(57)【要約】【課題】  フィルタ切断によって発生する切断バリが、インクジェット記録ヘッド内部に欠落して吐出口やその近傍に詰まることのない、インクジェット式記録装置の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のインクジェット式記録装置の製造方法は、フィルタの切断バリを、フィルタ同士を擦り合わせて研磨する方法であり、前記研磨は振動を用いて行う構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク液滴を吐出する複数のノズル有する液体吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドにインクを供給するインク供給手段とを有し、これらの間のインク流路にフィルタを具備するインクジェット式記録装置において、
前記フィルタは金属繊維を略板状に焼結し、成形／切断した後に、フィルタ同士を擦り合わせて切断バリの研磨処理を施すことを特徴とする、インクジェット式記録装置製造方法。
【請求項２】
前記研磨処理は、振動により前記フィルタ同士を擦り合わせて切断バリの研磨処理を施すことを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット式記録装置製造方法。
【請求項３】
前記研磨処理に用いられる振動は、その周波数を可変させることを特徴とする、請求項２に記載のインクジェット式記録装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置である。高速な記録と、様々な記録メディアに対して記録することが可能であり、記録時における騒音がほとんど生じないといった特徴を持つ。このようなことからプリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機等の記録機構を担う装置として広く採用されている。
【０００３】
このインクジェット記録の一つに、電気熱変換素子を用いた方法があり、一般に、インクジェットにより記録を行う際の構成要素として、インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドと、このインクジェット記録ヘッドに対してインクを供給する供給系とを少なくとも有する。電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドは、インクの供給系の供給路と連通し、かつ、吐出口の形成された加圧室内に電気熱変換素子を設け、これに記録信号となる電気パルスを与えることによりインクに熱エネルギを与え、そのときのインクの相変化により生じるインクの発泡時（沸騰時）の気泡の圧力を利用してインク滴を吐出させるものである。また、インクジェット記録の別の形態では、インクが充填されたインクカートリッジから、フィルタ及び流路を介してインクが供給され、供給されたインクは圧電振動子等を駆動させることによりノズルから吐出されるものもある。
【０００４】
このようなインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジのインク内に存在する異物、あるいはインクカートリッジを着脱する際に、例えば、記録ヘッドとインクカートリッジの圧接部位に付着等がこすりつけられることによってインク流路内に混入した異物が供給されると、吐出不良を起こすという問題がある。また、インク内に存在する気泡によっても、同様に、吐出不良を起こすという問題がある。そのため、通常、インクカートリッジとインクジェット式記録ヘッドとの間のインクの流路には、複数の微細な孔を有し、インク内の異物及び気泡を除去するためのフィルタが装着されている。
【０００５】
このフィルタとしては、従来から、金属繊維を織って織り目をフィルタ孔としたフィルタが用いられ、このフィルタをインクが通過する際に異物及び気泡が除去される。しかし、このタイプのフィルタでは、除去しようとする異物より、かなり小さい目のフィルタ孔としなければならない。したがって、全体の開口率が小さくなるため、インクの流れによる圧力損失が大きく、吐出特性が低下するという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するために、フィルタ自体の面積を増大する、あるいはインクの流れる孔径を増大して、全体の流路面積を拡大することにより圧力損失を低下させる方法が考えられている。
【０００７】
しかしながら、前者の場合、ヘッド自体の寸法が大きくなってしまい、ひいては記録装置の長大化を招いてしまうという問題がある。また、後者の場合、異物及び気泡がフィルタを通過してしまい、十分に除去できないという問題がある。
