(57)【要約】【課題】接合後の部材に生じる反りを抑制することが可能な溶着装置および溶着方法を提供する。【解決手段】第一保持部１１は第一部材１を保持する。第二保持部１２は第二部材２を保持する。熱板１５は、第一部材１および第二部材２のそれぞれの接合面を加熱溶融する。第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４は、熱板１５で加熱溶融された各接合面を互いに接触させて第一部材１および第二部材２を互いに接合する。温度調整機構は、第一部材１および第二部材２の少なくとも一方の温度を調整する。【選択図】図１
2017113893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一部材を保持する第一保持部と、第二部材を保持する第二保持部と、前記第一部材および前記第二部材のそれぞれの接合面を加熱溶融する熱板と、前記第一保持部と前記第二保持部の少なくとも一方を移動させ、前記熱板で加熱溶融された各接合面を互いに接触させて前記第一部材および前記第二部材を互いに接合する保持部駆動機構とを有する溶着装置において、
前記第一部材および前記第二部材の少なくとも一方の温度を調整する温度調整機構をさらに有することを特徴とする溶着装置。
【請求項２】
前記温度調整機構は、前記第一保持部および前記第二保持部の少なくとも一方を介して、前記温度を調整することを特徴とする請求項１に記載の溶着装置。
【請求項３】
前記温度調整機構は、前記第一保持部における前記第一部材と接触する接触面と、前記第二保持部における前記第二部材と接触する接触面のうち、当該接触する面積が大きい方の面を介して、前記温度を調整することを特徴とする請求項２に記載の溶着装置。
【請求項４】
前記第一保持部および第二保持部の少なくとも一方に内蔵された熱源を有し、
前記温度調整機構は、前記熱源を用いて前記温度を調整することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の溶着装置。
【請求項５】
前記第一保持部および第二保持部の少なくとも一方に当接される熱源を有し、
前記温度調整機構は、前記熱源を用いて前記温度を調整することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の溶着装置。
【請求項６】
前記熱源は、前記第一部材および前記第二部材の少なくとも一方にも当接されることを特徴とする請求項５に記載の溶着装置。
【請求項７】
前記第一保持部および第二保持部の少なくとも一方に近接される熱源を有し、
前記温度調整機構は、前記熱源を用いて前記温度を調整することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の溶着装
【請求項８】
前記第一保持部および前記第二保持部の少なくとも一方の内部に設けられた、流体を流動させる流体流路を有し、
前記温度調整機構は、前記流体流路を用いて前記温度を調整することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の溶着装置。
【請求項９】
前記温度調整機構は、前記第一部材および前記第二部材の体積比に応じて、前記温度を調整することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の溶着装置。
【請求項１０】
前記温度調整機構は、前記第一部材および前記第二部材のうち体積が大きい方の温度が体積が小さい方の温度よりも高くなるように前記温度を調整することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の溶着装置。
【請求項１１】
前記温度調整機構は、前記温度を、前記熱板で加熱溶融された各接合面の温度よりも低く設定することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の溶着装置。
【請求項１２】
前記熱板は、非接触で各接合面を加熱溶融することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の溶着装置。
【請求項１３】
前記第一保持部および前記第二保持部は、前記第一部材および前記第二部材を互いに対向するように保持し、
前記熱板は、各接合面の加熱溶融時に、前記第一部材および前記第二部材の間に挿入され、
前記保持部駆動機構は、前記接合面が加熱溶融される際に、前記第一部材および前記第二部材のうち上側の方と前記熱板との間の距離を、前記第一部材および前記第二部材のうち下側の方と前記熱板との間の距離よりも長くすることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の溶着装置。
【請求項１４】
前記第一部材および前記第二部材の各接合面は、加熱溶融により膨張し、
前記保持部駆動機構は、各接合面における膨張部を互いに接触させることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の溶着装置。
【請求項１５】
第一部材を保持する工程と、第二部材を保持する工程と、前記第一部材および前記第二部材のそれぞれの接合面を加熱溶融する工程と、前記加熱溶融された各接合面を互いに接触させて前記第一部材および前記第二部材を互いに接合する工程とを含む溶着方法において、
