JP4636948B2 - インクジェット記録用カートリッジの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクを収容するインクタンクとインクの吐出を行う記録素子基板とを一体に組み付けたインクジェット記録を行うインクジェット記録用カートリッジおよびその製造方法に関する。

近年、インクジェット記録装置においては高画質化により小液滴化が進む一方、高速化も求められており、その解決方法としてノズル数の増加が著しくなされている。ノズル数を増加する為には記録素子基板を大きくする必要があり、その内部はインクなどの記録液をノズルに導く為の流路で構成されているため中空部分が占める容積が増加している。また、発色性および耐光性の向上などインクの組成も年々進化している。

これらに伴い、記録素子基板をインク容器に組み付けて両者を一体化したインクジェット記録用カートリッジでは記録素子基板を高精度にマウントする為の精密成形可能な樹脂材料の開発、経時変化によりインク物性を変化させないためにより溶質物の少ない樹脂材料の開発、インク成分の蒸発を抑えるためにガラス繊維を入れるなどのバリア性の高い樹脂材料の開発等が行われている。

一方、インクジェット記録用カートリッジの製造工程には接着、熱カシメなどの結合方法が用いられてきており、中でも、アルミやチタンなどで作られたホーンと冶具で樹脂同士を圧接させた状態で、ホーンを超音波振動させることで、樹脂同士の接触面に摩擦熱を発生させ相溶かした時点で冷却して結合させる超音波溶着は短時間・高精度・高再現性、高気密性や溶着強度の高さから最も一般的に用いられている。このうち、外観形態が図１に示すようなインクジェット記録用カートリッジ１の製造において、蓋７と固定されたインクタンク４とを押圧接触させながら、その押圧方向に沿って蓋７に振動を加える（縦振動を加える）ことで両者を接合する方法が採られていた。これは、蓋７を押圧方向に沿って振動させるという方法が、蓋７を押圧方向とは異なる方向に振動させるよりも、製造装置との関係上、容易に行えるということによる。この場合、記録素子基板２は、インク吐出方向に沿った（平行な）方向に振動することになる。

なお、図１３は、インクジェット記録用カートリッジ１（インクタンク４）の底面に設けられた記録素子基板２のインク吐出構造の概略を示すもので、符号５１はインク供給口、符号５２はインクを吐出するエネルギーを発生する素子であって発熱体、符号５３はインク流路、符号５４はインク吐出口、符号５５はインク吐出口面を示す。このように、インク吐出口面５５に沿った方向とインク吐出方向とは交差するものであり、設計上は直交するようになっている。

しかし、上述のようなバリア性の高い樹脂材料として、ノリル系樹脂にガラスフィラーを約２５％コンパウンドした材料にて成形したインクタンクに記録素子基板を組み付けた後、インクタンクと蓋を結合させる製造工程において、これまでのような蓋７への押圧方向にそった振動を加えるべく超音波溶着を行うと、インクタンク４の蓋７に作用させた高周波の縦振動（２０ｋＨｚ）がダイレクタ９（図５参照）に伝達され、それを受けてフィラー入りの外周面に振動が伝達し、インクタンク４の底面が高周波振動する。振動は、さらにインクタンク４の底面に取り付けられた記録素子基板２に伝達し、記録素子基板２の表面に多数集積して構成された数十μｍ〜数百μｍオーダーの構造である中空のインク流路５３や極薄板状のインク吐出口面５５といったインク吐出構造物を、インク吐出口面に直交する方向、つまりインク吐出方向（図１３中の矢印方向）へ高周波振動させる。その為、それらの構造物や記録素子基板２そのものに致命的なクラックが生じるような破損が発生することがある。

記録素子基板は、インクジェット記録用カートリッジの構成部品において最も重要かつ高価な部品であり、カートリッジ製造工程最終段階におけるクラック等の欠陥の発生は、製品を安価にユーザーに提供することを困難にするものである。

上述のクラック発生への対策として、縦振動の周波数を４０ｋＨｚに上げてホーン先端振幅を半分に抑えることで欠陥を軽減する方法がある。しかしながら、中空構造物を含むインク吐出構造物に加えられる重力加速度は縦振動の周波数が２０ｋＨｚの時とは大差は無く、クラックの発生を完全に回避することは困難である。