【０００８】
そこで、圧力損失が少なく、ろ過性能の良い小さなフィルタを成形するのに、金属繊維を蜘蛛の巣状（綿状）に加工し、平らに焼結する方法が有効であった。さらには、二種類以上の孔径の異なるフィルタを重ね合わせて一枚の金属フィルタに焼結する方法も有効であった。
【０００９】
このような金属フィルタを平らに焼結する工程において、加圧装置とフィルタとの間に、セパレータと呼ばれる剥離材を挿む必要があった。このセパレータの一部がフィルタ表面に付着ゴミの主なものとして残り、インクジェット記録ヘッド内部に欠落して流路内に異物として混入し、印字不良を引き起こしていた。また、焼結の際に金属繊維自身の一部が綻び、欠落することもあった。
【００１０】
この問題を解決するため、下記文献のようにフィルタ表面を蒸着、若しくはメッキ処理を施し、フィルタからの異物の発生を防ぐ方法が開示されている。
【特許文献１】特開2004-181855号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のようにフィルタ表面を蒸着、若しくはメッキ処理を施しても、フィルタを切断した際に発生する切断バリが、物流や洗浄の工程を行う事で徐々にほつれ、異物としてフィルタ表面若しくは内部に付着してしまうことがあった。
【００１２】
そして、この異物がインクジェット記録ヘッド内部に欠落して吐出口やその近傍に詰り、吐出性能検査工程で不良の原因となることがあった。
【００１３】
更に、この異物はユーザーが使用している最中に、プリンタ本体のクリーニングなどによりインクジェット記録ヘッド内部に欠落して吐出口やその近傍に詰り、クレームの原因となることもあった。
【００１４】
本発明の目的は、上述した問題を解決する為に、フィルタ切断によって発生する切断バリが、インクジェット記録ヘッド内部に欠落して吐出口やその近傍に詰まることのない、インクジェット式記録装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明のインクジェット式記録装置の製造方法は、フィルタの切断バリを、フィルタ同士を擦り合わせて研磨する方法であり、前記研磨は振動を用いて行う。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上述した方法を用いることで、インク滴を吐出する複数のノズルを有するインクジェット式記録ヘッドと、このインクジェット式記録ヘッドにインクを供給するインク供給手段とを有し、これらの間の流路にフィルタを具備するインクジェット式記録装置において、前記フィルタは金属繊維を略板状に焼結し、成形／切断した後に、切断面をフィルタ同士を擦り合わせて研磨することで、フィルタに付着した異物が欠落するのを防ぎ、ノズルのインク流路へ侵入することを防止して、吐出性能検査工程での不良を減らすことができる効果がある。
【００１７】
更に、上述した方法を用いることで、ユーザーが使用している最中に、プリンタ本体のクリーニングなどによりインクジェット記録ヘッド内部に欠落して吐出口やその近傍に詰り、クレームとなることもなくなり、信頼性を向上させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
なお、以下の各実施形態で示される数値は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施形態に限らず、これらをさらに組み合わせるものであってもよく、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
【００２０】
（実施例１）
本発明による画像形成装置をインクジェットプリンタに応用した一実施形態について、図１〜図８を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
本実施形態におけるインクジェットプリンタの機構部分の外観を図２に示し、このインクジェットプリンタに用いられるヘッドカートリッジの外観を分解状態で図３に示し、そのプリントヘッドの外観を図４に示す。すなわち、本実施形態におけるインクジェットプリンタのシャシー１０は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材により構成され、このインクジェットプリンタの骨格をなす。シャシー１０には、図示しないシート状のプリント媒体をインクジェットプリンタの内部へと自動的に給送する媒体給送部１１と、この媒体給送部１１から１枚ずつ給送されるプリント媒体を所望のプリント位置へ導くと共にこのプリント位置から媒体排出部１２へとプリント媒体を導く媒体搬送部１３と、プリント位置に搬送されたプリント媒体に所定のプリント動作を行うプリント部と、このプリント部に対する回復処理を行うヘッド回復部１４とが組み付けられている。
