(57)【要約】【課題】組み立て後に内部に存在する異物を効率よく閉じ込めるフィルタを提供する。【解決手段】インクを透過する複数の穴が形成された面状のフィルタメディアと、前記インクが前記フィルタメディアを挟んで一方側から他方側へ流れる上流側インク経路と下流側インク経路を有し、前記フィルタメディアの外周を前記一方側と前記他方側の２方向から挟み込んで固定するフィルタケースと、前記フィルタメディアを前記フィルタケースに固定した後に、前記フィルタメディアおよび前記インクが流れる前記フィルタケースの内表面を被覆する皮膜とを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを透過する複数の穴が形成された面状のフィルタメディアと、
前記インクが前記フィルタメディアを挟んで一方側から他方側へ流れる上流側インク経路と下流側インク経路を有し、前記フィルタメディアの外周を前記一方側と前記他方側の２方向から挟み込んで固定するフィルタケースと、
前記フィルタメディアを前記フィルタケースに固定した後に、前記フィルタメディアおよび前記インクが流れる前記フィルタケースの内表面を被覆する皮膜と、
を有することを特徴とするインクジェットヘッド用フィルタ。
【請求項２】
前記フィルタケースは樹脂材料で成型され、フィルタメディアを挟み込んで超音波溶着されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド用フィルタ。
【請求項３】
前記皮膜は、樹脂材料からなることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド用フィルタ。
【請求項４】
前記フィルタメディアに形成された前記穴の縁内の最長離間距離は、カットオフ特性をｙとすると、前記フィルタメディアをｘの厚さの前記皮膜で被覆する場合、ｙ+2ｘであることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド用フィルタ。
【請求項５】
前記皮膜は、ポリパラキシリレン樹脂またはその誘導体からなることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド用フィルタ。
【請求項６】
前記皮膜は、Ｎメチル２ピロリドンに耐性のある材料特性を有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド用フィルタ。
【請求項７】
前記フィルタメディアは、電鋳で作成されていることを特徴する請求項１記載のインクジェットヘッド用フィルタ。
【請求項８】
前記フィルタメディアは、ナイロン素材で作成されていることを特徴する請求項１記載のインクジェットヘッド用フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッドに設けられるフィルタの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドには、インクに含まれる異物を取り除くフィルタが設けられている。
【０００３】
フィルタは、所定の大きさの穴の開いたフィルタメディアとフィルタメディアを中空の樹脂で挟み込むフィルタケースで構成されている。フィルタメディアは、例えばナイロンやＳＵＳで編まれたメッシュ、エッチング処理された金属板、レーザなどで加工された樹脂、金属板、電鋳からなる金属薄板などである。フィルタメディアは、樹脂で成型したフィルタケースを超音波溶着することでフィルタケースに対して固定されている。
【０００４】
フィルタは、超音波溶着以外に、フィルタメディアをフィルタケースで挟んでネジで固定する治具も市販されている。超音波溶着によってフィルタを組み立てた場合、組み立て時間の短縮、組み立ての容易性、安価なフィルタの供給などのメリットがある。
【０００５】
フィルタは、その種類に関わらず、使用前に洗浄する必要がある。これは、フィルタの組み立て時に発生する異物やはじめから混入していた異物など、フィルタの２次側にインクジェットヘッドのノズルより大きな異物が付着すると、ノズル詰まりの原因となるからである。そのため、インクジェットヘッド用のフィルタは、使用前に洗浄するのが一般的である。
【０００６】
さらに、フィルタを成型する樹脂は、フィルタの使用時にその内部を流れるインクに耐性を有する必要がある。超音波溶着可能な樹脂は限られているため、フィルタの内部を流れるインクには制約がある。特許文献１には、薬品に対して耐性を有するポリパラキシリレン樹脂またはその誘導体を光ディスクに対する被覆についての構成が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フィルタの内部を流れるインクに耐性を有するようにフィルタケースを成型する樹脂の成型ロットが変わると、超音波溶着の条件を再度求めなければならず、作業が煩雑となる。
【０００８】
超音波溶着の条件が最適でない場合、超音波溶着時に不具合が発生した場合、フィルタケースの樹脂の一部に超音波が集中して樹脂のカスが発生する。そのため、樹脂のカスがフィルタ内部で異物として存在する。したがって、フィルタは、組み立て前、組み立て後など、使用するまでに複数段階の洗浄工程を要する。さらに、薄いフィルタメディアは、特に洗浄しにくく手間がかかる。このよう洗浄工程はコスト的に不利となってしまう。特許文献１には、フィルタ内部の異物の対処として皮膜を用いる構成は開示されていない。
