JP4854281B2

JP4854281B2 - 記録ヘッド、インクタンク、記録ヘッドの製造方法

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Publication number: JP4854281B2
Application number: JP2005344010A
Authority: JP
Inventors: 裕之山本; 武柴田; 健池亀
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2025-11-29
Also published as: JP2007144863A

Description

本発明は、インク等の液体を用いて記録動作を行う記録装置に用いられる記録ヘッド、インクタンク、記録ヘッドの製造方法に関する。本発明は、一般的なプリント装置の他、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、あるいは、これらの装置を複合した多機能記録装置等にも適用することができる。

本発明は特に、インク流路中にゴミ等を除去するためのフィルターを有する記録ヘッド、インクタンク、記録ヘッドの製造方法に関するものである。

インクジェット記録装置においては、高画質化の要求に伴い、インクを小液滴化させるためにインクの吐出口が小径化される。例えば、インクの液滴は、約５ｐｌ（ピコリットル）であり、この液滴により形成されるドット径は４０〜５０μｍである。このため、吐出口内に進入する異物に対する管理・対策が大きな課題である。このようなインクジェット記録ヘッドには、インク流路内および吐出口内への異物の侵入を阻止するため、インク流路内にフィルターが固定されている。従来のフィルターの固定方法の一例を図１４および図１５に示す。（特許文献１及び２参照。）

図１４は、フィルター１０１をフィルター固定部１０２に対して固定する際の断面図である。フィルター固定部１０２は、加熱することで溶融する樹脂により形成されている。フィルター固定部１０２を貫くようにインク流路１０４が設けられ、フィルター固定部１０２の下部には、記録ヘッド内にインクを供給するためのインク供給口１０５が設けられている。フィルター固定部１０２の上部には、インク流路１０４およびインク供給口１０５を囲むように環状の突起部１０６が設けられており、またフィルター固定部１０２には側壁１０７が設けられている。

フィルター１０１のフィルター固定部１０２への固定について説明する。まず予め熱せられた熱溶着ホーン１０３が、フィルター１０１を吸着して保持する。熱溶着ホーン１０３によってフィルター１０１を加熱、保持したまま、その熱溶着ホーン１０３を押し下げて、フィルター１０１をフィルター固定部１０２における突起部１０６に接触させる。

これにより、樹脂によって形成された突起部１０６の先端部が溶融しフィルター１０１の内部に入り込む。その後、熱溶着ホーン１０３がフィルター１０１の保持を止めフィルター１０１から遠ざかることで、フィルター１０１に対する加熱が終わる。そして、フィルター１０１内部の温度が下がることにより、フィルター１０１内部で溶融した突起部１０６の先端部が固化する。こうして、フィルター１０１がフィルター固定部１０４に対して溶着される。

また、従来技術における他のフィルターの固定方法を図１６および図１７に示す。図１６は、フィルター１０８をフィルター固定部１０９に対して固定する際の断面図である。フィルター固定部１０９は、加熱することで溶融する樹脂により形成されている。

インク流路１１１はフィルター固定部１０９を貫くように設けられ、フィルター固定部１０９の下部には、記録ヘッド内にインクを供給するためのインク供給口１１２が設けられている。フィルター固定部１０９上部には、側壁１１３と、この側壁１１３に隣接する第１の突起部１１４が設けられている。フィルター固定部１０９の上部における第１の突起部１１４よりも内側の位置には、第２の突起部１１５が形成されている。第２の突起部１１５は、第１の突起部１１４よりも低く形成されている。第１の突起部１１４および第２の突起部１１５は、インク流路１１１およびインク供給口１１２を取り囲むように環状に形成されている。

フィルター１０８のフィルター固定部１０９への固定に際しては、まず予め熱せられた熱溶着ホーン１１０が、フィルター１０８を吸着させて保持する。熱溶着ホーン１１０によってフィルター１０８を加熱、保持したまま、その熱溶着ホーン１１０を押し下げて、フィルター１０８をフィルター固定部１０９における第１の突起部１１４に接触させる。

このときフィルター１０８は熱溶着ホーン１１０によって熱せられており高温となっているので、樹脂により形成された第１の突起部１１４の先端部は溶融してフィルター１０８の内部に入り込む。その後、熱溶着ホーン１１０がフィルター１０８の保持を止めてフィルター１０８から遠ざかることで、フィルター１０８に対する加熱が終わる。そして、フィルター１０８内部の温度が下がることにより、フィルター１０８内部で溶融した突起部１０６の先端部が固化する。こうして、フィルター１０１がフィルター固定部１０４に対して溶着される。第２の突起部１１５は、第１の突起部１１４よりも低く形成されており、フィルター１０８と第１の突起部１１４とは接触して溶着されるが、フィルター１０８と第２の突起部１１５とは接触せず溶着されない。

特開平８−８０６１６号公報特許第３１７５２６６号公報

しかしながら、図１４、図１５の固定方法の場合には、フィルターを溶着する際に、フィルター１０１内部に入りきれない溶融した突起部１０６の樹脂がフィルター１０１の下部にバリ１１６となってはみ出すおそれがある。はみ出したバリ１１６は、インクの流通時などにおいて剥がれ落ちてインク流路１０４内に侵入するおそれがある。

