(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の樹脂成型品と第二の樹脂成型品とを接合する方法であって、少なくとも一方の樹脂成形品は、５０〜８０質量％の非繊維状フィラーを含有した熱可塑性樹脂からなり、前記第一の樹脂成型品と前記第二の樹脂成型品の接合面を、外部からの物理的加熱により溶融し、両接合面を接触させて融着する樹脂成形品の接合方法であって、前記非繊維状フィラーは、球形度０．９以上の球状フィラーを含む粒状フィラーであることを特徴とする接合方法。
【請求項２】
第一の樹脂成型品と第二の樹脂成型品とを接合する方法であって、少なくとも一方の樹脂成形品は、５０〜８０質量％の非繊維状フィラーを含有した熱可塑性樹脂からなり、前記第一の樹脂成型品と前記第二の樹脂成型品の接合面を、外部からの物理的加熱により溶融し、両接合面を接触させて融着する樹脂成形品の接合方法であって、前記非繊維状フィラーは、シリカ、またはアルミナであり、その平均粒径は５〜３０μｍで、かつ２種以上の平均粒径分布を持つことを特徴とする接合方法。
【請求項３】
前記非繊維状フィラーは、シリカ、またはアルミナであり、その平均粒径は５〜３０μｍで、かつ２種以上の平均粒径分布を持つことを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンサルファイド、変性ポリフェニレンエーテル、液晶ポリマーまたはポリイミド、およびこれらのいずれかと他の樹脂とのポリマーアロイを形成した樹脂から選択されることを特徴とする請求項１１乃至３のいずれか１項に記載の接合方法。
【請求項５】
前記物理的加熱溶融による接合は、熱線による非接触加熱溶融による接合であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の接合方法。
【請求項６】
液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を備えた基板を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板に駆動パルスを供給するための配線部材を組み込んだ吐出モジュールを備え、液体を前記吐出素子基板へ供給する複数の狭小流路を持つ液体供給部と、前記吐出モジュールの支持部を兼ねた支持部材を有する液体吐出ヘッドであって、
前記支持部材は、樹脂成形品で構成された第一部材と第二部材を少なくとも一部で融着した融着部を有し、該樹脂成形品の少なくとも一方は５０〜８０質量％の非繊維状フィラーを含んだ熱可塑性樹脂からなることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記非繊維状フィラーは、球形度０．９以上の球状フィラーを含む粒状フィラーであることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記非繊維状フィラーは、シリカ、またはアルミナであり、その平均粒径は５〜３０μｍで、かつ２種以上の平均粒径分布を持つことを特徴とする請求項６又は７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンサルファイド、変性ポリフェニレンエーテル、液晶ポリマーまたはポリイミド、およびこれらのいずれかと他の樹脂とのポリマーアロイを形成した樹脂から選択されることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を備えた基板を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板に駆動パルスを供給するための配線部材を組み込んだ吐出モジュールを備え、液体を前記吐出素子基板へ供給する複数の流路を持つ液体供給部と、前記吐出モジュールの支持部を兼ねた支持部材を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記支持部材は、樹脂成形品で構成された第一部材と第二部材とを少なくとも一部で加熱溶融により接合して形成されてなり、該第一部材と第二部材の少なくとも一方は５０〜
