JP2015166158A - 接合方法、接合体の製造装置および接合体 - Google Patents

Abstract

【課題】接合部付近の親水性が高い接合体を効率よく製造することができる接合方法および接合体の製造装置を提供する。また、接合部付近の親水性が高い接合体を提供する。【解決手段】接合方法は、部材Ｐ１、Ｐ２に接合材料Ｐ３を付与する接合材料付与工程Ｍ１と、前記接合材料Ｐ３にプラズマ処理を施すプラズマ処理工程Ｍ３と、を有する接合方法および接合体の製造装置Ｍ１００であって、前記接合材料は、シリコーン系接着剤であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、接合方法、接合体の製造装置および接合体に関する。

各種部材の接合には、接着剤が広く用いられている。
インクジェットヘッドの構成部品のように微細な構造を有する部材の接合においては、接着剤をフィルムに塗布した後、接合させるべき部材に接着剤を転写する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来の方法では、接合部付近での親液性が低いものとなってしまうという問題があった。

特開２００９−１３６７６２号公報

本発明の目的は、接合部付近の親水性が高い接合体を効率よく製造することができる接合方法を提供すること、接合部付近の親水性が高い接合体を効率よく製造することができる接合体の製造装置を提供すること、また、接合部付近の親水性が高い接合体を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の接合方法は、部材に接合材料を付与する接合材料付与工程と、
前記接合材料にプラズマ処理を施すプラズマ処理工程と、
を有する接合方法であって、
前記接合材料は、シリコーン系接着剤であることを特徴とする。

これにより、接合部付近の親水性が高い接合体を効率よく製造することができる接合方法を提供することができる。

本発明の接合方法では、前記部材に付与される前記接合材料の厚さは、０．２μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましい。

これにより、接合体における接合強度を特に優れたものとすることができるとともに、第１の部材および第２の部材が親水性液体の流路を構成する場合において、より確実に当該液体の流れを円滑なものとすることができる。また、最終的に得られる接合体において、目的の部位からの接合部のはみ出し等をより効果的に抑制することができる。

本発明の接合方法では、前記部材および前記第２の部材は、親水性液体の流路を構成するものであることが好ましい。
これにより、流路における液体の円滑な流れを確保することができる。

本発明の接合方法では、前記部材の前記接合材料が付与されるべき部位は、管構造を有する部位に隣接するものであることが好ましい。

このような構造を有する部材を接合する場合、毛細管現象（キャピラリー効果）により、接合材料のはみ出し等が発生しやすく、従来においては、このような接合材料のはみ出し等が接合部付近の撥液性に大きな影響を与えることが多かった。これに対し、本発明では、このような構造を有する部材を接合する場合であっても、接合部付近の撥液性にかかる問題の発生を効果的に防止することができる。すなわち、第１の部材の接合材料が付与されるべき部位が管構造を有する部位に隣接するものである場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される。

本発明の接合方法では、接合体はインクジェットヘッドであることが好ましい。
インクジェットヘッドは、微細な構造を有するものであり、ノズルのような細いインク流路を有するものである。このようなインクジェットヘッドにおいて、接合部付近に、撥液性（疎水性）の領域があると、当該部位に気泡が付着し、安定的な液滴吐出が困難になる、目詰まりが発生しやすくなる等の問題を生じる。これに対し、本発明では、インクジェットヘッドに適用した場合であっても、前記の問題の発生を効果的に防止することができる。以上のようなことから、インクジェットヘッドに適用される場合に、本発明の効果はより顕著に発揮される。

本発明の接合体の製造装置は、本発明の方法を行うものであることを特徴とする。
これにより、接合部付近の親水性が高い接合体を効率よく製造することができる接合体の製造装置を提供することができる。

本発明の接合体の製造装置は、部材に接合材料を付与する接合材料付与部と、
前記接合材料にプラズマ処理を施すプラズマ処理部と、
を備えた接合体の製造装置であって、
前記接合材料は、シリコーン系接着剤であることを特徴とする。