前記第一部材および前記第二部材の少なくとも一方の温度を調整する工程をさらに含むことを特徴とする溶着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶着装置および溶着方法に関し、特に、複数の樹脂部材を加熱溶融して互いに接合する溶着装置および溶着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックのような樹脂を押出成形法や射出成形法を用いて形成した成形品は、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。このような製品や部品では、成形品の形状や材料によっては一体成形が困難であるため、別々に成形された複数の成形品を互いに接合させることで形成されるものも多い。
また、インクジェットプリンタのような液体吐出装置は、家庭用印刷に使用されるだけでなく、ビジネス用印刷やリテイルフォト用印刷などの業務用印刷や、電子回路描画やパネルディスプレイ製造などの産業用印刷などにも使用されている。このような液体吐出装置では、特に業務用印刷の分野において、高速の印刷が強く要求されている。高速な印刷を可能にする技術としては、例えば、長尺の流路部材上に、記録媒体の幅に合わせて液体を吐出する吐出モジュールを複数配置した液体吐出ヘッドが考えられている。
上記の吐出モジュールの流路部材は、吐出させる液体を色や用途ごとに流す複数の流路を備えるなど複雑な構成を有するため、一体成形を行うことは困難である。このため、流路部材は、一般的に複数の成形品が接合されることで形成される。
各成形品を接合する接合方法としては、接着剤を用いた接着法や成形品を溶融させる溶着法が知られている。接着法では、一般的に、溶着法と比較して接合強度が低く、また、流路を流れる液体による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などが発生する恐れがある。
一方、溶着法には、振動溶着法、超音波溶着法および熱板溶着法などが存在するが、いずれの方法でも、接着剤のような異種材料を用いず成形品自体をそのまま一体化させることができる。このため、接合による重量変化が小さく、接合強度が高い。さらに、流路を流れる液体の影響を受けにくい。また、溶着法は、異種材料を使用することによるコストや工程の増加がないため、コストの観点からも有利な接合方法である。
しかしながら、振動溶着法や超音波溶着法は、複数の成形品を重ねて圧力や振動を加え、摩擦熱によって成形品を溶かして溶着する方法であるため、表面に流路が形成されている成形品の接合には適さない。これは、圧力や振動により樹脂や成形品含有物の脱落やバリが生じ、その脱落物やバリによって流路が塞がれ、液体を吐出モジュールに安定して供給することができなくなる恐れがあるためである。したがって、吐出モジュールの流路部材を形成するための接合方法としては、溶着時に樹脂や成形品含有物の脱落やバリが発生しにくい、熱板溶着法が有利である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４６９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の長尺の流路部材を有する液体吐出ヘッドを用いて高速な印字を行う場合、印字される記録媒体の搬送速度も高速となる。この場合、流路部材の幅（記録媒体の搬送方向における流路部材の長さ）が広いと、高速搬送時に記録媒体にバタツキが発生する。このため、記録媒体の安定した高速搬送を実現するためには、流路部材の幅をできるだけ狭くすることが重要となる。しかしながら、流路部材の幅を狭くすると、流路部材における流路を有する成形品の成形性が低くなるため、その成形品の厚みを薄くする必要がある。
また、熱板溶着法では、成形品を溶融させるために非常に高温の熱板を用いる必要があるため、接合時に熱板からの熱の影響が成形品に生じる。具体的には、一般的に樹脂は昇温時に伸長し、降温時に収縮するが、その伸縮量は、成形品の形状や体積などに応じて異なるため、形状や体積が異なる成形品を接合すると、剛性の弱い成形品が剛性の強い成形品側に引っ張られ、接合後の部材に反りが生じる。特に、上記の流路部材のような薄い長尺な部材の場合、反りが大きくなる。
流路部材の反りが大きいと、吐出モジュールを高精度に配置する事が困難となり、吐出したインクの着弾位置にズレが生じ、良好な画質の画像が得られないという課題が発生する。
【０００５】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、接合後の部材に生じる反りを抑制することが可能な溶着装置および溶着方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による溶着装置は、
第一部材を保持する第一保持部と、第二部材を保持する第二保持部と、前記第一部材および前記第二部材のそれぞれの接合面を加熱溶融する熱板と、前記熱板で加熱溶融された各接合面を互いに接触させて前記第一部材および前記第二部材を互いに接合する保持部駆動機構とを有する溶着装置において、
前記第一部材および前記第二部材の少なくとも一方の温度を調整する温度調整機構をさらに有することを特徴とする。
本発明による溶着方法は、
第一部材を保持する第一保持部と、第二部材を保持する第二保持部と、前記第一部材および前記第二部材のそれぞれの接合面を加熱溶融する熱板と、前記熱板で加熱溶融された各接合面を互いに接触させて前記第一部材および前記第二部材を互いに接合する保持部駆動機構とを有する溶着装置による溶着方法において、