８０質量％の非繊維状フィラーを含んだ熱可塑性樹脂からなり、前記加熱溶融は前記第一部材と前記第二部材の接合面を、外部からの物理的加熱により溶融し、両接合面を接触させて融着することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記外部から物理的加熱は、輻射熱又は熱線による非接触加熱であることを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記物理的加熱溶融は、前記第一部材と前記第二部材の被接合面を対向して離間配置し、両部材の間に均一に加熱された熱板を略水平に非接触に挿入して行い、前記熱板と前記被接合面との距離は、下方側よりも、上方側を離すことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記支持部材の前記複数の狭小流路を形成する壁部に融着部を有し、前記第一部材と第二部材のそれぞれに複数の壁部が形成されており、該複数の壁部の先端の幅が略均一であり、前記第一部材と第二部材のそれぞれの前記壁部の高さが物理的加熱による前記熱可塑性樹脂の溶融深さ以上であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記支持部材の前記複数の狭小流路を形成する壁部に融着部を有し、前記第一部材と第二部材のそれぞれに複数の壁部が形成されており、前記壁部の先端が溶融し、溶融した前記壁部の先端同士を接合する際の前記両部材間の相対位置は、非溶融状態での被接合面同士が接触する接合位置ゼロ点よりも、離れた位置であって、両部材の前記溶融による前記接合位置ゼロ点からの盛り上がり量の平均値とすることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品同士を加熱溶融して接合する接合方法に関し、特に、液体吐出ヘッドの流路部材の構成、および接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット（ＩＪ）プリンタにおいては、家庭用印刷のみならず、プロ用、ビジネス用、リテールフォト用などの業務用印刷、あるいは電子回路描画やパネルディスプレイ用などの産業用にも用いられ、その用途は広がりつつある。このような家庭用から業務用印刷におけるＩＪヘッドは高画質、高機能の印刷を要求される。この要求を実現させるために、例えば、特色インクや機能性インクを含めた多種の液体を吐出する記録素子基板を備えた吐出モジュールを、支持部材上に複数配置し多色ヘッドを構成している。複数の吐出モジュールを支持する支持部材内部には色毎や機能毎にそれぞれ分離した液体流路が複数形成されている。
【０００３】
また、支持部材は、前記吐出モジュールの液体供給路に接続され色毎に液体を供給する液体供給部と、前記吐出モジュールと前記液体供給部との間に設けられ、前記吐出モジュールの支持部を兼ねる。さらに、液体と気体を保持するバッファ部とを色毎に備えた液体供給部材と、液体供給部材に液体を色毎に供給する液体貯蔵タンクを備えることで、インクジェット記録装置のインク供給系を構成している。
【０００４】
一方、ＩＪヘッドの軽量化や、生産性、コストを考慮し、ＩＪヘッドを構成する部材には樹脂成形品が使用される。プラスチック材料を押出成形や射出成形して形成される樹脂成形品は、製品として、または製品を構成する部品として多方面に使用されている。これらの液体を格納または搬送する閉じられた空間を持つ製品や部品の中には、形状や材料によっては一体成形が困難であるため複数の樹脂成形品を別々に成形し、その後、各成形品を種々の接合方法により１つの製品へと作り上げる形態のものが多い。接合方法としては、一般的には接着や溶着などの手法が用いられる。接着剤による接合においては、一般的に溶着と比較し高い接合強度が得られない。また、ＩＪプリンタヘッドのように液体が流路を流れる場合は、その液体の物理的化学的影響により接着剤の膨潤や溶解、環境温度変化による成形品と接着剤間の剥離等、接合状態を永きに渡り確保し続ける信頼性にやや乏しい。
【０００５】
溶着には振動溶着や超音波溶着、熱板溶着、及びレーザー溶着等の手法があるが、いずれも成形品自体をそのまま一体化させるため、接合による重量変化も小さく、かつ高い接合強度が得られ、流路を流れる液体の影響も受けにくい。また接着剤等、成形品以外の材料を用いる事によるコスト増加や工程増加も無く、接合信頼性、コストの観点から非常に有利な接合手法といえる。
【０００６】
