液体供給部材、負圧ユニット及び液体吐出装置
【課題】液体供給部材の内壁への気泡や泡沫の付着を防止し、気泡や泡沫の排出性を向上させる。
【解決手段】液体吐出装置に液体を供給するための流路を形成する液体供給部材であって、内壁表面が所定の空間周波数で山部と谷部が繰り返す凹凸形状を有する。前記液体吐出装置に設けられるフィルタの開口径をＲ[μｍ]としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記山部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である。
【解決手段】液体吐出装置に液体を供給するための流路を形成する液体供給部材であって、内壁表面が所定の空間周波数で山部と谷部が繰り返す凹凸形状を有する。前記液体吐出装置に設けられるフィルタの開口径をＲ[μｍ]としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記山部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出部材、負圧ユニット及び液体吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置のような液体吐出を行う装置において、インクなどの液体の中に気泡が混入すると、吐出が不安定になったり吐出量が変動したりする。また、インクを貯留するタンクや、タンクに貯留されているインクを液体吐出ヘッドに供給する流路などに気泡が存在すると、液体の供給や循環がスムーズに行われなくなる。
【０００３】
近年、インクジェット記録装置は、Ａ１版やＡ０版のような大判のシートに画像や文字を記録する際にも使用されている。
【０００４】
このような大量にインクを消費するインクジェット記録装置では、メインタンクと液体吐出ヘッド（記録ヘッド）とが負圧ユニットを介して接続されている。そして、必要に応じてメインタンク内のインクが負圧ユニットを介して記録ヘッドに供給され、また、記録ヘッド内のインクが負圧ユニットに回収される。
【０００５】
負圧ユニットは、記録ヘッドに供給されるインクを一時的に貯留するバッファ機能と、記録ヘッドやチューブを通して混入した気泡や泡沫をインク（液体）と気体に分離する気液交換機能とを有する。負圧ユニットの下方の空間は、主にバッファ機能を果たすために利用され、上方の空間は気液交換機能を果たすために利用される。
【０００６】
記録ヘッド内に気体が混入するのは、所定の記録を行った後にノズル面に付着したミストやインクのリフレッシュのためにヘッド回復を行う際が多い。特にインク吸引による一連の回復工程を行うと、ノズルから空気が混入する場合があり、記録ヘッド内やチューブ（インク流路）内に空気が溜まったり、気泡となって流れたりする。
【０００７】
また、記録ヘッド内に配置された排出側のフィルタのノズル側に空気溜まりがあると、ポンプによるインク吸引動作に伴って、その空気がフィルタを通して負圧ユニット側に流入してしまう。
【０００８】
これらの気泡がインク流路内や負圧ユニット内で滞留したり、付着したりすると、インクのスムーズな流動が阻害され、回復動作時の廃インク量の増大や気液交換室での液体と気体との分離に支障が生じる原因となる。
【０００９】
特許文献１には、主インク室と副インク室を有し、副インク室内が仕切り板によって気泡溜め部分とインク貯留部分とに仕切られているインクタンクが記載されている。さらに、仕切り板には、気泡溜め部分からインク貯留部分にインクを導入するためのインク導入孔が設けられると共に、気泡溜め部分に面している表面には凹凸面が形成されている。上記構造のインクタンクでは、気泡溜め部分で発生した気泡が凹凸面で捕捉され、捕捉された気泡が結合して大きくなることにより、インク液面と分離されて排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３２６７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載されているインクタンクでは、インク導入孔付近及びタンク内壁の形状や材質が気泡の分離や排出に効果的な形状や材質とはなっていない。よって、タンク内に気泡が付着し、排出が困難になる場合がある。このためインク導入孔の下方に副インク室のインク残量を光学的に検知するための被検出部（プリズム）を配置した場合、インク導入孔付近に付着した気泡や成長した泡沫によって誤検知が発生する可能性がある。
【００１２】
本発明の目的の一つは、液体供給部材の内壁への気泡や泡沫の付着を防止し、気泡や泡沫の排出性を向上させることである。本発明の目的の他の一つは、液体吐出装置における廃インク量の増大や気体と液体の分離機構の誤動作を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の液体供給部材は、液体吐出装置に液体を供給するための流路を形成する液体供給部材であって、内壁表面が所定の空間周波数で山部と谷部（又は凸部と凹部）が繰り返す凹凸形状を有する。液体吐出装置内に配置されるフィルタの開口径をＲ[μｍ]としたとき、空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、山部（又は凸部）の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である。
【００１４】
本発明の負圧ユニットは、液体吐出ヘッドと液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留するタンクとの間に介在する負圧ユニットである。タンクから液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するバッファタンクと、液体吐出ヘッドから回収された流体を液体と気体とに分離する気液交換室とを備える。内壁表面は、所定の空間周波数で山部と谷部（又は凸部と凹部）が繰り返す凹凸形状を有する。液体吐出ヘッド内に配置されるフィルタの開口径をＲ［μｍ］としたとき、空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、山部（又は凸部）の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である。
【００１５】
本発明の液体吐出装置は、上記本発明の負圧ユニットを備えている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、液体供給部材の内壁への気泡や泡沫の付着が防止され、気泡や泡沫の排出性が向上する。また、液体吐出装置における廃インク量の増大や気体と液体の分離機構の誤動作が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の液体供給部材の実施形態の一例を示す部分拡大断面図である。
【図２】本発明の液体供給部材の実施形態の他の一例を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の液体供給部材の実施形態のさらに他の一例を示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明の液体吐出装置の実施形態の一例を示す模式図である。
【図５】図４に示す負圧ユニットの構造を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の液体供給部材の実施形態の一例について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る液体供給部材１０の部分拡大断面図である。
【００１９】
