JP2008018625A - 液状体供給路および液状体供給路製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】工業用途に向けて設計された中空針をフィルタアセンブリに良好に接続する方法の提供。
【解決手段】液状供給路が、液状体が流れる第1の管状流路23が貫通している第1の部材(中空針2)と、液状体が流れる第2の管状流路33が貫通しているとともに、第1の管状流路と第2の管状流路とが1つの流路を構成するように第1の部材に接合された第2の部材(フィルタアセンブリ3)と、を備えている。そして、第1の部材と第2の部材とは、第1の管状流路と第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接合層6によって接合されていて、接合層は、接着剤層と、第1の部材と第2の部材とが超音波溶着によって溶着することで形成された溶着層と、からなる。
【選択図】図5
【解決手段】液状供給路が、液状体が流れる第1の管状流路23が貫通している第1の部材(中空針2)と、液状体が流れる第2の管状流路33が貫通しているとともに、第1の管状流路と第2の管状流路とが1つの流路を構成するように第1の部材に接合された第2の部材(フィルタアセンブリ3)と、を備えている。そして、第1の部材と第2の部材とは、第1の管状流路と第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接合層6によって接合されていて、接合層は、接着剤層と、第1の部材と第2の部材とが超音波溶着によって溶着することで形成された溶着層と、からなる。
【選択図】図5
Description
本発明は、インクジェット装置におけるヘッドユニットへの適用が好適な液状体供給路および液状体供給路製造方法に関する。
特許文献1には、民生用途のヘッドユニットが開示されている。ヘッドユニットは、ヘッドと、フィルタアセンブリと、中空針と、を備えている。フィルタアセンブリは、SUSメッシュからなるフィルタを備えていて、インクは、インクジェットヘッドに供給される前にこのフィルタを通るので、インクジェットヘッドへのゴミの流入が防止される。ここで、中空針とフィルタアセンブリとは、超音波溶着によって、互いに接続されている。
ヘッドユニットが工業用途で用いられる場合には、民生用途で用いられる場合とは異なり、ヘッドユニット内を流れる液状体は水をベースとしたインクだけとは限らない。このため、民生用途に設計された中空針が工業用途で用いられる場合には、中空針の寿命が短くなる場合がある。一方で、民生用途にも工業用途にも適した材質からなる中空針は、従来の方法ではフィルタアセンブリに接続され難い場合がある。つまり、超音波溶着による中空針とフィルタアセンブリとの接続が困難になり得る。
本発明は上記課題を鑑みてなされ、その目的の一つは、工業用途に向けて設計された中空針をフィルタアセンブリに良好に接続する方法を提供することである。
本発明のある態様によれば、液状供給路が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通しているとともに、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材に接合された第2の部材と、を備えている。そして、前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接合層によって接合されていて、前記接合層は、接着剤層と、前記第1の部材と前記第2の部材とが超音波溶着によって溶着することで形成された溶着層と、からなる。
また、液状体供給路製造方法が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、を互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに接合する工程Bと、を包含している。そして、前記工程Bは、前記第1の部材と前記第2の部材とが互いに溶着するように超音波溶着を施す工程b1と、前記第1の部材と前記第2の部材との境界部に接着剤を導入する工程b2と、を含んでいる。
上記構成によれば、超音波震動による溶着の作用と、接着剤による接着の作用と、によって、第1の部材と第2の部材とが互いに接合される。このことから、超音波震動による溶着が十分でない場合であっても、第1の部材と第2の部材との間の接合力を、接着剤の接着の作用によって補うことができる。
本発明のさらに他の態様によれば、液状体供給路が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通しているとともに、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材に接合された第2の部材と、を備えている。そして、前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接着剤層によって接合されている。
また、液状体供給路製造方法が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、を互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに接合する工程Bと、を包含している。そして、前記工程Bは前記第1の部材と前記第2の部材との境界部に接着剤を導入する工程b1を含んでいる。
上記構成によれば、第1の部材と第2の部材とは、接着剤による接着の作用によって互いに接合される。