また、特許文献１に開示された発明のように、横振動の超音波振動を用いる方法もある。この方法は縦振動の超音波溶着に用いるホーン側面の振動を利用して横振動を取り出す方法である。図１４に示すように、超音波溶着機のブースター６１からの縦振動は、ホーン６２の側面の横振動となって被工作物６４へ伝達される。その際、先端６３からホーン６２の中央側へ近づくに従い、横振動６５から横振動６６へと減衰してしまう。そのため、実際に適用できる部品サイズ（溶着領域の長さ）は１０mm程度である。つまり、この公報に記載されてあるような記録素子基板のような超小型部品の組み立てへの適用に限られるものである。そのため、インクタンクの製造に適用した場合には、溶着むらが生じる等のために十分な溶着強度が得られないものである。

特許文献２に開示された振動溶着方法は、大型の複雑形状のインクタンクに用いることを目的としており、特許文献３に開示されたインクタンクにおいても、インクタンク自体の変形防止等の記載はあるものの、記録素子基板のような電子部品を結合した構造物と溶着する目的ではなく、インクタンク筐体の外面への振動伝達等についても何ら開示されていない。

また、蓋が溶着されるインクタンク上面からフィラー入りの筐体外面を経由してインクタンク底面にある記録素子基板へ、振動が伝達しないように振動吸収部材等を筐体表面に巻く方法などもある。しかしながら、これも、伝達される振動を低減することは可能であるが、上述のようなクラックの発生防止の解決には不十分である。

その為、より振動が伝達しないように、ガラス繊維を減らす方法や、材料そのものの変更、蓋の結合後に記録素子基板を結合したり、記録素子基板をユニット化し、注入後に熱カシメを用いたり、接着剤にて固定する等の方法が用いられてきた。しかし、蓋の溶着後に記録素子基板を結合させる場合、記録素子基板の結合に用いる接着剤が限定される場合があり、記録素子基板をユニット化する場合はサイズが大きくなり、コストアップ要因となってしまう。
特開平１０−１６２４４号公報 特開平９−９４９７３号公報 特開平１０−１６２４９号公報

本発明の目的は、上述した実状に鑑み、製造時に記録素子基板への損傷を与えず、記録素子基板が高精度に組み付けられ、バリア性が高く、また様々なインクの使用が可能となるインクジェット記録用カートリッジの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、インク吐出口面に直交した方向にインクを吐出する記録素子基板と、ガラス繊維を含む材料で構成されたインクタンクと、ガラス繊維を含む材料で構成された蓋と、を備え、前記記録素子基板が前記インクタンクの一側面に取り付けられ、該一側面と対面した他側面の前記インクタンクの開口部を前記蓋が覆って構成されるインクジェット記録用カートリッジの製造方法において、
前記記録素子基板が取り付けられた前記インクタンクの前記開口部に対して前記蓋を溶着する工程を有しており、
この工程は、前記記録素子基板が固定された前記インクタンクの前記開口部が外に臨むように前記インクタンクが固定される凹部が設けられた受け冶具と、前記蓋の、前記インクタンクの開口部との接合面が外に臨むように前記蓋が固定される凹部が設けられた冶具と、を備えた振動溶着機が用いられて行われるもので、
前記受け冶具と前記冶具とを近接させて前記インクタンクの開口部と前記蓋とを圧接した状態で、互いに接触した全領域が同じ振幅で前記記録素子基板のインク吐出口面に沿った方向に前記冶具を前記受け冶具に対して振動させて溶着することを特徴とする。

本発明によれば、インクタンク開口部とこれを塞ぐ蓋とを振動溶着するとともに、その振動方向を、記録素子基板のインク吐出口面に沿った方向とすることにより、記録素子基板へ致命的な欠陥を及ぼすことなくインクジェット記録カートリッジの製造が可能となる。また、よりガスバリア性を向上させる為にフィラーの含有量を多くし、インク吐出構造物への振動が伝わりやすくなった場合においても、記録素子基板の損傷を回避することが可能となるインクジェット記録用カートリッジを提供することができる。

