专利名称：过滤单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及过滤液体的过滤单元，更具体而言，涉及用于液滴喷射装置的 过滤单元。
背景技术：
液滴喷射装置包括被配置成通过多个喷嘴喷射液滴的液滴喷射单元。从液 体存储部分向液滴喷射单元供应液体。过滤单元通常设置在液滴喷射单元和液 体存储部分之间。过滤单元过滤在液体存储部分和液滴喷射单元之间流动的液 体。一种典型的过滤单元构造包括两个相互液密接合的壳体部件、以及夹在两 个壳体部件之间的过滤部件。作为将过滤部件固定至壳体部件的方法，通常使 用的方法有通过使用粘合剂将过滤部件的外周部分结合到壳体部件的方法； 将过滤部件的外周部分热焊接或者超声焊接到壳体部件的方法；以及使用填料 将过滤部件压靠到壳体部件的方法。装配过滤单元的难度因所用的是这些方法 中的哪一种而异。例如，作为通常使用的用填料固定过滤部件的方法，该种过 滤单元的装配相对容易。这是因为填料柔性变形，从而可以吸收壳体部件的加 工精度的不均匀或者过滤部件的厚度的不均匀。 一种惯用技术采用一种装置， 该装置使用一种填料压靠过滤单元以固定过滤单元，并使用另一种填料密封两 个壳体部分的接合部分(例如参见专利文献l)。专利文献1:日本实用新型申请公开No. HEI 2-95508。发明内容发明所要解决的问题然而，因为仅有填料密封了壳体部件的接合部分，所以在专利文献l中描 述的过滤器支架有可能从壳体部件之间泄漏液体。液体泄漏的发生显著地降低 了过滤单元的可靠性，故而，可靠地防止液体泄漏是极为重要的。本发明的一个目标是提供一种过滤单元，其能够简单地装配以防止液体从 其中泄漏。解决问题的手段根据本发明的过滤单元是一种用于过滤经其通过的液体的过滤单元，其包 括第一壳体部件、第二壳体部件、过滤部件和O形圈。第一和第二壳体部件均 具有柱形底部。第一和第二壳体部件相互间液密接合。过滤部件被设置成夹在 第一壳体部件和第二壳体部件之间。0形圈被设置成与过滤部件一起被夹在第 一壳体部件和第二壳体部件之间，同时接触过滤部件的端部。第一壳体部件在位于第一壳体部件外侧部分形成有通过0形圈相接触的 环状凸部。第二壳体部件形成有与第一壳体部件的凸部相对的环状凹部，以供 在其中容纳凸部。在凸部和凹部之间设置有密封材料。在该种构造中，0形圈柔性变形以吸收壳体部件加工精度的不均匀或者过 滤部件厚度的不均匀。出于该原因，即使当各个部件的加工精度要求并不非常 严格时，在装配过滤单元中也不可能存在任何问题。这使得过滤单元装配简单。 此外，壳体部件间密封材料的设置使得能够容易防止从壳体部件之间泄漏液 体。此外，由于过滤部件仅仅压靠壳体部件之一，壳体部件所需的加工精度可 以低于在过滤部件压靠两个壳体部件的装置中壳体部件所需的加工精度。发明优点根据本发明，能够容易地装配过滤单元以防止液体从其中泄漏。 附图简述
图1是示出根据本发明实施例的喷墨头的立体图；图2是示出底座单元的立体图；图3是示意性示出底座单元构造的分解视图；图4是示出了顶端基部、片安装架和顶端片的构造的视图；图5是示出顶端片构造的立体图；图6是示出过滤单元构造的立体图；图7是示出过滤单元构造的立体图；图8是示出处于分解状态的底座单元和过滤单元的视图； 图9是示出处于装配状态的底座单元和过滤单元的视图； 图IO是示意性示出喷墨头构造的立体图； 图11是示出过滤单元构造的立体图； 图12是示出过滤单元构造的立体图。附图标记说明 1喷墨头 3 过滤单元 161、 162壳体部件 164 过滤部件 165A、 165B、 165C 填料 166凹部 167 凸部 168粘合剂本发明的最佳实施方式图1 (A)和1 (B)示出了其中纳入有根据本发明的过滤单元的喷墨头1。 该喷墨头1包括盖部件18、底座单元2和过滤单元3。盖部件18被设置成在 喷墨侧面上覆盖底座单元2和过滤单元3的表面。图l (A)示出了盖部件18 被安装在底座单元2和过滤单元3上的状态，而图l (B)示出了盖部件18与 底座单元2和过滤单元3分开的状态。