図１に示すように、液体供給部材１０の内壁表面は、液体の流動方向（図中に示す矢印方向）に沿って（液体の流動方向と平行に）、山部１１と谷部１２が所定の空間周波数で繰り返す凹凸形状を有している。また、液体供給部材１０の一端には、ゴミなどの異物除去のために、フィルタ１３が設けられている。このため、液体の流動方向に対してフィルタ１３の下方に空気溜まりがあると、液体の流動によりフィルタ１３を通して気泡１４が発生し、液体中に浮遊、流動する。上記構造を有する液体供給部材１０は、金型を用いて成形することができる。
【００２０】
次に、液体供給部材１０の内壁表面の構造（形状）についてさらに詳しく説明する。内壁表面では、フィルタ１３の開口径をＲ[μｍ]としたとき、１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下の空間周波数で山部１１と谷部１２が周期的に繰り返している。換言すれば、隣接する山部（または谷部）の中心間のピッチは、Ｒ[μｍ]以上√２・Ｒ[μｍ]以下である。さらに、山部１１の最大高さ（＝谷部１２の最大深さ）Ｒｙ[μｍ]は、√２・Ｒ／２[μｍ]以上である。
【００２１】
液体供給部材１０が金型を用いて成形されることは既述のとおりであるが、この金型は、上述した液体供給部材１０の内壁表面の形状に応じたエンドミルが取り付けられたマシニングセンタによって加工される。金型加工の際には、上記空間周波数と上記最大高さが得られるように、マシニングセンタをＮＣ制御して加工を行う。
【００２２】
液体供給部材１０の内壁表面の構造（形状）は、図２に示す構造（形状）であってもよい。すなわち、凸部２１と凹部２２が液体の流動方向に沿って（流動方向と平行に）所定の空間周波数で繰り返す凹凸形状であってもよい。図２に示す形態においても、フィルタの開口径をＲ[μｍ]としたとき、１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下の空間周波数で凸部２１と凹部２２が周期的に繰り返している。換言すれば、隣接する凸部（または凹部）の中心間のピッチは、Ｒ[μｍ]以上√２・Ｒ[μｍ]以下である。さらに、凸部２１の最大高さ（＝凹部２２の最大深さ）Ｒｙ[μｍ]は、√２・Ｒ／２以上である。
【００２３】
図２に示すような櫛歯状の表面形状を得るための金型は、平面研削盤を用いて所望の溝形状が加工できるようにブレードの幅を選定し、所望の空間周波数と最大高さになるように平面研削盤のＮＣ制御を行って加工する。もっとも、エンドミルを取り付けたマシニングセンタで加工してもよい。
【００２４】
いずれの場合も、金型表面が所望の形状になっているか否かは、光学手法を用いた三次元形状測定機または触針式の測定機を用いて評価した。測定した粗さ曲線のデータから周期的な構造の空間周波数解析を行った。周波数解析としては、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いたパワースペクトル解析法や相関関数解析法を用いることができる。最大高さＲｙ[μｍ]は、JIS B 0601-1994の定義に基づいて数値を求めた。
【００２５】
上記のように製作、評価した金型により、エンジニアリングプラスチック材料を用いて液体供給部材１０を成形した。内壁表面は凹凸形状を有し、液体や気泡１４の流動方向と平行な方向に上記空間周波数を有する形状に加工されている。具体的には、液体供給部材１０内に配置されたフィルタ１３の開口径Ｒ[μｍ]に対して、１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下の空間周波数を有し、且つ、その最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上の表面形状になるように加工されている。上記の条件を満たす限り、内壁表面の形状は、連続した１条件の表面形状でもよいし、図３に示すように、異なる２種以上の条件の表面形状の組み合わせであってもよい。図３に示す液体供給部材１０の内壁表面には、上記条件の範囲内において空間周波数及び最大高さが異なる２種の凹凸形状が連続して形成されている。また、内壁表面の形状は、スピントのような突起形状でもよい。
【００２６】
また、図１に示す山部１１の頂部や谷部１２の底部は、それぞれ平坦であってもよい。換言すれば、山部１１や谷部１２は台形であってもよい。
【００２７】
液体供給部材１０の材料には、成形性や加工性が良好であるエンジニアリングプラスチック材料を用いることができる。好ましくは、表面に疎水基を持たないポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、尿素樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などが良好に使用できる。また、ポリエチレン（ＰＥ）などの汎用プラスチックを用いることができる。
【００２８】
表面に疎水基を持たないエンジニアリングプラスチックは、その表面に気泡や泡沫が接したとき、インク等の液体に含有し気泡や泡沫の表面で配向している界面活性剤と疎水性相互作用を持たないため化学的にも気泡や泡沫が付着しにくい。
【００２９】
成形加工された液体供給部材１０の内壁表面の形状について、金型表面と同様に測定し、測定された粗さ曲線のデータから空間周波数解析を行い、形状の評価を行った。
【００３０】
液体供給部材１０内の気泡の付着防止効果の検証や気泡の排出性の評価は、内壁表面が観察できるように、液体供給部材１０の一部に透明な窓を設けて観察評価を行った。
【００３１】
次に、本発明の液体吐出装置の一実施形態について説明する。本実施形態に係る液体吐出装置は、負圧ユニットを備えたインクジェット記録装置である。
【００３２】
図４は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のインク供給・循環システムを示す概略図である。
【００３３】
図４において、液体吐出ヘッド（記録ヘッド３１）には、ノズル内のインクを加熱するための複数の発熱素子（不図示）とインクを吐出するための複数のノズルが設けられている。発熱素子によってノズル内のインクを沸騰させると、ノズル内に気泡が発生し、その気泡の成長に伴う圧力によりノズルからインクが吐出される。記録ヘッド３１により記録が行われる記録媒体（不図示）は、記録媒体搬送機構（不図示）により、ノズルに対向する位置に搬送される。
【００３４】
メインタンク３２と記録ヘッド３１は、両者を繋ぐ流路の途中に介在する負圧ユニット３３を介して接続されている。そして、必要に応じてメインタンク３２内のインクが負圧ユニット３３を介して記録ヘッド３１に供給され、また、記録ヘッド３１内のインクが負圧ユニット３３に回収される。
【００３５】
負圧ユニット３３の拡大断面図を図５に示す。負圧ユニット３３は、記録ヘッド３１に供給されるインクを一時的に貯留するバッファ機能と、記録ヘッド３１やチューブを通して混入した気泡や泡沫をインクから分離される気液交換機能とを有する。負圧ユニット３３の下方の空間は、主にバッファ機能を果たすために利用され、上方の空間は主に気液交換機能を果たすために利用される。以下の説明では、主にバッファ機能を果たすために利用される負圧ユニット３３の下方空間を「バッファタンク３３ａ」と呼び、主に気液交換機能を果たすために利用される上方空間を「気液交換室３３ｂ」と呼んで区別する場合がある。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別であり、実際には、上方空間と下方空間とが連続した単一の空間であることは図５より明らかである。
【００３６】
再び図４を参照する。メインタンク３２に収容されているインクは、負圧ユニット３３のバッファタンク３３ａに移送され、一時的に貯留されてから記録ヘッド３１に供給される。メインタンク３２から負圧ユニット３３のバッファタンク３３ａへのインク供給と、バッファタンク３３ａから記録ヘッド３１へのインク供給とは、柔軟性を有する供給チューブ３５を通して行われる。
【００３７】
また、本実施形態のインクジェット記録装置には、記録ヘッド３１の吐出量と着弾位置精度などの吐出性能を維持、安定させるためにヘッド回復機構が備えられている。
【００３８】