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。

以下に述べるインクジェット記録用カートリッジは、図１に示されるように、インク成分の蒸発を抑えるためにガラス繊維を入れるなどのバリア性の高い樹脂材料を用いて形成された容器（インクタンク４）上面の開口部を閉じる蓋７と、その上面に対面する容器底面に組み付けられてインクを吐出させる為の記録素子基板２と、を備えたものである。さらにそのインクジェット記録用カートリッジは、記録素子基板２からのインクの吐出方向が、容器上面に蓋７を結合して開口部を蓋７で閉じる際の、蓋７の容器上面への押圧方向にほぼ平行な方向となっている。

図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録用カートリッジの外観斜視図である。

図１に示すように、インクジェット記録用カートリッジ１は、インク滴を吐出させて紙などの記録シートに記録を行うインク吐出機能を備える記録素子基板２と、液体インクを吸収して保持するためのインク吸収部材を収容するインクタンク４と、該インク吸収部材を収容した後にインクタンクの開口を閉じる蓋７と、を含んで構成される。

記録素子基板２は、インクタンク４の端面であって、上述のインクタンクの開口とは対向する側に、接着剤によって接着されている。インクタンク４内に挿入したインク吸収部材内部にはインクが注入されている。

なお、図１に矢印で「インクタンク長手方向」、「インクタンク短手方向」を図示しているが、インクタンクの長手方向とはインクタンクの上面または底面側から見てインクタンク形状が相対的に長くなっている方向をいい、これに対して短くなっている方向をインクタンクの短手方向と定義する。また、「インクタンク長手方向」、「インクタンク短手方向」ともに、インクタンクの上面に沿った方向であり、また、記録素子基板２のインク吐出口面にも沿った方向である。「インク吐出方向」は、インク吐出口面に対して直交する方向であり、「インクタンク長手方向」および「インクタンク短手方向」とのいずれとも異なる方向である。図１においては、「インク吐出方向」と「インクタンク長手方向」と「インクタンク短手方向」とは、互いに直交する方向となっている。

図２はインクジェット記録カートリッジ１を１個又は複数個搭載するインクジェット記録装置を示す概略斜視図である。図２に示すインクジェット記録装置６はインクジェット記録用カートリッジ１を着脱自在に搭載するキャリッジ２１を備える。キャリッジ２１は記録シートの搬送方向ａと交差する方向、例えば直交する方向に走査される。

記録素子基板２は、その長手方向が記録シートの搬送方向ａに沿った方向（例えば平行な方向）で且つ、キャリッジスキャン方向ｂに交差する方向（例えば直交する方向）になるようにインクタンク４に配置されている。

また、インクタンク４は記録素子基板２の長手方向と同一方向に長くなるように構成されている。記録素子基板２はノズル数の増加によって長くなることが一般的であり、インクタンク４は矩形の記録素子基板２が接着されるため、およびインクタンク４を搭載するキャリッジ２１の走査方向の長さが大きくならないように、この記録素子基板２の長手方向と略同一方向に長くなる。

図３は、最大でＡ４サイズの用紙まで記録できるインクジェット記録装置６に、容積の等しいインクジェット記録用カートリッジ１を用いたときの概略図である。図３の（ａ１）、（ａ２）は、キャリッジスキャン方向ｂに平行な方向の筐体長さを長くしたときのインクタンクとそれを搭載する場合のインクジェット記録装置を示したものである。また、図３の（ｂ１）、（ｂ２）は、キャリッジスキャン方向ｂに直交する方向の長さを長くしたときのインクタンクとそれを搭載する場合のインクジェット記録装置を示したものである。さらに、図３の（ｃ１）、（ｃ２）は、キャリッジスキャン方向ｂに鉛直な方向（図の紙面に垂直な方向）の長さを長くしたときのインクタンクとそれを搭載する場合のインクジェット記録装置を示している。図３の（ａ１）、（ａ２）の場合は用紙の幅サイズであるＡ４幅に加え、キャリッジスキャン方向にインクジェット記録用カートリッジ１より広いスペースが必要となることから、装置幅を抑えるために、カートリッジ形状は、図３（ｂ１）、（ｃ１）のようにキャリッジスキャン方向に対して直交もしくは鉛直の方向に延びた形状となる。

インクタンク４の内部には、図４に示すように繊維束を積層したインク吸収部材３が記録素子基板２と対向する開口面から挿入されている。本実施形態においては、インクタンク４の高さが約４０ｍｍ以上のため、繊維方向はインク吐出方向に平行な方向であり、積層方向はインクタンク長手方向に対し直交する方向で、挿入前のインク吸収部材３をインクタンク４の短手方向に圧縮して挿入している。