特に、突起部１０６を含むフィルター固定部１０２が、剛性を向上させるためにガラスフィラー等のフィラー材を含む樹脂によって形成されている場合には、突起部１０６を溶融した際にフィラー材が浮き出て、樹脂から剥がれて異物になりやすい。仮に、突起部１０６における先端部の溶融量を減らして、フィルター１０１下部周囲のバリ１１６のはみ出しを無くした場合には、フィルター１０１とフィルター固定部１０２との溶着面積が十分にとれない。したがって、この場合には、溶着強度が低くなり、フィルター１０１がフィルター固定部１０２から剥がれてしまうおそれがある。

一方、図１６、図１７の固定方法の場合には、第１の突起部１１４の内側に第２の突起部１１５を設けることで、第１の突起部１１４の溶着時に発生するバリ１１７およびフィラー材を第２の突起部１１５によって遮断することができる。しかし、第２の突起部１１５がフィルター１０８に接触していないため、それらの間には隙間が存在する。従って、フィルター１０８と第２の突起部１１５との隙間よりも小さいバリ１１７やフィラー材が、インク流路１１１内およびインク供給口１１２内へ侵入することは防ぐことができない。

本発明の目的は、溶着によるフィルターの固定において、十分な溶着強度を確保すると共に、バリやフィラー材が異物となってインクの通路内に侵入することのない記録ヘッド、インクタンク、記録ヘッドの製造方法を提供することである。

本発明の記録ヘッドは、インクタンクに設けられたインク供給口から供給されるインクの流路にフィルターを固定するためのフィルター固定部が設けられた記録ヘッドにおいて、前記フィルター固定部に、前記流路の周囲に環状に配置されている第１の突起部と、前記流路の周囲に位置しかつ前記第１の突起部の内側に位置する環状の第２の突起部と、を設け、前記第１の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定する第１の先端部を有し、前記第２の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定し、かつ溶融量が前記第１の先端部よりも少ない第２の先端部を有し、かつ、前記第１の突起部と前記第２の突起部とはフィラー材が添加されている樹脂からなり、前記第２の突起部における第２の先端部が溶融して前記フィルターの内方へ部分的に入り込む長さは、前記フィラー材の長手方向の長さより小さいことを特徴とする。
また、本発明の記録ヘッドは、インクタンクに設けられたインク供給口から供給されるインクの流路にフィルターを固定するためのフィルター固定部が設けられた記録ヘッドにおいて、前記フィルター固定部に、前記流路の周囲に環状に配置されている第１の突起部と、前記流路の周囲に位置しかつ前記第１の突起部の内側に位置する環状の第２の突起部と、を設け、前記第１の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定する第１の先端部を有し、前記第２の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定し、かつ溶融量が前記第１の先端部よりも少ない第２の先端部を有し、かつ、前記第１の突起部と前記第２の突起部とはフィラー材が添加されている樹脂からなり、前記第２の突起部の幅は前記フィラー材の長手方向の長さより小さいことを特徴とする。

また、本発明のインクタンクは、インク供給口から供給するインクの流路にフィルターを固定するためのフィルター固定部が設けられたインクタンクにおいて、前記フィルター固定部に、前記流路の周囲に環状に配置されている第１の突起部と、前記流路の周囲に位置しかつ前記第１の突起部の内側に位置する環状の第２の突起部と、を設け、前記第１の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定する第１の先端部を有し、前記第２の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定しかつ溶融量が前記第１の先端部よりも少ない第２の先端部を有し、かつ、前記第１の突起部と前記第２の突起部とはフィラー材が添加されている樹脂からなり、前記第２の突起部における第２の先端部が溶融して前記フィルターの内方へ部分的に入り込む長さは、前記フィラー材の長手方向の長さより小さいことを特徴とする。
また、本発明のインクタンクは、インク供給口から供給するインクの流路にフィルターを固定するためのフィルター固定部が設けられたインクタンクにおいて、前記フィルター固定部に、前記流路の周囲に環状に配置されている第１の突起部と、前記流路の周囲に位置しかつ前記第１の突起部の内側に位置する環状の第２の突起部と、を設け、前記第１の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定する第１の先端部を有し、前記第２の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定しかつ溶融量が前記第１の先端部よりも少ない第２の先端部を有し、かつ、前記第１の突起部と前記第２の突起部とはフィラー材が添加されている樹脂からなり、前記第２の突起部の幅は前記フィラー材の長手方向の長さより小さいことを特徴とする。

また、本発明の記録ヘッドの製造方法は、インクタンクに設けられたインク供給口から供給されるインクの流路でフィルターがフィルター固定部に固定される記録ヘッドの製造方法において、前記フィルター固定部は、前記流路の周囲に環状に配置されているフィラー材を含む樹脂からなる第１の突起部と、前記流路の周囲に位置しかつ前記第１の突起部の内側に位置する、フィラー材を含む樹脂からなる環状の第２の突起部と、を有し、前記フィルターを固定する際に、前記フィルターを加熱して前記第１及び第２の突起部の先端部に押し付けることにより、前記第１の突起部の先端部を溶融させて前記フィルターに溶着させ、かつ前記第２の突起部の先端部を前記第１の突起部の先端部よりも少ない量だけ溶融させて前記フィルターに入り込ませ、かつ前記第２の突起部における第２の先端部が溶融して前記フィルターの内方へ部分的に入り込む長さは、前記フィラー材の長手方向の長さより小さいことを特徴とする。

