル１５５から流れる。インクの流れ６０５の一部は、プリントヘッド筺体１２０内に収容されるプリントヘッドユニットに入り、インクノズルアセンブリによって消費される。残りのインクはチャネル１７０、１７２からインクチャネル１６０へ、およびインクチャネル１６０内へと流れる。

インクの流れ６０５は、プリントヘッド筺体１２０から外に出、インクチャネル１２８を介してフィルタアセンブリ１００の下部部分１１０から入る。インクは、インクチャネル１２８から、第２の細長チャンバの下部セクション１４５へと流れる。インクの流れ６０５が第２の細長チャンバの長さに沿って右から左へと移動すると、インクは、第２の細長チャンバの上部セクション１４０と下部セクション１４５との間における浸透分離帯を提供する膜（図示されず）によってフィルタリングされ得る。あるいは、インクがフィルタアセンブリ１００を離れるときに、インクの流れ６０５をフィルタリングすることが必要とされ得ない、または所望され得ない場合には、第２の細長チャンバの上部セクション１４０および下部セクション１４５を分離させる膜がなくてもよい。インクの流れ６０５は上部部分１０５において形成されたインクチャネル１２２を介してフィルタアセンブリ１００から外に出、インク源６０７へ戻る。

別の実施形態において、単一の膜が第１の細長チャンバと第２の細長チャンバとの両方の上部セクションおよび下部セクションを分離するために用いられ、第１の細長チャンバの上部セクション１３０および下部セクション１３５を分離する膜の領域に提供された開口部は、第２の細長チャンバの上部セクション１４０および下部セクション１４５を分離する膜の領域に提供された開口部とは異なるサイズであり得る。従って、インクの流れ６０５は、プリントヘッド筺体１２０へのルートの間に、ある度合いにてフィルタリングされ得、インク源６０７へ戻るルートの間に、第２の度合いにてフィルタリングされ得るか、またはフィルタリングされ得ない（例えば、より低い度合い）。

図３、図５Ａ、図６Ａおよび図６Ｂに示される実施形態において、上部部分１０５において形成されたインクチャネル１２２および１２４は下部部分１１０において形成されたインクチャネル１２６および１２８と一直線に並ぶ。上部部分におけるインクチャネルを介して下部部分におけるインクチャネルへ直接導く（または、その逆）よりもむしろ、細長チャンバの長さに沿ってインクの流れを導くために、不浸透分離帯は、上部部分１０５において形成されたインクチャネル１２２、１２４のそれぞれを、下部部分１１０において形成された対応のインクチャネル１２６、１２８から分離するように配置される。一実施形態において、細長チャンバの上部セクションと下部セクションとの間における浸透分離帯を提供する膜は、インクチャネルのそれぞれの対の間における不浸透分離帯を形成し得る。例えば、膜が、一部の領域において浸透性を提供するために、フィルムにおいてレーザーカットされた開口部を有するポリイミドフィルムである場合、その膜の他の領域は、カットされないままであり得、それゆえ不浸透であり、インクチャネルの対を分離する。あるいは、フィルタアセンブリ１００の上部部分１０５および下部部分１１０において形成されたインクチャネルは、それらが一直線に並ばないように構成され得、それにより、不浸透分離帯がそれらの間に配置される必要性がなくなる。

図１、図３、図５Ａ〜図５Ｂ、および図６Ａ〜図６Ｂに示されるフィルタアセンブリの実施形態は二つの細長チャンバを含む。しかしながら、上述したように、フィルムアセンブリは単一の細長チャンバまたは二つ以上の細長チャンバを含み得る。

細長チャンバの上部セクションと下部セクションとの間における不浸透分離帯を形成する膜は、任意の従来の方法において形成され得る。一実施形態において、上記したように、膜は、浸透性を提供するために、例えば、レーザーカットによってポリイミドフィルムをカットした開口部を有するポリイミドフィルムから形成される。例えば、ＤｕＰｏｎｔ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ Ｏｈｉｏから入手可能であるＫａｐｔｏｎ（登録商標）などのポリイミドフィルムが用いられ得、一実施形態において、５０パーセント開口するまでカットされ得る。開口部は、例えば、約１０ミクロン〜約７５ミクロンの直径を有し得る。開口部のサイズは、インクノズルアセンブリにおいて含まれるノズルのサイズに依存する。好ましくは、開口部はノズルの直径よりも短く、インク内の汚染物質によってノズルをブロックしてしまわないようにする。別の実施形態において、膜は、例えば、フィルタリングされ、ニッケルまたはニッケル合金を用いて、電鋳によって形成されることが意図される領域において穿孔された薄い金属の基板であり得る。電鋳は、写真画像（ｐｈｏｔｏ ｉｍａｇｅｄ）パターンおよび続く追加の選択的なメッキ加工を用いてなされ得、開口部を有する所定の形を形成する。

