(57)【要約】【課題】  一次側ハウジングと二次側ハウジングとを超音波溶着してフィルターを収納したフィルーユニットを形成した場合に、フィルターユニット内の液室であってフィルターを通過した液体が液体被供給部に供給される二次側液室内に入り込むゴミの発生を防止する。【解決手段】  一次側ハウジング５と二次側ハウジング６とを超音波溶着してハウジング１７を形成し、この超音波溶着時には、ハウジング１７内に収納されるフィルター７の一方の片面に一次側当接部８を当接させ、フィルター７の他方の片面に二次側当接部９を当接させ、二次側当接部９の融点を、一次側ハウジング５、二次側ハウジング６、一次側当接部８の融点より高くする。超音波溶着作業を一次側ハウジング５と二次側ハウジング６とが超音波溶着されるが二次側当接部９は溶融されない条件下で行うことにより、超音波溶着時に二次側液室１９内に入り込むゴミの発生を防止できる。【選択図】    図１
2005225109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体供給部とこの液体供給部から液体が供給される液体被供給部とを接続する流路中に配置され、一次側ハウジングと二次側ハウジングとを超音波溶着して形成されたハウジングと、
前記ハウジング内に収納されたフィルターと、
前記一次側ハウジングに設けられて前記一次側ハウジングと前記二次側ハウジングとの超音波溶着部分より内側の位置で前記フィルターの一方の片面の外周部分に当接された一次側当接部と、
前記二次側ハウジングに設けられて前記一次側ハウジングと前記二次側ハウジングとの超音波溶着部分より内側の位置で前記フィルターの他方の片面の外周部分に当接された二次側当接部と、
前記一次側ハウジングと前記一次側当接部と前記フィルターとに囲まれて前記ハウジング内に形成され、前記液体供給部に接続される一次側液室と、
前記二次側ハウジングと前記二次側当接部と前記フィルターとに囲まれて前記ハウジング内に形成され、前記液体被供給部に接続される二次側液室と、
を有し、
前記二次側当接部の融点は、前記一次側ハウジングの融点及び前記二次側ハウジングの融点及び前記一次側当接部の融点より高く設定されているフィルターユニット。
【請求項２】
前記二次側ハウジングと前記二次側当接部とは２色成形により形成されている請求項１記載のフィルターユニット。
【請求項３】
前記二次側当接部は前記二次側ハウジングにインサート成形されている請求項１記載のフィルターユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体が流れる流路中に配置され、例えばインクジェット記録装置におけるインク（液体）が流れる流路中に配置され、液体（インク）中に含まれる異物を除去するフィルターユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドに設けられた複数のノズルから画像データに応じてインク滴を吐出し、吐出したインク滴を記録媒体に付着させることにより画像形成を行う。インクは、インク貯溜部から流路内を流れてインクジェットヘッドに供給される。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置では、インク中に異物が存在するとその異物がノズルに目詰まりし、ノズルからのインク滴の吐出性能が低下し、形成される画像の品質が低下する。
【０００４】
このため、ハウジング内にフィルターを収納したフィルターユニットを流路中に設置し、インク中に含まれている異物を除去することが行われている。フィルターユニットの構造としては、ハウジングを２部材で形成し、これらの２部材でフィルターを挟んで超音波溶着したものが知られている（例えば、特許文献１、２、３）。これらのフィルターユニットでは、ハウジング内にフィルターにより仕切られた２つの空間が形成され、一方の空間はインク貯溜部に接続され、他方の空間はインクジェットヘッドに接続される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３９６７７公報
【特許文献２】特開２００２−６７３４２公報
【特許文献３】特開平８−１９７７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
樹脂などを超音波溶着すると、超音波溶着される部分が溶融してつぶれたときにバリが発生し、そのバリ又はそのバリの一部が脱落することによりゴミが発生するということが知られている。
【０００７】
特許文献１に開示された発明では、ハウジングを形成する２部材をフィルターを挟んで超音波溶着したときに、超音波溶着に伴って２部材から発生したゴミがハウジング内におけるインク貯溜部に接続される空間内とインクジェットヘッドに接続される空間内とに入り込む。ハウジング内におけるインク貯溜部に接続される空間内にゴミが入り込むことは問題とならないが、インクジェットヘッドに接続される空間内にゴミが入り込むと、そのゴミはノズルの目詰まりの原因となる。
【０００８】