本発明のさらに他の態様によれば、液状体供給路が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通しているとともに、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材に接合された第2の部材と、を備えている。そして、前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接合層によって接合されていて、前記接合層は、前記第1の部材と前記第2の部材とが熱溶着によって溶着することで形成された溶着層である。
また、液状体供給路製造方法が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、を互いに位置合せし、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに接合する工程Bと、を包含している。そして、前記工程Bは、前記第1の部材と前記第2の部材とが互いに溶着するように熱を加える工程b1を含んでいる。
上記構成によれば、第1の部材と第2の部材とは、熱溶着による溶着の作用によって互いに接合される。
本発明のさらに他の態様によれば、液状体供給路が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通しているとともに、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材に接合された第2の部材と、を備えている。そして、前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接合層によって接合されていて、前記接合層は、接着剤層と、前記第1の部材と前記第2の部材とが熱溶着によって溶着することで形成された溶着層と、からなる。
また、液状体供給路製造方法が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、を互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに接合する工程Bと、を包含している。そして、前記工程Bは、前記第1の部材と前記第2の部材とが互いに溶着するように熱を加える工程b1と、前記第1の部材と前記第2の部材との境界部に接着剤を導入する工程b2と、を含んでいる。
上記構成によれば、第1の部材と第2の部材とが、熱溶着による溶着の作用と、接着剤の作用と、によって互いに接合される。
本発明のさらに他の態様によれば、液状体供給路が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通しているとともに、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材に接合された第2の部材と、を備えている。そして、前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接合層によって接合されていて、前記接合層は、前記第1の部材と前記第2の部材とが超音波溶着によって溶着することで形成された溶着層と、前記第1の部材と前記第2の部材とが熱溶着によって溶着することで形成された溶着層と、からなる。
また、液状体供給路製造方法が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、を互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに接合する工程Bと、を包含している。そして、前記工程Bは、前記第1の部材と前記第2の部材とが互いに溶着するように超音波溶着を施す工程b1と、前記第1の部材と前記第2の部材とが互いに溶着するように熱を加える工程b2と、を含んでいる。
上記構成によれば、第1の部材と第2の部材とは、超音波震動による溶着の作用と、熱溶着による溶着の作用と、によって互いに接合される。このことから、超音波震動による溶着が十分でない場合であっても、第1の部材と第2の部材との間の接合力を、熱溶着による溶着の作用によって補うことができる。
本発明のさらに他の態様によれば、液状体供給路が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、Oリングと、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに連結するネジと、を備えている。そして、前記Oリングは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲むように、前記第1の部材と前記第2の部材との間に位置している。
また、液状体供給路製造方法が、液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、をOリングを介して互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを、ネジによって互いに接合する工程Bと、を包含している。
上記構成によれば、第1の部材と第2の部材とは、Oリングとネジとによって互いに接合される。
(実施形態1)