将参考图2至图5描述底座单元2的构造。如图2中所示，底座单元2 基本线性对称。底座单元2包括顶端基部(head base)13、片安装架(chip mount) 12、顶端片(head chip) 11、柔性板26、驱动板4以及多通连接板(manifold) 14A和14B。顶端基部13由金属材料形成。在本实施例中，SUS (其线性膨胀系数约 为llxlO—6m/K)用作顶端基部13的材料。如图3中所示，顶端基部13在其表面上形成有突出的安装部131并且其具有倒T形的截面。安装部131在顶端基部13的横向(以下称为"宽度方向地")中心部分形成，并且在顶端基部13 的纵向(以下称为"长度方向地")延伸。在安装部131中，沿长度方向设置 有第一至第三安装件132A、 132B和132C。如图4所示，片安装架12通过粘合剂结合到第一安装件132A。片安装架 12由氧化铝形成(其线性膨胀系数约为4xl(T6m/K)。顶端片11通过粘合剂 结合到片安装架12。在本实施例中，所使用的粘合剂是环氧粘合剂。然而，对 本实施例中所用的粘合剂的类型没有限制。在本实施例中，第一至第三安装件 132A、 132B和132C中的任一个的宽度为12mm，片安装架12的宽度为11.5mm， 而顶端片11的宽度为12mm。在将片安装架12固定到第一安装件132A时， 以片安装架12宽度方向相对的两端均从第一安装件132A的宽度方向上相对端 部的相应的一个后移约0.25mm的方式定位片安装架12。此时，顶端片11的 宽度方向上的相对端面相对第一至第三安装件132A、 132B和132C的每一个 的宽度方向上的相对端面基本共面放置。第二安装件132B的每个宽度方向上的相对端面具有多个内螺纹部分31 和多个定位孔32。驱动板4安装在第二安装件132B上。其上装有驱动板4的 第二安装件132b的表面形成有螺纹孔133A和133B。通过将螺纹134A和134B 经由驱动板4限定的相应的孔推入对应的螺纹孔133A和133B来将驱动板4 固定到第二安装件132B。驱动板4经由柔性板26连接至顶端片11。图5是示出片安装架12、顶端片11和柔性板26构造的视图。顶端片11包括两个彼此叠置的压电基板111和112,其中每个均包括线 性膨胀系数的范围为从2xlO"到7xl(^m/K的锆钛酸铅(PZT)。压电基板111被极化并且在面向压电基板112的表面上形成有多个平行的 沟槽。多个沟槽的每一个的侧壁表面形成有驱动电极。另一方面，压电基板112 没有被极化，并且被结合到形成压电基板lll的侧面的沟槽。压电基板112形 成有沿其整个宽度延伸的沟槽24，并且具有基本呈倒U形的截面。当压电基 板111和112结合到一起时，压电基板111的多个沟槽中的每一个形成各个液 体腔中的相应之一，而压电基板112的沟槽24形成一个公共液体腔。各个液 体腔、公共液体腔以及顶端片11的外部涂敷有聚对二甲苯涂层的保护膜。沟槽24在顶端片11宽度方向上的第一横向侧面表现为液体引导端口23A。沟槽24还在顶端片11宽度方向上的与第一横向侧面相对的第二横向侧 面表现为液体泄放端口 23B。结果，液体引导端口 23A和液体泄放端口 23B 通过在顶端片11内形成的公共液体腔相互连通。当压电基板111和112相互叠置时，压电基板111的多个沟槽被暴露在喷 墨侧。喷嘴板15包括结合到喷墨侧的聚酰亚胺膜。喷嘴板15具有布置成与压 电基板lll的多个沟槽的间隔相同的多个喷嘴开口 14。顶端片11在与喷墨侧相对的侧面上具有连接电极，每个电极引出到多个 液体腔的相应之一。连接电极通过ACF (各向异性的导电膜)电连接到柔性板 26。再次参考图3，描述多通连接板14A和14B。为了便于描述，多通连接板 14A面向底座单元2的表面将被称作"多通连接板14A的内表面"，并且同样 地，多通连接板14B面向底座单元2的表面将被称作"多通连接板14B的内 表面"。多通连接板14A和14B由PEEK (聚醚醚酮)形成。多通连接板14A和 14B彼此对称。