インク吸収部材３の挿入後、インクタンク４内のインク吸収部材３の内部には所定のインクが注入されており、インクタンク４の開口面を閉鎖する為に振動溶着により蓋（図１の符号７の部品）を結合する。

この蓋はインクタンク４の開口面と略同一寸法で、図５に示すように、インクタンク４の内部を外気に連通する為の大気連通口８を備え、インクタンク４の開口面における外周と対向する面に、結合を行う際のエネルギーを伝える幅０．５ｍｍでインク吐出方向と対向する方向に約０．３ｍｍ突出して長い略矩形状のダイレクタ９を備える。

（振動溶着）
図６（ａ）は本実施形態において用いた振動溶着機を示す側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の溶着機に使用する治具の拡大模式図である。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように振動溶着機１０の受け冶具１０ａの凹部（点線箇所）にインクタンク４を固定し、振動溶着機１０の上側の冶具１０ｂの凹部（点線箇所）にて蓋７を吸引して保持させた後、振動溶着を行う。

振動溶着においては、従来、振動させる部材（本実施形態においては蓋７）側に、冶具１０ｂに設けた凸に対応する凹部を設けて略嵌合させることにより、冶具１０bと蓋７とが振動時にズレるのを抑える必要があるが、本実施形態においては、このような嵌合手段を設けず、ノリル系樹脂にガラスフィラーをコンパウンドしたものを使用したことにより蓋７の外寸精度が高く、振動時の変形も抑えることが可能となり、上記の凹部を配置する領域もインクタンクのバッファ空間として構成した。

次に、本実施形態で用いた振動溶着について説明する。

まず、上述の従来技術としての縦振動の超音波振動をホーンの側面の横振動に換えて行う超音波溶着に対して、本実施形態で用いる振動溶着が優位な点は、振動する側の部材（本実施形態では蓋７）全体に対して横振動が均一に作用し、当該部材を相手側の部材（本実施形態ではインクタンク４）に対して同じ振幅の横振動運動（摺動）を行うことができることである。つまり、本実施形態の振動溶着は、蓋７とインクタンク４とを、両者の接触部位全域で同じ振幅で振動させて溶着する。これにより、上述の従来技術のような溶着むらを生じることなく一定以上の大きさの部材であっても、均一な溶着を得ることができる。

以下に、具体的な工程を図面を用いて説明する。

溶着は、インクタンク４側の冶具１０ａが上昇して蓋７に当接したときをトリガーとしてスタートする（図７（ａ）、（ｂ））。

続いて、蓋７側の冶具１０ｂが、インクタンク４に対し、ダイレクタ９の長手方向と平行な方向に摺動を開始する（図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ））。このとき、蓋７は冶具１０ｂに保持されて振動するので、ダイレクタ９の長手方向の部分とそれに接触する蓋７の部分とは、全域にわたって同じ振幅で振動する。つまり、蓋７とインクタンク４とのどの接触部位においても、インクタンク４に対する蓋７の摺動量は同じである。そのため、上述の横振動の超音波振動の際に生じるような溶着むらは、本実施形態の場合には生じない。このときのインクタンク４の上面とダイレクタ９との摩擦により、樹脂温度が上昇し相溶する。

蓋７とインクタンク４との振動方向に平行な方向の相対関係が所定の位置になるとともに、所定の溶着量になった時点で摺動を停止させ、樹脂の冷却を行う（図７（ｅ））。

最後に、インクタンク４側の冶具１０ａが下降し（図７（ｆ））、インクタンク４への蓋７の結合が終了する。

このようにして製造されたインクジェット記録用カートリッジ１は、製造時における記録素子基板２へ伝達する振動が、図８の矢印で示すように、記録素子基板２の長手方向（インク吐出口面）に沿った方向（平行な方向）のみである。そのため、記録素子基板２に構成されたインク吐出のための構造物に、記録素子基板２からのインク吐出方向に沿った方向の振動が伝達することで、その構造物等にクラックが発生する、といった事態を回避することができる。