図1のヘッドユニット1は、2つの中空針2と、フィルタアセンブリ3と、インクジェットヘッド4と、基板5と、2つのブッシュ51と、を備えている。2つの中空針2のそれぞれはフィルタアセンブリ3に接合されている。一方、2つのブッシュ51は、フィルタアセンブリ3と基板5との間に位置している。ここで、基板5は、フィルタアセンブリ3とインクジェットヘッド4との間に位置していて、フィルタアセンブリ3とインクジェットヘッド4とを支えている。そして、後に詳述するように、ヘッドユニット1において、フィルタアセンブリ3と、2つのブッシュ51のそれぞれと、基板5とを貫いて、2つの中空針2からインクジェットヘッド4に至る2つの流路が形成されている。
図1のヘッドユニット1は、2つの中空針2と、フィルタアセンブリ3と、インクジェットヘッド4と、基板5と、2つのブッシュ51と、を備えている。2つの中空針2のそれぞれはフィルタアセンブリ3に接合されている。一方、2つのブッシュ51は、フィルタアセンブリ3と基板5との間に位置している。ここで、基板5は、フィルタアセンブリ3とインクジェットヘッド4との間に位置していて、フィルタアセンブリ3とインクジェットヘッド4とを支えている。そして、後に詳述するように、ヘッドユニット1において、フィルタアセンブリ3と、2つのブッシュ51のそれぞれと、基板5とを貫いて、2つの中空針2からインクジェットヘッド4に至る2つの流路が形成されている。
(A.中空針)
図2の中空針2は、基本的に漏斗の形状を有している。このため、中空針2を貫いて液状体が流れるように構成されている。ただし、通常の漏斗とは異なり、径が小さい側から径が大きい側へ液状体が流れるように中空針2が用いられる。
図2の中空針2は、基本的に漏斗の形状を有している。このため、中空針2を貫いて液状体が流れるように構成されている。ただし、通常の漏斗とは異なり、径が小さい側から径が大きい側へ液状体が流れるように中空針2が用いられる。
本実施形態では、中空針2は、樹脂と、樹脂を強化する強化材と、を含有した材料からなる。本実施形態での上記樹脂は結晶性の樹脂であり、具体的にはPPS(ポリフェニルスルフィド)である。一方、強化材はガラス繊維である。このような材料からなる中空針2は、印刷用の液状体、すなわちインクに対して安定なだけでなく、工業用途の液状体に対しても安定している。
中空針2の形状をより詳細に説明する。中空針2は、先端部20と、底部21と、先端部20と底部21との間を隙間無く包囲する側壁部22と、を有している。そして中空針2は、先端部20から底部21へ向かって中空針2自体を貫通する1つの管状流路23を縁取っている。以下では、管状流路23が伸びる方向を「流路方向」とも表記する。管状流路23の流路方向に垂直な断面は、ほぼ円である。そして、先端部20から底部21へ、管状流路23の断面の面積が段階的にまたは徐々に大きくなる。本実施形態では、管状流路23の底部21での径は、先端部20に圧着されることになるチューブ(不図示)の内径よりも大きい。
中空針2の先端部20は、1つの共通な管状流路23への入口部として機能する4つの導入孔24(図上では3つ)を縁取っている。また底部21は、管状流路23の出口部として機能する開口部25を縁取っている。ヘッドユニット1が使用される場合には、液状体を供給するチューブが先端部20に圧着されることになる。そして、チューブから供給される液状体は、先端部20の4つの導入孔24から管状流路23に導入される。そして、液状体は、開口部25から管状流路23を出て行くことになる。なお、管状流路23を出た液状体は、後述する管状流路33におけるフィルタ31を通過することになる。
中空針2の底部21は、フランジ部21aを有している。フランジ部21aとは、流路方向に対してほぼ垂直な方向に突出した部分であって、流路方向に関してほぼ回転対称の形状を有した部分である。フランジ部21aは、図3のフィルタアセンブリ3の凹部30によって縁取られる範囲にちょうど収まる寸法を有しているので、フランジ部21aを凹部30に嵌めればフィルタアセンブリ3に対する中空針2の位置が決まる。また、中空針2がフィルタアセンブリ3に対して位置決めされた場合には、管状流路23と、後述の管状流路33とは互いに繋がることになる。
底部21のフィルタアセンブリ3側の表面の一部は、突起構造21bを構成している。突起構造21bは、出口部25の周囲を囲むように位置している。そして、上述のように中空針2がフィルタアセンブリ3に対して位置決めされた場合には、中空針2の突起構造21bが凹部30内の段差部30aに接することになる。
(B.フィルタアセンブリ)
図3のフィルタアセンブリ3は、上面3aと、下面3bと、上面3aと下面3bとの間を包囲する側面3cと、後述するフィルタ31と、を備えている。そして、図4に示すように、フィルタアセンブリ3は、フィルタアセンブリ3自体を貫通する管状流路33を縁取っている。さらに上面3aの一部は、フランジ部21aを受け入れる凹部30を構成している。凹部30はその内部に、底部21に対応した円周状の段差部30aを有しており、しかもこの段差部30aは管状流路33の入口部34を縁取っている。
図3のフィルタアセンブリ3は、上面3aと、下面3bと、上面3aと下面3bとの間を包囲する側面3cと、後述するフィルタ31と、を備えている。そして、図4に示すように、フィルタアセンブリ3は、フィルタアセンブリ3自体を貫通する管状流路33を縁取っている。さらに上面3aの一部は、フランジ部21aを受け入れる凹部30を構成している。凹部30はその内部に、底部21に対応した円周状の段差部30aを有しており、しかもこの段差部30aは管状流路33の入口部34を縁取っている。