多通连接板14A和14B均在其中限定液流通道以与公共液体 腔相连通。多通连接板14A内的液流通道在第一开口 57A和第二开口 57B之 间延伸。同样地，多通连接板14B内的液流通道在第一开口 56A和第二开口 56B之间延伸。多通连接板14A的第二开口 57B被放置在与液体引导端口 23A 相对应的位置。围绕第二开口 57B形成凹部51A。类似地，多通连接板14B 的第二开口 56B被放置在与液体泄放端口 23B相对应处。围绕第二开口 56B 形成凹部51B。在本实施例中，凹部51A和51B均有0.8mm深。相应多通连接板14A和14B的内表面均形成有多个通孔54和多个定位销 55。此外，相应多通连接板14A和14B的内表面均形成有V形槽52。在将多 通连接板14A和14B安装到底座单元2上时，每个V形槽52涂敷有环氧粘合 剂。在将多通连接板14A和14B安装到底座单元2上时，弹性密封件15A被 放置在第二开口 57B和液体引导端口 23A之间，类似地，弹性密封件15B被 放置在第二开口 56B和液体泄放端口 23B之间。在本实施例中，弹性密封件15A和15B均包括框状全氟橡胶填料。弹性密封件15A和15B均被设计成具 有与液体引导端口 23A和液体泄放端口 23B的开口大小相等大小(2.4xl.lmm) 的中空区域。弹性密封件15A和15B分别被填装到凹部51A和51B内。弹性 密封件15A和15B的厚度均为l.lmm，比凹部51A和51B的深度约大0.3mm。 出于该原因，当多通连接板14A和14B被安装到底座单元2上时，弹性密封 件15A和15B通过压縮而弹性变形。弹性密封件15A和15B在多通连接板14A 内限定的液流通道和公共液体腔之间，以及在多通连接板14B内限定的液流通 道和公共液体腔之间提供连通。当在此使用的弹性密封件15A和15B被压縮 0.3mm时，各产生约9.8N的排斥力。在将多通连接板14A和14B安装到底座单元2上时，多个定位销55中的 每一个均被安装到多个定位孔32中的相应之一。此外，通过经相应的多个通 孔54将螺钉装入相应的多个内螺纹部分31中，多通连接板14A和14B被固 定到底座单元2。将参考图6和7描述过滤单元3的构造。过滤单元3包括两个壳体161 和162，每个均具有一侧敞开的柱形底部。该种构造的过滤单元3具有如图12 所示的底部棱柱凹部300。壳体161和162均由PEEK (聚醚醚酮)形成。壳体161和162通过其敞 口侧相互啮合而接合到一起。过滤板164被放置成夹在壳体161和162之间。壳体161形成有环形沟槽169，用于在其中容纳环形填料165A。沟槽169 的设置使得易于放置填料165A。根据本实施例的沟槽169形成由本发明限定 的保持部分。填料165A具有大体为L形的形状。采用该种形状是因为填料165A与过 滤板164相接触的部分被制得更厚以使填料165A更强地压靠过滤板164。结 果，过滤板164可以被可靠且容易地固定。同时，填料165A能够通过弹性变 形容易地吸收壳体161和162加工精度的不均匀或者过滤板164厚度的不均匀。在本实施例中，全氟橡胶用作填料165A的材料。壳体161具有液体腔， 其形成有将在下文描述的用于从液体存储部分100 (见图10)引导液体的引导 端口 。通过使用PEEK (聚醚醚酮)和全氟橡胶分别作为壳体161和162的材料以及填料165A的材料，可以装配具有上等耐化学性的过滤单元3。壳体162形成有用于支撑过滤板164端部的环状过滤器支撑部分170。在 壳体162的液体腔内，形成有与多通连接板14A的第一开口 57A相连通的液 流通道。此外，壳体162形成有未示出的连通多通连接板14B的第一开口 56A 的排液通路。该排液通路通过在壳体161内形成的排液通路连接到液体存储部 分100。壳体161在位于其外侧的部分形成有通过填料165A相接触的凸部167。 壳体162形成有凹部166，以供在其内容纳凸部167。在凸部167和凹部166 之间设置有密封材料168。通常，诸如PEEK的高熔点和高粘性的树脂难以使过滤板164能经热焊接 固定到壳体161和162。