特許文献２に開示された発明では、ハウジングを形成する一方の部材にフィルターを熱溶着し、その後にフィルターが熱溶着された部材と他の部材とを超音波溶着しているため、超音波溶着時にハウジング内におけるインクジェットヘッドに接続される空間内に入り込むゴミの発生が低減される。しかし、フィルターユニットを形成するための工程として、フィルターの熱溶着工程と、ハウジングを形成するための超音波溶着工程とが必要であり、工程数が多くなりコスト高となる。
【０００９】
特許文献３に開示された発明では、ハウジングを形成するための超音波溶着時に、ハウジング内におけるインクジェットヘッドに接続される空間内に入り込むゴミの発生を防止し、及び、超音波溶着後にはフィルターの周縁部をシールするためのシール部材を設けている。しかし、シール部材はインクの成分により劣化されて隙間を発生する場合があり、その隙間部分をインク中に含まれる異物が通過するようになり、フィルター機能が損なわれる。シール部材の劣化を防止するためには、各種のインクに対して耐久性のある材料でシール部材を形成すればよいが、そのような材料として挙げられるのは高価な材料である一部のフッ素ゴムであり、そのようなフッ素ゴムでシール部材を形成することによりコスト高となる。
【００１０】
本発明の目的は、一次側ハウジングと二次側ハウジングとを超音波溶着してフィルターを収納したフィルーユニットを形成した場合に、その超音波溶着時において、フィルターユニット内に形成される液室であってフィルターを通過した液体が液体被供給部に供給される二次側液室内に入り込むゴミの発生を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のフィルターユニットは、液体供給部とこの液体供給部から液体が供給される液体被供給部とを接続する流路中に配置されて一次側ハウジングと二次側ハウジングとを超音波溶着して形成されたハウジングと、前記ハウジング内に収納されたフィルターと、前記一次側ハウジングに設けられて前記一次側ハウジングと前記二次側ハウジングとの超音波溶着部分より内側の位置で前記フィルターの一方の片面の外周部分に当接された一次側当接部と、前記二次側ハウジングに設けられて前記一次側ハウジングと前記二次側ハウジングとの超音波溶着部分より内側の位置で前記フィルターの他方の片面の外周部分に当接された二次側当接部と、前記一次側ハウジングと前記一次側当接部と前記フィルターとに囲まれて前記ハウジング内に形成されて前記液体供給部に接続される一次側液室と、前記二次側ハウジングと前記二次側当接部と前記フィルターとに囲まれて前記ハウジング内に形成されて前記液体被供給部に接続される二次側液室と、を有し、前記二次側当接部の融点は、前記一次側ハウジングの融点及び前記二次側ハウジングの融点及び前記一次側当接部の融点より高く設定されている。
超音波溶着時には、一次側ハウジングと二次側ハウジングとを当接させ、及び、一次側当接部をフィルターの一方の片面の外周部分に当接させ、及び、二次側当接部をフィルターの他方の片面の外周部分に当接させ、一次側ハウジングと二次側ハウジングとを当接方向に加圧しながら超音波振動を加える。すると、互いに当接している部分が加えられた圧力と超音波振動とにより発熱して溶融し、当接部分が溶着される。
超音波溶着時における溶融現象は融点が低い部分から始まり、例えば、一次側ハウジングと二次側ハウジングとが同じ材料で形成されていて融点が同じであれば、一次側ハウジングと二次側ハウジングとは同じタイミングで溶融が始まり、良好に溶着される。また、一次側ハウジングや二次側ハウジングが樹脂などの低融点材料で形成されているのに対してフィルターは金属などの高融点材料で形成されているため、フィルターは溶融されない条件下で超音波溶着を行うことができる。
二次側当接部の融点は、一次側ハウジングの融点及び二次側ハウジングの融点及び一次側当接部の融点より高く設定されているので、超音波溶着を一次側ハウジングと二次側ハウジングと一次側当接部とが溶融されて二次側当接部が溶融されない条件下で行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のフィルターユニットでは、超音波溶着を一次側ハウジングと二次側ハウジングとが溶融されるが二次側当接部は溶融されない条件下で行うことにより、二次側液室内の領域では溶融される部分がなく、超音波溶着に伴って二次側液室内に入り込むゴミの発生を防止できる。これにより、超音波溶着時に発生して二次側液室内に入り込んだゴミが液体被供給部に入り込んで目詰まり等の不都合を発生させることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は超音波溶着により形成されたフィルターユニットを示す縦断正面図、図２は超音波溶着前のフィルターユニットを示す縦断正面図、図３は超音波溶着前のフィルターユニットを示す分解斜視図である。
【００１４】
このフィルターユニット１は、液体供給部であるインク貯溜部２とインクが供給される液体被供給部であるインクジェットヘッド３とを接続する流路４中に配置されるもので、一次側ハウジング５、二次側ハウジング６、フィルター７、一次側当接部８、二次側当接部９等により形成されている。