フィルタ31はSUS製のメッシュであり、入口部34を覆うように位置している。フィルタ31は、液状体を通すがゴミを通さない。このフィルタ31のおかげで、中空針2に接続されたチューブの内部に存在するゴミが止められる。インクジェットヘッド4へのゴミの流入を防ぐためには、本実施形態のように、インクジェットヘッド4により近い部位にフィルタ31が位置することが好ましい。そうすれば、インクジェットヘッド4へゴミが流入する確率が減少する。
しかも、上述のように、管状流路23の断面が底部21で大きいので、フィルタ31の面積を大きくすることができ、かつ、フィルタ31のほぼ全域を使って液状体を通過させることができる。そしてこの結果、液状体がフィルタ31を通過する際に生じる流動抵抗を低下させることができる。
フィルタアセンブリ3の下面3bの一部は、管状流路33の出口部35を縁取っている。管状流路33の出口部35には、ブッシュ51(図1)が接している。ブッシュ51は、基板5を貫通してインクジェットヘッド4の内部に通じる管状流路の入口部として機能する。本実施形態のブッシュ51は、ゴムまたは弾性を有する樹脂から構成されている。このようなブッシュ51は、液状体をフィルタアセンブリ3からインクジェットヘッド4側へ流すだけでなく、フィルタアセンブリ3側から加えられた衝撃や震動を緩和してインクジェットヘッド4を保護する働きをする。
さて、ヘッドユニット1において図5に示すように、中空針2とフィルタアセンブリ3とは、管状流路23と管状流路33とが一つの流路の一部を構成するように、接合層6を介して互いに接合されている。接合層6は、中空針2の底部21と、フィルタアセンブリ3の段差部30aと、の間に位置していて、しかも接合層6は、管状流路23と管状流路33との境界部を囲むように隙間無く位置している。そしてこのような接合層6のおかげで、中空針2とフィルタアセンブリ3とが互いに接合されるだけでなく、管状流路23と管状流路33との間の境界が封止されている。つまり、接合層6のおかげで、流路の外部へ漏れることなく液状体が管状流路23から管状流路33へ流れる。
このように本実施形態では、中空針2とフィルタアセンブリ3とのそれぞれが、管状流路23,33を縁取る部材の一例である。また、互いに接合された後の管状流路23と管状流路33とは、液状体供給路の一例である。
ここで、「液状体」とは、インクジェットヘッド4のノズルから液滴として吐出されうる粘度を有する物質をいう。ここで、「液状体」が水性であると油性であるとを問わない。ノズルから吐出可能な流動性(低い粘度)を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。ここで、「液状体」の粘度は1mPa・s以上50mPa・s以下であるのが好ましい。粘度が1mPa・s以上である場合には、「液状体」の液滴を吐出する際にノズルの周辺部が「液状体」で汚染されにくい。一方、粘度が50mPa・s以下である場合は、ノズルにおける目詰まりの頻度が小さく、このため円滑な液滴の吐出を実現できる。
ここで、液状体が含有し得る所定材料として、例えば、導電性材料、強誘電体材料、半導体材料、誘電体材料、有機EL材料などの電気発光材料、がある。
さて、インクジェットヘッド4はピエゾ型のヘッドである。ただし、ピエゾ型に代えて、インクジェットヘッド4がバブル方式など、他の方式のインクジェットヘッド4であってもよい。ただし、他の方式のインクジェットヘッド4と比べた場合に、ピエゾ型のインクジェットヘッド4が吐出する液状体の選択の自由度が比較的に高い。このため、ピエゾ型のインクジェットヘッド4は特に工業用途において有利である。
以下では、中空針2とフィルタアセンブリ3との接合方法について、5つの実施例を説明する。なお、以下の図6〜図12、および図14〜図18は、図5の部分PRに対応する部分を示している。
図6を参照しながら、超音波溶着と接着剤とを用いた接合方法を説明する。まず、中空針2の底部21が、フィルタアセンブリ3の凹部30に収まるように、中空針2をフィルタアセンブリ3に対して位置合せする(図6(a))。そうすると、底部21の突起構造21bが凹部30の段差部30aに接する。また、管状流路23と管状流路33とが互いに合う。
次に、中空針2のフランジ部21aの上に、超音波溶着用のホーン100を当てる。そのうえで、ホーンから中空針2へ超音波震動を与える。そうすると、突起構造21bの少なくとも一部が溶融して溶着層61aが形成される(図6(b))。そして、溶着層61aによって、底部21と段差部30aとが互いに溶着する。なお、ここでプロセスでは、事前の試験に基づいて、中空針2の構造が破壊されないように中空針2に与える震動の強度が選択されている。
その後、フランジ部21aと凹部30との間に、液状の接着剤を流し込む。そうすると、接着剤が底部21と段差部30aとの境界に毛細管現象によって充填される。さらにその後、約60℃の温度で約3時間、中空針2とフィルタアセンブリ3とを加熱する。そうすると、底部21と段差部30aとの隙間に、底部21と段差部30aとを接着する接着剤層61bが形成される(図6(c))。
そして、これらのことで、溶着層61aと接着剤層61bとからなる接合層6が形成される。しかも、突起構造21bの溶融成分と、液状の接着剤とが、それぞれ固化する前に、底部21と段差部30aとの間の隙間に入り込むので、溶着層61aと接着剤層61bとからなる接合層は管状流路23と管状流路33との境界部を実質的に隙間無く囲む。そしてこのことで、管状流路23と管状流路33との境界部は、接合層6によって封止される。つまり、管状流路23と管状流路33とが一つの流路の一部を構成するように、中空針2とフィルタアセンブリ3とが互いに接合される。