（インク吸収部材圧接リブ）
蓋７の裏面（インクタンク４の内側に向いて、インクタンク内に収納されているインク吸収部材３と対向する面）には、インクタンク４内のインク吸収部材３を下方へ圧接するための突起（リブ）が設けられている。特開２００３−２５６０３号公報に開示されているインクタンクでは、インク吸収部材３として繊維吸収部材を用い、クロスリブ１１にてインク吸収部材３を圧接した状態で縦振動の超音波溶着を行っている（図９の（ａ）、（ｂ））。

しかし、本実施形態のような横振動を伴う振動溶着を行う際、インク５を保持したインク吸収部材３には、図９（ｂ）に示したように、ダイレクタ９を溶かし込む圧縮方向の力に加えて、クロスリブ１１がインク吸収部材３に当接しながら摺動することにより、内部のインク５を押し出す力が作用することになる。押し出されたインク５は、溶着終了後の時間経過により、インク吸収部材３の毛管力により再びインク吸収部材３内部に引き込まれる。しかし、図９（ｃ）に示すように、クロスリブ１１の交差する角により、その角へ向かう毛管力が作用する為、押し出されたインク５を引き上げるように毛管力が作用する（図９（ｄ））。引き上げられたインク５は、インク吸収部材３に引き込まれる前に、毛管力により蓋７内側、すなわち大気連通口８近傍に引き寄せられる恐れがある。

そのため、クロスリブ１１の交点の角の形状を緩やかにすべく、その曲率半径をさらに大きくする等の対策が必要となるが、この場合、カートリッジ内の上部の空間（「バッファ空間」と呼ぶ。）が減少してしまう恐れがある。

そこで、本実施形態においては、図５に示すように、ダイレクタ９より内側に、リブとリブとが交差して形成する角の内方に大気連通口８が位置する従来構成とは異なった構成の圧接リブ１２を設けている。具体的には、複数の圧接リブ１２が、個々の圧接リブ１２の延在方向に沿った側面で大気連通口８を囲むように配置されている。

以下に溶着終了までの過程を、図１０を参照して説明する。

インクタンク４の受け冶具が上昇し、蓋７のダイレクタ９とインクタンク４とが当接する前に、インク吸収部材３と圧接リブ１２の先端とが当接する（図１０（ａ））。

当接によりインク吸収部材３内のインク５は、圧接リブ１２が当接した部分の毛管力が高くなる為、圧接リブ１２近傍に引き寄せられる。

次に、インクタンク４の受け冶具がさらに上昇し、蓋７のダイレクタ９とインクタンク４とが当接する。よって、インク吸収部材３内部のインク５は、さらにリブ圧接１２近傍に引き寄せられる（図１０（ｂ））。

ダイレクタ９とインクタンク４との当接をトリガーとして、蓋７を保持する冶具をインクタンク４の長手方向と平行に摺動させる（図１０（ｃ））。

摺動により圧接リブ１２の先端は、インク吸収部材３の上面にくい込む方向に力が作用する。これにより、インク吸収部材３の上面近傍は、くい込んだ圧接リブ１２先端による摺動方向と同一方向に移動するように力が加わり、インク吸収部材３内部のインク５にはインク吸収部材３の毛管力以上の力が作用する為、インク５がインク吸収部材３の外部に押し出される。

押し出されたインク５は、圧接リブ１２の側面の摺動時の移動により、振動方向と直交する方向に送り出される。

そして、摺動方向が反転すると、それまでの方向への摺動にて押し出されたインクは、再びインク吸収部材３内部の毛管力により保持される（図１０（ｄ））。

また、圧接リブ１２の内側のインク５は、それまでの方向への摺動にて押し出されて複数の圧接リブ１２で囲まれた領域から外へ送り出されている為、摺動方向の反転により押し出される量を少なくしているとともに、蓋７にインク５が付着するのを防止している。

インクタンク４と蓋７との溶着が完了するまで、圧接リブ１２の動きに伴って以上のような工程が繰り返される。

なお、上述したように、個々の圧接リブ１２は、その延在方向に沿った側面で大気連通口８を囲むように配置されている。そのため、複数の圧接リブ１２で大気連通口８を囲むように形成された領域では、その領域の形状に倣ってインク５の表面張力が働き、その領域内にインク５が保持される。さらにその領域内のインク５の量が増した場合は、複数の圧接リブ１２の相互間にある隙間によりメニスカスが破れ、インク５は下方向、すなわちインク吸収部材３の方向に移動し、インク吸収部材３に再度保持される。