本発明によれば、第１の突起部と第２の突起部とで溶融量に差を持たせて、前者よりも後者の溶融量を少なくすることで、第１の突起部の溶融部においては、溶融部がフィルターの下面からはみ出す程度にまで溶着面積を大きく取ることができる。一方、第２の突起部の溶融部においては、溶融部がフィルターからはみ出すことのない程度に溶融量を少なくすることができる。これにより、バリやフィラー材がインク流路内に侵入することを防ぎつつ、十分な溶着強度を確保することができる。その結果、良好な歩留りで記録ヘッド及びインクタンクを製造することができ、安価な記録ヘッド及びインクタンクを提供することができる。

以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明を適用可能な記録ヘッドの基本構成を図９から図１３に基づいて説明する。

（記録ヘッドの基本構成）
本例の記録ヘッドは、インクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドである。

記録ヘッド１０００は電気熱変換体（ヒータ）やピエゾ素子などの吐出エネルギー発生手段を用いて、インク吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドである。本例の記録ヘッド１０００は、吐出エネルギー発生手段として電気熱変換体を備えており、電気信号に応じて電気熱変換対が発熱することによりインクが発泡する。その発泡エネルギーを利用して、インク吐出口からインクが吐出される。また、本例の記録ヘッド１０００は、電気熱変換体とインク吐出口とが対向するように配置された、いわゆるサイドシュータ型の記録ヘッドである。

本例の記録ヘッドは、インクタンクと一体のインクジェットカートリッジを構成している。図９および図１０は本発明の記録ヘッド１０００を有するインクジェットカートリッジ１１００の外観斜視図であり、図１１および図１２はインクジェットカートリッジ１１００を構成するそれぞれの要素を示す分解斜視図である。図９において、インクジェットカートリッジ１１００の下部には装着ガイド１００１が設けられており、記録ヘッド１０００の交換を行う際にインクジェット記録装置本体に対してインクジェットヘッド１１００の位置決め手段となる。インクジェットカートリッジ１１００の下部および側面には、取り付けられた際に折り曲げられてＬ字状となる可撓性の電気配線テープ１００２が設けられている。

また、図１１に示すように、電気配線テープ１００２は、記録ヘッド１０００の記録素子基板１００３に接続されている。記録ヘッド１０００における記録素子基板１００３との対向部分には、第１のインク供給口１００４が設けられている。本例の場合、第１のインク供給口１００４は３つ設けられており、それぞれのインク供給口１００４が３色のカラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエローインク）の供給を行う。

電気配線テープ１００２には、電極端子１００５および記録素子基板１００３を組み込むための開口部１００６が設けられており、またインクを吐出するための電気信号を印加する電気信号回路が形成されている。電気配線テープ１００２には、インクジェット記録装置本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子１００７が形成されており、電極端子１００５と外部信号入力端子１００７とは連続した銅箔の配線パターンでつながれている。

第１の封止材１００８および第２の封止材１００９は、電気配線テープ１００２と記録素子基板１００３との電気接続部分を封止し、インクによる腐食や外的衝撃から電気接続部分を保護している。

記録素子基板１００３を一部破断した斜視図を図１３に示す。本実施形態における記録素子基板１００３は、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板１０１０と、Ｓｉ基板１０１０の上方にＳｉ基板１０１０を覆うように設けられた天井部１０１８とから構成されている。Ｓｉ基板１０１０は、インク流路である長溝状の第２のインク供給口１０１１がＳｉの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で形成されている。

記録素子基板１００３の天井部１０１８には、インク吐出口列１０１２ａ、１０１２ｂ、１０１２ｃ、１０１２ｄ、１０１２ｅ、１０１２ｆがそれぞれ２列ずつ３組、計６列設けられている。それぞれのインク吐出口列１０１２ａ、１０１２ｂ、１０１２ｃ、１０１２ｄ、１０１２ｅ、１０１２ｆは、本実施形態においては説明の便宜上１２個のインク吐出口１０１３からなる。インク吐出口列１０１２ａ、１０１２ｂの間、およびインク吐出口列１０１２ｃ、１０１２ｄの間、およびインク吐出口列１０１２ｅ、１０１２ｆの間のそれぞれには第２のインク供給口１０１１が計３つ設けられている。

それぞれのインク吐出口１０１３に対向するように電気熱変換素子１０１４がＳｉ基板１０１０に形成されている。電気熱変換素子１０１４もインク吐出口１０１２と同様に、２列ずつ３組の電気熱変換素子列１０１５ａ、１０１５ｂ、１０１５ｃ、１０１５ｄ、１０１５ｅ，１０１５ｆを形成している。３つの第２のインク供給口１０１１のそれぞれには３色のカラーインク（シアン、マゼンタ、イエローのインク）が供給され、対応するインク吐出口１０１３から吐出される。