ヘッド回復機構は、記録ヘッド３１のノズルにキャップ３６を被せた状態でポンプ３７によってインクを吸引することで、ノズルの目詰まりを解消する。図示されている切替弁３８を使うことにより、吸引したインクを循環排出チューブ３９を介して負圧ユニット３３の気液交換室３３ｂに移送することができる。このような循環系を用いることでインクの再利用が可能となり、インクの使用効率を上げることができる。また、記録ヘッド３１内のインクは、ポンプ４１によって吸引して記録ヘッド３１に配置されているフィルタ４２（排出側）を通過して流体移送チューブ４３を通してバッファタンク３３aに戻すことができる。
【００３９】
記録ヘッド３１内のフィルタ４２は、回復動作によって負圧ユニット３３へゴミが侵入することを防止するために配置されている。そのため、フィルタ４２の開口径は、流体移送チューブ４３の内径よりも小さくされている。一方、フィルタ４４は、負圧ユニット３３から記録ヘッド３１へのインク供給によって記録ヘッド３１にゴミが侵入することを防止するために配置されている。そのため、フィルタ４４の開口径は、記録ヘッド３１内に形成されている不図示のノズル流路の寸法よりも小さくされている。
【００４０】
次に、図５を参照して、記録ヘッド３１の回復動作に使用される負圧ユニット３３の気液交換室３３ｂについて説明する。気液交換室３３ｂにはインクよりも比重の小さいフロート部材５０と、フロート部材５０が移動可能なフロート室５１が設置されている。気液交換室３３ｂのフロート部材５０とフロート室５１からなる気液分離機構によってインクに混入した気泡をインクと気体とに分離することができる。もっとも、かかる機構は公知なので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４１】
負圧ユニット３３を構成するバッファタンク３３ａや気液交換室３３ｂ作は、上記液体供給部材１０と同様に金型を用いて成形することができる。特に、負圧ユニット３３の内壁表面には、気体が混合したインクの流動方向に対して平行になるように、液体供給部材１０の内壁表面と同様の空間周波数を有する凹凸形状が形成されている。
【００４２】
気液交換室３３ｂにおいては、記録ヘッド３１の回復動作時に、循環排出チューブ３９を通して気液交換室３３ｂの上部から気泡が混入したインクが戻ってくる。この際、記録ヘッド３１内に発生した気泡は回復動作の継続により、ノズルを通過して循環排出チューブ３９に流動するが、気泡の大きさはノズル径に影響されずフィルタ４４（図４）の開口径により決まる。
【００４３】
また、気液交換室３３ｂのフロート室５１では、循環排出チューブ３９を通して戻ってきたインクが気液分離されて上部の排出流路５２から気体が排出される。このように気液交換室３３ｂにおいては、流体が気液交換室３３ｂの内壁側面と平行な方向に流動する。そこで、負圧ユニット３３を構成する気液交換室３３ｂにおいては、内壁側面と平行な方向に上記空間周波数を持った凹凸形状が形成されている。
【００４４】
また、気液交換室３３ｂにおいて、流体がフロート室５１で気液分離されるため、インクはフロート室５１の入口５３に向かう方向と平行な方向に流動する。このため、フロート室５１のバッファタンク側底面５４は、フロート室５１の入口５３に向かう方向と平行な方向に上記空間周波数を持った凹凸形状が形成されている。すなわち、フィルタ４４の開口径をＲ[μｍ]としたとき、１周期ｆ［μｍ］がＲ以上√２・Ｒ以下の空間周波数を有し、且つ、最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上の凹凸形状が形成されている。
【００４５】
バファタンク３３ａでは、記録ヘッド３１から流体移送チューブ４３を通して気泡が混入したインクが戻ってくる。このとき、特にインク中に含まれる気泡は浮力により、バッファタンク３３ａの内壁側面と平行方向の上部に流動する。また、バッファタンク３３ａには、メインタンク３２（図４）からインクが供給される。このとき、インクは、初めにバッファタンク３３ａの内壁側面と平行方向の下部に流動し、所定量供給されるとインクの流動が止まる。このようにバッファタンク３３ａにおいては、気液交換室３３ｂと同様に、インクが内壁側面と平行な方向に流動する。そこで、バッファタンク３３ａにおいても、内壁側面と平行な方向に上記空間周波数を持った凹凸形状が形成されている。すなわち、フィルタ４２の開口径をＲ[μｍ]としたとき、１周期ｆ［μｍ］がＲ以上√２・Ｒ以下の空間周波数を有し、且つ、最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上の凹凸形状が形成されている。
【００４６】
負圧ユニット３３を成形するための金型の表面形状は、液体供給部材１０を成形するための金型の表面形状と同様の手法により評価した。空間周波数解析及び最大高さＲｙも同様の手法により求めた。
【００４７】
上記のようにして製作、評価した金型により、エンジニアリングプラスチック材料を用いて負圧ユニット３３を成形した。
【００４８】
なお、上記条件を満たす限り、負圧ユニット３３の内壁表面の形状は、連続した１条件の表面形状でもよいし、異なる２種以上の条件の表面形状の組み合わせであってもよい。また、内壁表面の形状は、スピントのような突起形状でもよい。
【００４９】
負圧ユニット３３の材料としては、上記液体供給部材１０と同様のエンジニアリングプラスチック材料や汎用プラスチック材料を用いることができる。
【００５０】
負圧ユニット３３の内壁表面の形状については、金型表面と同様に測定し、測定した粗さ曲線のデータから空間周波数解析を行い、形状の評価を行った。
【００５１】
負圧ユニット３３内の気泡や泡沫の付着防止効果の検証や気泡の排出性の評価は、内壁が観察できるように、負圧ユニット３３の一部に透明な窓を設けて観察評価を行った。
【実施例１】
【００５２】
図１に示す液体供給部材１０の実施例として、内壁表面形状の空間周波数の１周期ｆ[μｍ]と最大高さＲｙ[μｍ]との組み合わせが異なる４８種類の試作品を製作し、それぞれについて内壁表面への気泡の付着状態を観察した。いずれの試作品についても、図１に示すフィルタ１３として、開口径１５[μｍ]のフィルタを端部内側に配置した。各試作品における空間周波数の１周期ｆ[μｍ]と最大高さＲｙ[μｍ]の組み合わせ条件は次の表１に示すとおりである。すなわち、空間周波数の１周期ｆ[μｍ]については、５〜３０[μｍ]の範囲内で５[μｍ]ずつ異ならせた。また、最大高さＲｙ[μｍ]については、５〜４０[μｍ]の範囲内で５[μｍ]ずつ異ならせた。
【００５３】
いずれの試作品も金型を用いて成形した。使用した金型の表面（液体供給部材の内壁表面を形成する面）は、エンドミルを取り付けたマシニングセンタを用いて加工した。また、いずれの試作品の材料にもポリアセタール（ＰＯＭ）を用いた。
【００５４】
各試作品において、上記フィルタを通過して発生する気泡の内壁への付着状態を観察した。観察結果を表１に示す。
【００５５】
評価基準は、内壁表面への気泡の付着がほとんど観察されないものを◎、観察領域の中で１５％未満の気泡の付着状態のものを○、１５％以上３０％未満の気泡の付着状態のものを△、３０％以上の気泡の付着の場合を×とした。
【００５６】
【表１】
【００５７】
上記表１より、空間周波数の１周期ｆが１５〜２０［μｍ］、最大高さＲｙが１５［μｍ］以上の試作品では気泡の付着がほとんど観察されず、気泡の付着防止性能と排出性が良好であることが分かる。
【００５８】
また、空間周波数の１周期ｆが５〜１５［μｍ］、最大高さＲｙが５［μｍ］以上の試作品では、気泡の付着が多数観察され、時間の経過に伴い気泡同士が結合し泡沫化していくのが観察された。さらに、空間周波数の１周期ｆが２５［μｍ］以上、最大高さＲｙが５［μｍ］以上の試作品でも、気泡の付着が多数観察され、時間の経過に伴い気泡同士が結合し泡沫化していくのが観察された。
（実施例２）