前記第一部材および前記第二部材の少なくとも一方の温度を調整する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、互いに接合される第一部材および第二部材の少なくとも一方の温度が調整されるため、溶着時の熱の影響で生じる第一部材および第二部材の伸縮量のずれを抑制することが可能になり、その結果、接合後の部材に生じる反りを抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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】本発明の第一の実施形態に係る溶着装置の構成を示す図である。
【図３】第一部材の一例を示す模式図である。
【図４】第二部材の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の第一の実施形態に係る溶着工程を説明するための図である。
【図６】本発明の第一の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略分解斜視図である。
【図７】本発明の第一の実施形態に係る液体吐出装置の概略斜視図である。
【図８】本発明の第一の実施形態に係る溶着装置の第二保持部の拡大斜視図である。
【図９】本発明の第二の実施形態に係る溶着装置の第二保持部を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る溶着装置の制御系の機能的な構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る溶着装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る溶着工程を説明するための図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る溶着工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、以下の各実施形態は単なる一例であって本発明の範囲を限定するものではない。また、以下の各実施形態では、本発明に係る溶着装置および溶着方法を、液体吐出ユニットにおける流路部材の形成に適用した場合について説明するが、他の部材の形成にも適用できる。特に本発明に係る溶着装置および溶着方法は、流路のような気密性を必要とする構造を有し、かつ高精度な接合が求められる製品や部品に適用することが有利である。なお、各図面において同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。
【００１０】
（第一の実施形態）
図１は、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（ａ）は、本発明の第一の実施形態に係る溶着装置の正面図であり、図２（ｂ）は、本発明の第一の実施形態に係る溶着装置の側面図である。
図１および図２に示す溶着装置１００は、互いに溶着により接合される第一部材１および第二部材２をそれぞれ保持する第一保持部１１および第二保持部１２を有する。第一保持部１１および第二保持部１２は、互いに上下に対向するように設けられる。図１の例では、第一部材１を保持する第一保持部１１が上側に配置され、第二部材２を保持する第二保持部１２が下側に配置される。以下では、第一部材１および第二部材２は、液体などの流体を流動させるための流路部が形成された流路部材であるとする。  第一保持部１１には、第一保持部１１を移動させる第一保持部駆動機構１３が備わっており、第二保持部１２には、第二保持部１２を第二の所定位置に移動させる第二保持部駆動機構１４が備わっている。本実施形態では、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４は、第一保持部１１および第二保持部１２を上下方向に移動させる。
また、溶着装置１００は、第一部材１および第二部材２を加熱して溶融させる熱板１５と、熱板１５を駆動する熱板駆動機構１６をさらに有する。熱板駆動機構１６は、熱板１５を図２（ｂ）に示された加熱溶着エリアと熱板待機エリアとの間で熱板１５を駆動する。加熱溶着エリアは、第一部材１および第二部材２を加熱溶融する領域であり、熱板待機エリアは、第一部材１および第二部材２を加熱溶融時以外の時に熱板１５を待機および退避させる領域である。
図３は、第一部材１を示す模式図である。図３（ａ）には、第一部材１における第二部材２と接合される接合面１ａが示されており、図３（ｂ）には、第一部材１の側面が示されている。図３（ｂ）に示されたように第一部材１には、第一部材１を第一保持部１１に固定するための固定部であるフランジ１ｂが設けられている。また、溶着装置１００の第一保持部１１には、図２（ｂ）に示したようにフランジ１ｂを押さえて第一部材１を固定するフランジ押さえ冶具１１ａが設けられている。フランジ押さえ冶具１１ａは、第一部材１の溶融や接合を妨げない位置に設けられる。
フランジ押さえ冶具１１ａは、第一部材１を予め定められた位置に固定するとともに、溶着工程中に熱板１５からの熱の影響で第一部材１が反り上がることを抑制する。また、フランジ押さえ冶具１１ａを用いることで、第一部材１の成形の際に生じた初期的な反りを矯正することもできる。
ここでは、第一部材１がフランジ１ｂを備え、第一保持部１１がフランジ押さえ冶具１１ａを用いて第一部材１を固定していたが、第一部材１を保持する方式は、この例に限らない。第一部材１を保持する方式は、第一部材１の溶融や接合を妨げず、形成される製品や部品として許容されるものであれば、特に限定されず、例えば、ビスやクランプなどを用いた機械的な方式や真空吸着方式などでもよい。