インク吐出口１０１３および電気熱変換素子１０１４は、それぞれ各列千鳥状に配列されている。すなわち、各列のインク吐出口１０１３および電気熱変換素子１０１４は、その並び列方向に直交する方向に並ばないように半ピッチずれて配置されている。また、記録素子基板１００３には、電気熱変換素子１０１４に電力を供給するＡｌなどからなる不図示の電気配線が形成されている。

記録素子基板１００３の側辺部には、電気熱変換素子１０１４の駆動信号等を供給するための電極部１０１６が設けられている。電極部１０１６上にはＡｕなどからなるバンプ１０１７が形成されている。

天井部１０１８は樹脂材料により形成されており、天井部１０１８におけるインク流路壁１０１９およびインク吐出口１０１３は、フォトリソグラフィ技術によって形成されている。

記録素子基板１００３の電極部１０１６に形成されたバンプ１０１７と電気配線テープ１００２に形成された電極端子１００５とは、熱超音波圧着法により電気接合されている。

また、図１２に示すように、インクジェットカートリッジ１１００には３つの部屋からなるインク収納部１０２０、１０２１、１０２２が設けられている。その内部には、３種類のカラーインクのそれぞれを吸収するインク保持部材１０２３、１０２４、１０２５が収容されるようになっている。記録ヘッド１０００とインク収納部１０２０、１０２１、１０２２との間のインク流路中にフィルター１０２６、１０２７、１０２８が取り付けられる。インク収納部１０２０、１０２１、１０２２の上方開口部には、蓋部材１０２９が取り付けられる。蓋部材１０２９には、インク収納部１０２０、１０２１、１０２２内の圧力変動を逃がすための細口１０３０、１０３１、１０３２と、それぞれの細口１０３０、１０３１、１０３２に一端が連通する微細溝１０３３、１０３４、１０３５が設けられている。

微細溝１０３３および１０３４の他端は微細溝１０３５の途中に合流している。また、細口１０３０、１０３１、１０３２および微細溝１０３３、１０３４、１０３５のほとんどはシール部材１０３６によって覆われており、微細溝１０３５の他端を開口することで大気連通口を形成している。また蓋部材１０２９には、記録ヘッド１０００をインクジェット記録装置本体に対して固定するための係合部１０３７が設けられている。蓋部材１０２９は、インク収納部１０２０、１０２１、１０２２を含むインクタンク１０３８の上部開口部に溶着される。

インクタンク１０３８は樹脂材料により形成されている。本実施形態においては、剛性を向上させるためにガラスフィラーを５〜４０％混入した樹脂材料によりインクタンク１０３８が形成されている。

各インク収納部１０２０、１０２１、１０２２は、内部にカラーインクを保持し、負圧を発生するためのインク保持部材１０２３、１０２４、１０２５を有することでインクタンクとしての機能を有している。インク保持部材１０２３、１０２４、１０２５としてはＰＰ（ポリプロピレン）繊維を圧縮したもの、あるいはウレタン繊維を圧縮したものでもよい。インク収納部１０２０、１０２１、１０２２に収納されたインク保持部材１０２３、１０２４、１０２５に保持されているカラーインクは、第１のインク供給口１００４に供給される。その後、第１のインク供給口１００４から記録素子基板１００３上の第２のインク供給口１０１１に供給される。インク吐出口１０１３は、電気熱変換素子１０１４に対向して配置されている。従って、第２のインク供給口１０１１から供給されたカラーインクは、各電気熱変換素子１０１４の発熱によって発生した気泡の圧力によって各電気熱変換素子１０１４に対向するインク吐出口１０１３から吐出される。

（特徴的な構成）
以下、本実施形態についての要部についての説明を行う。
図１は、前述したインクジェット記録ヘッドの一部の外観斜視図である。前述のインクジェットカートリッジ１１００に対応するインクジェットカートリッジ５０は、前述の記録ヘッド１０００に対応するインクジェット記録ヘッド１を有している。またインクジェットカートリッジ５０は、前述のインク収納部１０２０、１０２１、１０２２に対応する３つのインク収納部２ａ，２ｂ，２ｃを有している。インクジェット記録ヘッド１と、インク収納部２ａ，２ｂ，２ｃとが、一体に形成されたインクジェットカートリッジ５０として構成されている。それぞれのインク収納部２ａ，２ｂ，２ｃには、カラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエローインク）のそれぞれを保持するための３つのカラーインク保持部材が収容可能である。また、インクジェット記録ヘッド１は、インクジェット記録装置本体に対して着脱可能となっており、インクタンク内のカラーインクが消費されるとインクジェット記録ヘッド１は交換される。

図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。前述のフィルター１０２６、１０２７、１０２８に対応するフィルター５は、後述するように、熱溶着ホーン４を用いてインクジェット記録ヘッド１のフィルター固定部３に固定される。フィルター固定部３に、外側に環状の第１の突起部６を有しており、内側に環状の第２の突起部７が一体成型されている。また、フィルター固定部３は樹脂により成型され、その樹脂材料には、剛性を向上させるためにフィラー材としてガラスフィラーが５〜４０％混入されている。