図４に示す負圧ユニット３３の実施例として、空間周波数の１周期ｆ[μｍ]と最大高さＲｙ[μｍ]との組み合わせが異なる４８種類の試作品を製作し、それぞれについて内壁表面への気泡の付着状態を観察した。各試作品における空間周波数の１周期ｆ[μｍ]と最大高さＲｙ[μｍ]の組み合わせ条件は上記表１に示すとおりである。なお、いずれの試作品も金型を用いて成形した。
【００５９】
各試作品を図４に示す構成を有するインクジェット記録装置に組み込んだ。このとき、図４に示すフィルタ４２として開口径１５[μｍ]のフィルタを記録ヘッド３１に相当する記録ヘッド内に設けた。
【００６０】
各試作品が組み込まれたインクジェット記録装置においてヘッド回復動作を実行し、回収インク中に気泡が含まれてしまったインクを負圧ユニット（各試作品）に戻した。さらに記録ヘッド内にあった空気が上記フィルタを通過することにより気泡が発生した。この際、発生した気泡は、図４に示すポンプ３７に相当するポンプを通過するが、気泡の大きさはポンプの通過前後で変化はほとんどなく、上記フィルタの開口径により決まっていた。この気泡を含んだインクもインク循環により負圧ユニットに回収した。
【００６１】
各試作品の内壁表面への気泡の付着状態を観察したところ、内壁表面の形状の空間周波数の１周期ｆが１５〜２０[μｍ]、最大高さＲｙが１５[μｍ]以上の試作品では気泡の付着がほとんど観察されず、気泡の付着防止性能と排出性が良好であった。
【００６２】
また、空間周波数の１周期ｆが５〜１５[μｍ]、最大高さＲｙが５[μｍ]以上の試作品及び空間周波数の１周期ｆが２５[μｍ]以上、最大高さＲｙが５[μｍ]以上の試作品では、バッファタンク内や気液交換室内で気泡の付着が多数観察された。気液交換室内では、時間の経過に伴い気泡同士が結合し泡沫化していくのが観察された。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 液体供給部材
１１ 山部
１２ 谷部
１３、４２、４４ フィルタ
１４ 気泡
２１ 凸部
２２ 凹部
３１ 記録ヘッド
３３ 負圧ユニット
３３ａ バッファタンク
３３ｂ 気液交換室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出部材、負圧ユニット及び液体吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置のような液体吐出を行う装置において、インクなどの液体の中に気泡が混入すると、吐出が不安定になったり吐出量が変動したりする。また、インクを貯留するタンクや、タンクに貯留されているインクを液体吐出ヘッドに供給する流路などに気泡が存在すると、液体の供給や循環がスムーズに行われなくなる。
【０００３】
近年、インクジェット記録装置は、Ａ１版やＡ０版のような大判のシートに画像や文字を記録する際にも使用されている。
【０００４】
このような大量にインクを消費するインクジェット記録装置では、メインタンクと液体吐出ヘッド（記録ヘッド）とが負圧ユニットを介して接続されている。そして、必要に応じてメインタンク内のインクが負圧ユニットを介して記録ヘッドに供給され、また、記録ヘッド内のインクが負圧ユニットに回収される。
【０００５】
負圧ユニットは、記録ヘッドに供給されるインクを一時的に貯留するバッファ機能と、記録ヘッドやチューブを通して混入した気泡や泡沫をインク（液体）と気体に分離する気液交換機能とを有する。負圧ユニットの下方の空間は、主にバッファ機能を果たすために利用され、上方の空間は気液交換機能を果たすために利用される。
【０００６】
記録ヘッド内に気体が混入するのは、所定の記録を行った後にノズル面に付着したミストやインクのリフレッシュのためにヘッド回復を行う際が多い。特にインク吸引による一連の回復工程を行うと、ノズルから空気が混入する場合があり、記録ヘッド内やチューブ（インク流路）内に空気が溜まったり、気泡となって流れたりする。
【０００７】
また、記録ヘッド内に配置された排出側のフィルタのノズル側に空気溜まりがあると、ポンプによるインク吸引動作に伴って、その空気がフィルタを通して負圧ユニット側に流入してしまう。
【０００８】
これらの気泡がインク流路内や負圧ユニット内で滞留したり、付着したりすると、インクのスムーズな流動が阻害され、回復動作時の廃インク量の増大や気液交換室での液体と気体との分離に支障が生じる原因となる。
【０００９】
特許文献１には、主インク室と副インク室を有し、副インク室内が仕切り板によって気泡溜め部分とインク貯留部分とに仕切られているインクタンクが記載されている。さらに、仕切り板には、気泡溜め部分からインク貯留部分にインクを導入するためのインク導入孔が設けられると共に、気泡溜め部分に面している表面には凹凸面が形成されている。上記構造のインクタンクでは、気泡溜め部分で発生した気泡が凹凸面で捕捉され、捕捉された気泡が結合して大きくなることにより、インク液面と分離されて排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３２６７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載されているインクタンクでは、インク導入孔付近及びタンク内壁の形状や材質が気泡の分離や排出に効果的な形状や材質とはなっていない。よって、タンク内に気泡が付着し、排出が困難になる場合がある。このためインク導入孔の下方に副インク室のインク残量を光学的に検知するための被検出部（プリズム）を配置した場合、インク導入孔付近に付着した気泡や成長した泡沫によって誤検知が発生する可能性がある。
【００１２】
本発明の目的の一つは、液体供給部材の内壁への気泡や泡沫の付着を防止し、気泡や泡沫の排出性を向上させることである。本発明の目的の他の一つは、液体吐出装置における廃インク量の増大や気体と液体の分離機構の誤動作を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の液体供給部材は、液体吐出装置に液体を供給するための流路を形成する液体供給部材であって、内壁表面が所定の空間周波数で山部と谷部（又は凸部と凹部）が繰り返す凹凸形状を有する。液体吐出装置内に配置されるフィルタの開口径をＲ[μｍ]としたとき、空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、山部（又は凸部）の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である。
【００１４】
本発明の負圧ユニットは、液体吐出ヘッドと液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留するタンクとの間に介在する負圧ユニットである。タンクから液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するバッファタンクと、液体吐出ヘッドから回収された流体を液体と気体とに分離する気液交換室とを備える。内壁表面は、所定の空間周波数で山部と谷部（又は凸部と凹部）が繰り返す凹凸形状を有する。液体吐出ヘッド内に配置されるフィルタの開口径をＲ［μｍ］としたとき、空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、山部（又は凸部）の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である。
【００１５】
本発明の液体吐出装置は、上記本発明の負圧ユニットを備えている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、液体供給部材の内壁への気泡や泡沫の付着が防止され、気泡や泡沫の排出性が向上する。また、液体吐出装置における廃インク量の増大や気体と液体の分離機構の誤動作が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の液体供給部材の実施形態の一例を示す部分拡大断面図である。