【００２２】
プリント部は、キャリッジ軸１５に沿って走査移動可能に支持されたキャリッジ１６と、このキャリッジ１６にヘッドセットレバー１７を介して着脱可能に搭載されるヘッドカートリッジ１８とからなる。
【００２３】
ヘッドカートリッジ１８が搭載されるキャリッジ１６には、このヘッドカートリッジ１８のプリントヘッド１９をキャリッジ１６上の所定の装着位置に位置決めするためのキャリッジカバー２０と、プリントヘッド１９のタンクホルダ２１と係合してプリントヘッド１９を所定の装着位置に位置決めするように押圧する前述のヘッドセットレバー１７とが設けられている。ヘッドセットレバー１７は、キャリッジ１６の上部に図示しないヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられ、またプリントヘッド１９との係合部には、ばね付勢される図示しないヘッドセットプレートが設けられ、このヘッドセットプレートのばね力によってプリントヘッド１９を押圧しながらキャリッジ１６に装着するようになっている。
【００２４】
プリントヘッド１９に対するキャリッジ１６の別の係合部には、図示しないコンタクトフレキシブルプリントケーブル（以下、コンタクトＦＰＣと称す）２２の一端部が連結され、このコンタクトＦＰＣ２２の一端部に形成された図示しないコンタクト部と、プリントヘッド１９に設けられた外部信号入力端子であるコンタクト部２３とが電気的に接触し、プリントのための各種情報の授受やプリントヘッド１９への電力の供給などを行い得るようになっている。
【００２５】
コンタクトＦＰＣ２２のコンタクト部とキャリッジ１６との間には、図示しないゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットプレートによる押圧力とによって、コンタクトＦＰＣ２２のコンタクト部とプリントヘッド１９のコンタクト部２３との確実な接触を可能とするようになっている。コンタクトＦＰＣ２２の他端部は、キャリッジ１６の背面に搭載された図示しないキャリッジ基板に接続されている。
【００２６】
本実施形態におけるヘッドカートリッジ１８は、インクを貯留するインクタンク２４と、このインクタンク２４から供給されるインクをプリント情報に応じてプリントヘッド１９の吐出口２５（図５参照）から吐出させる前述のプリントヘッド１９とを有する。本実施形態のプリントヘッド１９は、キャリッジ１６に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採用している。
【００２７】
また、本実施形態では写真調の高画質なカラープリントを可能とするため、例えば黒色、淡シアン色、淡マゼンタ色、シアン色、マゼンタ色および黄色の各色インクが独立した６個のインクタンク２４を使用可能としている。各インクタンク２４には、ヘッドカードリッジ１８に対して係止し得る弾性変形可能な取り外し用レバー２６が設けられ、この取り外し用レバー２６を操作することにより、図４に示すように、プリントヘッド１９に対してそれぞれ取り外し可能となっている。
【００２８】
プリントヘッド１９は、後述するプリント素子基板２７、前述のタンクホルダ２１などから構成されている。本実施形態におけるプリントヘッド１９のプリント素子基板２７の破断構造を図５に示し、そのＡ−Ａ′断面構造を図６にそれぞれ示す。本実施形態におけるプリント素子基板２７は、厚さが０．５ｍｍ〜１ｍｍのシリコン基板の上に成膜技術を用いて吐出エネルギ発生部、共通インク室３１、インク路３３、吐出口２５などを形成したものである。すなわち、プリント素子基板２７には、これを貫通する長孔状のインク供給口２８が形成されている。このインク供給口２８の両側には、プリント媒体の搬送方向、つまりインク供給口２８の長手方向に沿って所定間隔で２列に並ぶ複数（本実施形態では片側２５６個）の電気熱変換体２９が相互に半ピッチずらした状態で形成されている。そして、それぞれの列の中心間距離は２３３μｍであり、それぞれ吐出エネルギ発生部を構成している。プリント素子基板２７には、これら電気熱変換体２９の他、電気熱変換体２９とプリンタ本体側との電気的接続を行うための電極端子３０およびアルミニウムなどで形成される図示しない電気配線などが成膜技術によって形成されている。
【００２９】
プリント素子基板２７に形成された電極端子３０に対して連結される電気配線基板３６は、プリント素子基板２７にインクを吐出するための電気信号を印加するためのものであり、プリント素子基板２７に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し、プリンタ本体からの電気信号を受け取るための前述のコンタクト部２３とを有しており、このコンタクト部２３はタンクホルダ２１の背面側に位置決め固定されている。この電気配線基板３６を介して図示しない駆動ＩＣから電気熱変換体２９に対する駆動信号が与えられ、同時に駆動電力がこの電気熱変換体２９に供給される。