これにより、接合部付近の親水性が高い接合体を効率よく製造することができる接合体の製造装置を提供することができる。

本発明の接合体は、本発明の接合方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、接合部付近の親水性が高い接合体を提供することができる。

本発明の接合体は、本発明の製造装置を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、接合部付近の親水性が高い接合体を提供することができる。

本発明の接合体の製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明を適用したインクジェットヘッドの好適な実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明を適用したインクジェットヘッドの他の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。 図３に示すインクジェットヘッドのケースの底面図である。

以下、添付する図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする。

《接合体の製造装置、接合方法》
まず、本発明の接合体の製造装置、および、接合方法について説明する。

図１は、本発明の接合体の製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、接合体Ｐ１０の製造装置Ｍ１００は、第１の部材Ｐ１に接合材料Ｐ３を付与する接合材料付与部Ｍ１と、第１の部材Ｐ１に付与された接合材料Ｐ３を仮硬化させる仮硬化処理部Ｍ２と、接合材料Ｐ３にプラズマ処理を施すプラズマ処理部Ｍ３と、接合材料Ｐ３を硬化（本硬化）させることにより、接合材料Ｐ３が硬化してなる接合部Ｐ５を介して第１の部材Ｐ１と第２の部材Ｐ２とを接合する接合処理部（本硬化処理部）Ｍ４とを備えている。

そして、接合材料付与部Ｍ１において接合材料付与工程を行い、仮硬化処理部Ｍ２において仮硬化処理工程を行い、プラズマ処理部Ｍ３においてプラズマ処理工程（親水化工程）を行い、接合処理部（本硬化処理部）Ｍ４において接合処理工程（本硬化処理工程）を行う。

このように、本発明では、接合部の形成に先立って、接合材料にプラズマ処理を施す点に特徴を有する。これにより、接合材料の親水性が向上し、接合材料を用いて形成される接合部の親水性も高いものとなる。その結果、接合体の接合部付近の親水性を高いものとすることができる。したがって、得られる接合体において、接合部付近が撥液性であること（親水性が低いこと）による不都合の発生を効果的に防止することができる。

より具体的には、例えば、第１の部材および第２の部材が親水性液体の流路を構成するものである場合、第１の部材と第２の部材とを接合する接合部の親水性が低いものであると、当該液体の円滑な流れを阻害することとなるが、本発明によれば、このような問題の発生を効果的に防止することができ、当該液体の円滑な流れを確保することができる。

なお、本発明において、親水性液体とは、水との親和性の高い液体のことをいい、例えば、２５℃における水１００ｇに対する溶解度が１０ｇ以上の液体からなるもの、または、当該液体を溶媒または分散媒として含む液体であるのが好ましい。

以下の説明では、第１の部材Ｐ１および第２の部材Ｐ２が親水性液体の流路を構成するものである場合について中心的に説明する。

接合材料付与部Ｍ１は、接合材料Ｐ３を転写媒体Ｐ４上に付与し膜を形成する成膜部Ｍ１１と、接合材料Ｐ３を第１の部材Ｐ１に転写する転写部Ｍ１２とを備えている。

成膜部Ｍ１１は、転写媒体Ｐ４に接合材料Ｐ３を付与する接合材料付与手段Ｍ１１１と、接合材料付与手段Ｍ１１１により付与された接合材料Ｐ３を平坦化し、膜状とする平坦化手段（スキージー）Ｍ１１２と、平坦化する際に転写媒体Ｐ４を平坦化手段（スキージー）Ｍ１２が設けられた側の面とは反対の面側から支持する支持部材（支持台）Ｍ１１３とを備えている。

平坦化手段（スキージー）Ｍ１１２は、接合材料付与手段Ｍ１１１により付与された接合材料Ｐ３を平坦化し、膜状とする機能を有する。

支持部材（支持台）Ｍ１１３は、平坦化する際に、転写媒体Ｐ４を、平坦化手段（スキージー）Ｍ１１２が設けられた側の面とは反対の面側から支持する機能を有する。

これにより、成膜時における転写媒体Ｐ４の不本意な変形（撓み）を効果的に防止することができ、形成される接合材料Ｐ３の膜を、より確実に膜厚の均一性の高いものとすることができる。