しかしながら振動溶着や超音波溶着は、複数の成形品を重ねて圧力や振動を加え、摩擦熱によって溶かして溶着する手法である。このため、液体が流れる流路部に用いた場合、擦りつけた成形品の表面から樹脂や成形品含有物の脱落による異物の発生や、バリの影響によって流路断面積が減少し吐出液体の供給を妨げるという欠点がある。また、レーザー溶着は、一方の部材にレーザー光透過性を有し、もう一方の部材にレーザー光吸収性を有する材料を用いる必要があり、材料の選択性が制限される。よって複数流路の気密性に優れ、溶着時の樹脂や成形品含有物の脱落やバリの発生が少ない、非接触式の熱板溶着が好ましい接合方法と考えられる。（特許文献１）
【０００７】
また、複数の吐出モジュールは支持部材に高精度に配置されている必要があり、初期の平面性や、製造工程での熱履歴、物流時や使用時の環境変化に対してもその精度は維持されなければいけない。この要求を実現させるために、例えば、強化繊維や無機フィラーを多く含有した低線膨張係数の特性を持つフィラー強化樹脂が用いられる。しかしながら、このような高充填率のフィラー強化樹脂の成形部材の接合では、被接合面に強化繊維が浮き出てしまい（スプリングバック現象という）、溶着時に不良が発生しやすい。この問題を解決する方法として、熱板による予備加熱工程と振動溶着を併用したバリの出ない接合方式が提案されている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１４１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
先行技術で提案されている通り、熱板による予備加熱工程と振動溶着を併用した溶着方法がバリ発生の抑制に多少有効である。しかし、更なるフィラーの露出抑制やバリ抑制が困難であることと、後半の振動溶着により異物が発生すること、及び溶着装置の複雑化、高価格化を招くという課題がある。
【００１０】
本発明は、このような事実に鑑みてなされたもので、溶着によって、低線膨張係数の特性を持つ支持部材内に、高密度に複数有する液体流路の気密性を維持したまま、複数の液体の供給能力が確保できる支持部材の構成、及びその接合方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、第一の樹脂成型品と第二の樹脂成型品と接合する方法であって、少なくとも
一方の樹脂成形品は、５０〜８０質量％の非繊維状フィラーを含有した熱可塑性樹脂からなり、前記第一の樹脂成型品と前記第二の樹脂成型品の接合面を、外部からの物理的加熱により溶融し、両接合面を接触させて融着する樹脂成形品の接合方法であって、前記非繊維状フィラーは、球形度０．９以上の球状フィラーを含む粒状フィラーである、または／および、前記非繊維状フィラーは、シリカ、またはアルミナであり、その平均粒径は５〜３０μｍで、かつ２種以上の平均粒径分布を持つことを特徴とする接合方法に関する。
また、本発明は、液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を備えた基板を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板に駆動パルスを供給するための配線部材を組み込んだ吐出モジュールを備え、液体を前記吐出素子基板へ供給する複数の狭小流路を持つ液体供給部と、前記吐出モジュールの支持部を兼ねた支持部材を有する液体吐出ヘッドであって、前記支持部材は、樹脂成形品で構成された第一部材と第二部材を少なくとも一部で融着した融着部を有し、該樹脂成形品の少なくとも一方は５０〜８０質量％の非繊維状フィラーを含んだ熱可塑性樹脂からなることを特徴とする液体吐出ヘッドに関する。
さらに本発明は、液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を備えた基板を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板に駆動パルスを供給するための配線部材を組み込んだ吐出モジュールを備え、液体を前記吐出素子基板へ供給する複数の狭小流路を持つ液体供給部と、前記吐出モジュールの支持部を兼ねた支持部材を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記支持部材は、樹脂成形品で構成された第一部材と第二部材とを少なくとも一部で加熱溶融により接合して形成されてなり、該第一部材と第二部材の少なくとも一方は５０〜８０質量％の非繊維状フィラーを含んだ熱可塑性樹脂からなり、前記加熱溶融は前記第一部材と前記第二部材の接合面を、外部からの物理的加熱により溶融し、両接合面を接触させて融着することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の接合方法によれば、複数の吐出モジュールの支持部材への接合精度とその後の精度を維持し、高密度に複数有する液体流路の気密性を確保しながら、流路部への溶融樹脂のはみ出しを低減した支持部材を形成する事で、液体の流れる流路の圧力損出増加を抑制できる。