然而，通过上述的构造，其中过滤板164通过填料165A 被固定，并且通过密封材料防止液体泄漏，可以使用PEEK来构造过滤单元3。填料165A包括接触过滤板164端部的过滤器固定部分，以及和过滤器固 定部分相连续的密封部分。该密封部分被设置成沿着壳体161和162之间的界 面向外延伸。即，密封部分通过壳体161和162直接压接。结果，填料165A 密封沿着设置有密封材料168的部分和其中放置有过滤板164的区域之间延 伸。由于壳体161和162的界面是通过填料165A和密封材料双重密封的，因 此易于防止液体泄漏的发生。同时，即使密封材料168因密封材料168的过量 使用而从凸部167和凹部166之间流出，所存在的密封部分可防止因密封材料 168的过量使用而从其流出到达过滤板164。结果，可以防止过滤部件被密封 材料168堵塞。此外，由于增强了在设置有密封材料168的部分与其中放置有过滤板164 的区域之间延伸的部分的密封，过滤单元3内的液体和密封材料168不大可能 相互接触。出于该原因，不可能基于过滤单元3中存在的液体的类型而对用作 密封材料168的材料施加限制，或者基于所使用的密封材料163而对在过滤单 元3内过滤的液体施加限制。如图8中所示，多通连接板14A和14B分别形成有沟槽16A和16B。在 多通连接板14A和14B以及过滤单元3被相互连接时，沟槽16A和16B填充 有粘合剂。沟槽16A和16B中使用的粘合剂优选具有与多通连接板14A和14B和过滤单元3相近的线性膨胀系数。在本实施例中，沟槽16A和16B填充有 环氧粘合剂。图9示出了过滤单元3以及多通连接板14A和14B通过粘合剂 结合在一起的状态。图IO是示意性地示出喷墨头1的示意图。在图IO示出的阴影部分中，以 截面示出一部分液流通道。如已经描述地，片安装架12具有比顶端基部13的 顶端片11和安装件13小的宽度。因而，分别限定了片安装架12和多通连接 板14A之间的缝隙以及片安装架12和多通连接板14B之间的缝隙。出于该原 因，即使在用于将顶端片11结合到片安装架12的粘合剂的量或者将片安装架 12结合到顶端基部13的粘合剂的量过多时，多余的粘合剂可以被前述的缝隙 吸收。结果，粘合剂不会流到顶端片11与多通连接板14A和14B之间以及顶 端基部13与多通连接板14A和14B之间。在本实施例中，没有直接地将顶端片11与多通连接板14A和14B彼此固 定。出于该原因，可以通过在顶端片11上工作的弹性密封件15A和15B的排 斥力产生顶端片11和片安装架12之间的摩擦力。然而，由于在顶端片11上 工作的弹性密封件15A和15B的力方向相反而相互抵消，因此能最小化顶端 片11和片安装架12之间的摩擦力。在上述的构造中，在初始的液体装入阶段，从液体存储部分100通过管 61供应液体到壳体161中。供给到壳体161的液体在引入壳体162以前经通过 过滤板而过滤。液体接着通过多通连接板14A从壳体162被导向到顶端片11 的公共液体腔。此外，流经公共液体腔的液体通过流经在多通连接板14B内限 定的液体通道，在壳体161和162中形成的排液通路以及管62返回液体存储 部分IOO。随着液体的循环，公共液体腔内残余的空气被排出。当完成残余空 气排出时，通过未示出的阀门关闭位于多通连接板14B和液体存储部分100中 间的返回通路。其后，控制部分200控制驱动板4以驱动顶端片11的相应各 个液体腔中的驱动电极。从而，顶端片ll喷射液体。如上所述，根据本实施例的喷墨头1的优点在于可以通过经液体存储部分 100、过滤单元3和顶端片11循环液体而有效地排出公共液体腔内残存的空气。 此外，由于顶端片11设置有液体引导端口 23A和液体泄放端口 23B，可以容 易地形成液体循环通道。不必采用经液体引导端口 23A和液体泄放端口 23B循环液体的装置。例如，有可能采用一种装置，其中在将液体装入顶端片ll的初始阶段， 液体从液体引导端口 23A侧引入接着经与液体泄放端口 23B连通的排水管(未 示出)泄放；并且在排出残余空气之后关闭与液体泄放端口 23B相连通的排水 管。