転写部Ｍ１２は、接合材料Ｐ３と第１の部材Ｐ１とが接触するように転写媒体Ｐ４を押圧する押圧手段Ｍ１２１と、接合材料Ｐ３を第１の部材Ｐ１に転写する際に、第１の部材Ｐ１を、押圧手段Ｍ１２１が設けられた側の面とは反対の面側から支持する支持部材（転写台）Ｍ１２２とを備えている。

押圧手段Ｍ１２１による押圧は、転写媒体Ｐ４上の転写すべき接合材料Ｐ３と、第１の部材Ｐ１の目的の部位（接合部Ｐ５を形成すべき部位）とが接触するように位置合わせをした状態で行う。

接合材料Ｐ３は、硬化性を有する接着剤成分を含むものである。
接合材料Ｐ３を構成する接着剤としては、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤（例えば、メチル系シリコーンレジン、フェニル系シリコーンレジン、メチルフェニル系シリコーンレジン等の縮合型のシリコーンレジンを含むもの等）等が挙げられるが、シリコーン系接着剤であるのが好ましい。

これにより、接合体Ｐ１０において、長期間にわたって安定的に優れた接合強度を発揮することができ、接合体Ｐ１０の耐久性、信頼性を特に優れたものとすることができる。また、従来においては、シリコーン系接着剤は、各種接着剤の中でも特に疎水性が高く、親水性が求められる部位の接合には用いることができないという問題点があったが、本発明では、シリコーン系接着剤を用いた場合、前記のようなシリコーン系接着剤を用いることによる利益を享受しつつ、接合部付近の親水性を十分に優れたものとすることができる。したがって、接合材料Ｐ３がシリコーン系接着剤を含む場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される。

接合材料Ｐ３は、接着剤成分以外の成分（その他の成分）を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、溶剤、硬化剤、架橋剤、触媒、重合開始剤、重合禁止剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤等が挙げられる。

触媒としては、例えば、Ｐｔ触媒、Ａｌ錯体、Ｆｅ錯体、ロジウム錯体等を用いることができる。
重合禁止剤を含むことにより、仮硬化処理での硬化度（重合度）の調整が容易となる。

転写媒体Ｐ４は、ローラー（送り出しローラー）Ｍ１３により送り出され、ローラー（巻取りローラー）Ｍ１４により巻き取られるように構成されている。ローラーの駆動は、例えば、モーターにより好適に行うことができる。

転写媒体Ｐ４の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等が挙げられるが、中でも、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。

ポリエチレンテレフタレートは、比較的安価であるとともに、適度な可撓性を有しており、取り扱い性（取り扱いのしやすさ）に優れている。

これにより、接合材料Ｐ３の離型性を優れたものとし、転写の処理をより円滑に行うことができ、接合体Ｐ１０の生産性を特に優れたものとすることができる。

転写媒体Ｐ４の厚さは、特に限定されないが、５０μｍ以上２０００μｍ以下であるのが好ましく、１００μｍ以上８００μｍ以下であるのがより好ましい。

接合材料付与工程で第１の部材Ｐ１に付与される接合材料Ｐ３の厚さ（転写される接合材料Ｐ３の厚さ）は、０．２μｍ以上１０．０μｍ以下であるのが好ましく、０．２μｍ以上１．０μｍ以下であるのがより好ましい。

これにより、接合体Ｐ１０における接合強度を特に優れたものとすることができるとともに、第１の部材Ｐ１および第２の部材Ｐ２が親水性液体の流路を構成する場合において、より確実に当該液体の流れを円滑なものとすることができる。また、最終的に得られる接合体Ｐ１０において、目的の部位からの接合部Ｐ５のはみ出し等をより効果的に抑制することができる。

第１の部材Ｐ１の接合材料Ｐ３が付与されるべき部位の幅は、５．０μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましく、７．０μｍ以上３０μｍ以下であるのがより好ましい。