よって、複数の吐出モジュールへ安定した液体供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る溶着装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の装置構成を示す図で、（ａ）は装置の正面図、（ｂ）は装置の側面図である。
【図３】本発明に係る部材を示す模式図で、（ａ）は第一部材、（ｂ）は第二部材である。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る溶着工程を表す図である。
【図５】本発明に係る液体吐出記録ヘッドの概略分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態を用いたインクジェット記録装置の概略図である。
【図７】本発明に係る支持部材結合の模式図である。
【図８】本発明の第一の実施形態で得られた第一の材料の断面写真である。
【図９】本発明の第一の実施形態で得られた第二の材料の断面写真である。
【図１０】本発明の第一の実施形態で得られた第三の材料の断面写真である。
【図１１】本発明の第二の実施形態に係る支持部材の壁の非溶融状態と溶融状態の断面模式図で、（ａ）は不均一な壁幅を、（ｂ）は溶融深さ未満の壁高さを、（ｃ）は均一幅で溶融深さ以上の壁高さの場合を表す。
【図１２】本発明の第三の実施形態に係る溶着工程を表す図である。
【図１３】本発明の第四の実施形態を表す断面模式図で、（ａ）は非溶融状態での第一部材と第二部材との接合位置ゼロ点を表す図、（ｂ）は部材を加熱溶融し、溶融面が膨れた状態での接触点を表す図、（ｃ）は部材内の空気が膨張し、溶融面が膨れた状態での接触点を表す図である。
【図１４】本発明の第四の実施形態を表す断面写真で、（ａ）は接合位置ゼロ点で、接合させた時の接合面を示す図、（ｂ）は接合位置ゼロ点から０．２ｍｍ離して、接合させた時の接合面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の主要部は、第一の樹脂成型品と第二の樹脂成型品と接合する方法であって、少なくとも一方の樹脂成形品は、５０〜８０質量％の非繊維状フィラーを含有した熱可塑性樹脂からなり、前記第一の樹脂成型品と前記第二の樹脂成型品の接合面を、外部からの物理的加熱により溶融し、両接合面を接触させて融着することを特徴とする樹脂成形品の接合方法に関する。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。ただし、以下の記載は本発明の範囲を限定するものではない。なお、以下説明する実施例の材料、構造および接合方式では、複数の樹脂成形品を用いた吐出モジュールの支持部材に適用した場合について説明する。
【００１５】
（熱板溶着装置の説明）
図１は本発明の一側面としての熱板溶着装置１を示す斜視図である。熱板溶着装置１は液体収納容器や液体輸送管路などの中空体を形成するときに使われる装置であって、熱可塑性樹脂の成形部材などを、加熱溶融して直接接合する。熱板溶着装置１は、本実施形態では、物理的加熱溶融の方法として、熱板からの輻射熱によって熱可塑性樹脂を溶融させる非接触加熱溶融を採用する。
【００１６】
図２（ａ）は熱板溶着装置１の正面図を表し、図２（ｂ）は側面図を表す。側面図で示すように装置内のエリアを大別すると、部材を加熱溶融、接合する加熱溶融エリアと、加熱溶融以外の状況で熱板が待機及び退避する熱板待機エリアと区分する。図２に示すように、熱板溶着装置１は主に３つのブロックで構成される。第一ブロックは、第一部材２を保持する第一保持部３と、第一保持部駆動機構４と、第一部材２を第一保持部３に固定する第一締め具１０とで構成される。第二ブロックは、第二部材５を保持する第二保持部６と、第二保持部駆動機構７と、第二部材５を第二保持部６に固定する第二締め具１１とで構成される。第三ブロックは熱板８と熱板８を移動させる熱板駆動機構９とで構成される。第一保持部３に保持される第一部材２を図３（ａ）に示す。第一部材２には第一保持部３へ部材を保持させるための第一部材フランジ部１２を有し、溶融や接合を妨げないような締め具１０により第一保持部３へ、決められた位置へ第一部材２を位置決めする（不図示）とともに固定する。固定することで、加熱溶融時の熱影響により、溶着工程中に成形品が反るなどの変形を抑制できる。また、成形品自体が持つ成形後の初期的な反りも矯正することが可能となる。同様に、第二保持部６に保持される第二部材５を図３（ｂ）に示す。第二部材５に設けた第二部材フランジ部１３を、締め具１１で第二保持部６に固定する。