【００３０】
なお、インクタンク２４を着脱可能に保持するタンクホルダ２１には、インクタンク２４と圧接するようにフィルタ１１５が固定されており、このフィルタ１１５を介してインクタンク２４からプリント素子基板２７のインク供給口２８に亙るインク流路が形成されている。
【００３１】
プリント素子基板２７上には、インク供給口２８に連通する共通インク室３１を介して電気熱変換体２９とそれぞれ正対する複数の吐出口２５を有する上板部材３２が形成される。すなわち、この上板部材３２とプリント素子基板２７との間には、個々の吐出口２５と共通インク室３１とに連通するインク路３３が形成され、隣接するインク路３３の間には仕切り壁３４が形成される。これら共通インク室３１、インク路３３および仕切り壁３４などは、吐出口２５と同様にフォトリソグラフィ技術により上板部材３２と共に形成される。
【００３２】
インク供給口２８から各インク路３３内に供給される液体は、対応するインク路３３に臨む電気熱変換体２９に駆動信号が与えられることにより、電気熱変換体２９の発熱に伴って沸騰し、これにより発生する気泡の圧力によって吐出口２５から吐出される。この場合、液室３１内で発生する気泡は、その成長に伴って吐出口２５から大気連通状態となる。
【００３３】
本実施例で用いたフィルタ１１５は、以下のようなものである。
【００３４】
プリントヘッド１９とインクタンク２４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２４には供給インクを保持させるための多孔質部材を装填すると共に、このようなインクタンク２４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、図７に示すように、その突出した先端部のインク供給口にフィルタ１１５を設けるようにしたものであり、フィルタ１１５は、ステンレス製細線の焼結フィルタからなるろ過機能を有するものであって、フィルタ１１５の目の粗さすなわちインクが通過するための開口の最大面積は図６に示す各吐出口２５の最も狭い部分である領域Ｃの断面積よりも小さい。これにより、ノズルを詰まらせるサイズのごみ１０３の補集が可能となる。フィルタ１１５は、吐出口径が約１０〜３０μｍであるのに対し、ステンレス細線径１２μｍ程度でフィルタ孔の内径が約５〜１５μｍになるように形成されているものと、ステンレス細線径４μｍ程度でフィルタ孔の内径が約２〜５に成形されているものとを重ねて焼結し、成形／切断しフィルタ１１５とした。フィルタ１１５はプレス切断を行うため、少なからず切断バリ１１５ａが切断面に発生してしまう。そしてこの切断バリ１１５ａが、物流や洗浄の工程を行う事で徐々にほつれ、異物としてフィルタ１１５の表面若しくは内部に付着してしまうことがあった。この異物がプリントヘッド１９内部に欠落して吐出口やその近傍に詰り、吐出性能検査工程で不良の原因となった。この異物はユーザーが使用している最中に、プリンタ本体のクリーニングなどによりプリントヘッド１９内部に欠落して吐出口やその近傍に詰り、クレームの原因となることもある。そのため従来から、高圧洗浄等でこれらの付着した異物を取り除くための努力が続けられているが、完全ではない。
【００３５】
そこで、本発明では金属繊維フィルタ１１５をプレス切断した際に発生する切断バリ１１５ａを、フィルタ同士を振動させながら擦り合わせ研磨することで、切断バリ１１５ａによる異物の発生を防ぐことが可能となった。
【００３６】
ここで、フィルタ同士を振動させながら擦り合わせ研磨する方法について述べる。
【００３７】
まず、図７のようにふるい状の容器２２０に、図１（ａ）のようにフィルタ１１５を入れる。この容器２２０は下側が網目状になっていて、切断バリ１１５ａを研磨したものが下に落ち、フィルタ１１５に付着しないようになっている。そのため、網目はフィルタ１１５がすり抜けない程度で最大限大きな網目であることが効率的である。本実施例ではフィルタ径がΦ４ｍｍであったため、網目を２．５ｍｍとした。また容器２２０に一度に入れるフィルタ１１５の枚数も重要となる。少なすぎてはフィルタ同士が振動を与えても擦り合わず、逆に多すぎてもフィルタ１１５に振動が十分に伝わらなくなってしまう。そのため本実施例では容器２２０の大きさをΦ２２０ｍｍとし、投入枚数を５０００枚にした。
【００３８】