フィルター固定部に形成されたインク流路８は、前述した第１のインク供給口１００４に対応するインク供給口９に連通する。第１の突起部６および第２の突起部７のそれぞれは、インク流路８およびインク供給口９を囲むように環状に形成されている。内側に位置する第２の突起部７の高さＨ２は、外側に位置する第１の突起部６の高さＨ１よりも低く設定されている。本例の場合、第２の突起部７の高さＨ２は、第１の突起部６の高さＨ１のおよそ２分の１である。フィルター５は、ＳＵＳ金属繊維焼結により形成されている。

インク収納部２ａ，２ｂ，２ｃに収容されたカラーインクは、インク流路８およびインク供給口９を通ってインクジェット記録ヘッド１の内部に供給され、そして記録データに応じてインク吐出口（１０１３）から吐出される。フィルター５は、フィルター固定部３に固定されることにより、カラーインクに含まれるゴミ等を除去する。

次に、フィルター５をフィルター固定部３に対して固定する工程について説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、高さ検知装置１０を用いて第２の突起部７の高さの検知を行う。これにより、後述する溶着完了時の熱溶着ホーン４の移動位置（溶着完了位置）を決定する。それから、予め熱せられた熱溶着ホーン４をフィルター５に当接させ、図３（ｂ）に示すように、熱溶着ホーン４内の空気を矢印方向に吸い込んでフィルター５を吸引保持する。熱溶着ホーン４の熱がフィルター５へ伝わり、フィルター５が加熱される。

熱溶着ホーン４にフィルター５を吸引保持したまま、図３（ｃ）に示すように、フィルター５を第１の突起部６の第１の先端部６ａに接触させてから第２の突起部７の第２の先端部７ａに接触させる。このとき、フィルター５は熱溶着ホーン４によって加熱されているので、樹脂により形成された第１の突起部６の第１の先端部６ａと第２の突起部７の第２の先端部７ａは溶融する。それらの溶融した第１の先端部６ａと第２の先端部７ａは、フィルター５の内部に入り込む。

その後、熱溶着ホーン４は、フィルター５の吸引保持を止めてから、上昇してフィルター５から離れる。熱溶着ホーン４がフィルター５から離れることで、時間の経過と共にフィルター５内の温度が低下し、溶融した第１の先端部６ａおよび第２の先端部７ａが固化する。この結果、フィルター５は、第１の先端部６ａ，第２の先端部７ａの溶着によって第１の突起部６および第２の突起部７に固定される。図３（ｄ）は、第１の突起部６および第２の突起部７の要部の拡大図である。

ところで、フィルター５を熱溶着ホーン４で保持したまま押し下げる際には、まず、図３（ａ）の高さ検知装置１０により取得した第２の突起部７の高さＨ２、およびフィルター５の厚さＷを基に、溶着完了位置を設定する。その溶着完了位置は、フィルター５を図３（ｄ）のような固定位置にまで押し下げるときの熱融着ホーン４の移動位置である。

第２の突起部７の高さＨ２が第１の突起部６の高さＨ１よりも低く設定されているので、加熱されたフィルター５は、第２の突起部７よりも先に第１の突起部６と接触する。その後、さらにフィルター５を押し下げると、フィルター５が第２の突起部７と接触する。熱溶着ホーン４を溶着完了位置まで移動させることにより、図３（ｄ）のように、第１、第２の突起部６、７の第１の先端部６ａ，第２の先端部７ａのそれぞれが溶融する。第２の突起部７の高さＨ２は第１の突起部６の高さＨ１よりも低く設定されているので、第２の突起部の第２の先端部７ａの溶融量は第１の突起部の第１の先端部６ａよりも少ない。

第１の突起部６の第１の先端部６ａにおける溶融部６ｂはフィルター５の下面からはみ出す程度にまで溶着面積を大きくすることにより、十分な溶着強度を確保することができる。これに対して、第２の突起部７の第２の先端部７ａにおける溶融部７ｂは、フィルター５からはみ出さない程度に溶融量を抑えることができる。従って、その第２の突起部７からはバリやフィラー材が発生しない。

一方、第１の突起部６の第１の先端部６ａにおける溶融部６ｂはフィルター５の下面からはみ出る程度にまで溶着されている。しかし、第２の突起部７の第２の先端部７ａがフィルター５の内部にまで到達しているため、第１の突起部６からバリやフィラー材が発生したとしても、それらは第２の突起部７によって遮断されてインク流路８内への侵入が防止される。これらの結果、バリやフィラー材がインク流路８内に侵入することを防ぎつつ、フィルター５の溶着強度を十分に確保することができる。

また、高さ検知装置１０により検知した第２の突起部７の高さＨ２およびフィルター５の厚さＷから、溶着完了位置を設定するため、第２の突起部７の第２の先端部７ａの溶融の程度をフィルター５の下部からはみ出ない程度に適確に調整することができる。高さ検知装置１０は、第２の突起部７の高さＨ２及びフィルター５の厚さＷを検出できればよく、例えば、光学的または機械的な接触方式等の種々のものを用いることができる。