【０００９】
本発明は、組み立て後に内部に存在する異物を効率よく閉じ込めるフィルタ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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、インクを透過する複数の穴が形成された面状のフィルタメディアと、前記インクが前記フィルタメディアを挟んで一方側から他方側へ流れる上流側インク経路と下流側インク経路を有し、前記フィルタメディアの外周を前記一方側と前記他方側の２方向から挟み込んで固定するフィルタケースと、前記フィルタメディアを前記フィルタケースに固定した後に、前記フィルタメディアおよび前記インクが流れる前記フィルタケースの内表面を被覆する皮膜とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、組み立て過程で発生するゴミを効率よく閉じ込める効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るフィルタをインクジェットヘッドに取り付けた状態を示す外観図である。
【図４】本発明の実施形態に係るフィルタを分解して示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るはフィルタを皮膜で被覆する前の図２におけるＸ−Ｘ´断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るはフィルタを皮膜で被覆した後の図２におけるＸ−Ｘ´断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るはフィルタを皮膜で被覆する前の図２におけるＸ−Ｘ´断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るはフィルタを皮膜で被覆した後の図２におけるＸ−Ｘ´断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る皮膜に用いられる材料の化学式を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置１を概略的に示している。本実施形態に係るインクジェット記録装置１は、記録媒体である用紙にカラー印刷を行う。用紙としては、例えば、普通紙、コート紙、ＯＨＰシート等を用いることが可能である。
【００１４】
インクジェット記録装置１の筐体１１４内には、手差しトレイ１０４またはペーパーカセット１０５から、ドラム１０２と印字ユニット１０３とによって構成される印字部１００を介して排紙トレイ１１１または排紙トレイ１１２へ至る用紙経路Ｐが設けられている。
【００１５】
手差しトレイ１０４およびペーパーカセット１０５には、手差しトレイ１０４およびペーパーカセット１０５に積層された用紙を一枚ずつ分離して用紙経路Ｐへ供給する給紙機構１０６が設けられている。用紙経路Ｐには、用紙経路Ｐで、手差しトレイ１０４またはペーパーカセット１０５から排紙機構１０７へ向けて用紙を搬送する用紙搬送機構１１３や、印字部１００おいて印字が行われた用紙を排紙する排紙機構１０７が設けられている。
【００１６】
印字部１００は、ドラム１０２の外周に用紙を担持した状態で、所定速度で回転させながら、印字ユニット１０３によって印字データに基づく印字を行う。印字ユニット１０３は、４つのノズルユニット１２０Ｃ（シアン）、１２０Ｙ（イエロー）、１２０Ｍ（マゼンダ）、１２０Ｂ（ブラック）を備えている。各ノズルユニット１２０Ｃ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｂは、複数のノズルからインクを選択的に吐出させるインクジェットヘッド２を備える。
【００１７】
印字ユニット１０３は、後述するインクジェットヘッド２が備えるノズル２１が上方からドラム１０２に対向させるようにしてドラム１０２の上側に配置されている。用紙経路Ｐにおいて給紙機構１０４側を上流側、排紙機構１０７側を下流側とすると、各ノズルユニット１２０Ｃ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｂは、上流側から順に、１２０Ｃ（シアン）、１２０Ｙ（イエロー）、１２０Ｍ（マゼンダ）、１２０Ｂ（ブラック）の並びで配置されている。
【００１８】
各ノズルユニット１２０Ｃ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｂは、複数のインクジェットヘッドがドラムのＸ軸方向に配置されている。各ノズルユニット１２０Ｃ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｂは、後述するインクジェットヘッド２が備えるノズル２１の配列方向がドラム１０２の軸心方向と並行となるように配列されている。
