(57)【要約】      （修正有）【課題】  フィルタを固定する際にフィルタを確実に固定し、同時にフィルタ先端の露出を抑え、異物を発生させず、インク供給を悪化させないインクジェット記録ヘッドおよびそのフィルタの固定方法。【解決手段】  フィルタ１５の固定方法において、外周突起部材１３が溶融しない温度に熱溶着治具２０が設定され、熱溶着治具の凹部には梨地処理２１が施されている。梨地処理が施された熱溶着治具で外周突起部材を軟化させ押圧でフィルタ上面を覆いその後、熱溶着治具を離型して固着させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有し内部にインクが充填されたインクタンクからインク供給を受け、インクタンク開口と接触する面に支持面が形成されたインク導入部材と、インク導入部材の支持面にフィルタを固定するための外周突起部材を有し、フィルタは外周突起部材内に置かれ熱溶着治具が外周突起部材を溶融しインク供給部材にフィルタが固定されるインクジェット記録ヘッドのフィルタ固定方法において、
熱溶着治具当接部の表面粗さはＲａ４．０μｍ以上、Ｒａ２０μｍ以下であり、熱溶着治具は外周突起部材を樹脂溶融温度以下で軟化させ押圧でフィルタ上面を覆いその後、昇温の過程で熱溶着治具を離型して固着させることを特徴とするインクジェット記録ヘッドのフィルタ固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドとインクタンクが分離可能に構成されたインクジェット記録ユニットに関し、特に、インクタンクからインクジェット記録ヘッドへのインク流路中にフィルタを有するインクジェット記録ヘッドのフィルタ固定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクを吐出させる機能を具えた記録ヘッドに対してその供給インクを収容するインク収容部（以下ではインクタンクという）を別体に形成している。別体のインクタンクを記録ヘッドに着脱自在としたものが知られている。このようなインクタンクを記録ヘッドへ着脱した際にインク流路内への気泡進入および異物進入を防ぐためにフィルタを介在させている。このフィルタの固定方法としては、フィルタをフィルタ固定部に嵌合した後、熱融着法によって固定する固定方法が一般的に知られている。（特許文献１参照）
また、このように記録ヘッドとインクタンクとを互いに着脱自在とした形態のものにあって、インクタンクには供給インクを保持させるための多孔質部材を装填している物がある。このようなインクタンクのインク供給口に嵌着される記録ヘッド側の筒状をなすインク供給筒には、その突出した先端部のインク供給口（以下では上記インク供給口と区別するために供給開口という）にフィルタを設けるようにしたものが考えられている。
【０００３】
すなわち、フィルタを記録ヘッド側のインク供給開口に設けることで、インクタンク側からその内部に装填されている多孔質部材の破片やごみなどの吐出に妨げとなるものが記録ヘッドに侵入するのを防止することができる。更に、インクタンクの取外し状態において外部からのごみの侵入が防止される。
【０００４】
図４および図５は上記の着想に基づいたインク供給筒およびその先端部に設けられるインク供給開口の例を示す。これらの図において、供給筒１０は記録ヘッド筐体側からインクタンク側に突設された筒状をなすインク供給筒であり、図４の場合はインク供給筒１０の先端部１１がインクタンク側に嵌め合せ易いように半球状に絞られている。また、インク供給筒先端部１１に取付けられたメッシュの細かいフィルタ１５であり、図５に示す例ではフィルタ１５の裏面側にフィルタ１５を半球状に保つための補強骨材１２が添設されている。（特許文献２参照）
【特許文献１】特開平５−２７０００３号