このように接合層6は、管状流路23と管状流路33とを互いに接合するだけでなく、管状流路23と管状流路33との境界部を封止する機能を果たす。
このような方法によれば、中空針2とフィルタアセンブリ3とは、超音波震動による溶着の作用と、接着剤による接着の作用と、によって互いに接合される。この方法の有利な点の一つは、超音波震動による溶着が十分でない場合であっても、中空針2とフィルタアセンブリ3との間の接合力を、接着剤の接着の作用によって補うことができることである。中空針2の材質によっては、超音波震動の強度を大きくできない場合があり、そしてこのような場合に本実施形態の方法は特に有利である。
また、液状の接着剤を流し込む前に、溶着層61aが形成されているので、たとえ誤って過多の接着剤が流し込まれた場合であっても、接着剤が溶着層61aによって堰き止められるので、接着剤が流路内にはみ出ることがない。このため、流路を流れる液状体と接着剤とが接することがないので、液状体に接着剤が溶け出すような事態が生じる可能性が低くなる。
図7を参照しながら、接着剤だけを用いた接合方法を説明する。まず、中空針2の底部21が、フィルタアセンブリ3の凹部30に収まるように、中空針2をフィルタアセンブリ3に対して位置合せする(図7(a))。底部21の突起構造21bが凹部30の段差部30aに接する。また、管状流路23と管状流路33とが互いに合う。
その後、フランジ部21aと凹部30との間に、液状の接着剤を流し込む。そうすると、接着剤が底部21と段差部30aとの境界に毛細管現象によって充填される。さらにその後、約60℃の温度で約3時間、中空針2とフィルタアセンブリ3とを加熱する。そうすると、底部21と段差部30aとの隙間に、底部21と段差部30aとを接着する接着剤層62bが形成される(図7(b))。
そして、このことで、接着剤層62bからなる接合層6が形成される。しかも、液状の接着剤が、固化する前に、底部21と段差部30aとの間の隙間部に入り込むので、接着剤層62bからなる接合層6は管状流路23と管状流路33との境界を隙間無く囲む。そしてこのことで、管状流路23と管状流路33との境界部は、接合層6によって封止される。つまり、管状流路23と管状流路33とが一つの流路の一部を構成するように、中空針2とフィルタアセンブリ3とが互いに接合される。
このように接合層6は、管状流路23と管状流路33とを互いに接合するだけでなく、管状流路23と管状流路33との境界部を封止する機能を果たす。
このような方法によれば、中空針2とフィルタアセンブリ3とは、接着剤による接着の作用によって互いに接合される。中空針2の材質によっては、超音波震動による溶着を利用できない場合があり、そしてこのような場合に本実施形態の方法は特に有利である。
図8を参照しながら、熱溶着だけを用いた接合方法を説明する。まず、中空針2の底部21が、フィルタアセンブリ3の凹部30に収まるように、中空針2をフィルタアセンブリ3に対して位置合せする(図8(a))。そうすると、底部21の突起構造21bが凹部30の段差部30aに接する。また、管状流路23と管状流路33とが互いに合う。
次に、突起構造21bが溶着するように底部21に熱を加える。そうすると、突起構造21bの少なくとも一部が溶融して溶着層63aを形成する。そして、溶着層63aによって、底部21と段差部30aとが互いに溶着する(図8(b))。
そして、これらのことで、溶着層63aからなる接合層6が形成される。しかも、突起構造21bの溶融成分が、固化する前に、底部21と段差部30aとの間の隙間部に入り込むので、溶着層63aからなる接合層6は管状流路23と管状流路33との境界部の周囲を実質的に隙間無く囲む。そしてこのことで、管状流路23と管状流路33との境界部は、接合層6によって封止される。つまり、管状流路23と管状流路33とが一つの流路の一部を構成するように、中空針2とフィルタアセンブリ3とが互いに接合される。
このように接合層6は、管状流路23と管状流路33とを互いに接合するだけでなく、管状流路23と管状流路33との境界部を封止する機能を果たす。
このような方法によれば、中空針2とフィルタアセンブリ3とは、熱溶着による溶着の作用によって互いに接合される。中空針2の材質によっては、超音波震動による溶着を利用できない場合があり、そしてこのような場合に本実施形態の方法は特に有利である。
ここで、図9を参照しながら、熱溶着に適した構造を有する中空針2の例を説明する。本実施例の中空針2は、底部21の内部に埋め込まれた電熱線70と、電熱線70の両端にそれぞれ電気的に接続されているとともに、フランジ部21aから中空針2の外部へ突出した2つの電極部71と、をさらに有している。このような中空針2の2つの電極部71の間に電圧を印加すれば電熱線70が発熱する。したがって、電熱線70の発熱量と印加する電圧との関係が既知であれば、突起構造21bが溶融を生じるように熱を加えることができる。
図10を参照しながら、熱溶着と接着剤とを用いた接合方法を説明する。まず、中空針2の底部21が、フィルタアセンブリ3の凹部30に収まるように、中空針2をフィルタアセンブリ3に対して位置合せする(図10(a))。そうすると、底部21の突起構造21bが凹部30の段差部30aに接する。また、管状流路23と管状流路33とが互いに合う。
次に、突起構造21bが溶着するように底部21に熱を加える。そうすると、突起構造21bの少なくとも一部が溶融して溶着層64aを形成する。そして、溶着層64aによって、底部21と段差部30aとが互いに溶着する(図10(b))。