【００１５】
一次側ハウジング５は、内周面に円錐形状の傾斜面部１０が形成された椀形状の部材であり、傾斜面部１０の中心部には流路４に接続される流入口１１が形成されている。一次側ハウジング５の外周部には、リング形状の鍔部１２と、この鍔部１２に形成されたリング形状の超音波溶着用凸部１３と、鍔部１２の内側に形成されたリング形状の一次側当接部８とが設けられている。鍔部１２や超音波溶着用凸部１３及び一次側当接部８は、一次側ハウジング５の一部として一体に形成されている。
【００１６】
二次側ハウジング６は、内周面に円錐形状の傾斜面部１４が形成された椀形状の部材であり、傾斜面部１４の中心部には流路４に接続される流出口１５が形成されている。二次側ハウジング６の外周部にはリング形状のボス部１６と、ボス部１６の内側に位置するリング形状の二次側当接部９とが設けられている。ボス部１６は二次側ハウジング６の一部として形成され、ボス部１６の外径寸法と鍔部１２の外径寸法とは同じ寸法に形成されている。二次側ハウジング６と二次側当接部９とは、２色成形により形成されている。二次側ハウジング６と一次側ハウジング５とは同じ材質の樹脂材料（例えば、ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート）で形成され、二次側当接部９は二次側ハウジング６や一次側ハウジング５及び一次側当接部８より融点が高い樹脂材料（例えば、ＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド）で形成されている。
【００１７】
フィルター７は金属メッシュにより形成され、その融点はＰＢＴやＰＰＳよりも高く設定されている。
【００１８】
一次側ハウジング５と二次側ハウジング６とは圧力と超音波振動とを加えて行われる超音波溶着によりハウジング１７となり、このハウジング１７内にフィルター７が収納される。超音波溶着によるハウジング１７の形成は、ボス部１６の先端面に超音波溶着用凸部１３を当接させ、圧力と超音波振動とを加えることにより行われる。圧力と超音波振動とを加えることにより、その当接部分の温度が次第に上昇してやがて溶融し、溶融が進行することにより接着（溶着）される。
【００１９】
一次側ハウジング５と二次側ハウジング６とを超音波溶着してハウジング１７を形成する場合には、一次側ハウジング５と二次側ハウジング６との間にフィルター７が介装され、一次側ハウジング５と二次側ハウジング６との超音波溶着部分（超音波溶着用凸部１３とボス部１６の先端面との当接部分）より内側の位置でフィルター７の一方の片面の外周部分に一次側当接部８が当接されている。また、一次側ハウジング５と二次側ハウジング６との超音波溶着部分より内側の位置でフィルター７の他方の片面の外周部分に二次側当接部９が当接されている。したがって、超音波溶着時には、フィルター７と一次側当接部８との当接箇所、及び、フィルター７と二次側当接部９との当接箇所にも圧力と超音波振動が加えられ、温度が上昇する。
【００２０】
超音波溶着によりハウジング１７が形成され、ハウジング１７内に一次側当接部８と二次側当接部９に当接されたフィルター７が収納されることにより、一次側ハウジング５と一次側当接部８とフィルター７とに囲まれた一次側液室１８がハウジング１７内に形成され、二次側ハウジング６と二次側当接部９とフィルター７とに囲まれた二次側液室１９がハウジング１７内に形成される。フィルターユニット１を流路４の途中に設置することにより、一次側液室１８は流路４を介してインク貯溜部２に接続され、二次側液室１９は流路４を介してインクジェットヘッド３に接続される。
【００２１】
このような構成において、超音波溶着によりフィルターユニット１を形成する工程を図４を参照して説明する。
【００２２】
図４（ａ）は圧力と超音波振動とを加える前の状態を示しており、フィルター７を挟んで一次側ハウジング５と二次側ハウジング６とが当接されている。フィルター７の一方の片面の外周部分には一次側当接部８が当接され、フィルター７の他方の片面の外周部分には二次側当接部９が当接されている。また、一次側ハウジング５の鍔部１２に形成された超音波溶着用凸部１３が二次側ハウジング６のボス部１６の先端面に当接されている。
【００２３】
図４（ａ）に示した一次側ハウジング５と二次側ハウジング６とを超音波溶着する場合には、一次側ハウジング５と二次側ハウジング６とを当接される方向に圧力を加え、及び、一次側ハウジング５と二次側ハウジング６とに超音波振動を加える。この超音波振動は、鍔部１２に形成された超音波溶着用凸部１３とボス部１６の先端面との当接部分において最大に作用するように加える。
【００２４】
超音波溶着を開始すると、加えられた圧力と超音波振動とにより各当接部分（超音波溶着用凸部１３とボス部１６の先端面との当接部分、一次側当接部８とフィルター７との当接部分、二次側当接部９とフィルター７との当接部分）の温度が上昇する。
【００２５】