【図２】本発明の液体供給部材の実施形態の他の一例を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の液体供給部材の実施形態のさらに他の一例を示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明の液体吐出装置の実施形態の一例を示す模式図である。
【図５】図４に示す負圧ユニットの構造を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の液体供給部材の実施形態の一例について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る液体供給部材１０の部分拡大断面図である。
【００１９】
図１に示すように、液体供給部材１０の内壁表面は、液体の流動方向（図中に示す矢印方向）に沿って（液体の流動方向と平行に）、山部１１と谷部１２が所定の空間周波数で繰り返す凹凸形状を有している。また、液体供給部材１０の一端には、ゴミなどの異物除去のために、フィルタ１３が設けられている。このため、液体の流動方向に対してフィルタ１３の下方に空気溜まりがあると、液体の流動によりフィルタ１３を通して気泡１４が発生し、液体中に浮遊、流動する。上記構造を有する液体供給部材１０は、金型を用いて成形することができる。
【００２０】
次に、液体供給部材１０の内壁表面の構造（形状）についてさらに詳しく説明する。内壁表面では、フィルタ１３の開口径をＲ[μｍ]としたとき、１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下の空間周波数で山部１１と谷部１２が周期的に繰り返している。換言すれば、隣接する山部（または谷部）の中心間のピッチは、Ｒ[μｍ]以上√２・Ｒ[μｍ]以下である。さらに、山部１１の最大高さ（＝谷部１２の最大深さ）Ｒｙ[μｍ]は、√２・Ｒ／２[μｍ]以上である。
【００２１】
液体供給部材１０が金型を用いて成形されることは既述のとおりであるが、この金型は、上述した液体供給部材１０の内壁表面の形状に応じたエンドミルが取り付けられたマシニングセンタによって加工される。金型加工の際には、上記空間周波数と上記最大高さが得られるように、マシニングセンタをＮＣ制御して加工を行う。
【００２２】
液体供給部材１０の内壁表面の構造（形状）は、図２に示す構造（形状）であってもよい。すなわち、凸部２１と凹部２２が液体の流動方向に沿って（流動方向と平行に）所定の空間周波数で繰り返す凹凸形状であってもよい。図２に示す形態においても、フィルタの開口径をＲ[μｍ]としたとき、１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下の空間周波数で凸部２１と凹部２２が周期的に繰り返している。換言すれば、隣接する凸部（または凹部）の中心間のピッチは、Ｒ[μｍ]以上√２・Ｒ[μｍ]以下である。さらに、凸部２１の最大高さ（＝凹部２２の最大深さ）Ｒｙ[μｍ]は、√２・Ｒ／２以上である。
【００２３】
図２に示すような櫛歯状の表面形状を得るための金型は、平面研削盤を用いて所望の溝形状が加工できるようにブレードの幅を選定し、所望の空間周波数と最大高さになるように平面研削盤のＮＣ制御を行って加工する。もっとも、エンドミルを取り付けたマシニングセンタで加工してもよい。
【００２４】
いずれの場合も、金型表面が所望の形状になっているか否かは、光学手法を用いた三次元形状測定機または触針式の測定機を用いて評価した。測定した粗さ曲線のデータから周期的な構造の空間周波数解析を行った。周波数解析としては、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いたパワースペクトル解析法や相関関数解析法を用いることができる。最大高さＲｙ[μｍ]は、JIS B 0601-1994の定義に基づいて数値を求めた。
【００２５】
上記のように製作、評価した金型により、エンジニアリングプラスチック材料を用いて液体供給部材１０を成形した。内壁表面は凹凸形状を有し、液体や気泡１４の流動方向と平行な方向に上記空間周波数を有する形状に加工されている。具体的には、液体供給部材１０内に配置されたフィルタ１３の開口径Ｒ[μｍ]に対して、１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下の空間周波数を有し、且つ、その最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上の表面形状になるように加工されている。上記の条件を満たす限り、内壁表面の形状は、連続した１条件の表面形状でもよいし、図３に示すように、異なる２種以上の条件の表面形状の組み合わせであってもよい。図３に示す液体供給部材１０の内壁表面には、上記条件の範囲内において空間周波数及び最大高さが異なる２種の凹凸形状が連続して形成されている。また、内壁表面の形状は、スピントのような突起形状でもよい。
【００２６】
また、図１に示す山部１１の頂部や谷部１２の底部は、それぞれ平坦であってもよい。換言すれば、山部１１や谷部１２は台形であってもよい。
【００２７】
液体供給部材１０の材料には、成形性や加工性が良好であるエンジニアリングプラスチック材料を用いることができる。好ましくは、表面に疎水基を持たないポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、尿素樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などが良好に使用できる。また、ポリエチレン（ＰＥ）などの汎用プラスチックを用いることができる。
【００２８】
表面に疎水基を持たないエンジニアリングプラスチックは、その表面に気泡や泡沫が接したとき、インク等の液体に含有し気泡や泡沫の表面で配向している界面活性剤と疎水性相互作用を持たないため化学的にも気泡や泡沫が付着しにくい。
【００２９】
成形加工された液体供給部材１０の内壁表面の形状について、金型表面と同様に測定し、測定された粗さ曲線のデータから空間周波数解析を行い、形状の評価を行った。
【００３０】
液体供給部材１０内の気泡の付着防止効果の検証や気泡の排出性の評価は、内壁表面が観察できるように、液体供給部材１０の一部に透明な窓を設けて観察評価を行った。
【００３１】
次に、本発明の液体吐出装置の一実施形態について説明する。本実施形態に係る液体吐出装置は、負圧ユニットを備えたインクジェット記録装置である。
【００３２】
図４は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のインク供給・循環システムを示す概略図である。
【００３３】
図４において、液体吐出ヘッド（記録ヘッド３１）には、ノズル内のインクを加熱するための複数の発熱素子（不図示）とインクを吐出するための複数のノズルが設けられている。発熱素子によってノズル内のインクを沸騰させると、ノズル内に気泡が発生し、その気泡の成長に伴う圧力によりノズルからインクが吐出される。記録ヘッド３１により記録が行われる記録媒体（不図示）は、記録媒体搬送機構（不図示）により、ノズルに対向する位置に搬送される。
【００３４】
メインタンク３２と記録ヘッド３１は、両者を繋ぐ流路の途中に介在する負圧ユニット３３を介して接続されている。そして、必要に応じてメインタンク３２内のインクが負圧ユニット３３を介して記録ヘッド３１に供給され、また、記録ヘッド３１内のインクが負圧ユニット３３に回収される。
【００３５】
負圧ユニット３３の拡大断面図を図５に示す。負圧ユニット３３は、記録ヘッド３１に供給されるインクを一時的に貯留するバッファ機能と、記録ヘッド３１やチューブを通して混入した気泡や泡沫をインクから分離される気液交換機能とを有する。負圧ユニット３３の下方の空間は、主にバッファ機能を果たすために利用され、上方の空間は主に気液交換機能を果たすために利用される。以下の説明では、主にバッファ機能を果たすために利用される負圧ユニット３３の下方空間を「バッファタンク３３ａ」と呼び、主に気液交換機能を果たすために利用される上方空間を「気液交換室３３ｂ」と呼んで区別する場合がある。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別であり、実際には、上方空間と下方空間とが連続した単一の空間であることは図５より明らかである。