別の実施形態において、膜は、例えば、ステンレス鋼、フェライトステンレス鋼またはフェライト合金などの薄い金属の基板であり得、開口部は化学エッチング処理を用いて金属の基板にエッチングされる。さらに別の実施形態において、膜は、例えば、２０パーセント開口したスクリーンメッシュのステンレス鋼であり得る。しかしながら、膜が不浸透である必要がある領域において、例えば、上部部分におけるインクチャネルを下部部分におけるインクチャネルから分離する領域において、スクリーンメッシュはインクの浸透を防ぐためにブロックされる必要がある。一実施形態において、ダイカット（ｄｉｅ ｃｕｔ）されたＢステージエポキシ接着フィルムは、フィルムアセンブリ１００の上部部分１０５および下部部分１１０を結合するために用いられる。接着フィルムはダイカットされ、インクの流れが存在し得る領域が取り除かれる。従って、例えば、上部部分１０５において形成されたインクチャネルを下部部分１１０において形成されたインクチャネルから分離する領域においてなど、インクの流れが所望されない場所においては、フィルムはバリアとして機能し得る。接着フィルムは、フィルタのそれぞれの側において使用され得、フィルタを上部部分１０５および下部部分１１０の両方に接着する。

フィルタアセンブリおよびプリントヘッド筺体は任意の適切な材料から形成され得る。液晶ポリマーは、適切な耐化学性を、フィルタアセンブリを介したインクの流れに提供し、低い熱膨張係数を有する。理想的には、フィルタアセンブリおよびプリントヘッド筺体におけるそれぞれの構成要素に対する熱膨張係数は一致し、熱膨張属性が異なることによる調整不良（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を防ぐ。上述したように、膜は、例えば、フィルタアセンブリの上部部分および下部部分の両方に接着する膜の両側に与えられたＢステージエポキシフィルムを用いて、フィルムアセンブリに接着され得る。

明細書および請求の範囲全体に亘る「上（ｕｐｐｅｒ）」および「下（ｌｏｗｅｒ）」などの用語の使用は、例示の目的のためのみであり、細長フィルタアセンブリの様々な構成要素間を区別する。「上」および「下」の使用は、アセンブリの特定の方向を意味しない。例えば、細長チャンバの上部セクションは、細長チャンバの下部セクションの上（ａｂｏｖｅ）、下（ｂｅｌｏｗ）、または側面の方向であり得、逆もまた然りであり、その細長フィルタアセンブリが、水平で仰向け、水平でうつ伏せ、または垂直に配置されるかどうかに依存する。

２，３の実施形態のみが上で詳述されたが、他の修正もまた可能である。他の実施形態もまた請求の範囲内であり得る。

フィルタアセンブリの側面図である。 図２Ａはプリントヘッド筺体に搭載されたフィルタアセンブリの側面図である。図２Ｂは図２Ａのフィルタアセンブリおよびプリントヘッド筺体の立体分解図である。 図１のフィルタアセンブリの内部領域を示す。 図４Ａはプリントヘッド筺体の上面の平面図である。図４Ｂは図４Ａのプリントヘッド筺体の下面の平面図である。図４Ｃは図４Ｂのプリントヘッドの線Ａ〜Ａに沿った断面図である。 図５Ａは二つのインク流路を示すフィルタアセンブリの側面図である。図５Ｂは二つのインク流路を示すフィルタアセンブリおよびプリントヘッド筺体の立体分解図である。 図６Ａは再循環インク流路を示すフィルタアセンブリの側面図である。図６Ｂは再循環インク流路を示すフィルタアセンブリおよびプリントヘッド筺体の立体分解図である。

Claims (14)