このように、接合材料が付与される部位（接合されるべき部位）の幅が小さい場合、接合材料のはみ出し等が発生しやすく、従来においては、このような接合材料のはみ出し等が接合部付近の撥液性に大きな影響を与えることが多かった。これに対し、本発明では、このように接合材料が付与される部位（接合されるべき部位）の幅が小さい場合であっても、接合部付近の撥液性にかかる問題の発生を効果的に防止することができる。すなわち、第１の部材Ｐ１の接合材料Ｐ３が付与されるべき部位の幅が前記範囲内の値である場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される。

また、第１の部材Ｐ１の接合材料Ｐ３が付与されるべき部位は、管構造を有する部位に隣接するものであるのが好ましい。

このような構造を有する部材を接合する場合、毛細管現象（キャピラリー効果）により、接合材料のはみ出し等が発生しやすく、従来においては、このような接合材料のはみ出し等が接合部付近の撥液性に大きな影響を与えることが多かった。これに対し、本発明では、このような構造を有する部材を接合する場合であっても、接合部付近の撥液性にかかる問題の発生を効果的に防止することができる。すなわち、第１の部材Ｐ１の接合材料Ｐ３が付与されるべき部位が管構造を有する部位に隣接するものである場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される。

仮硬化処理部Ｍ２は、仮硬化処理工程を行う領域である。
仮硬化処理が施されることにより、接着剤成分の硬化反応が一部進行し（硬化性樹脂が仮硬化し）、接合材料Ｐ３の粘度が上昇し、形状の安定性が向上する。その結果、後の工程において、接合材料Ｐ３が不本意な変形をすること等を効果的に防止することができ、最終的に得られる接合体Ｐ１０において、目的の部位からの接合部Ｐ５のはみ出し等をより効果的に防止することができる。

また、最終的に得られる接合体Ｐ１０において、第１の部材Ｐ１と第２の部材Ｐ２との接合強度を十分に優れたものとしつつ、接合部Ｐ５の親水性を特に優れたものとすることができる。これは、以下のような理由によるものであると考えられる。

すなわち、後のプラズマ処理工程においてプラズマ処理が施されることにより、接合材料Ｐ３はその表面付近が優先的に親水性の高い状態となる。そして、親水性が高くなった接合材料Ｐ３は、接合処理工程で第２の部材Ｐ２と接合する際に変形することとなるが、予め仮硬化処理が施されていると、接合材料Ｐ３の流動性が低くなっているため、第２の部材Ｐ２と接触した後においても、接合材料Ｐ３のうち親水性が優先的に高くなっている部分が、接合材料Ｐ３内部に潜り込むことが効果的に防止され、表面付近にとどまりやすい。その結果、最終的に得られる接合体Ｐ１０においても、接合部Ｐ５の表面に親水性の高い部分が存在することとなり、接合部Ｐ５の親水性を特に優れたものとすることができるものと考えられる。

仮硬化処理部Ｍ２は、第１の部材Ｐ１に付与された接合材料Ｐ３を加熱する加熱手段（ヒーター、仮硬化手段）Ｍ２１を備えている。

図示の構成では、加熱手段Ｍ２１が第１の部材Ｐ１上の接合材料Ｐ３の外表面側（第１の部材Ｐ１の搬送手段Ｍ５に対向する面とは反対の面側）に設けられており、当該面側から加熱をしているが、加熱手段Ｍ２１の設置部位は、特に限定されず、第１の部材Ｐ１の接合材料Ｐ３が付与された面とは反対の面側（背面側）であってもよい。また、複数個の加熱手段Ｍ２１を用いてもよく、例えば、加熱手段Ｍ２１は、接合材料Ｐ３が付与された転写媒体Ｐ４の両面側に配置されていてもよい。

仮硬化処理での加熱温度は、６０℃以上１５０℃以下であるのが好ましく、９０℃以上１４０℃以下であるのがより好ましい。

これにより、仮硬化処理後の接合材料Ｐ３の形状の安定性を特に優れたものとしつつ、接合処理工程（本硬化処理工程）での第２の部材Ｐ２との接合強度を十分に優れたものとすることができる。また、最終的に得られる接合体Ｐ１０の接合部Ｐ５付近の親水性をさらに優れたものとすることができる。また、仮硬化処理の処理時間を比較的短いものとすることができるため、接合体Ｐ１０の生産性を特に優れたものとすることができる。