【００１７】
本発明では成形品にフランジ部を設け、締め具を用い固定したが、保持できる形であれば特に規定はない。また固定方法については、フランジを設けた形では無く、ビスやクランプ方式等の機械的保持手段や真空吸着方式も可能であり、溶着を妨げず、製品や部品として許容される範囲で適宜選択可能である。
【００１８】
図４を参照して、第一の実施形態に係る溶着工程について説明する。第一部材２を、位置決め機構（不図示）を有する第一保持部３に、第一締め具１０で固定する。同様に、第二部材５を位置決め機構（不図示）を有する第二保持部６に、第二締め具１１で固定する。第一部材２と第二部材５を保持部へ固定後、接合動作を開始させると、図４（ａ）で示す通り、熱板待機エリアで待機し、所定の温度に加温された熱板８は矢印Ａ１の方向へ、また、第一保持部３が矢印Ｂ１の方向へ、第二保持部６が矢印Ｃ１の方向へそれぞれ移動する。図４（ｂ）に示すように、第一部材２と第二部材５はそれぞれの被接合面を対向して離間配置され、熱板８は第一部材２と第二部材５の間にそれぞれ所定の距離で略水平に非接触に挿入される。移動後の位置で熱板８からの輻射熱により第一部材２及び第二部材５の被接合面が加熱溶融される。溶融後、図４（ｃ）に示すように、熱板８は矢印Ａ２方向の、図２（ｂ）に示す熱板待機エリアへと退避し、第一保持部３が矢印Ｂ２の方向へ、第二保持部６が矢印Ｃ２の方向へそれぞれ速やかに移動し、両部材の溶融部同士が接触して接合（融着）される。接触保持中に第一締め具１０および第二締め具１１の少なくとも一方の固定を外し、保持部から部材の拘束を開放する。その後、第一保持部３及び第二保持部６は原点位置に戻る。
【００１９】
（熱板溶融方式）
図２（ｂ）に示すように、部材を加熱溶融させる熱板８は熱板を所定の位置へ移動させる熱板駆動機構９により、部材を加熱溶融させる際に加熱溶着エリアへ移動し、それ以外の時は熱板待機エリアに配置される。熱板の加熱方法は、例えばステンレス鋼のような鋼材内部にヒーターのような熱源を内蔵し、所望の温度に常時加温する方式や、熱板を電磁誘導加熱で加温する方式がある。本発明においては熱板が所望の温度を満たし、温度センシング可能であるならば、熱板自体を昇温させる加熱方式は問わず、いずれの方式においても適用可能である。
【００２０】
溶融方式は接合する部材の接合面に熱板を直接接触させる接触式、熱板の輻射熱による非接触式が考えられる。接触式の場合は熱板の表面温度が部材を溶融させるための溶融温度付近に設定するため、必要以上に高温に加熱する必要が無く、昇温時間を短く設定できる。しかし直接部材表面に触れて溶融させるため、熱板に部材が付着し、糸引きが発生するため、定期的な熱板部のメンテナンスや別機構が必要となる。また部材の形状も少なからず崩れてしまう。一方、非接触式の場合は、熱板からの輻射熱によって部材接合面を加熱溶融するため、熱板温度は部材溶融温度よりも高温に設定する必要がある。しかしながら、前述した接触式のような糸引きは発生せず、熱板に付着した部材を除去するメンテナンスも不要となり生産性が向上する。また加熱溶融後も当初の形状がおおよそ維持される。本発明においては、接合する部材は狭小の液体流路の壁部が融着部となるため、接触式における不良発生事象を考慮すると、非接触式が有利である。また、非接触式溶融加熱では、前記熱板による加熱のほかに、赤外線やレーザー等の熱線による加熱方式を採用する事も十分可能である。
【００２１】
（本発明の液体吐出ヘッド、支持部材および液体吐出記録装置）
図５は、本発明に係る液体吐出ヘッドの概略分解斜視図である。液体吐出ヘッドは複数の吐出モジュール１６と、吐出モジュール１６を支持する支持部材１５と筐体１７で構成されている。吐出モジュール１６は、例えば、液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を備えた基板を有する吐出素子基板と、吐出素子基板に駆動パルスを供給するための配線部材を組み込んだものである。