このため、図４（ｂ）に示すように、超音波溶着用凸部１３が溶融されてつぶれていき、一次側ハウジング５と二次側ハウジング６との間隔が次第に狭くなる。
【００２６】
一次側ハウジング５と二次側ハウジング６との間隔が次第に狭くなることにより、超音波溶着に伴う圧力と超音波振動とが加えられて温度上昇している一次側当接部８において変形が生じる。一次側当接部８のフィルター７との当接面には微細な引けや反りなどのうねりが存在し、そのうねりが原因となる隙間２０がフィルター７との間に存在するが、超音波溶着に伴う一次側当接部８の変形により一次側当接部８とフィルター７との間の隙間２０が小さくなり、一次側当接部８とフィルター７との接触面積が大きくなる。なお、超音波振動は超音波溶着用凸部１３とボス部１６の先端面との当接部分に最大に作用するように加えられているので、超音波溶着用凸部１３とボス部１６の先端面との当接部分の温度上昇に比べ、一次側当接部８とフィルター７との当接部分の温度上昇、二次側当接部９とフィルター７との当接部分の温度上昇は小さくなる。
【００２７】
なお、二次側当接部９の融点は一次側当接部８の融点よりも高いため、二次側当接部９の温度が一次側当接部８の温度と同じように上昇しても、二次側当接部９の温度上昇に伴う変形量は一次側当接部８の温度上昇に伴う変形量に比べて少ない。又は、一次側当接部８が温度上昇により軟化して変形しても、二次側当接部９では変形が生じない。
【００２８】
図４（ｃ）は、超音波溶着が終了した状態を示している。溶融された超音波溶着用凸部１３は大きくつぶれ、一次側ハウジング５と二次側ハウジング６との間隔がより一層狭くなっている。そして、フィルター７は一次側当接部８と二次側当接部９とにより強固に挟持され、一次側ハウジング５と一次側当接部８とフィルター７とに囲まれた一次側液室１８と、二次側ハウジング６と二次側当接部９とフィルター７とに囲まれた二次側液室１９とがハウジング１７内に形成される。
【００２９】
超音波溶着が終了したときには一次側当接部８の変形量も大きくなり、フィルター７との間の隙間２０がより一層小さくなっている。また、超音波溶着用凸部１３が大きくつぶれることによりバリ２１が発生し、そのバリ２１の一部が脱落することにより超音波溶着に伴うゴミ２２が発生している。
【００３０】
さらに、超音波溶着の終了時点では、温度上昇により変形した一次側当接部８の一部にバリが生じることがあり、そのバリの一部が脱落することにより超音波溶着に伴うゴミが発生することがある。一次側当接部８から発生したゴミは、一次側液室１８内に入り込む。
【００３１】
一方、超音波溶着に伴って二次側当接部９の温度が上昇しても、この二次側当接部９の融点は一次側当接部８の融点よりも高いので、超音波溶着時における二次側当接部９の温度上昇を適正に管理することにより、一次側当接部８に超音波溶着に伴うバリが発生してそのバリの一部が脱落してゴミが発生するようになっても、二次側当接部９におけるバリの発生やそのバリの一部が脱落することによるゴミの発生を防止することができる。これにより、超音波溶着時に二次側液室１９内に入り込むゴミの発生を防止することができ、超音波溶着時に二次側液室１９内に入り込んだゴミが流路４内を流れてインクジェットヘッド３内に流れ込むこと、及び、インクジェットヘッド３内に流れ込んだゴミがインクジェットヘッド３に設けられているノズルの目詰まり等を起こすことを防止できる。
【００３２】
なお、本実施の形態のフィルターユニット１では、二次側ハウジング６と二次側当接部９とを２色成形した場合を例に挙げて説明したが、二次側当接部を二次側ハウジングにインサート成形したり、接着したりしてもよい。
【００３３】
インサート成形では、まず、リング形状の二次側当接部を形成し、この二次側当接部を二次側ハウジングを成形する金型内の所定位置に位置付けし、金型内に樹脂を充填する。
【００３４】
接着する場合には、二次側当接部の接着領域を形成した二次側ハウジングを成形し、この二次側ハウジング内の接着領域に二次側当接部を接着する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】超音波溶着により形成された本発明の一実施の形態のフィルターユニットを示す縦断正面図である。
【図２】超音波溶着前のフィルターユニットを示す縦断正面図である。
【図３】超音波溶着前のフィルターユニットを示す分解斜視図である。
【図４】超音波溶着によりフィルターユニットを形成する工程を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
２      液体供給部
３      液体被供給部
４      流路
５      一次側ハウジング
６      二次側ハウジング
７      フィルター
８      一次側当接部
９      二次側当接部
１７      ハウジング
１８      一次側液室
１９      二次側液室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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