【００３６】
再び図４を参照する。メインタンク３２に収容されているインクは、負圧ユニット３３のバッファタンク３３ａに移送され、一時的に貯留されてから記録ヘッド３１に供給される。メインタンク３２から負圧ユニット３３のバッファタンク３３ａへのインク供給と、バッファタンク３３ａから記録ヘッド３１へのインク供給とは、柔軟性を有する供給チューブ３５を通して行われる。
【００３７】
また、本実施形態のインクジェット記録装置には、記録ヘッド３１の吐出量と着弾位置精度などの吐出性能を維持、安定させるためにヘッド回復機構が備えられている。
【００３８】
ヘッド回復機構は、記録ヘッド３１のノズルにキャップ３６を被せた状態でポンプ３７によってインクを吸引することで、ノズルの目詰まりを解消する。図示されている切替弁３８を使うことにより、吸引したインクを循環排出チューブ３９を介して負圧ユニット３３の気液交換室３３ｂに移送することができる。このような循環系を用いることでインクの再利用が可能となり、インクの使用効率を上げることができる。また、記録ヘッド３１内のインクは、ポンプ４１によって吸引して記録ヘッド３１に配置されているフィルタ４２（排出側）を通過して流体移送チューブ４３を通してバッファタンク３３aに戻すことができる。
【００３９】
記録ヘッド３１内のフィルタ４２は、回復動作によって負圧ユニット３３へゴミが侵入することを防止するために配置されている。そのため、フィルタ４２の開口径は、流体移送チューブ４３の内径よりも小さくされている。一方、フィルタ４４は、負圧ユニット３３から記録ヘッド３１へのインク供給によって記録ヘッド３１にゴミが侵入することを防止するために配置されている。そのため、フィルタ４４の開口径は、記録ヘッド３１内に形成されている不図示のノズル流路の寸法よりも小さくされている。
【００４０】
次に、図５を参照して、記録ヘッド３１の回復動作に使用される負圧ユニット３３の気液交換室３３ｂについて説明する。気液交換室３３ｂにはインクよりも比重の小さいフロート部材５０と、フロート部材５０が移動可能なフロート室５１が設置されている。気液交換室３３ｂのフロート部材５０とフロート室５１からなる気液分離機構によってインクに混入した気泡をインクと気体とに分離することができる。もっとも、かかる機構は公知なので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４１】
負圧ユニット３３を構成するバッファタンク３３ａや気液交換室３３ｂ作は、上記液体供給部材１０と同様に金型を用いて成形することができる。特に、負圧ユニット３３の内壁表面には、気体が混合したインクの流動方向に対して平行になるように、液体供給部材１０の内壁表面と同様の空間周波数を有する凹凸形状が形成されている。
【００４２】
気液交換室３３ｂにおいては、記録ヘッド３１の回復動作時に、循環排出チューブ３９を通して気液交換室３３ｂの上部から気泡が混入したインクが戻ってくる。この際、記録ヘッド３１内に発生した気泡は回復動作の継続により、ノズルを通過して循環排出チューブ３９に流動するが、気泡の大きさはノズル径に影響されずフィルタ４４（図４）の開口径により決まる。
【００４３】
また、気液交換室３３ｂのフロート室５１では、循環排出チューブ３９を通して戻ってきたインクが気液分離されて上部の排出流路５２から気体が排出される。このように気液交換室３３ｂにおいては、流体が気液交換室３３ｂの内壁側面と平行な方向に流動する。そこで、負圧ユニット３３を構成する気液交換室３３ｂにおいては、内壁側面と平行な方向に上記空間周波数を持った凹凸形状が形成されている。
【００４４】
また、気液交換室３３ｂにおいて、流体がフロート室５１で気液分離されるため、インクはフロート室５１の入口５３に向かう方向と平行な方向に流動する。このため、フロート室５１のバッファタンク側底面５４は、フロート室５１の入口５３に向かう方向と平行な方向に上記空間周波数を持った凹凸形状が形成されている。すなわち、フィルタ４４の開口径をＲ[μｍ]としたとき、１周期ｆ［μｍ］がＲ以上√２・Ｒ以下の空間周波数を有し、且つ、最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上の凹凸形状が形成されている。
【００４５】
バファタンク３３ａでは、記録ヘッド３１から流体移送チューブ４３を通して気泡が混入したインクが戻ってくる。このとき、特にインク中に含まれる気泡は浮力により、バッファタンク３３ａの内壁側面と平行方向の上部に流動する。また、バッファタンク３３ａには、メインタンク３２（図４）からインクが供給される。このとき、インクは、初めにバッファタンク３３ａの内壁側面と平行方向の下部に流動し、所定量供給されるとインクの流動が止まる。このようにバッファタンク３３ａにおいては、気液交換室３３ｂと同様に、インクが内壁側面と平行な方向に流動する。そこで、バッファタンク３３ａにおいても、内壁側面と平行な方向に上記空間周波数を持った凹凸形状が形成されている。すなわち、フィルタ４２の開口径をＲ[μｍ]としたとき、１周期ｆ［μｍ］がＲ以上√２・Ｒ以下の空間周波数を有し、且つ、最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上の凹凸形状が形成されている。
【００４６】
負圧ユニット３３を成形するための金型の表面形状は、液体供給部材１０を成形するための金型の表面形状と同様の手法により評価した。空間周波数解析及び最大高さＲｙも同様の手法により求めた。
【００４７】
上記のようにして製作、評価した金型により、エンジニアリングプラスチック材料を用いて負圧ユニット３３を成形した。
【００４８】
なお、上記条件を満たす限り、負圧ユニット３３の内壁表面の形状は、連続した１条件の表面形状でもよいし、異なる２種以上の条件の表面形状の組み合わせであってもよい。また、内壁表面の形状は、スピントのような突起形状でもよい。
【００４９】
負圧ユニット３３の材料としては、上記液体供給部材１０と同様のエンジニアリングプラスチック材料や汎用プラスチック材料を用いることができる。
【００５０】
負圧ユニット３３の内壁表面の形状については、金型表面と同様に測定し、測定した粗さ曲線のデータから空間周波数解析を行い、形状の評価を行った。
【００５１】
負圧ユニット３３内の気泡や泡沫の付着防止効果の検証や気泡の排出性の評価は、内壁が観察できるように、負圧ユニット３３の一部に透明な窓を設けて観察評価を行った。
【実施例１】
【００５２】
図１に示す液体供給部材１０の実施例として、内壁表面形状の空間周波数の１周期ｆ[μｍ]と最大高さＲｙ[μｍ]との組み合わせが異なる４８種類の試作品を製作し、それぞれについて内壁表面への気泡の付着状態を観察した。いずれの試作品についても、図１に示すフィルタ１３として、開口径１５[μｍ]のフィルタを端部内側に配置した。各試作品における空間周波数の１周期ｆ[μｍ]と最大高さＲｙ[μｍ]の組み合わせ条件は次の表１に示すとおりである。すなわち、空間周波数の１周期ｆ[μｍ]については、５〜３０[μｍ]の範囲内で５[μｍ]ずつ異ならせた。また、最大高さＲｙ[μｍ]については、５〜４０[μｍ]の範囲内で５[μｍ]ずつ異ならせた。
【００５３】
いずれの試作品も金型を用いて成形した。使用した金型の表面（液体供給部材の内壁表面を形成する面）は、エンドミルを取り付けたマシニングセンタを用いて加工した。また、いずれの試作品の材料にもポリアセタール（ＰＯＭ）を用いた。
【００５４】
各試作品において、上記フィルタを通過して発生する気泡の内壁への付着状態を観察した。観察結果を表１に示す。
【００５５】