その後、フランジ部21aと凹部30との間に、液状の接着剤を流し込む。そうすると、接着剤が底部21と段差部30aとの境界に毛細管現象によって充填される。さらにその後、約60℃の温度で約3時間、中空針2とフィルタアセンブリ3とを加熱する。そうすると、底部21と段差部30aとの隙間に、底部21と段差部30aとを接着する接着剤層64bが形成される(図10(c))。
そして、これらのことで、溶着層64aと接着剤層64bとからなる接合層6が形成される。しかも、突起構造21bの溶融成分と、液状の接着剤と、がそれぞれ固化する前に、底部21と段差部30aとの間の隙間部に入り込むので、溶着層64aと接着剤層64bとからなる接合層6は管状流路23と管状流路33との境界部の周囲を実質的に隙間無く囲む。そしてこのことで、管状流路23と管状流路33との境界部は、接合層6によって封止される。つまり、管状流路23と管状流路33とが一つの流路の一部を構成するように、中空針2とフィルタアセンブリ3とが互いに接合される。
このように接合層6は、管状流路23と管状流路33とを互いに接合するだけでなく、管状流路23と管状流路33との境界部を封止する機能を果たす。
このような方法によれば、中空針2とフィルタアセンブリ3とは、熱溶着による溶着の作用と、接着剤の作用と、によって互いに接合される。中空針2の材質によっては、超音波震動による溶着を利用できない場合があり、そしてこのような場合に本実施形態の方法は特に有利である。
図11を参照しながら、超音波溶着と熱溶着とを用いた接合方法を説明する。まず、中空針2の底部21が、フィルタアセンブリ3の凹部30に収まるように、中空針2をフィルタアセンブリ3に対して位置合せする(図11(a))。そうすると、底部21の突起構造21bが凹部30の段差部30aに接する。また、管状流路23と管状流路33とが互いに合う。
次に、中空針2のフランジ部21aの上に、超音波溶着用のホーン(不図示)を当てる。そのうえで、ホーンから中空針2へ超音波震動を与える。そうすると、突起構造21bの少なくとも一部が溶融して溶着層65aを形成する(図11(b))。そして、溶着層65aによって、底部21と段差部30aとが互いに溶着する。なお、ここでのプロセスでは、中空針2に与える震動の強度が、事前の試験に基づいて、中空針2の構造が破壊されない程度に調整されている。
次に、残っている突起構造21bが溶着するように底部21に熱を加える。そうすると、突起構造21bの残った部分が溶融して溶着層65bを形成する。そして、溶着層65bによっても、底部21と段差部30aとが互いに溶着する(図11(c))。
そして、これらのことで、超音波融着による溶着層65aと、熱溶着による溶着層65bと、からなる接合層6が形成される。しかも、超音波溶着の場合でも熱溶着の場合でも、突起構造21bの溶融成分が、固化する前に、底部21と段差部30aとの間の隙間部に入り込むので、溶着層65aと溶着層65bとからなる接合層6は、管状流路23と管状流路33との境界部の周囲を実質的に隙間無く囲む。そしてこのことで、管状流路23と管状流路33との境界部は、接合層6によって封止される。つまり、管状流路23と管状流路33とが一つの流路の一部を構成するように、中空針2とフィルタアセンブリ3とが互いに接合される。
このように接合層6は、管状流路23と管状流路33とを互いに接合するだけでなく、管状流路23と管状流路33との境界部を封止する機能を果たす。
このような方法によれば、中空針2とフィルタアセンブリ3とは、超音波震動による溶着の作用と、熱溶着による溶着の作用と、によって互いに接合される。この方法の有利な点の一つは、超音波震動による溶着が十分でない場合であっても、中空針2とフィルタアセンブリ3との間の接合力を、熱溶着による溶着の作用によって補うことができることである。中空針2の材質によっては、超音波震動の強度を大きくできない場合があり、そしてこのような場合に本実施形態の方法は特に有利である。
(実施形態2)
図12に示すように、本実施形態は、2つの中空針2が、1つの中空針ユニット200におけるそれぞれの部分として具現化されている点で、実施形態1と異なる。また、本実施形態は、中空針ユニット200とフィルタアセンブリ3とが2つのネジと2つのOリングとによって連結されている点でも、実施形態1と異なる。ただし、これらの点を除くと、本実施形態は実施形態1と基本的に同じであり、このため、本実施形態の説明において、実施形態1と同様な構成要素には同じ符号が付されている。
図12に示すように、本実施形態は、2つの中空針2が、1つの中空針ユニット200におけるそれぞれの部分として具現化されている点で、実施形態1と異なる。また、本実施形態は、中空針ユニット200とフィルタアセンブリ3とが2つのネジと2つのOリングとによって連結されている点でも、実施形態1と異なる。ただし、これらの点を除くと、本実施形態は実施形態1と基本的に同じであり、このため、本実施形態の説明において、実施形態1と同様な構成要素には同じ符号が付されている。
図12に示す中空針ユニット200は、互いに連結して一体化した2つの中空針2と、2つのネジ貫通部201と、を備えている。2つのネジ貫通部201は、2つの中空針2にそれぞれ対応しており、それぞれのフランジ部21aの上部から、それぞれの管状流路23の断面の半径方向へ突出するように設けられている。さらに、2つのネジ貫通部201の間に、2つの中空針2が位置するように、中空針ユニット200が構成されている。しかも、2つのネジ貫通部201は、中空針ユニット200の中心に関してほぼ対称な位置に設けられている。2つのネジ貫通部201のそれぞれは、中空針ユニット200をネジ202でフィルタアセンブリ3に結合するための穴を縁取る部材である。