（タンク壁規制リブ）
図１１（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のインクジェット記録用カートリッジ１を構成するインクタンク４の斜視図であって、３種のインクを保持することができるものである。

図１２は、図１１のインクジェット記録用カートリッジ１の蓋７の裏面側の平面図である。

図１１（ｂ）に示すように、インクタンク４内部は、図１２の蓋７のダイレクタ部分（ダイレクタ９および仕切りリブ１５がダイレクタとして機能する。）に対応するように、仕切り壁４２により、インク吸収部材３を収容する３つの部屋４３ａ、４３ｂおよび４３ｃが形成されている。図１２に示すように、仕切り壁４２の上端に対応するように、蓋７に仕切りリブ１５が設けられている。振動溶着を行う場合、仕切りリブ１５もダイレクタ９として機能し、仕切り壁４２の上端にも、ダイレクタとしての仕切りリブ１５が摺動する。

ここで、振動方向に対して平行な方向に例えばイエロー、マゼンタ、シアンを保持する為のインク吸収部材３を並べて配置した場合、インクジェット記録用カートリッジ１のサイズが大きくなり、その結果、インクジェット記録装置６のサイズも大きくなってしまう。

本実施形態においては、特許第２８８７０５８号公報に記載のインクタンクと同様にインクタンク内を略Ｔ字に分割し、振動方向と直交する仕切り壁４２の厚みを、振動方向に平行な方向の仕切り壁４２より厚くすることにより、キャリッジスキャン方向のインクタンク４の幅は、超音波溶着を行う際とほぼ同一幅に収めることが可能となる。

また、本実施形態においては、図１２に示すように、蓋７の裏面には、インク吸収部材３を圧接する圧接リブ１２とは別に、規制リブ１３が設けられている。この規制リブ１３は、インクタンクの側壁４１や仕切り壁４２が、振動溶着の際に、本来の摺動方向とは異なる方向へ変位することを規制するための部材である。このような規制リブ１３を設けるのは、インクタンク４と蓋７とが圧接した状態で、押圧方向に対してほぼ直交する方向に摺動する際に、側壁４１や仕切り壁４２が摺動方向とは交差する方向に変位することがあるためである。特に、肉厚の薄い仕切り壁４２は変位し易く、摺動中のこのような変位は良好な溶着を阻害するおそれがある。そのため、摺動方向（振動方向）に沿って設けられている仕切り壁４２の両側の位置に、摺動方向とは異なる方向への変位を規制するための規制リブ１３を設けている。なお、規制リブ１３と仕切り壁４２とは、静止状態においては接触はしない位置に近接して設けられている。

（その他）
上述の実施形態では、インクタンク４の長手方向に沿って、その底面に記録素子基板２の長手方向が揃うように設けられたインクジェット記録用カートリッジ１に対して、インクタンク４の長手方向に沿って振動溶着を行っている。また、インクジェット記録用カートリッジ１は、その長手方向がキャリッジスキャン方向に直交するようにキャリッジ２１に搭載されるものである。

しかしながら、インクタンク４の壁面の変形が少ないもしくは許容範囲内であれば、振動を加える方向は短手方向でもよい。このような短手方向に振動を加える場合に適した蓋７の裏面に設けられる圧接リブ１２は、上述の長手方向に振動を加える場合と同様に大気連通口８を囲むように複数設けるとよい。また、規制リブ１３は、振動方向に沿っているインクタンクの壁、つまり短手方向に沿った壁が長手方向に変位するのを規制すべく、短手方向の壁の側方に近接して設けるとよい。

また、インクタンク４の短手方向に沿った方向に記録素子基板１の長手方向が配置される構成のインクジェット記録用カートリッジでもよく、この場合でも、記録素子基板２にはインク吐出方向に沿った方向の振動（あるいは記録素子基板のインク吐出口面に垂直な方向の振動とも言える。）は伝達しないことから、クラックの発生を回避できることは明白である。