【特許文献２】特開平６−２３８９１０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクジェット記録装置では、種々の記録ヘッドへのフィルタ溶着を行なう方法が考えられている。例えばフィルタを確実に被覆して端部露出することがなく溶着時に位置ズレすることのないフィルタ溶着固定方法がある。その方法とはフィルタが載置する溶着面と、溶着面フィルタ周囲部先端付近に垂直に立設する位置決め壁があり、壁はフィルタの厚さより高いので溶着時に位置ズレすることがなくフィルタ周囲部先端も樹脂で覆うことができる。しかし、フィルタ周囲部先端を被覆で覆うと、フィルタと熱溶着治具の間に溶融した樹脂が存在することになる。溶融した樹脂がフィルタ細孔に入り込まず抵抗の少ないフィルタ上面に拡がりフィルタ面インク供給口の有効面積が小さくなり吐出時にインク供給不足が発生しカスレ、不吐等が発生する原因になる。また、熱溶着治具とフィルタの間に溶融した樹脂があることで離型時に熱溶着治具に樹脂がくっ付きフィルタ先端が露出する。この対策として離型時に冷却する方法があるが、温度復帰に時間が掛かってしまい生産能力が低下してしまうので複数台の設備投資が必要になりコストアップになってしまう。
【０００６】
また、熱溶着治具を使用しない手段として超音波接合で溶着する方法もあるが振動で樹脂が溶融に達するまでに発生する樹脂カスがフィルタに付着またはフィルタ内に入り込んでしまいノズル詰まりを発生させる原因になる。また、溶融した樹脂が超音波ホーンにくっ付き離型時に樹脂が取られてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は従来のこのような問題点を解決するもので、その目的とするところは、フィルタを固定する際にフィルタを確実に固定し、同時にフィルタ先端の露出を抑え、異物を発生させず、インク供給を悪化させないインクジェット記録ヘッドおよびそのフィルタの固定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成させるための本発明は以下の手段により達成される。
【０００９】
開口を有し内部にインクが充填されたインクタンクからインク供給を受け、インクタンク開口と接触する面に支持面が形成されたインク導入部材と、インク導入部材の支持面にフィルタを固定するための外周突起部材を有し、フィルタは外周突起部材内に置かれ熱溶着治具が外周突起部材を溶融しインク供給部材にフィルタが固定されるインクジェット記録ヘッドのフィルタ固定方法において、
熱溶着治具当接部の表面粗さはＲａ４．０μｍ以上、Ｒａ２０μｍ以下であり、熱溶着治具は外周突起部材を樹脂溶融温度以下で軟化させ押圧でフィルタ上面を覆いその後、昇温の過程で熱溶着治具を離型して固着させることを特徴とするインクジェット記録ヘッドのフィルタ固定方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のフィルタ固定方法によれば、熱溶着治具は外周突起部材（以下では溶着壁という）を溶融しない温度、樹脂溶融温度以下で熱溶着治具が設定されており、熱溶着治具の熱で溶着壁を軟化させ押圧で形状を変形しフィルタ上面を覆うことができる。溶着壁が溶融温度に達していないのでフィルタ上面に拡がることを防止し、インク供給口の有効面積が確保でき印字時のカスレ、不吐の記録品位不良が発生しない。
【００１１】
更に、熱溶着治具と溶着壁が接触する面の熱溶着治具には表面粗さＲａ４．０μｍ以上、Ｒａ２０μｍ以下に加工されており、熱溶着治具の凹凸が溶着壁と熱溶着治具の接触面積が減少するので、離型時に溶着壁が熱溶着治具へのくっ付きが防止できる。
【００１２】
また、熱溶着治具で軟化になった溶着壁が押圧で形状を変形しフィルタ微細孔に樹脂を押し込むことで溶着壁とフィルタの密着力が向上する。密着力が向上しているので離型時に溶着壁が熱溶着治具に引っ張られて持ち上げられることが無くなり、溶着壁とフィルタの間に発生する隙間不良を無くすことができる。