【００１９】
次に、本実施形態に係るインクジェットヘッド２の構造について説明する。図２は、本実施形態に係るインクジェットヘッド２の斜視図である。図２に示すように、矢印Ａ方向は、インクジェットヘッド２がインク滴を吐出する方向である。インクジェットヘッド２は、インクジェットヘッド２には、ドラム１０２と対向するノズルプレート２０、ノズルプレート２０と接続されたマスクプレート１０が設けられている。
【００２０】
図３は、本実施形態に係るフィルタ３をインクジェットヘッド２に取り付けた状態を示す外観図である。フィルタ３は、インクジェットヘッド２に対してインクを供給する前段部に設けられている。図４は、フィルタ３の構造を詳述する分解して示す斜視図である。フィルタ３は、フィルタメディア３１とフィルタケース３２を有している。
【００２１】
フィルタメディア３１は、インクを透過するための複数の穴３１１が形成された面状部材である。フィルタケース３２は、フィルタメディア２の外周を上下の２方向から挟むように第１のフィルタケース３２１と第２のフィルタケース３２２を有している。第１のフィルタケース３２１は、図示しないインクタンクからインクが流入する上流側インク経路３２１ａを有する。第２のフィルタケース３２２は、上流側インク経路３２１ａからフィルタ３内に流入したインクをインクジェットヘッド２側へと流出する下流側インク経路３２２ａを有する。フィルタ３は、フィルタメディア３１を第１のフィルタケース３２１と第２のフィルタケース３２２で挟み込まれている。
【００２２】
はじめに、第１の実施形態として、１０μｍのカットオフ特性を有するフィルタ３の組立方法について説明する。図５は、フィルタ３を皮膜３３で被覆する前の図２におけるＸ−Ｘ´断面図である。図６は、フィルタ３を皮膜３３で被覆後の図２におけるＸ−Ｘ´断面図である。カットオフ特性１０μｍは例示であり、任意に変更できる。
【００２３】
フィルタメディア３１は、直径ａ＝１６μｍの円形の穴３１１が設けられたニッケル電鋳で作成されている。ここでは、フィルタメディア３１に設けられた穴３１１は円形であるが、形状はこれに限られない。フィルタメディア３１によるカットオフ特性を満足できればよい。
【００２４】
フィルタ３は、フィルタメディア３１を樹脂で成型された第１のフィルタケース３２１と第２のフィルタケース３２２で２方向から挟み込み、第１のフィルタケース３２１と第２のフィルタケース３２２同士を超音波溶着することで成型されている。フィルタメディア３１とフィルタケース３２は図５に示すように一体化する。
【００２５】
フィルタメディア３１をフィルタケース３２に対して固定して一体化した後、図６に示すように、フィルタメディア３１およびインクが流れる第１のフィルタケース３２１と第２のフィルタケース３２２の内表面の全面に渡って皮膜３３で被覆する。皮膜３３は、均一の厚みで被覆されている。したがって、フィルタ３は、インクジェット記録装置１に装着して使用する前に、洗浄する必要はない。
【００２６】
皮膜３３は、樹脂材料からなる。皮膜３３は、例えば、フィルタ３に対して蒸着重合法により図９の一般式で示されるポリパラキシリレン樹脂またはその誘導体からなる。ここでは、３μｍの厚みの皮膜３３で被覆している。ポリパラキシリレン樹脂の成膜方法は、どのような手法であってもよい。
【００２７】
ここで、フィルタメディア３１に形成された穴３１１の直径はａ＝１６μｍである。皮膜３３は、穴３１１の縁から中心方向に対して３μｍの厚みを有する。したがって、皮膜３３で被覆後の穴３１１の直径ｂは、ｂ＝１６−３×２＝１０μｍとなる。穴３１１は、皮膜３３で被覆されることで、目的のカットオフ特性を得られる。
【００２８】
目的のカットオフ特性がｙ（μｍ）、皮膜３３で被覆する厚さがｘ（μｍ）とすると、被覆前の穴３１１の直径ａは、ｙ+2ｘ（μｍ）となる。穴３１１が矩形ある場合は、被覆前の穴３１１の対角線の距離をｙ+2ｘ（μｍ）となるように設定すればよい。つまり、穴３１１の縁内の最長離間距離がｙ+2ｘ（μｍ）であれば、目的のカットオフ特性を得られる。
【００２９】
このフィルタ３をインクジェットヘッド２に使用した場合、皮膜３３によってフィルタ３の内部全体が被覆されている。例えば、フィルタケース３２がポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で成型され、インクジェット記録装置１でＮメチル２ピロリドンを主溶剤とするインクを使用する場合、フィルタケース３２はこのインクに対して耐性がない。そのため、このフィルタケース３２はインクジェット記録装置１に使用できない。
【００３０】
ここで、ポリパラキシリレン樹脂は、ＰＢＴなどに比べて化学的に安定であり、Ｎメチル２ピロリドンなどの溶剤に対して耐性を有する。皮膜３３としてポリパラキシリレン樹脂で被覆されたフィルタ２は、その内部をＮメチル２ピロリドンが通過しても問題がない。したがって、第１の実施形態によれば、安価なＰＢＴフィルタケース３２で組み立てたフィルタ３はインクジェット記録装置１に使用することが可能となる。つまり、フィルタメディア３１およびフィルタケース３２自体がインクに対する耐性を有していなくても、皮膜３３がインクに対する耐性を有していればよい。