図４は、第二部材２を示す模式図であり、第二部材２における第一部材１と接合される接合面２ａが示されている。第二部材２には、ビス止め部２ｂが設けられており、ビス止め部２ｂは、図２（ｂ）に示されたようにビス２ｃを用いて第二部材２を第二保持部１２に固定するための固定部である。ビス止め部２ｂは、後述するように、第一部材１および第二部材２を接合した流路部材を筐体に固定するためのビス止め部と兼用され、液体吐出ユニットを備えた液体吐出ヘッド全体の剛性を担保するために使用される。
ビス止め部２ｂは、第一部材１のフランジ押さえ冶具１１ａと同様に、第二部材２を予め定められた位置に固定するとともに、溶着工程中に熱板１５からの熱の影響で第二部材２が反り上がることを抑制する。また、ビス止め部２ｂは流路部材で使用するビス止め部と兼用されているため、流路部材における搬送方向の幅を大きくすることなく、第二部材２を第二保持部１２に保持させることが可能になる。なお、搬送方向とは、液体吐出ユニットを備える液体吐出装置にて記録媒体が搬送される方向である。第二部材２を保持する方式は、ビス止め部２ｂおよびビス２ｃを使用するものに限らず、形成される製品や部品として許容されるものであれば、特に限定されない。また、ビス止め部２ｂおよびビス２ｃを使用する場合におけるビス２ｃの本数や位置も、形成される製品や部品として許容されるものであれば、特に限定されない。
【００１１】
（溶着工程）
図５は、上記の構成において第一部材１および第二部材２を溶着させる溶着工程を説明するための図である。
先ず、熱板１５が熱板待機エリアに配置された状態で、第一部材１および第二部材２をそれぞれ第一保持部１１および第二保持部１２に固定する。このとき、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４は、第一保持部１１および第二保持部１２を、第一部材１および第二部材２が互いに接触しない初期位置に予め配置しておく。その後、溶着装置１００は、第一部材１および第二部材２を互いに接合させる接合動作を開始する。
接合動作では、図５（ａ）に示すように熱板駆動機構１６は、熱板１５を図中の矢印Ａ＋で示される向き（熱板待機エリアから加熱溶着エリアへ向かう向き）に移動させる。さらに、図５（ａ）に示すように第一保持部駆動機構１３は、第一保持部１１を図中の矢印Ｂ１で示される向きに移動させ、第二保持部駆動機構１４は、第二保持部１２を図中の矢印Ｃ１で示される向きに移動させる。これにより、第一保持部駆動機構１３、第二保持部駆動機構１４および熱板駆動機構１６は、熱板１５を加熱溶着エリアにおいて第一保持部１１および第二保持部１２の間に挿入することになる。したがって、熱板１５により第一部材１の接合面１ａと第二部材２の接合面２ａが加熱および溶融される。
その後、図５（ｃ）に示すように熱板駆動機構１６は、熱板１５を図中の矢印Ａ―で示される向きに移動させて熱板待機エリアに戻す。さらに第一保持部駆動機構１３は、第一保持部１１を図中の矢印Ｂ２で示される向きに移動させ、第二保持部駆動機構１４は、第二保持部１２を図中の矢印Ｃ２で示される向きに移動させる。そして第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４は、第一部材１の接合面１ａと第二部材２の接合面２ａとを互いに圧着させる。これにより、第一部材１および第二部材２が互いに溶着される。その後、第一部材１および第二部材２の少なくとも一方の固定が解除され、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４は、第一保持部１１および第二保持部１２を初期位置に戻す。これにより溶着工程が終了する。
その後、上記の溶着工程をさらに行うことで、第一部材１と第二部材２とを互いに接合した部材と、別の部材とを溶着させることも可能である。
以上説明した溶着装置１００は、第一保持部１１および第二保持部のそれぞれを移動させる２つの保持部駆動機構（第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４）を有していたが、本構成に限定されない。例えば、溶着装置１００は、第一保持部１１および第二保持部の一方の位置を固定し、他方を移動させる保持部駆動機構を１つ有してもよい。
【００１２】
（熱板１５の加熱方式）
熱板１５を加熱する加熱方式は、熱板１５を所望の温度に加熱することができ、熱板１５の温度を検出することができるものであれば、特に限定されない。例えば、加熱方式は、熱板１５が外部から加熱される方式でもよいし、熱板１５が自ら発熱または放射する方式でもよい。熱板１５が外部から加熱される方式の場合、熱板待機エリアに熱板１５を加熱するための加熱機構が設けられる。例えば、熱板１５が誘導加熱方式で加熱される場合、加熱機構として熱板１５に交流磁場を印加するための加熱コイルや過熱を防ぐための冷却媒体機構が熱板待機エリアに設けられる。また、熱板１５が自ら発熱または放射する方式の場合、熱板１５としては、例えば、ＳＵＳ（Steel Special Use Stainless：ステンレス鋼）のような鋼材で形成され、ヒータのような熱源を内蔵したものが考えられる。この場合、熱板待機エリアに加熱機構を設ける必要はない。
【００１３】
（第一部材１および第二部材２の溶融方式）
第一部材１および第二部材２を溶融させる溶融方式としては、熱板１５を第一部材１および第二部材２のそれぞれの接合面１ａおよび１ｂに直接接触させる接触方式と、熱板１５を接合面１ａおよび１ｂに近接させる非接触方式とが知られている。非接触方式の場合、第一部材１および第二部材２は熱板１５による輻射熱で溶融する。