【００１３】
上述のように熱溶着治具の温度が溶着壁を溶融しない樹脂溶融温度以下で設定され、溶着壁と接触する面にはＲａ４．０以上、Ｒａ２０μｍ以下の凹凸の加工が施されていることで熱溶着治具を冷却せず離型することができる。また、熱溶着治具の冷却による温度バラツキがなくなり溶着状態の安定化が図れる。更に、冷却による熱溶着治具の温度が復帰するのに要する時間が無くなりタクト短縮が図れ熱溶着工程を複数用意する必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１はインクジェット記録ヘッドのフィルタ固定部の構成説明図を示す。インク流路１７の上部にはフィルタ１５を搭載するフィルタ搭載部を構成する。フィルタ搭載部は一定の温度により軟化する材料、例えば熱可塑性樹脂等で形成される。フィルタ１５はメッシュ形状、不織布形状であって液体は通過するが気泡や異物は遮断するように形成され、フィルタはプレスにより円板状に抜かれ形成されている。フィルタ搭載部の底面であるフィルタ溶着面１６と、フィルタ溶着面１６に垂直に立設するフィルタ位置決めの役目もあり、また、フィルタ１５上面を覆う溶着壁１３とを備えている。また、フィルタ溶着面１６には突起部１４を形成する。突起部１４はインク流路を中心に円形に形成され、断面形状を三角形状に形成している。
【００１６】
フィルタ固定部の内径Ｌ1は、フィルタ１５の位置ずれを許容できる寸法としている。そして、フィルタ固定部の深さｈ1（溶着壁１３の高さ）は溶着前のフィルタ１５の位置ずれを規制するため、フィルタ１５の厚みと突起部１４の高さｈ2とを合計した寸法以上の深さが望ましい。この実施例においては、フィルタ１５の厚み＝０．０９ｍｍ、突起部１４の高さｈ2＝０．２５ｍｍ、溶着壁１３の深さｈ1＝０．５ｍｍ、としている。溶着壁１３をフィルタ１５面に押圧する熱溶着治具２０の内径L2はインク供給筒１０の外径はより０．０４ｍｍ大きくしてあり、インクジェット記録ヘッド０１の位置ずれを許容できる寸法としている。さらに、熱溶着治具２０には熱溶着後に、溶着壁１３との離形をよくするために、熱溶着治具２０と溶着壁１３の接触面の熱溶着治具２０にはサンドブラスト加工による梨地処理２１による表面粗さＲａ４．０〜２０μｍで処理されている。さらに、接触面にはテーパー２６が５度に加工されている。
【００１７】
次に、熱溶着治具の表面粗さでの実験結果について説明する。
表面粗さＲａ４．０μｍ以上、Ｒａ２０μｍ以下の実験結果では良好な結果が得られた。
【００１８】
表面粗さＲａ３．２μｍ以下の実験結果
熱溶着治具２０の熱は溶着壁１３を軟化させ荷重により軟化樹脂がフィルタ１５の微細孔に入り込む。その後、熱溶着治具２０を上昇させる。このとき表面粗さＲａ３．２μｍ以下の場合、溶着時に樹脂と熱溶着治具２０の密着している部分が多いために密着力が向上する。密着力が上がると離型時に樹脂が熱溶着治具２０にくっ付き樹脂が持ち上がりフィルタ１５端部の露出、樹脂メクレによる品質不良を引き起こす結果となった。
【００１９】
表面粗さＲａ２１μｍ以上の実験結果
熱溶着治具２０の熱は溶着壁１３を軟化させ荷重により軟化樹脂がフィルタ１５の微細孔に入り込む。このとき、表面粗さがＲａ２１μｍ以上ある状態で溶着壁１３を押し込むとフィルタ１５内部に入り込む樹脂量が不足になり、フィルタを固定する強度がなくなりフィルタほつれ、外れ、変形などの品質不良を引き起こす結果となった。
【００２０】
次に、フィルタ熱溶着で使用する樹脂について説明する。
【００２１】
熱溶着で使用したインクジェット記録ヘッド０１の樹脂は変性ポリフェニレニオキサイド樹脂（以下ではPPO樹脂という）を使用しており、PPO樹脂は非結晶性のエンジニアリングプラスチックである。非結晶性の高分子材料では、ガラス転移点が広い温度範囲にわたって徐々に進行するため、ガラス転移点を明確に定義できないものも多い。