さらに、上述の実施形態では、カートリッジ筐体を構成する材料としてノリル系樹脂にガラスフィラー約２５％をコンパウンドしたものを用いている。しかしながら、カートリッジ筐体の樹脂材料およびガラスフィラーのコンパウンド量には限定されることはなく、カートリッジ筐体の上面に加えられた振動がその底面に伝達され易い構造の場合には、本発明を適用することにより、記録素子基板２へのクラック等損傷を有効に抑えるという効果を奏することができる。

以上、説明したような実施形態によれば、インクタンク開口部とこれを塞ぐ蓋とを振動溶着するとともに、その振動方向を、記録素子基板のインク吐出口面に沿った方向とすることにより、記録素子基板へ致命的な欠陥を及ぼすことなくインクジェット記録カートリッジの製造が可能となる。また、よりガスバリア性を向上させる為にフィラーの含有量を多くし、インク吐出構造物への振動が伝わりやすくなった場合においても、記録素子基板の損傷を回避することが可能となり、より蒸発を抑えたインクジェット記録用カートリッジを提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録用カートリッジの外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット記録用カートリッジを搭載するインクジェット記録装置を示した模式図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット記録用カートリッジを適用する場合の記録装置のサイズを示す模式図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット記録用カートリッジ内に使用するインク吸収部材の繊維方向、積層方向を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット記録用カートリッジの蓋の裏面側の模式図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット記録用カートリッジの蓋の接着に使用する振動溶着機の模式図である。 図６の振動溶着機による溶着過程を示した模式図である。 図６のように振動を加えられるインクタンクの内部を示した模式図である。 従来のリブを有するカートリッジ内部の状態を示した模式図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット記録用カートリッジにおける振動時のリブの状態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット記録用カートリッジであって、３種のインクを保持するカラーカートリッジを示した模式図である。 図１１のインクジェット記録用カートリッジに用いる蓋の裏面側の模式図である。 インクジェット記録用カートリッジの底面に設けられた記録素子基板のインク吐出構造を示す概略図である。 従来技術のホーンを用いた超音波溶着の概略図である。

符号の説明

１ インクジェット記録用カートリッジ
２ 記録素子基板
４ インクタンク
７ 蓋
８ 大気連通口
１２ 圧接リブ
１３ 規制リブ

Claims (4)

1. インク吐出口面に直交した方向にインクを吐出する記録素子基板と、ガラス繊維を含む材料で構成されたインクタンクと、ガラス繊維を含む材料で構成された蓋と、を備え、前記記録素子基板が前記インクタンクの一側面に取り付けられ、該一側面と対面した他側面の前記インクタンクの開口部を前記蓋が覆って構成されるインクジェット記録用カートリッジの製造方法において、
   前記記録素子基板が取り付けられた前記インクタンクの前記開口部に対して前記蓋を溶着する工程を有しており、
   この工程は、前記記録素子基板が固定された前記インクタンクの前記開口部が外に臨むように前記インクタンクが固定される凹部が設けられた受け冶具と、前記蓋の、前記インクタンクの開口部との接合面が外に臨むように前記蓋が固定される凹部が設けられた冶具と、を備えた振動溶着機が用いられて行われるもので、
   前記受け冶具と前記冶具とを近接させて前記インクタンクの開口部と前記蓋とを圧接した状態で、互いに接触した全領域が同じ振幅で前記記録素子基板のインク吐出口面に沿った方向に前記冶具を前記受け冶具に対して振動させて溶着することを特徴とするインクジェット記録用カートリッジの製造方法。
2. 前記蓋は、前記インク吸収部材に面した面に大気連通口を備えており、さらにこの大気連通口の周囲には振動溶着によってインク吸収部材内のインクが移動して前記大気連通口に到達しないように前記大気連通口を囲んで設けられた複数の突起を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録用カートリッジの製造方法。
3. 前記蓋には、前記振動溶着の際に、前記インクタンクの壁が振動方向とは異なる方向へ変位することを規制する規制リブが設けられており、当該規制リブは前記インクタンクの壁に直交する方向であって、且つ前記インクタンクの壁から離間した位置に対応した前記蓋に備えられていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録用カートリッジの製造方法。
4. 前記インクタンクは仕切壁によって内部が分割されており、前記規制リブは前記仕切壁に対しても振動を規制するように前記仕切壁に対して直交する方向であって、且つ前記仕切壁から離間した位置に対応した前記蓋に備えられていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録用カートリッジの製造方法。

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