第２の突起部７の溶融前の高さＨ２と溶融後の高さとの差を溶融高さＨ（図３（ｄ）参照）とする。本実施形態においては、その溶融高さＨを５０μｍとして、フィルター固定部３に含まれている後述するフィラー材の長手方向長さ（例えば、１００μｍ）よりも小さくした。従って、第２の突起部７の溶融部７ｂからフィラー材が脱落することがない。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。
図４に、第２の実施形態における要部の断面図を示す。
第１の実施形態と同様に、熱溶着ホーン１１を用いてフィルター１２を加熱、保持し、フィルター固定部１３に対してフィルター１２を溶着する。

フィルター固定部１３は樹脂により形成され、外側に環状の第１の突起部１４を有しており、内側に環状の第２の突起部１５を有している。内側に位置された第２の突起部１５の幅Ｗ２は、外側に位置された第１の突起部１４の幅Ｗ１よりも小さく設定されている。インクジェット記録ヘッド１６の下部には、インク流路１７およびインク供給口１８が設けられている。第１の突起部１４および第２の突起部１５は、それぞれがインク流路１７およびインク供給口１８を取り囲むように環状に形成されている。図５に示すように、第１の突起部１４および第２の突起部１５を形成する樹脂に含まれたフィラー材１９は、ガラスにより形成されているため長片状になっており、長手方向の長さＬを有している。本例の場合、その長さＬは約１００μｍである。

フィルター１２をフィルター固定部１３に固定させる際には、熱溶着ホーン１１が、フィルター１２を加熱したまま第１の突起部１４および第２の突起部１５に接触させる。本実施形態においては第１の突起部１４と第２の突起部１５とがほぼ同じ高さのため、第１の突起部１４と第２の突起部１５とはほぼ同時にフィルター１２と接触する。従って、第１の突起部１４と第２の突起部１５とがほぼ同時に溶融を開始し、フィルター１２の内部に、第１の突起部１４と第２の突起部１５との溶融部分１４ａ、１５ａが入り込む。

ここで、第１の突起部１４の幅Ｗ１は第２の突起部１５の幅Ｗ２よりも広いため、第１の突起部１４においては、第２の突起部１５よりも多くの樹脂が溶融される。そのため、図のように、第１の突起部１４における溶融部１４ａは、第２の突起部１５における溶融部１５ａよりも大きく形成される。第１の突起部１４においてはフィルター１２の内部に入りきれない樹脂がフィルター１２の下面にはみ出す程度にまで溶着面積が大きく形成される。従って、フィルター１２と第１の突起部１４との溶着強度が十分に確保される。

一方、第２の突起部１５の幅Ｗ２は、フィルター内部に入り込む溶融部１５ａがフィルター１２の下面からはみ出ない程度に狭く設定されている。従って、第２の突起部１５からは、バリやフィラー材が発生しない。

また、図６のように、第２の突起部１５の先端がフィルター１２の内部に入り込んでいるので、第１の突起部１４からバリやフィラー材が発生したとしても、それらは第２の突起部１５によって遮断される。そのため、バリやフィラー材のインク流路１７への侵入が防止される。

これらの結果、バリやフィラー材がインク流路１７内に侵入することを防ぎつつ、十分な溶着強度を確保することができる。

第２の突起部１５における溶融高さＨ（図６参照）は、フィルター固定部１３に含まれるフィラー材１９の長手方向の長さＬの約１００μｍよりも小さい約５０μｍとした。こうすることで、第２の突起部１５の溶融部からのフィラー材１９の脱落を防止することができる。

また、第２の突起部１５の幅Ｗ２は、フィラー材１９の長さＬの約１００μｍよりも小さくした。これにより、第２の突起部１５に含まれるフィラー材１９は、図５のように、第２の突起部１５の高さ方向とほぼ平行に配置されることになる。従って、第２の突起部１５の溶融部１５ａからのフィラー材１９の脱落をより確実に防止することができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。
図７に、本実施形態における要部の断面図を示す。熱溶着ホーン２０を用いてフィルター２１を加熱、保持し、フィルター固定部２２に対してフィルター２１の溶着を行う。フィルター固定部２２は樹脂により形成され、外側に環状の第１の突起部２３を有しており、内側に環状の第２の突起部２３を有している。インクジェット記録ヘッド２５の下部にはインク流路２６およびインク供給口２７が設けられている。第１の突起部２３および第２の突起部２４は、それぞれがインク流路２６およびインク供給口２７を取り囲むように環状に形成されている。

本実施形態においては、第１の突起部２３と第２の突起部２３とはほぼ同形状であり、ほぼ同じ高さと幅とを有している。フィルター２１には、予めプレスにより段差が形成されており、第１の突起部２３に対応する部分２１ａは、図７中の下方側に位置するように低く形成されており、第２の突起部２３に対応する部分２１ｂは、図７中の上方側に位置するように高く形成されている。フィルター２１は、ＳＵＳ金属繊維焼結により形成されている。