支持部材１５は複数種の液体を、複数の吐出モジュール１６の吐出素子基板（不図示）へ供給する複数の狭小流路を持つ液体供給部と、吐出モジュール１６を支持する支持部を兼ねる。図５に示す支持部材１５は、液体供給部を構成する第一部材２及び第二部材５と、液体供給部と同時に支持部となる第三部材１４により構成される。支持部材１５は、流路を流れる液体に対して十分な接液性を有することが必要であり、また、初期の吐出モジュール１６の搭載位置精度を確保するため、ある程度の剛性を必要とする。また、その後の、温度等の外的要因によって起こる支持部材の寸法変化による、吐出モジュール１６の搭載位置精度変化を抑制させるため、比較的線膨張係数が小さいことが必要とされる。これらの必要事項に対応するために、支持部材を構成する第一、第二、第三部材は、具体的には、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や変性ＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＳＦ（ポリサルフォン）、ポリイミドおよびこれらのいずれかと他の樹脂とのポリマーアロイ等を母材として、シリカやガラスなどの無機フィラーを添加した樹脂材料を射出成形して形成される。フィラーを充填する場合には、表面の平坦性の観点と、膨張率に異方性を生じさせない観点において非繊維状の粒子フィラーを使用する。特に、球形度０．９以上の球状フィラーを含む粒状フィラーであることが好ましい。非繊維状フィラーは、シリカ、またはアルミナであることが好ましい。また、その平均粒径は５〜３０μｍで、かつ２種以上の平均粒径分布を持つことことが好ましい。これは、線膨張係数を吐出モジュールに近づけるためには、充填量を多くすることが好ましく、充填率を高めるためには、粒子径の異なる２種類以上のフィラーを組み合わせることで、大きな粒子の隙間に小さな粒子を充填していくことを繰り返して、空隙率を下げることが効果的である。
本発明では、５０〜８０質量％の非繊維状フィラーを含有した熱可塑性樹脂を接合する部材の少なくとも一方に用いる。本発明においては、複数の狭小流路を持つ液体供給部を構成する第一部材２と第二部材５の両方に５０〜８０質量％の非繊維状フィラーを含有した熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。さらに、第三部材１４を含む全てに同じ樹脂を使用することが好ましい。
【００２２】
図６は本発明の支持部材を用いて構成された液体吐出ヘッドを用いた液体吐出記録装置の概略構成である。該記録装置１００は被記録媒体１０１を搬送する搬送部１０２、被記録媒体１０１の搬送方向と略直交して配置されるライン型の液体吐出ヘッド１０３とを備え、さらに液体吐出ヘッドの流路部に接続し、液体を供給する液体供給部１０４、液体と気体を保持するバッファ部を備えた液体供給部材１０５（液体貯蔵タンクは不図示）を備えている。液体吐出ヘッド１０３は、１パスで被記録媒体の幅全体に記録が行えるラインタイプである。複数の被記録媒体１０１を連続もしくは間欠に搬送しながら１パスで連続記録を行うことができる。被記録媒体１０１はカット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。液体吐出ヘッド１０３はＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）インク、及び特色によるフルカラー印刷や、機能性液体による機能印刷が可能である。
【実施例】
【００２３】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
以下、本発明の実施例では、長尺支持部材上に液体を吐出する記録素子基板を備えた吐出モジュールを複数配置し、記録ヘッドの幅を記録媒体幅に対応して長尺化させた、ラインヘッドをモデルに説明するが、記録ヘッドを、被記録媒体幅方向に走査して印刷するスキャンヘッドにも適用可能である。
【００２４】
（実施例１）
以下のようにして、まず、３種類の材料で支持部材を作成した。
第一の材料として、平均粒径が３０μｍで球形度０．９の球状シリカフィラー（マイクロン（株）製）と平均粒径６μｍの粒状フィラーを質量比で８５／１５の割合で混合したフィラーと、ＰＰＳ（ポリプラスチック製；直鎖型ＰＰＳ  ０２２０Ａ４）を質量比で８０／２０の割合で、樹脂温度を３００〜３２０℃で混錬を行い、ペレット化した。この材料を部材の金型内に射出速度１５００ｍｍ／ｓ、射出圧３４３ＭＰａ、樹脂温度３３０℃、金型温度１００℃、冷却時間６０ｓｅｃの条件で成形を行った。