評価基準は、内壁表面への気泡の付着がほとんど観察されないものを◎、観察領域の中で１５％未満の気泡の付着状態のものを○、１５％以上３０％未満の気泡の付着状態のものを△、３０％以上の気泡の付着の場合を×とした。
【００５６】
【表１】
【００５７】
上記表１より、空間周波数の１周期ｆが１５〜２０［μｍ］、最大高さＲｙが１５［μｍ］以上の試作品では気泡の付着がほとんど観察されず、気泡の付着防止性能と排出性が良好であることが分かる。
【００５８】
また、空間周波数の１周期ｆが５〜１５［μｍ］、最大高さＲｙが５［μｍ］以上の試作品では、気泡の付着が多数観察され、時間の経過に伴い気泡同士が結合し泡沫化していくのが観察された。さらに、空間周波数の１周期ｆが２５［μｍ］以上、最大高さＲｙが５［μｍ］以上の試作品でも、気泡の付着が多数観察され、時間の経過に伴い気泡同士が結合し泡沫化していくのが観察された。
（実施例２）
図４に示す負圧ユニット３３の実施例として、空間周波数の１周期ｆ[μｍ]と最大高さＲｙ[μｍ]との組み合わせが異なる４８種類の試作品を製作し、それぞれについて内壁表面への気泡の付着状態を観察した。各試作品における空間周波数の１周期ｆ[μｍ]と最大高さＲｙ[μｍ]の組み合わせ条件は上記表１に示すとおりである。なお、いずれの試作品も金型を用いて成形した。
【００５９】
各試作品を図４に示す構成を有するインクジェット記録装置に組み込んだ。このとき、図４に示すフィルタ４２として開口径１５[μｍ]のフィルタを記録ヘッド３１に相当する記録ヘッド内に設けた。
【００６０】
各試作品が組み込まれたインクジェット記録装置においてヘッド回復動作を実行し、回収インク中に気泡が含まれてしまったインクを負圧ユニット（各試作品）に戻した。さらに記録ヘッド内にあった空気が上記フィルタを通過することにより気泡が発生した。この際、発生した気泡は、図４に示すポンプ３７に相当するポンプを通過するが、気泡の大きさはポンプの通過前後で変化はほとんどなく、上記フィルタの開口径により決まっていた。この気泡を含んだインクもインク循環により負圧ユニットに回収した。
【００６１】
各試作品の内壁表面への気泡の付着状態を観察したところ、内壁表面の形状の空間周波数の１周期ｆが１５〜２０[μｍ]、最大高さＲｙが１５[μｍ]以上の試作品では気泡の付着がほとんど観察されず、気泡の付着防止性能と排出性が良好であった。
【００６２】
また、空間周波数の１周期ｆが５〜１５[μｍ]、最大高さＲｙが５[μｍ]以上の試作品及び空間周波数の１周期ｆが２５[μｍ]以上、最大高さＲｙが５[μｍ]以上の試作品では、バッファタンク内や気液交換室内で気泡の付着が多数観察された。気液交換室内では、時間の経過に伴い気泡同士が結合し泡沫化していくのが観察された。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 液体供給部材
１１ 山部
１２ 谷部
１３、４２、４４ フィルタ
１４ 気泡
２１ 凸部
２２ 凹部
３１ 記録ヘッド
３３ 負圧ユニット
３３ａ バッファタンク
３３ｂ 気液交換室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出装置に液体を供給するための流路を形成する液体供給部材であって、
内壁表面が所定の空間周波数で山部と谷部が繰り返す凹凸形状を有し、
前記液体吐出装置に設けられるフィルタの開口径をＲ[μｍ]としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記山部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である液体供給部材。
【請求項２】
請求項１に記載の液体供給部材であって、液体の流動方向と平行な方向に前記山部と前記谷部が繰り返し形成されている液体供給部材。
【請求項３】
液体吐出装置に液体を供給するための流路を形成する液体供給部材であって、
内壁表面が所定の空間周波数で凸部と凹部が繰り返す凹凸形状を有し、
前記液体吐出装置に設けられるフィルタの開口径をＲ[μｍ]としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記凸部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である液体供給部材。
【請求項４】
請求項３に記載の液体供給部材であって、液体の流動方向と平行な方向に前記凸部と前記凹部が繰り返し形成されている液体供給部材。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体供給部材であって、前記内壁表面に、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]および前記最大高さＲｙ[μｍ]が異なる２種以上の凹凸形状が形成されている液体供給部材。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の液体供給部材であって、表面に疎水基を持たない材料によって形成されている液体供給部材。
【請求項７】
請求項６に記載の液体供給部材であって、前記材料がポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート又は尿素樹脂のいずれかである液体供給部材。
【請求項８】
液体吐出ヘッドと前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留するタンクとの間に介在する負圧ユニットであって、
前記タンクから前記液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するバッファタンクと、前記液体吐出ヘッドから回収された流体を液体と気体とに分離する気液交換室とを備え、
前記バッファタンクと前記気液交換室の少なくとも一方の内壁表面は、所定の空間周波数で山部と谷部が繰り返す凹凸形状を有し、
前記液体吐出ヘッドに設けられるフィルタの開口径をＲ［μｍ］としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記山部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である負圧ユニット。
【請求項９】
液体吐出ヘッドと前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留するタンクとの間に介在する負圧ユニットであって、
前記タンクから前記液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するバッファタンクと、前記液体吐出ヘッドから回収された流体を液体と気体とに分離する気液交換室とを備え、
前記バッファタンクと前記気液交換室の少なくとも一方の内壁表面は、所定の空間周波数で凸部と凹部が繰り返す凹凸形状を有し、
前記液体吐出ヘッドに設けられる配置されるフィルタの開口径をＲ［μｍ］としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記凸部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である負圧ユニット。
【請求項１０】
液体吐出ヘッドから記録媒体に向けて液体を吐出して前記記録媒体の上に記録を行う液体吐出装置であって、
前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留されている液体を前記液体吐出ヘッドへ供給する流路の途中に配置され、前記液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するバッファタンクと、前記液体吐出ヘッドから回収された流体を液体と気体とに分離する気液交換室とを備えた負圧ユニットとを有し、