该种装置亦可以有效地排出残余的空气并且泄放液体。此外，该种装置在 确保残余空气排出能力的同时还简化了液流通道，从而有可能降低设备的制造 成本。再次参考图8，介绍根据本实施例的喷墨头l的另一优点。如所示出地， 顶端基部13上的驱动板4和柔性板26覆盖有多通连接板14A和14B以及过 滤单元3。具体地，通过从壳体161和162延伸的板部分163、从多通连接板 14A的液体通道形成部分延伸的板部分141以及从多通连接板14B的液体通道 形成部分延伸的板部分142基本完全地覆盖驱动板4来保护该驱动板。出于该 原因，避免了驱动板3因液体溅到其上而受到损害。此外，通过如多通连接板 14A和14B以及过滤单元3的不可缺少的部件保护驱动板4，从而不需要提供 仅用于保护驱动板4的单独部件。从而，减少了构件的数目。还是如图8所示，位于顶端片11的相对侧面上的多通连接板14A和14B 通过过滤单元3相互耦合，形成总体呈门形的结构。通过该种结构，液流通道 形成部分具有增加的刚性。出于该原因，即使在液流通道上施加了弹性密封件 15A和15B的排斥力或者来自外部的外力，液流通道也不易受损伤。尽管在前述的实施例中使用具有大体为L形截面的填料165A，也可以使 用具有以下形状的填料。图ll (A)示出了具有竖直细长形状的填料165B的实施例。在该实施例 中，填料165B仅仅用于固定过滤板164。图ll (B)示出了具有水平细长形状的填料165C的实施例。在该实施例 中，填料165C实现固定过滤板164以及密封壳体161和162之间的界面的双 重功能。填料165C并不强压靠过滤板164，故而其变形不是很大。出于该原 因，填料165的变形不妨碍壳体161和162之间的界面的密封。上述的实施例是说明性的且不应理解为对本发明的限制。本发明的范围不 是由前述的实施例限定而是由后附的权利要求书限定。此外，本发明的范围旨在包括在本权利要求书及其等价物及其意思的范围内的所有变体<
权利要求
1.一种用于过滤经其通过的液体的过滤单元，包括具有柱形底部的第一壳体部件；具有柱形底部并且液密接合到所述第一壳体部件的第二壳体部件；过滤部件，设置成夹在所述第一壳体部件和所述第二壳体部件之间；以及O形圈，设置成与所述过滤部件一起夹在所述第一壳体部件和所述第二壳体部件之间，同时接触所述过滤部件的端部，其中所述第一壳体部件在位于第一壳体部件外侧部分形成有通过O形圈相接触的环状凸部；所述第二壳体部件形成有面向所述凸部的环状凹部，用于在其中容纳所述凸部；以及在所述凸部和所述凹部之间设置有密封材料。
2. 根据权利要求1的过滤单元，其特征在于，所述O形圈包括 接触所述过滤部件的端部的过滤器固定部分；以及密封部分，其与所述过滤器固定部分连续并沿着所述第一壳体部件和第二 壳体部件之间的界面向外延伸。
3. 根据权利要求2的过滤单元，其特征在于，所述O形圈具有大体呈L 形的截面，并形成为使所述过滤器固定部分比所述密封部分厚。
4. 根据权利要求3的过滤单元，其特征在于，所述第一和第二壳体部件 形成有其中安装所述O形圈的保持部分。
5. 根据权利要求4的过滤单元，其特征在于，所述第一和第二壳体部件 由PEEK (聚醚醚酮)形成；以及所述O形圈由全氟橡胶形成。
全文摘要
一种过滤单元(3)包括壳体(161)、壳体(162)、过滤部件(164)以及填料(165A)。壳体(161)和(162)相互液密接合。过滤部件(164)和填料(165A)被设置成夹在壳体(161)和壳体(162)之间。壳体(161)在位于壳体(161)外侧形成有通过O形圈相接触的凸部(167)。壳体(162)形成有凹部(166)，用于在其内容纳凸部(167)。密封材料(168)设置在凸部(167)和凹部(166)之间。
文档编号B41J2/175GK101330958SQ20068004
公开日2008年12月24日 申请日期2006年12月14日 优先权日2005年12月15日
发明者中岛吉纪, 田中利之, 的场宏次 申请人:夏普株式会社