フィルター２１をフィルター固定部２２に固定させる際には、熱溶着ホーン２０が、フィルター２１を加熱したまま第１の突起部２３および第２の突起部２３に接触させる。本実施形態においては、フィルター２１に段差が設けてあるため、フィルター２１の部分２１ａが第１の突起部２３に早く到達し、第２の突起部２４の部分２１ｂが第２の突起部２４に接触する。そのため、第２の突起部２４に比べて第１の突起部２３の方がフィルター２１の内部に入り込む量が多くなる。従って、フィルター２１を所定量押し下げることにより、第１の突起部２３の方が第２の突起部２４に比べより多くの樹脂が溶融され、図８のように、前者の溶融部２３ａは後者の溶融部２４ａよりも大きく形成される。第１の突起部２３においては、フィルター２１の内部に入りきれない樹脂がフィルター２１の下面にはみ出す程度にまで溶融し、第１の突起部２３とフィルター２１との溶着面積が大きく形成される。従って、フィルター２１と第１の突起部２３との溶着強度は確保される。

第１の突起部２３における溶融から遅れて、第２の突起部２４も溶融を開始する。第２の突起部２４における溶融部２４ａがフィルター２１内部に入り込む量だけ溶融して、フィルター２１の下面からはみ出ないように、フィルター２１の段差が形成されている。そのため、第２の突起部２４の溶融部２４ａがフィルター２１からはみ出ない程度に溶融し、その溶融部２４ａからバリやフィラー材が発生しない。

また、第２の突起部２４の溶融部２４ａがフィルター２１の内部にまで到達しているため、第１の突起部２３からのバリや浮き出たフィラー材は、第２の突起部２４によって遮断される。

また、予め高さ検知装置によって取得した第２の突起部２４の高さ及びフィルター２１の厚さを基に、前述した溶着完了位置を設定することにより、第２の突起部２４における溶融高さＨを定める。その溶融高さＨは、フィルター固定部２２に含まれるフィラー材の長手方向の長さ（例えば、約１００μｍ）よりも少ない大きさ（例えば、約５０μｍ）とする。こうすることで、第２の突起部２４の溶融部２４ａからのフィラー材の脱落を防止することができる。

（他の実施形態）
なお、上述した実施形態においては、フィルター５、１２、２１の材料としてＳＵＳ金属繊維焼結により形成されたものを用いたが、ＳＵＳ金属メッシュにより形成されたものであってもよい。

また、本実施形態においては、第２の突起部７、１５、２４の高さおよびフィルター５、１２、２１の厚さを高さ検出装置によって検知したが、フィルター５、１２、２１の厚さを予め測定しておき、その値を用いてもよい。

また、上述した実施形態においては、三色のカラーインクを用いたカラープリンタにおけるインクジェット記録ヘッドについて述べたが、単色のプリンタにおけるインクジェット記録ヘッドであってもよい。

また、上述した実施形態における記録ヘッドは、インクタンクと一体となってインクジェットカートリッジを構成するものについて述べたが、本発明はこれに限定されることはない。本発明は、例えば、記録ヘッドを持たないインクタンク単独のもの、及びインクタンクを持たない記録ヘッド単独のものにも適用可能である。

また、第１、第２の突起部は、インク流路の周囲に位置するように環状に形成されていれば良く、その形状は円環状のみに特定されない。また、第１の突起部は必ずしも環状である必要はない。

また、本発明は流体の流路中にフィルターが取り付けられるものであればプリンタ以外の機器にも適用することができ、例えば、薬液を扱う装置や食品を製造する装置なども適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおける構成部材の一部の外観斜視図である。図１のII−II線に沿うフィルター固定部におけるフィルター固定前の断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、図２のフィルター固定部に対してフィルターを固定する工程の説明図である。本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるフィルター固定部のフィルター固定前の断面図である。図４のフィルター固定部における突起部の拡大断面図である。図４のフィルター固定部におけるフィルター固定後の溶着部の拡大断面図である。本発明の第３の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるフィルター固定部のフィルター固定前の断面図である。図７のフィルター固定部におけるフィルター固定後の溶着部の拡大断面図である。本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを上方から見た外観斜視図である。図９のインクジェット記録ヘッドを下方から見た外観斜視図である。図９のインクジェット記録ヘッドの下側部分の分解斜視図である。図９のインクジェット記録ヘッドの上側部分の分解斜視図である。図９のインクジェット記録ヘッドにおける記録素子基板の一部を破断した斜視図である。従来のインクジェット記録ヘッドにおけるフィルター固定部のフィルター固定前の断面図である。図１４のフィルター固定部のフィルター固定後の断面図である。従来の他のインクジェット記録ヘッドにおけるフィルター固定部のフィルター固定前の断面図である。図１６のフィルター固定部のフィルター固定後の断面図である。

符号の説明

１インクジェット記録ヘッド
２ａ，２ｂ，２ｃインク収納部
３、１３、２２フィルター固定部
４、１１、２０熱融着ホーン
５、１２、２１フィルター
６、１４、２３第１の突起部
６ａ第１の先端部
７、１５、２４第２の突起部
７ａ第２の先端部
８、１７、２６インク流路
９、１８、２７インク供給口
１０高さ検知装置