前記負圧ユニットの内壁表面の少なくとも一部は、所定の空間周波数で山部と谷部が繰り返す凹凸形状を有し、前記液体吐出ヘッドに設けられているフィルタの開口径をＲ［μｍ］としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記山部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である、液体吐出装置。
【請求項１１】
液体吐出ヘッドから記録媒体に向けて液体を吐出して前記記録媒体の上に記録を行う液体吐出装置であって、
前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留されている液体を前記液体吐出ヘッドへ供給する流路の途中に配置され、前記液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するバッファタンクと、前記液体吐出ヘッドから回収された流体を液体と気体とに分離する気液交換室とを備えた負圧ユニットとを有し、
前記負圧ユニットの内壁表面の少なくとも一部は、所定の空間周波数で凸部と凹部が繰り返す凹凸形状を有し、前記液体吐出ヘッドに設けられているフィルタの開口径をＲ［μｍ］としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記凸部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である、液体吐出装置。
【請求項１】
液体吐出装置に液体を供給するための流路を形成する液体供給部材であって、
内壁表面が所定の空間周波数で山部と谷部が繰り返す凹凸形状を有し、
前記液体吐出装置に設けられるフィルタの開口径をＲ[μｍ]としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記山部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である液体供給部材。
【請求項２】
請求項１に記載の液体供給部材であって、液体の流動方向と平行な方向に前記山部と前記谷部が繰り返し形成されている液体供給部材。
【請求項３】
液体吐出装置に液体を供給するための流路を形成する液体供給部材であって、
内壁表面が所定の空間周波数で凸部と凹部が繰り返す凹凸形状を有し、
前記液体吐出装置に設けられるフィルタの開口径をＲ[μｍ]としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記凸部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である液体供給部材。
【請求項４】
請求項３に記載の液体供給部材であって、液体の流動方向と平行な方向に前記凸部と前記凹部が繰り返し形成されている液体供給部材。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体供給部材であって、前記内壁表面に、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]および前記最大高さＲｙ[μｍ]が異なる２種以上の凹凸形状が形成されている液体供給部材。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の液体供給部材であって、表面に疎水基を持たない材料によって形成されている液体供給部材。
【請求項７】
請求項６に記載の液体供給部材であって、前記材料がポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート又は尿素樹脂のいずれかである液体供給部材。
【請求項８】
液体吐出ヘッドと前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留するタンクとの間に介在する負圧ユニットであって、
前記タンクから前記液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するバッファタンクと、前記液体吐出ヘッドから回収された流体を液体と気体とに分離する気液交換室とを備え、
前記バッファタンクと前記気液交換室の少なくとも一方の内壁表面は、所定の空間周波数で山部と谷部が繰り返す凹凸形状を有し、
前記液体吐出ヘッドに設けられるフィルタの開口径をＲ［μｍ］としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記山部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である負圧ユニット。
【請求項９】
液体吐出ヘッドと前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留するタンクとの間に介在する負圧ユニットであって、
前記タンクから前記液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するバッファタンクと、前記液体吐出ヘッドから回収された流体を液体と気体とに分離する気液交換室とを備え、
前記バッファタンクと前記気液交換室の少なくとも一方の内壁表面は、所定の空間周波数で凸部と凹部が繰り返す凹凸形状を有し、
前記液体吐出ヘッドに設けられる配置されるフィルタの開口径をＲ［μｍ］としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記凸部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である負圧ユニット。
【請求項１０】
液体吐出ヘッドから記録媒体に向けて液体を吐出して前記記録媒体の上に記録を行う液体吐出装置であって、
前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留されている液体を前記液体吐出ヘッドへ供給する流路の途中に配置され、前記液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するバッファタンクと、前記液体吐出ヘッドから回収された流体を液体と気体とに分離する気液交換室とを備えた負圧ユニットとを有し、
前記負圧ユニットの内壁表面の少なくとも一部は、所定の空間周波数で山部と谷部が繰り返す凹凸形状を有し、前記液体吐出ヘッドに設けられているフィルタの開口径をＲ［μｍ］としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記山部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である、液体吐出装置。
【請求項１１】
液体吐出ヘッドから記録媒体に向けて液体を吐出して前記記録媒体の上に記録を行う液体吐出装置であって、
前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留されている液体を前記液体吐出ヘッドへ供給する流路の途中に配置され、前記液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するバッファタンクと、前記液体吐出ヘッドから回収された流体を液体と気体とに分離する気液交換室とを備えた負圧ユニットとを有し、
前記負圧ユニットの内壁表面の少なくとも一部は、所定の空間周波数で凸部と凹部が繰り返す凹凸形状を有し、前記液体吐出ヘッドに設けられているフィルタの開口径をＲ［μｍ］としたとき、前記空間周波数の１周期ｆ[μｍ]がＲ以上√２・Ｒ以下であり、かつ、前記凸部の最大高さＲｙ[μｍ]が√２・Ｒ／２以上である、液体吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２６０２８４（Ｐ２０１０−２６０２８４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１３４２４（Ｐ２００９−１１３４２４）
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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