接触方式の場合、熱板１５の表面温度は、第一部材１および第二部材２が溶融する溶融温度付近に設定されればよいため、熱板１５を必要以上に高温に加熱する必要がない。このため、熱板１５を所望の温度に加熱するまでにかかる昇温時間を短くすることができる。しかしながら、接触方式では、熱板１５が第一部材１および第二部材２の表面に触れるため、溶融した部材の一部が熱板１５に付着し、部材が糸のように延びる糸引きが発生する恐れがある。このため、熱板１５に対して付着した部材を除去するメンテナンスを定期的に行うための機構が必要となる。また、第一部材１および第二部材２の形状が変化してしまう。
一方、非接触方式の場合、接触方式とは異なり糸引きは発生せず、メンテナンスも不要である。このため、生産性が向上する。また、第一部材１および第二部材２の形状の変化を抑制することができる。しかしながら、熱板１５と第一部材１および第二部材２との間に隙間があるため、熱板１５の表面温度は、第一部材１および第二部材２が溶融する溶融温度よりも高温に設定する必要がある。
溶融方式は、第一部材１および第二部材２の部材の形状、材料および用途や、製品に求められる性能などによって適宜選択される。本実施形態の場合、溶融方式は接触式でも非接触式でもよいが、接触方式による形状変化によって第一部材１および第二部材２の流路部が変形することをより確実に抑制するために、以下では非接触方式であるとする。
【００１４】
（液体吐出ヘッドと液体吐出装置）
図６は、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略分解斜視図である。
図６に示す液体吐出ヘッド２００は、筐体２０１と、筐体２０１に固定される流路部材２０２と、流路部材２０２にて支持される吐出モジュール２０３とを有する。流路部材２０２は吐出モジュール２０３を支持する支持部材としても用いられる。流路部材２０２は、少なくとも２つ以上の樹脂部材が溶着されることで形成される。本実施形態では、流路部材２０２は、第一流路部材２１１、第二流路部材２１２および第三流路部材２１３が溶着されることで形成される。第一流路部材２１１、第二流路部材２１２および第三流路部材２１３を溶着する溶着装置は、図１および図２で示した溶着装置１００が適している。第一流路部材２１１は図３に示した第一部材１に対応し、第二流路部材２１２は図４に示した第二部材２に対応する。また、第三流路部材２１３は、図１および図２で示した溶着装置１００を用いて、第一流路部材２１１と第二流路部材２１２とを互いに接合した部材に溶着させることができる。
流路部材２０２は、流路を流れる液体に対して十分な耐腐食性を有することが必要である。また、流路部材２０２は、温度などの外的要因によって生じる寸法変化による吐出モジュール２０３の搭載位置の変化を抑制するため、線膨張係数が比較的小さい材料で形成されることが好ましい。例えば、流路部材２０２は、ＰＰＳ（（Polyphenylenesulfide：ポリフェニレンサルファイド）、変性ＰＰＥ（modified-Polyphenyleneether；変形ポリフェニレンエーテル）、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer；液晶ポリマー）またはＰＳＦ（polysulfone：ポリサルフォン）などを母材とし、シリカやガラスなどの無機フィラーを母材に添加した樹脂材料を射出成形して形成される。液体吐出ヘッド２００はＣＭＹＫインク（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのインク）によるフルカラー印刷が可能である。
図７は、図６に示した液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置の概略斜視図である。
図７に示す液体吐出装置３００は、記録媒体３０１を搬送する搬送部３０２と、記録媒体３０１を搬送する搬送方向と略直交して配置される液体吐出ヘッド３０３とを備える。液体吐出ヘッド３０３は、図６に示した液体吐出ヘッド２００に対応する。
液体吐出装置３００は、記録媒体３０１を連続的または間欠的に搬送しながら、その記録媒体３０１に対して液体吐出ヘッド３０３に液体であるインクを吐出させることで、記録媒体３０１上に記録を行う。記録媒体３０１は、複数のカット紙から構成されてもよいし、連続したロール紙でもよい。
【００１５】
（保持部の構成）
図８は、溶着装置１００の第二保持部１２の拡大斜視図である。
図８に示す第二保持部１２は、熱源２１および温度センシング機構２２を備える。熱源２１は、例えば、ヒータであり、第二保持部１２を加熱するために使用される。熱源２１の配置場所は、特に限定されないが、第二保持部１２における加熱部分の均熱化が図れる場所が望ましい。また、熱源２１は、第二保持部１２の内部に設けられてもよいし、第二保持部１２に当接されてもよいし、第二保持部１２に近接されていてもよい。熱源２１が第二保持部１２に当接される場合、熱源２１は、第二保持部１２に保持される第二部材２に当接されてもよい。以下では、熱源２１は、第二保持部１２の内部に設けられているとする。また、熱源２１による加熱方式は、接合する部材に応じて適宜選択可能である。例えば、加熱方式は、面加熱方式でもよいし、局所加熱方式でよい。温度センシング機構２２は、第二保持部１２の温度を検出し、その検出結果を示す温度信号を出力する検出部であり、第二保持部１２の内部または表面に設けられる。