Claims

インクタンクに設けられたインク供給口から供給されるインクの流路にフィルターを固定するためのフィルター固定部が設けられた記録ヘッドにおいて、
前記フィルター固定部に、前記流路の周囲に環状に配置されている第１の突起部と、前記流路の周囲に位置しかつ前記第１の突起部の内側に位置する環状の第２の突起部と、を設け、
前記第１の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定する第１の先端部を有し、前記第２の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定し、かつ溶融量が前記第１の先端部よりも少ない第２の先端部を有し、かつ、
前記第１の突起部と前記第２の突起部とはフィラー材が添加されている樹脂からなり、前記第２の突起部における第２の先端部が溶融して前記フィルターの内方へ部分的に入り込む長さは、前記フィラー材の長手方向の長さより小さいことを特徴とする記録ヘッド。
インクタンクに設けられたインク供給口から供給されるインクの流路にフィルターを固定するためのフィルター固定部が設けられた記録ヘッドにおいて、
前記フィルター固定部に、前記流路の周囲に環状に配置されている第１の突起部と、前記流路の周囲に位置しかつ前記第１の突起部の内側に位置する環状の第２の突起部と、を設け、
前記第１の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定する第１の先端部を有し、前記第２の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定し、かつ溶融量が前記第１の先端部よりも少ない第２の先端部を有し、かつ、
前記第１の突起部と前記第２の突起部とはフィラー材が添加されている樹脂からなり、前記第２の突起部の幅は前記フィラー材の長手方向の長さより小さいことを特徴とする記録ヘッド。
前記第２の突起部における溶融前の高さが前記第１の突起部における溶融前の高さよりも低く形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の記録ヘッド。
前記第２の突起部の幅が前記第１の突起部の幅よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の記録ヘッド。
前記フィルターは、前記第１の突起部に接する部分と前記第２の突起部に接する部分とが段差を形成するような形状を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の記録ヘッド。
インクを収容するインクタンクと一体に構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の記録ヘッド。
インク供給口から供給するインクの流路にフィルターを固定するためのフィルター固定部が設けられたインクタンクにおいて、
前記フィルター固定部に、前記流路の周囲に環状に配置されている第１の突起部と、前記流路の周囲に位置しかつ前記第１の突起部の内側に位置する環状の第２の突起部と、を設け、
前記第１の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定する第１の先端部を有し、前記第２の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定しかつ溶融量が前記第１の先端部よりも少ない第２の先端部を有し、かつ、
前記第１の突起部と前記第２の突起部とはフィラー材が添加されている樹脂からなり、前記第２の突起部における第２の先端部が溶融して前記フィルターの内方へ部分的に入り込む長さは、前記フィラー材の長手方向の長さより小さいことを特徴とするインクタンク。
インク供給口から供給するインクの流路にフィルターを固定するためのフィルター固定部が設けられたインクタンクにおいて、
前記フィルター固定部に、前記流路の周囲に環状に配置されている第１の突起部と、前記流路の周囲に位置しかつ前記第１の突起部の内側に位置する環状の第２の突起部と、を設け、
前記第１の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定する第１の先端部を有し、前記第２の突起部は、熱により溶融して前記フィルターを固定しかつ溶融量が前記第１の先端部よりも少ない第２の先端部を有し、かつ、
前記第１の突起部と前記第２の突起部とはフィラー材が添加されている樹脂からなり、前記第２の突起部の幅は前記フィラー材の長手方向の長さより小さいことを特徴とするインクタンク。
前記第２の突起部における溶融前の高さが前記第１の突起部における溶融前の高さよりも低く形成されていることを特徴とする請求項７または８に記載のインクタンク。
前記第２の突起部の幅が前記第１の突起部の幅よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のインクタンク。
インクタンクに設けられたインク供給口から供給されるインクの流路でフィルターがフィルター固定部に固定される記録ヘッドの製造方法において、
前記フィルター固定部は、前記流路の周囲に環状に配置されているフィラー材を含む樹脂からなる第１の突起部と、前記流路の周囲に位置しかつ前記第１の突起部の内側に位置する、フィラー材を含む樹脂からなる環状の第２の突起部と、を有し、
前記フィルターを固定する際に、前記フィルターを加熱して前記第１及び第２の突起部の先端部に押し付けることにより、前記第１の突起部の先端部を溶融させて前記フィルターに溶着させ、かつ前記第２の突起部の先端部を前記第１の突起部の先端部よりも少ない量だけ溶融させて前記フィルターに入り込ませ、かつ前記第２の突起部における第２の先端部が溶融して前記フィルターの内方へ部分的に入り込む長さは、前記フィラー材の長手方向の長さより小さいことを特徴とする記録ヘッドの製造方法。
前記フィルターを前記フィルター固定部に溶着させる際に、前記フィルターの高さを検知し、前記フィルターの高さデータから前記第１の突起部および前記第２の突起部を一定量だけ溶融させるように前記フィルターを前記フィルター固定部に押し込むことを特徴とする請求項１１に記載の記録ヘッドの製造方法。
前記フィルターを前記フィルター固定部に固定する際に、前記第２の突起部の高さに対応する量だけ前記第２の突起部を溶融させるように前記フィルターを前記第１及び第２の突起部に押し付けることを特徴とする請求項１１または１２に記載の記録ヘッドの製造方法。
前記フィルターを前記フィルター固定部に固定する際に、熱溶着ホーンによって前記フィルターを熱した状態に保持したまま、前記フィルターを前記第１の突起部および前記第２の突起部に押し当てることを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の記録ヘッドの製造方法。