また、仮硬化処理での加熱時間は、１分間以上３０分間以下であるのが好ましく、２分間以上５分間以下であるのがより好ましい。

これにより、仮硬化処理後の接合材料Ｐ３の形状の安定性を特に優れたものとしつつ、接合処理工程での第２の部材Ｐ２との接合強度を十分に優れたものとすることができるまた、最終的に得られる接合体Ｐ１０の接合部Ｐ５付近の親水性をさらに優れたものとすることができる。また、接合体Ｐ１０の生産性を特に優れたものとすることができる。

なお、仮硬化処理は、一定の条件で行うものであってもよいし、当該処理中に条件を変化させてもよい。

プラズマ処理部Ｍ３は、プラズマ処理工程を行う領域である。
プラズマ処理工程を行うことにより、接合材料Ｐ３の親水性が向上する。その結果、最終的に得られる接合体Ｐ１０を、接合部Ｐ５付近の親水性の高いものとすることができる。

また、親水性の向上のための処理をプラズマ処理により行うことにより、親水性の程度の制御を、容易かつ確実に行うことができる。

また、接合前に親水性を向上させる処理を施すため、例えば、接合部が接合体の内部に存在する等、接合体の状態において処理をしにくい部位に接合部を有する場合であっても、容易かつ確実に、当該接合部付近の親水性を高いものとすることができる。

プラズマ処理部Ｍ３は、プラズマを照射するプラズマ照射手段Ｍ３１を備えている。
図示の構成では、大気圧プラズマ装置である。

これにより、真空容器、排気設備を必要とせず、接合体の製造装置の構成を簡単なものとすることができる。

プラズマ処理は、出力：１００Ｗ以上７００Ｗ以下、Ｈｅガス流量：３ｓｌｍ以上４０ｓｌｍ以下、Ｏ_２ガス流量：２０ｓｃｃｍ以上１５０ｓｃｃｍ以下という条件で行うものであるのが好ましい。

これにより、接着剤成分の不本意な反応をより効果的に防止しつつ、接合材料Ｐ３の親水化処理をより効率よく進行させることができる。その結果、接合体Ｐ１０の生産性をさらに優れたものとし、最終的に得られる接合体Ｐ１０の接合強度をより確実に優れたものとしつつ、接合部Ｐ５付近の親水性をさらに優れたものとすることができる。

上記のように、プラズマ処理時における出力は、前記のように１００Ｗ以上７００Ｗ以下であるのが好ましいが、２００Ｗ以上６００Ｗ以下であるのがより好ましく、３００Ｗ以上５００Ｗ以下であるのがさらに好ましい。これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。

また、プラズマ処理時におけるＨｅガス流量は、前記のように３ｓｌｍ以上４０ｓｌｍ以下であるのが好ましいが、４ｓｌｍ以上３５ｓｌｍ以下であるのがより好ましく、５ｓｌｍ以上３０ｓｌｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。

また、プラズマ処理時におけるＯ_２ガス流量は、前記のように２０ｓｃｃｍ以上１５０ｓｃｃｍ以下であるのが好ましいが、３０ｓｃｃｍ以上１２０ｓｃｃｍ以下であるのがより好ましく、４０ｓｃｃｍ以上１００ｓｃｃｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。

また、プラズマ処理の処理時間は、０．１秒以上６０秒以下であるのが好ましく、０．２秒以上２０秒以下であるのがより好ましく、０．３秒以上１０秒以下であるのがさらに好ましい。

これにより、接着剤成分の不本意な反応をより効果的に防止しつつ、接合材料Ｐ３の親水化処理をより好適な割合で進行させることができる。また、接合体Ｐ１０の生産性を特に優れたものとすることができる。