【００２２】
今回、実施したPPO樹脂の溶融点は２７０℃近辺であり、フィルタ固定で軟化させるのに適した温度は１９０℃以上２３０℃以下である。しかし、１９０℃以下でも押圧を増やせればフィルタ固定は可能であるが、押圧を増やせばフィルタ固定部以外の場所にも押圧が加わるのでインクジェット記録ヘッド０１の変形を引き起こす可能性がある。また、２３０℃以上から溶融点の間で軟化させることも可能であるが軟化させすぎると熱溶着治具２０との密着性が良くなり接触面積が増え離型時に樹脂が取られる品質不良が発生する。
【００２３】
次に、フィルタの熱溶着固定方法を示す。図２は熱溶着操作の説明図、図３はフィルタ固定部のフィルタ熱溶着後の断面図を示す。
【００２４】
円板状のフィルタ１５をインクジェット記録ヘッド０１のフィルタ固定部の突起部１４三角形状上に載置する。このとき、フィルタ固定部の溶着壁１３がフィルタ１５の壁となり位置ずれなく突起部１４三角形状上に載置する。上部には溶着壁１３を溶融させない温度２１０℃に加熱された熱溶着治具２０があり熱溶着治具２０を降下させる。このときの溶着壁１３を押す押圧（以下は荷重ともいう）は１１３Nであり、下降スピードはダンパー２５によって制御されている。
【００２５】
熱溶着治具２０の熱は溶着壁１３を軟化させ荷重により軟化樹脂がフィルタ１５の微細孔に入り込む。その後、熱溶着治具２０を上昇させると樹脂がフィルタ１５のメッシュと絡み合いながら固化され、フィルタ１５をフィルタ固定部の底面であるフィルタ溶着面１６に溶着、固定される。この固定方法によれば、熱溶着治具の温度が溶着壁１３を溶融しない温度で設定され、溶着壁１３の凹部に続く面には梨地処理加工と５度のテーパー部が設けられることで熱溶着治具２０を冷却せず離型することができる。また、熱溶着治具２０の冷却による温度バラツキがなくなり溶着状態の安定化が図れる。更に、冷却による熱溶着治具２０の温度が復帰するのに要する時間が無くなりタクト短縮が図れ熱溶着工程を複数用意する必要がなく、コストダウンを図ることができる。従来のような熱溶着治具２０でのフィルタ１５の位置ずれの解消ができる。そして、フィルタ１５が所定の位置に確実に固定されるため、フィルタ１５の端部のメクレ、露出が解消され確実に気泡及び異物の侵入を阻止することが可能となる。さらに、溶着壁１３を溶融してないので、樹脂が溶け出しインク供給口を塞がなくなる。また、溶着壁１３以外の樹脂の溶融に伴うフィルタ固定部の変形がなくなり、他部品とフィルタ固定部との嵌合が良化する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】インクジェット記録ヘッドのフィルタ固定部の構成説明図。
【図２】熱溶着操作の説明図。
【図３】フィルタ固定部のフィルタ熱溶着後の断面図。
【図４】従来のフィルタ固定方法を示す断面図。
【図５】従来のフィルタ固定方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００２７】
０１  インクジェット記録ヘッド
０２  記録素子基板
０３  支持部材
０４  インク収容部（インクタンク）
０５  多孔質部材
１０  インク供給筒
１１  インク供給筒先端
１２  補強骨材
１３  外周突起部材（溶着壁）
１４  突起部
１５  フィルタ
１６  フィルタ溶着面
１７  インク流路
２０  熱溶着治具
２１  梨地処理
２２  熱電対
２３  熱ブロック
２４  断熱材
２５  ダンパー
２６  テーパ−面
２７  冷却ブロー流路
２８  冷却ブローノズル
２９  鏡面処理
【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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