【００３１】
次に、第２の実施形態として、フィルタ３の内部に異物が存在する場合におけるフィルタ３の組立方法について説明する。図７は、フィルタ３を皮膜３３で被覆する前の図２におけるＸ−Ｘ´断面図である。図８は、フィルタ３を皮膜３３で被覆後の図２におけるＸ−Ｘ´断面図である。
【００３２】
フィルタケース３２の超音波溶着時には樹脂のカスとして異物４０が発生する場合がある。フィルタメディア３１およびフィルタケース３２には当初から異物４０が付着している場合がある。そのため、フィルタ３を組み立てた場合、図７に示すように、フィルタメディア３１の表面またはフィルタケース３２の内表面に異物４０が付着する場合がある。
【００３３】
次に、第１の実施形態と同様に、フィルタメディア３１をフィルタケース３２に対して固定した後、図７に示すように、フィルタメディアおよびインクが流れる第１のフィルタケース３２１と第２のフィルタケース３２２の内表面の全面に渡って皮膜３３で被覆する。
【００３４】
フィルタ２の内部に存在する異物４０は、ポリパラキシリレン樹脂等を材料とする皮膜３３による成膜時にフィルタメディア３１およびフィルタケース３２に対して一緒に被覆される。異物４０は、フィルタ２の内部にインクが流れても、フィルタ２の内部からインクジェットヘッド２へ流出することはない。図８に示すように、異物４０がフィルタメディア３１の穴３１１を塞ぐように被覆される場合もあるが、フィルタメディア３１には多くの穴３１１が設けられているため問題はない。
【００３５】
第１の実施形態で説明したように、皮膜３３として用いられているポリパラキシリレン樹脂は、Ｎメチル２ピロリドンなどの溶剤に対しても耐性を有している。皮膜３３は、フィルタ３の内部の異物４０を外部に流出させることはない。したがって、フィルタ３をインクジェットヘッド２に使用した場合、インクの材料特性に対する制約が少なくなる。さらに、フィルタ３は組み立て後に洗浄する必要がない。
【００３６】
次に、第２の実施形態として、１５μｍのカットオフ特性を有するフィルタ３の組立方法について説明する。カットオフ特性１５μｍは例示であり、任意に変更できる。ここでは、フィルタメディア３１は、直径２０μｍの複数の穴３１１を有するナイロンメッシュフィルタである。
【００３７】
ナイロンメッシュ製のフィルタメディア３１は、一般的に第１の実施形態で用いた電鋳製のフィルタメディア３１に比べて安価ではあるが、ナイロンメッシュ製のカットオフ特性は電鋳製のものに比べて悪い。この一因は、ナイロンメッシュ製のフィルタメディア３１は、インクの流れによって圧力が加わることにより網目（穴３１１）が広がったり縮んだりするためである。
【００３８】
第１の実施形態と同様に、フィルタメディア３１をフィルタケース３２に対して固定した後、図８に示すように、フィルタメディア３１およびフィルタケース３２の内表面の全面に渡って皮膜３３で被覆する。
【００３９】
直径２０μｍの穴３１１を有するフィルタメディア３１を２．５μｍの厚さの皮膜３３で被覆すると、被覆後の穴３１１の直径は１５μｍとなり、目的のカットオフ特性を得られる。フィルタメディア３１は皮膜３３で被覆されているので、その強度が増す。したがって、フィルタメディア３１に圧力が加わったときでも、網目（穴３１１）がゆがむことはない。結果としてフィルタ３の性能は正常に維持できる。
【００４０】
第１の実施形態および第２の実施形態によれば、フィルタ３の内部に存在する異物４０が皮膜３３によって閉じ込められるため、組み立て後に洗浄することなくフィルタ３を使用できる。皮膜３３によって閉じ込められた異物４０は、フィルタ３の使用時にインクジェットヘッド２の動作に支障を生じさせることはない。
【００４１】
つまり、フィルタケース３２を超音波溶着時に発生する樹脂のカスとしての異物４０、組み立て当初からフィルタメディア３１およびフィルタケース３２に付着している異物４０がフィルタ３の内部に存在していても問題とはならない。したがって、そのため、フィルタケース３２を成型する樹脂の成型ロットに応じて超音波溶着の条件を変える必要がなくなる。結果として、フィルタ３の組み立て時における超音波溶着の条件設定は簡素化できる。加えて、フィルタ３の内表面は、全面に渡って特定の材料の皮膜３３で被覆されるため、フィルタ３を通過させるインク（薬液）とフィルタ３自体を成型する材料による相性問題を考慮する必要がなくなる。
【符号の説明】
【００４２】
１…インクジェット記録装置、２…インクジェットヘッド、３…フィルタ、３１…フィルタメディア、３２…フィルタケース、３３…皮膜、４０…異物、１２０Ｃ…ノズルユニット、１２０Ｙ…ノズルユニット、１２０Ｍ…ノズルユニット、１２０Ｂ…ノズルユニット、３２１…第１のフィルタケース、３２２…第２のフィルタケース。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開平６−３１４４４０号公報
【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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