第二の材料として、ＰＰＳ＋ＬＣＰ＋ガラスフィラー４０質量％（ポリプラスチック製；１１４０Ｖ１）を選定し、部材の金型内に射出速度８０ｍｍ／ｓ、射出圧７０ＭＰａ、樹脂温度３１０℃、金型温度１４０℃、冷却時間６０ｓｅｃの条件で成形を行った。
第三の材料として、変性ＰＰＥ＋ＰＳ＋ガラスフレーク＋無機フィラー５０質量％（旭化成製；ＸＹＲＯＮ  Ｌ５６５Ｖ）を、部材の金型内に射出速度１００ｍｍ／ｓ、射出圧８０ＭＰａ、樹脂温度２９０℃、金型温度８０℃、冷却時間６０ｓｅｃの条件で成形を行った。以上により３種類の材料で、図３に示すような、幅が約１．５ｍｍの壁部を有する第一部材２及び第二部材５の二つの部材をそれぞれ得た。
以上、３種類の材料で得られた部材の線膨張係数を測定した。線膨張係数は、恒温チャンバー内に部材を設置し、非接触光学式３Ｄひずみ・変形測定器（ＡＲＡＭＩＳ：ＧＯＭｍｂＨ製）で測定した。
表１にその結果を表す。
【００２５】
【表１】
0006793466.tif 000002
【００２６】
第一の材料で得られた部材の成形品が、最も低い線膨張率を示し、異方性も見られなかった。第二、第三の材料で得られた部材の成形品では、第一の材料の線膨張係数と比較して高い値を示し、更に、第二の材料の異方性が最も高かった。
本発明の実施例として挙げた３種類の材料で得られた部材は、いずれも、部材として必要な接液性、及び剛性を満足し、線膨張係数においても使用可能な材料であった。
以上で得られた３種類の部材を、前記非接触式の熱板溶着方式により、接合を行った。
図７に、前記熱板溶着による接合で得られた支持部材結合品の断面を示す。溶着部は第一部材２と第二部材５との接合部Ａと第一部材２と第三部材１４との接合部Ｂの２か所である。
【００２７】
表２に、本発明で用いた非接触熱板溶着の条件、及び接合により発生したバリの発生量を高さで示す。材料ごとに、所望の接合強度を示す最適な溶着条件を用いている。第一材料のＰＰＳ（ポリプラスチック製；直鎖型ＰＰＳ  ０２２０Ａ４）と、平均粒径が３０μｍの球状シリカフィラー（マイクロン（株）製）を質量比で２０／８０の割合で含有した部材同士を接合した支持部材が最もバリが少ない結果となった。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
図８〜１０に、第一部材２（下）と第二部材５（上）の溶着部の割断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果を示す。それぞれ、溶着部割断面と側面、及び割断面の溶着界面の拡大詳細を表す。
第二の材料では、前述したように接合界面に繊維状フィラーが浮き出てしまうスプリングバック現象が発生し、より過度に溶融圧着する必要があった（図９参照）。結果として、過大なバリが発生してしまい、また、繊維状のフィラーが溶着部側面から突き出る現象が見られた。これは、異物発生の懸念があり、支持部材の流路部には適さない結果となった。
第三の材料では、第二の材料より程度は軽いが、スプリングバックに似た現象が発生し、やや大きめのバリが発生した（図１０参照）。
第一の材料は、バリの発生が最も小さく、溶着界面も十分に一体化している状況が得られている（図８参照）。
一般に、熱可塑性樹脂の熱板溶着は、加熱により樹脂中の結晶部が無定形分子化し、接合界面で相互に拡散し、その後の保持冷却により、界面での分子の絡み合い効果と、結晶形成により溶着強度が発現すると云われている。この現象の中で、多量に充填されたフィラーは樹脂とともに、流動拡散しなければならない。この流動拡散性は、球状フィラー＞フレーク状フィラー＞繊維状フィラーの順であり、本実施例で、球状フィラーの優位性が確認された。
【００３０】
（実施例２）
図１１を用いて第二の実施形態を説明する。
図１１は、溶着する部材の壁部１８の断面模式図を表す。図１１（ａ）において、壁部１８の幅が不均一な場合、熱板による加熱で壁部１８の先端部が溶融する際に、壁の先端部における、蓄熱と支持部材内部への放熱のバランスが異なることにより、溶融量（深さ方向の後退量、「溶融深さ」ともいう）にばらつきを生じる。また、溶融後に部材同士を接合する際に、溶融量の差により、押し出される樹脂の量にばらつきを生じ、結果として、バリの発生量が増加する。図１１（ｂ）において、溶融する部材の壁部１８の高さを溶融深さ以下とした場合（図１１（ｂ）では下の部材を平面としている）、部材の溶融領域が拡大化し、対向する部材間の溶融深さを、同等とすることが困難となる。