1. インクの流れを細長チャンバへ導くように構成された流入チャネルと、
   該インクの流れを細長チャンバからインクノズルアセンブリへと導くように構成された流出チャネルと、
   該流入チャネルから該流出チャネルへ延びる細長チャンバと、
   該細長チャンバの上部セクションと該細長チャンバの下部セクションとの間において浸透分離帯を提供する膜であって、該膜は、該細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられ、該インクの流れが該膜を通過する、膜と
   を備える、インクフィルタアセンブリ。
2. インクの第２の流れを第２の細長チャンバに導くように構成された第２の流入チャネルと、
   該インクの第２の流れを、該第２の細長チャンバを前記インクノズルアセンブリへ導くように構成された第２の流出チャネルと、
   該第２の流入チャネルから該第２の流出チャネルへ延びる第２の細長チャンバと、
   該第２の細長チャンバの上部セクションと該第２の細長チャンバの下部セクションとの間において浸透分離帯を提供する第２の膜であって、該第２の膜は、該第２の細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられ、該インクの第２の流れが該第２の膜を通過する、第２の膜と
   をさらに備える、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 単一の膜が前記膜および前記第２の膜を備える、請求項２に記載のアセンブリ。
4. インクの流れを細長チャンバに導くように構成された流入チャネルと、
   該流入チャネルから流出チャネルへ延びる細長チャンバの上部セクションと
   を含む上部部分と、
   インクの流れを該細長チャンバから受け取り、該インクの流れをインクノズルアセンブリへ導くように構成された流出チャネルと、
   該流入チャネルから該流出チャネルへ延びる該細長チャンバの下部セクションと
   を含む下部部分と、
   該アセンブリの該上部部分と該下部部分との間において配置され、該細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられた膜であって、該膜は、該細長チャンバの上部セクションと該細長チャンバの下部セクションとの間において浸透分離帯を提供し、該インクの流れが該膜を通過する、膜と
   を備える、インクフィルタアセンブリ。
5. 前記膜は、前記インクの流れに存在する所定のサイズの粒子を前記細長チャンバの上部セクションから該細長チャンバの下部セクションへ通過しないようにするように構成される、請求項４に記載のアセンブリ。
6. 前記膜は、所定のサイズの複数の開口部を含むポリイミドフィルムを備える、請求項５に記載のアセンブリ。
7. 前記膜は、所定のサイズの複数の開口部を含む電鋳された金属基板フィルムを備える、請求項５に記載のアセンブリ。
8. 前記膜は、所定のサイズの複数の開口部を含む化学エッチングされた金属基板フィルムを備える、請求項５に記載のアセンブリ。
9. 前記膜は、所定のサイズの複数の開口部を含むスクリーンメッシュフィルムを備える、請求項５に記載のアセンブリ。
10. 前記上部部分が、
    第２のインクの流れを第２の細長チャンバへ導くように構成される第２の流入チャネルと、
    第２の流入チャネルから第２の流出チャネルへ延びる第２の細長チャンバの上部セクションと
    をさらに含み、
    前記下部部分が、
    該第２の細長チャンバから該第２のインクの流れを受け取り、該第２のインクの流れをインクノズルアセンブリに導くように構成された第２の流出チャネルと、
    該第２の流入チャネルから該第２の流出チャネルへ延びる該第２の細長チャンバの下部セクションと
    をさらに含み、
    前記膜は、該第２の細長チャンバの該上部セクションと該下部セクションとの間における浸透分離帯を提供し、該第２の細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられ、該第２のインクの流れは該膜を通過する、
    請求項４に記載のアセンブリ。
11. 前記膜は、前記インクの流れに存在する所定のサイズの粒子を前記細長チャンバの上部セクションから該細長チャンバの下部セクションへ通過しないようにし、前記第２のインクの流れに存在する所定のサイズの粒子を前記第２の細長チャンバの上部セクションから前記第２の細長チャンバの下部セクションへ通過しないように構成された、請求項１０に記載のアセンブリ。
12. 前記上部部分が、
    第２のインクの流れを前記アセンブリから外へ導くように構成された第２の流出チャネルと、
    該第２の流出チャネルから第２の流入チャネルへ延びる第２の細長チャンバの上部セクションと
    をさらに含み、
    前記下部部分が、
    該第２の流れをインクノズルアセンブリから受け取り、該第２のインクの流れを該第２の細長チャンバへ導くように構成された第２の流入チャネルと、
    該第２の流出チャネルから該第２の流入チャネルへ延びる該第２の細長チャンバの下部セクションと
    をさらに含み、
    前記膜は、該第２の細長チャンバの該上部セクションと該下部セクションとの間における浸透分離帯を提供し、該細長チャンバの長手方向軸とほぼ平行に向けられ、該第２のインクの流れは該膜を通過する、
    請求項４に記載のアセンブリ。
13. 前記膜が、
    前記細長チャンバの前記上部セクションと前記下部セクションとを分離する第１のセグメントであって、該第１のセグメントは、前記インクの流れに存在する所定のサイズの粒子を該細長チャンバの該上部セクションから該細長チャンバの該下部セクションへ通過しないようにする、第１のセグメントと、
    前記第２の細長チャンバの前記上部セクションと前記下部セクションとを分離する第２のセグメントであって、該第２のセグメントは、前記第２のインクの流れに存在する第２の所定のサイズの粒子を該第２の細長チャンバの該上部セクションから該第２の細長チャンバの該下部セクションへ通過しないようにする、第２のセグメントと
    を備える、請求項１２に記載のアセンブリ。
14. 前記上部部分の前記流入チャネルが、前記下部部分の前記第２の流入チャネルと一直線に並び、前記膜は、該流入チャネルと該第２の流入チャネルとの間において不浸透分離帯を提供し、
    該上部部分の前記第２の流出チャネルが、該下部部分の前記流出チャネルと一直線に並び、該膜は、該第２の流出チャネルと該流出チャネルとの間において不浸透分離帯を提供する、請求項１２に記載のアセンブリ。

Images