第二保持部１２は、温度センシング機構２２から出力された温度信号に応じて熱源２１を制御する温度調整機構（不図示）と接続されている。温度調整機構は、熱源２１を用いて第二保持部１２の温度を調整する。これにより、第二保持部１２が第二部材２と熱的に接触しているため、第二保持部１２からの熱伝導により第二部材２の温度が変化する。このため、温度調整機構は、第二保持部１２を介して第二部材２の温度を調整することになる。これにより、体積差や形状差がある部材同士を溶着する際に、それらの差に応じて各部材の温度を設定することが可能になるため、溶着時の熱の影響で生じる第一部材１および第二部材２の伸縮量のずれを抑制することが可能になる。このため、接合後の部材に生じる反りを抑制することが可能になる。したがって、図５に示した流路部材２０２の平面度を良化することが可能になり、複数の吐出モジュールを高精度に配置することが可能になる。その結果、液体吐出装置３００を用いて記録される画像の画質を向上させることが可能になる。
なお、熱源２１が第二保持部１２に近接されている場合、温度調整機構は、熱放射を用いて第二保持部１２および第２部材２の温度を調整することになる。
熱源２１および温度センシング機構２２は、上記の例では、第二保持部１２に設けられていたが、実際には、第一保持部１１および第二保持部１２の少なくとも一方に設けられていればよい。また、温度調整機構は、第一保持部１１および第二保持部１２の少なくとも一方を介して、第一部材１および第二部材２の少なくとも一方の温度を調整すればよい。なお、温度調整機構は、第一保持部１１における第一部材１と接触する接触面と、第二保持部１２における第二部材２と接触する接触面のうち、接触する面積が大きい方の面を介して、第一部材１または第二部材２を調整することが好ましい。
【００１６】
（第二の実施形態）
図９は、本実施形態の溶着装置の要部である第二保持部１２を示す図である。図９（ａ）は第二保持部１２の斜視図であり、図９（ｂ）は第二保持部１２の側面図であり、図９（ｃ）は、図９（ｂ）のＡ−Ａ線で第二保持部１２を切断した断面図である。
図９に示す第二保持部１２では、温度調整機構は、流体の流動を用いて第二保持部１２の温度を調整する。具体的には、第二保持部１２は、内部に流体（液体または気体）を流動させる流体流路３１を備える。流体流路３１は、例えば、熱媒体循環装置やチラーなどの加熱または冷却を行う温度調整機構（図示せず）と接続される。
温度調整機構は、流体流路３１を用いて第二保持部１２の温度を調整し、第二保持部１２を介して第二部材２の温度を調整する。本実施形態の場合、第二保持部１２の温度を常温よりも低い温度に容易に調整できるため、第二部材２が過熱されて損傷を受けることを抑制しつつ、接合後の部材の反りを抑制することが可能になる。
流体流路３１の数、引廻し形状および設置場所は、第一部材１および第二部材２や第一保持部１１および第二保持部１２の材料や形状などの特性に応じて適宜選択することができる。例えば、流体流路３１は、図９（ｃ）に示すように蛇行流路でもよいし、直列流路や並列流路のような他の形状の流路でもよい。また、流体流路３１の設置場所は、第二保持部１２における加熱部分の均熱化が図れる場所が望ましい。
なお、流体流路３１は、第二保持部１２に設けられていたが、実際には、第一保持部１１および第二保持部１２の少なくとも一方に設けられていればよい。
【００１７】
（第三の実施形態）
図１０は、第一および第二の実施形態で説明した溶着装置１００の制御系の機能的な構成を示すブロック図である。図１０に示すように溶着装置１００の制御系は、第一保持部駆動機構１３と、第二保持部駆動機構１４と、熱板駆動機構１６と、熱板温度制御機構４０１と、温度調整機構４０２と、制御部４０３とを有する。熱板温度制御機構４０１は、熱板１５の温度を制御する。温度調整機構４０２は、第一の実施形態の熱源２１または第二の実施形態の流体流路３１を流れる流体を用いて、第二保持部１２の温度を調整する。制御部４０３は、第一保持部駆動機構１３、第二保持部駆動機構１４、熱板駆動機構１６、熱板温度制御機構４０１および温度調整機構４０２と接続され、その接続された各機構を用いて溶着装置１００全体を制御する。
図１１は、溶着装置１００による溶着工程を説明するためのフローチャートである。溶着工程が行われる前の状態では、制御部４０３は、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４を用いて第一保持部１１および第二保持部を初期位置に配置し、熱板駆動機構１６を用いて熱板１５を熱板待機エリアに配置する。
制御部４０３は、先ず、熱板温度制御機構４０１を駆動し（ステップＳ１）、さらに温度調整機構４０２を駆動する（ステップＳ２）。このとき、熱板温度制御機構４０１および温度調整機構４０２は、それぞれが備えている温度センシング手段によって第二部材２および熱板１５の温度が所望の温度範囲内に含まれるように熱源２１などを制御する。例えば、熱板温度制御機構４０１および温度調整機構４０２は、熱源２１の駆動電圧をパルス電圧にしたり、熱源２１をオンとオフを切り替えたりして、第二部材２および熱板１５の温度が所望の温度範囲内に含まれるように制御する。
続いて第一部材１および第二部材２を溶着装置１００に固定する（ステップＳ３）。その後、第一部材１および第二部材２を互いに接合させる接合処理を開始する開始タイミングまで待機する（ステップＳ４）。