図１１（ｃ）に示すように、壁部１８の幅を略均一とし、かつ壁部の高さを溶融深さ以上（本実施例では０．５ｍｍとした）とすることにより、バリの発生量が均一化し、結果としてバリの発生量を抑えることが可能となる。
【００３１】
（実施例３）
第三の実施形態に係る溶着方法を、図１２を用いて説明する。図１２（ａ）は部材を装置に配置した状態を示し、図１２（ｂ）は熱板８による加熱溶融状態、図１２（ｃ）は接合終了状態を表す。本実施形態は、図１２（ｂ）で示すように、熱板８と第一部材２との距離Ｗ１と熱板８と第二部材５との距離Ｗ２は異なり、熱板８の上方側の距離Ｗ１が広い寸法とした溶着方法としている。均熱化された熱板８であっても、熱板８と部材との空間に存在する温められた空気の影響を受ける。通常、温められた空気は上方側へ流れる事により、輻射熱による部材に与える実温度は、前記の温められた空気の対流により熱板８の上方と下方とでは差異が生じている。よって、上方側Ｗ１を下方側Ｗ２より広く設定する事により、第一部材２と第二部材５の溶融速度、溶融状態を合わせ、溶融量を均一化できる。よって、接合部のバリの発生を抑えることが可能となる。
【００３２】
（実施例４）
図１３および図１４を用い、第四の実施形態に係る溶着方法を説明する。図１３は被接合面である壁の先端の接触状態を模式図で表す。図１４は各接合位置で接合した結果の断面写真を示す。本実施形態は接合位置が、非溶融状態の部材接触位置とは異なる位置を接合面としている。前述の非溶融状態の被接合面同士が接触した状態を図１３（ａ）に示し、第一部材２と第二部材５の非溶融状態の被接合面同士が接触する位置を接合位置ゼロ点とする。図１３（ｂ）で示すように、熱板で加熱溶融する事により、壁部の先端が丸みを帯びることにより非溶融状態の先端位置（破線）よりもやや盛り上がり、接合位置ゼロ点よりもＷ３離れた位置で接触する。また、図１３（ｃ）で示すように、成形品は母材となる、例えば熱可塑性樹脂に、強化繊維や無機フィラーを含有し成形するが、充填、混練の際少なからず、成形品内に空気を抱き込みながら成形される。熱板で加熱溶融する事により、成形品内部に含んだ空気が樹脂内部で膨張し、加熱溶融された、壁部の先端はさらに盛り上がり、接合位置ゼロ点よりもＷ４離れた位置で接触する。本発明で用いた部材においてはそれぞれの部材溶融面が約０．２ｍｍ盛り上がる。盛り上がり量は材料や加熱温度や時間等の溶融条件により異なる。その状態で前述した接合位置ゼロ点で接合させると、盛り上がった部材を押し込む事となり、図１４（ａ）で示すように、押し込まれた部材は接合部のバリとなってはみ出す事となる。本実施形態では、気密性を犠牲にしない程度の範囲で接合位置を決め、具体的には、加熱溶融時の盛り上がり量から接合位置ゼロ点より部材が離れた位置を含んで、表部材間の相対位置を制御する方法を採用する。本発明において、溶融した前記壁部の先端同士を接合する際の前記両部材間の相対位置は、盛り上がりの量を基に接合位置ゼロ点から両方の部材の盛り上がり量の平均値に相当する０．２ｍｍ程度部材を離した位置とした。これにより図１４（ｂ）で示すような接合が可能となり、接合信頼性を維持したままバリの発生を抑制することが可能となる。よって、加熱溶融し、接合した部材の流路内へのはみだしを抑制し、狭小流路であっても、流路内の圧力損出の悪化を抑制した、安定した液体供給が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る接合方法は、液体吐出ヘッドの支持部材に限定されず、微細構造の樹脂部材同士を接合する、気密性と同時に、接合後高精度を求める製品や部品にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１．熱板溶着装置
２．第一部材
３．第一保持部
４．第一保持部駆動機構
５．第二部材
６．第二保持部
７．第二保持部駆動機構
８．熱板
９．熱板駆動機構
１０．第一締め具
１１．第二締め具
１２．第一部材フランジ部
１３．第二部材フランジ部
１４．第三部材
１５．支持部材
１６．吐出モジュール
１７．筐体
１００．記録装置
１０１．被記録媒体
１０２．搬送部
１０３．液体吐出ヘッド
１０４．液体供給部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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