フィルタアセンブリ3は、2つのネジ穴203を備えている。2つのネジ貫通部201は、フィルタアセンブリ3の上面3aに設けられており、しかも2つのネジ穴203の位置は、2つのネジ貫通部201の位置に対応している。
それぞれの中空針2の底部21と、それぞれの凹部30内の段差部30aとの間には、それぞれのOリング204が挟まれている(図13)。そして、2つのネジ貫通部201とネジ穴203とを一致させたうえで、ネジ貫通部201を介してネジ穴203にそれぞれのネジ202を回し込むことで、中空針ユニット200と、フィルタアセンブリ3と、は互いに連結されている。
次に、このような中空針ユニット200と、フィルタアセンブリ3と、を互いに連結する方法を説明する。
まず、2つの中空針2の底部21と、2つのフィルタアセンブリ3の段差部30aと、をそれぞれのOリング204を介して互いに位置合せする。そうすると、管状流路23と管状流路33とが互いに合う。その後、それぞれの管状流路23とそれぞれの管状流路33とが、それぞれのOリング204を挟んで1つの流路の一部を構成するように、中空針ユニット200とフィルタアセンブリ3とをネジ202で互いに結合する。そうすると、Oリング204からなるそれぞれの密封層が形成される。
ここで、Oリング204はネジ202の結合力によって、底部21にも段差部30aにも密着する。しかも、Oリング204は管状流路23と管状流路33との境界部の周囲を実質的に隙間無く囲む。そしてこのことで、管状流路23と管状流路33との境界部は、Oリング204によって封止される。つまり、管状流路23と管状流路33とが一つの流路の一部を構成するように、中空針2とフィルタアセンブリ3とが互いに連結される。
このような方法によれば、中空針2とフィルタアセンブリ3とは、Oリング204とネジ202とによって互いに接合される。中空針2の材質によっては、超音波震動による溶着を利用できない場合があり、そしてこのような場合に本実施形態の方法は特に有利である。
1…ヘッドユニット、2…中空針、3…フィルタアセンブリ、3a…上面、3b…下面、3c…側面、4…インクジェットヘッド、5…基板、6…接合層、20…先端部、21…底部、21a…フランジ部、21b…突起構造、22…側壁部、23…管状流路、24…導入孔、25…開口部、30…凹部、30a…段差部、31…フィルタ、33…管状流路、34…入口部、35…出口部、51…ブッシュ、61a…溶着層、61b…接着剤層、62b…接着剤層、63a…溶着層、64a…溶着層、64b…接着剤層、65a…溶着層、65b…溶着層、70…電熱線、71…電極部、200…中空針ユニット、201…ネジ貫通部、202…ネジ、203…ネジ穴、204…Oリング。
Claims (12)
- 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、
前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通しているとともに、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材に接合された第2の部材と、
を備えた液状体供給路であって、
前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接合層によって接合されていて、
前記接合層は、接着剤層と、前記第1の部材と前記第2の部材とが超音波溶着によって溶着することで形成された溶着層と、からなる、
液状体供給路。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、を互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、
前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに接合する工程Bと、
を包含し、
前記工程Bは、
前記第1の部材と前記第2の部材とが互いに溶着するように超音波溶着を施す工程b1と、
前記第1の部材と前記第2の部材との境界部に接着剤を導入する工程b2と、
を含んでいる、
液状体供給路製造方法。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、
前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通しているとともに、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材に接合された第2の部材と、
を備えた液状体供給路であって、
前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接着剤層によって接合されている、
液状体供給路。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、を互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、
前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに接合する工程Bと、
を包含し、
前記工程Bは前記第1の部材と前記第2の部材との境界部に接着剤を導入する工程b1を含んでいる、
液状体供給路製造方法。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、