ステップＳ３で第一部材１および第二部材２が溶着装置１００に固定された直後に接合処理が開始されてもよい。この場合、ステップＳ４はスキップされる。しかしながら、接合処理にて接合される部材や第一保持部１１および第二保持部１２の特性や、熱板温度制御機構４０１および温度調整機構４０２の特性などにより、各部材の接合面とそれ以外の面との熱伝達時間が異なる。このため、部材や装置の特性に応じた好適な条件が確立されるまで待機し、その後で接合処理が開始されることが望ましい。部材や第一保持部１１および第二保持部１２の特性は、例えば、大きさ、形状および材料などであり、熱板温度制御機構４０１および温度調整機構４０２の特性は、種類や性能などである。
開始タイミングとしては、第一部材１および第二部材２を溶着装置１００に固定した後で、部材や装置の特性に応じて決定される一定期間が経過したタイミングや、部材の温度が検出され、その温度が所定の条件に適合したタイミングなどが挙げられる。このとき、部材の温度が直接検出されても、間接的に検出されてもよい。温度を検出する検出器の位置については、部材や装置の温度や特性に合わせて適宜設定可能である。
接合処理の開始タイミングになると、制御部４０３は、熱板駆動機構１６を用いて熱板１５を加熱溶着エリア内の所定の位置に移動させる（ステップＳ５）。続いて、制御部４０３は、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４を用いて、第一保持部１１および第二保持部１２のそれぞれを、第一部材１および第二部材２がそれぞれ熱板１５に近接する所定の位置に移動させる（ステップＳ６）。そして、制御部４０３は、第一部材１および第二部材２の特性に応じた加熱時間待機して、第一部材１および第二部材２のそれぞれの接合面１ａおよび１ｂを加熱し溶融させる（ステップＳ７）。
その後、制御部４０３は、熱板駆動機構１６を用いて熱板１５を熱板待機エリアに退避させる（ステップＳ８）。そして制御部４０３は、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４を用いて第一保持部１１および第二保持部１２を、第一部材１および第二部材を接合させる接合位置に移動させる（ステップＳ９）。接合位置は、例えば、第一部材１および第二部材が互いに接触する位置である。
制御部４０３は、第一部材１および第二部材２の特性に応じた保持時間待機する（ステップＳ１０）。その後、第一部材１および第二部材２の一方の固定が解放され（ステップＳ１１）、制御部４０３は、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４を用いて第一保持部１１および第二保持部を初期位置に戻す（ステップＳ１２）。そして、接合された第一部材および第二部材が取り外され（ステップＳ１３）、処理が終了する。
以上説明した一連の溶着工程が行われると、第一保持部１１および第二保持部１２などでは、高温の熱板１５の影響で温度が上昇すると考えられる。このため、次の溶着工程が行われる場合、前の溶着工程による温度上昇によって、溶着工程による接合精度が安定しなくなる恐れがある。しかしながら、本実施形態では、温度調整機構４０２は第二保持部１２の温度を調整することが可能になるため、接合後の部材に生じる反りを抑制しつつ、第一部材１および第二部材２の状態を接合精度が安定するような状態にすることが可能になる。
【００１８】
（第四の実施形態）
本実施形態では、第一部材１および第二部材２の寸法および体積、そして、溶着工程における温度条件などのパラメータの一例を説明する。以下の表１は、参考例であり、温度調整機構４０２による温度調整を行わない場合におけるパラメータを示す。また、表２は、本実施形態の一例であり、温度調整機構４０２による温度調整を行う場合におけるパラメータを示す。なお、表１および表２において、熱板表面温度は、第一部材１および第二部材２の溶融時の熱板１５の表面温度を示し、部材表面温度は、接合時における第一部材１および第二部材２の表面温度を示す。
【表１】
2017113893.tif 000003
【表２】
2017113893.tif 000004
表１および２において、部材表面温度が一般的な溶着による部材表面温度よりも高温に設定されているが、これは第一部材１および第二部材２が耐熱性の高い材料で形成されていることを想定しているからである。また、第一部材１および第二部材２の長さおよび厚みは互いに略等しいが、幅が異なり、その結果、総体積に関しては、約１．２倍の差がある。
表１に示すように、温度調整機構４０２を用いない比較例では、加熱時および冷却時における第一部材１および第二部材２の伸縮量が各部材の総体積の差により異なる。このため、その差異によって剛性の強い部材側に弱い側の部材が引っ張られ、接合後の部材に反りが生じる。その接合後の長尺方向の反りは、０．９ｍｍ程度であった。
本実施形態による表２の例では、温度調整機構４０２は、第一部材１および第二部材２の体積比に応じて、第一部材１および第二部材２の温度を調整している。具体的には、温度調整機構４０２は、第一部材１および第二部材２の温度比が第一部材１および第二部材２の体積比と一致するように、第一部材１および第二部材２の温度を調整している。したがって、体積が大きい方の第二部材２の温度が、体積が小さい方の第一部材１の温度よりも高い。これにより、第一部材１および第二部材２の体積差による伸縮量の差が抑制され、その結果、接合後の長尺方向の反りが０．１５ｍｍ程度まで低減した。このため、接合後の流路部材の平面度を良化することが可能になり、複数の吐出モジュールを高精度に配置することが可能になる。なお、第一部材１および第二部材２の温度比は、温度を摂氏（℃）で測定した際の温度比である。