次に、容器２２０に図１（ａ）の矢印２２１の方向に振動を与え、フィルタ１１５の切断バリ１１５ａを研磨する。フィルタ１１５は金属繊維を略板状に焼結して形成されているため、切断面に発生する切断バリ１１５ａは金属繊維が飛び出し、一見ささくれたような状態となっている。この状態を模式的に示した図が、図１（ｂ）のＢ−Ｂ'断面図の切断箇所を拡大した図１（ｃ）である。切断バリ１１５ａは、わずかな外力で金属繊維同士の焼結が簡単に外れ、異物となってしまう。本発明ではこのわずかな外力で切断バリ１１５ａの焼結が外れることを利用し、図１（ｂ）に示すように、矢印２２１の方向に振動を与えてフィルタ１１５の表面と切断バリ１１５ａを擦り合わせ、切断バリ１１５ａの研磨を行う。
【００３９】
フィルタ同士を擦り合わせる際に与える振動には、幾つかポイントがある。一つ目は、フィルタ１１５に発生した切断バリ１１５ａを満遍なく研磨することである。そのためにはフィルタ１１５に振動を加えている間に、フィルタ１１５がその場に留まることなく移動することで、切断面のいろいろな場所が別のフィルタと擦り合うことが重要となる。
【００４０】
二つ目は、あまり過激な振動をフィルタに加えないことである。フィルタ１１５は金属繊維を略板状に焼結して形成されているため、焼結力以上の力を加えるとフィルタ全体がほつれてしまう。故に、フィルタ１１５の切断バリ１１５ａを研磨できる振動条件を的確に見極め、必要以上に過激な振動をフィルタに加えないことが重要となる。
【００４１】
上記のポイントを踏まえた結果、本実施例においての振動条件は図８のようになった。振動周波数は上限を１００Ｈｚとし、１０Ｈｚ〜１００Ｈｚまでを可変させることで、フィルタ１１５が容器２２０内を移動し、切断バリ１１５ａを図１（ｃ）の状態まで研磨処理することができた。尚、印加時間は図８の条件を６サイクル行い、３０ｍｉｎ印加した。
【００４２】
また、上記研磨処理を施す際、容器２２０下部からバキューム、若しくは上部からブローを行うことにより、前記研磨処理により発生した異物を、更に効率的にフィルタ１１５から排除することができる。
【００４３】
本実施例の研磨処理を施したフィルタ１１５の切断面及び表面を電子顕微鏡で観察した結果、図１（ｄ）に示すように切断バリ１１５ａは満遍なく研磨処理され、また、フィルタ１１５の表面には金属繊維のほつれや傷が無いことが確認できた。
【００４４】
以上の説明したように、本実施形態によれば、フィルタ１１５は、金属繊維を略板状に焼結し、成形／切断した後に、フィルタ同士を振動により擦り合わせて研磨処理を施したため、切断バリ１１５ａが物流や洗浄の工程を行う事で徐々にほつれ、インクジェット記録ヘッド内部に欠落して吐出口やその近傍に詰まることが無くなった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に用いられる金属繊維フィルタの模式図である。（ａ）はフィルタを容器に入れた状態を表し、（ｂ）は切断バリとフィルタが擦れ合う状態を表し、（ｃ）は研磨処理前のフィルタ切断面の状態を表し、（ｄ）は研磨処理が終了したフィルタ切断面の状態を表している。
【図２】本発明による画像形成装置をインクジェットプリンタに応用した一実施形態の概略構造を表す斜視図である。
【図３】本発明によるヘッドカートリッジを図２に示すインクジェットプリンタに適用した一実施形態の外観を分解状態で表す斜視図である。
【図４】図３に示したヘッドカートリッジにおけるプリントヘッドの部分の斜視図である。
【図５】図３に示したプリントヘッドの主要部の概略構造を表す破断斜視図である。
【図６】図５中のＡ−Ａ′断面図である。
【図７】実施例１で用いた容器の模式図である。
【図８】実施例１における振動印加条件を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  シャシー
１１  媒体給送部
１２  媒体排出部
１３  媒体搬送部
１４  ヘッド回復部
１５  キャリッジ軸
１６  キャリッジ
１７  ヘッドセットレバー
１８  ヘッドカートリッジ
１９  プリントヘッド
２０  キャリッジカバー
２１  タンクホルダ
２２  コンタクトフレキシブルプリントケーブル（コンタクトＦＰＣ）
２３  コンタクト部
２４  インクタンク
２５  吐出口
１０３  ノズルを詰まらせるサイズのごみ
１１５  フィルタ
１１５ａ  切断バリ
２２０  フィルタを入れる容器
２２１  容器を振動する方向
【図１】
2007160866.tif 000003
【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】
2007160866.tif 000009
【図８】
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