前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通しているとともに、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材に接合された第2の部材と、
を備えた液状体供給路であって、
前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接合層によって接合されていて、
前記接合層は、前記第1の部材と前記第2の部材とが熱溶着によって溶着することで形成された溶着層である、
液状体供給路。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、を互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、
前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに接合する工程Bと、
を包含し、
前記工程Bは、前記第1の部材と前記第2の部材とが互いに溶着するように熱を加える工程b1を含んでいる、
液状体供給路製造方法。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、
前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通しているとともに、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材に接合された第2の部材と、
を備えた液状体供給路であって、
前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接合層によって接合されていて、
前記接合層は、接着剤層と、前記第1の部材と前記第2の部材とが熱溶着によって溶着することで形成された溶着層と、からなる、
液状体供給路。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、を互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、
前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに接合する工程Bと、
を包含し、
前記工程Bは、
前記第1の部材と前記第2の部材とが互いに溶着するように熱を加える工程b1と、
前記第1の部材と前記第2の部材との境界部に接着剤を導入する工程b2と、
を含んでいる、
液状体供給路製造方法。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、
前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通しているとともに、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材に接合された第2の部材と、
を備えた液状体供給路であって、
前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲む接合層によって接合されていて、
前記接合層は、前記第1の部材と前記第2の部材とが超音波溶着によって溶着することで形成された溶着層と、前記第1の部材と前記第2の部材とが熱溶着によって溶着することで形成された溶着層と、からなる、
液状体供給路。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、を互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、
前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに接合する工程Bと、
を包含し、
前記工程Bは、
前記第1の部材と前記第2の部材とが互いに溶着するように超音波溶着を施す工程b1と、
前記第1の部材と前記第2の部材とが互いに溶着するように熱を加える工程b2と、
を含んでいる、
液状体供給路製造方法。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、
前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、
Oリングと、
前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを互いに連結するネジと、
を備えた液状体供給路であって、
前記Oリングは、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路との境界部の周囲を囲むように、前記第1の部材と前記第2の部材との間に位置している、
液状体供給路。 - 液状体が流れる第1の管状流路が貫通している第1の部材と、前記液状体が流れる第2の管状流路が貫通している第2の部材と、をOリングを介して互いに位置合せして、前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とを互いに合わせる工程Aと、
前記第1の管状流路と前記第2の管状流路とが1つの流路を構成するように前記第1の部材と前記第2の部材とを、ネジによって互いに接合する工程Bと、
を包含した液状体供給路製造方法。
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