【００１９】
（第五の実施形態）
図１２は、本実施形態における溶着工程を説明するための図である。具体的には、図１２（ａ）は、接合動作を行う前の初期状態を示す。図１２（ｂ）は、熱板１５で第一部材１および第二部材２の接合面１ａおよび１ｂを溶融させている加熱溶融時の状態を示す。図１２（ｃ）は、第一部材１および第二部材２を互いに接合させた接合終了時の状態を示す。
本実施形態では、図１２（ｂ）に示したように、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４は、熱板１５と第一部材１との距離Ｗ１と熱板１５と第二部材２との距離Ｗ２が異なるように、第一保持部１１および第二保持部１２を移動させる。本実施形態は、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４は、距離Ｗ１を距離Ｗ２よりも長くする。
通常、温められた空気は上方へ流動するため、距離Ｗ１おとび距離Ｗ２が互いに等しい場合、熱板１５の輻射熱により加熱された第一部材１および第二部材２の温度は互いに等しくならず、上方に位置する第一部材１の方が第二部材２よりも温度が高くなる。このため、本実施形態では、距離Ｗ１を距離Ｗ２よりも長くしているため、第一部材１と第二部材２の温度を均一化させることができる。このため、第一部材１と第二部材２の溶融速度や溶融状態を均一化させ、その結果、溶融量を均一化することができる。したがって、流路部材２０２の平面度が向上すると共に、厚みバラツキを抑制し、複数の吐出モジュール２０３を高精度に配置することが可能となる。したがって、記録される画像の画質が向上する。
【００２０】
（第六の実施形態）
図１３は、本実施形態の溶着装置を説明するための図であり、断面図が示されている。
図１３（ａ）は、第一部材１および第二部材２が溶融されていない非溶融状態において、溶着装置１００に固定された第一部材１および第二部材２を接触させた状態を示している。この状態において、第一部材１の接合面１ａと第二部材の接合面１ｂとが接触する位置を接触基準位置Ｏとする。そして接合面１ａから第一保持部１１までの距離をＨ１、接合面２ａから第二保持部１２までの距離をＨ２とする。
一般的に、接合させる部材には空気が混入していることが多い。例えば、部材が樹脂と無機フィラーを混合して成形された成形品の場合、その混合の際に空気が混入される。第一部材１および第二部材２に空気が混入している場合、第一部材１および第二部材２が熱板１５で加熱されると、図１３（ｂ）に示すように、混入した空気が接合面１ａおよび２ａから噴き出して、接合面１ａおよび２ａに膨張部１７を形成する。接合面１ａの膨張部１７の高さをＦ１、接合面２ａの膨張部１７の高さをＦ２とする。膨張部１７の高さや体積などは、第一部材１および第二部材２の材料、加熱温度や加熱時間などの溶融条件により異なるが、本実施形態では、高さＦ１およびＦ２は、共に０．２ｍｍ程度である。
図１３（ｂ）に示した状態で第一部材１および第二部材２が接触基準位置Ｏで接合されると、第一部材１および第二部材２の膨張部１７は、図１３（ｃ）に示すように第一部材１および第二部材２で形成される流路１８にはみ出し部１９としてはみ出してしまう。この場合、流路１８内の圧力損出が増加し、流路１８を流れる液体の流れが阻害されて、その結果、吐出モジュール２０３への適切な液体供給が行われず、場合によっては、液体が吐出できない吐出不能状態になる恐れがある。
したがって、本実施形態では、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４は、流路１８の気密性を担保した範囲で、第一部材１および第二部材２を接合させる第一保持部１１および第二保持部１２の位置を決める。具体的には、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４は、第一部材１および第二部材２の膨張部１７同士が互いに接合するように第一保持部１１および第二保持部１２の位置を決める。例えば、第一保持部駆動機構１３および第二保持部駆動機構１４は、第一部材１および第二部材２のそれぞれを接触基準位置Ｏから膨張部１７の高さＦ１およびＦ２だけ離れた位置で第一部材１および第二部材２を接合させる。
これにより、図１３（ｄ）に示すようにはみ出し部の形成を抑制しつつ、第一部材１および第二部材２を互いに精度良く接合することが可能になる。したがって、吐出モジュール２０３への適切な液体供給が可能になる。
【００２１】
以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２２】
１    第一部材
２    第二部材
１ａ、１ｂ  接合面
１１  第一保持部
１２  第二保持部
１３  第一保持部駆動機構
１４  第二保持部駆動機構
１５  熱板
４０２  温度調整機構
【図１】
2017113893.tif 000005
【図２】
2017113893.tif 000006
【図３】
2017113893.tif 000007
【図４】
2017113893.tif 000008
【図５】
2017113893.tif 000009
【図６】
2017113893.tif 000010
【図７】
2017113893.tif 000011
【図８】
2017113893.tif 000012
【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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