なお、プラズマ処理は、一定の条件で行うものであってもよいし、当該処理中に条件を変化させてもよい。

接合処理部（本硬化処理部）Ｍ４は、接合処理工程（本硬化処理工程）を行う領域である。

接合処理（本硬化処理）により、接合材料Ｐ３を構成する接着剤成分が本硬化し、接合部Ｐ５が形成される。これにより、第１の部材Ｐ１と第２の部材Ｐ２とが接合部Ｐ５を介して結合した接合体Ｐ１０が得られる。

前述したように、接合材料Ｐ３は、プラズマ処理が施され、親水性が向上したものであるため、接合処理によって形成される接合部Ｐ５も親水性の高いものとなる。

したがって、接合体Ｐ１０において、接合部Ｐ５付近の親水性を高いものとすることができ、接合部Ｐ５付近が疎水性（撥液性）であることによる不都合の発生を確実に防止することができる。

また、本実施形態において、第２の部材Ｐ２に接触する接合材料Ｐ３は、前述した仮硬化処理等により、接着剤成分が仮硬化し、粘度が上昇し、形状の安定性が向上したものである。したがって、第１の部材Ｐ１と第２の部材Ｐ２との接合時（接合処理工程）において、接合材料Ｐ３（接合部Ｐ５）が不本意な変形をすること等が効果的に防止され、目的の部位に選択的に接合部Ｐ５を設けることができる。また、接合材料Ｐ３の形状の安定性が向上しているため、比較的強い圧力で、接合材料Ｐ３と第２の部材Ｐ２とを密着させても、接合材料Ｐ３の不本意な変形を効果的に防止することができる。したがって、第２の部材Ｐ２と接合部Ｐ５との密着性を特に優れたものとすることができ、第２の部材Ｐ２と接合部Ｐ５との間に不本意な隙間等が発生することを効果的に防止することができる。したがって、接合体Ｐ１０全体としての耐久性、信頼性を特に優れたものとすることができる。

接合処理部Ｍ４は、第１の部材Ｐ１と第２の部材Ｐ２とに挟まれた状態の接合材料Ｐ３を加熱する加熱手段（接合手段、本硬化手段）Ｍ４１と、第１の部材Ｐ１に付与された接合材料Ｐ３と第２の部材Ｐ２とが接触するように第２の部材Ｐ２を押圧する押圧手段Ｍ４２と、押圧手段Ｍ４２による押圧状態で第１の部材Ｐ１を支持する支持部材Ｍ４３とを備えている。

図示の構成では、加熱手段Ｍ４１が押圧手段Ｍ４２と一体的に設けられており、第２の部材Ｐ２側から加熱しているが、加熱手段Ｍ４１の設置部位は、特に限定されず、例えば、押圧手段Ｍ４２とは独立して設けられたものであってもよい。また、加熱手段Ｍ４１は、例えば、支持部材Ｍ４３が設けられた側に設けられたものであってもよい。

接合材料Ｐ３と第２の部材Ｐ２とを密着させる際の圧力（押圧力）は、０．０１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であるのが好ましく、１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であるのがより好ましい。

このように押圧力を比較的大きいものとすることにより、接合材料Ｐ３と第２の部材Ｐ２との密着性、接合材料Ｐ３と第１の部材Ｐ１との密着性を特に優れたものとすることができる。また、接合処理工程（本硬化処理工程）に先立って、仮硬化処理工程が行われているため、このように押圧力を比較的大きいものとした場合であっても、接合材料Ｐ３の不本意な変形は確実に防止される。したがって、最終的に得られる接合体Ｐ１０において、目的の部位からの接合部Ｐ５のはみ出し等をより効果的に防止することができるとともに、接合体Ｐ１０における接合強度を特に優れたものとすることができる。

接合処理工程での加熱温度は、１００℃以上２５０℃以下であるのが好ましく、１２０℃以上１５０℃以下であるのがより好ましい。

これにより、第１の部材Ｐ１、第２の部材Ｐ２の構成材料の劣化等を確実に防止しつつ、接合体Ｐ１０における接合強度を特に優れたものとすることができる。また、接合処理の処理時間を比較的短いものとすることができるため、接合体Ｐ１０の生産性を特に優れたものとすることができる。

また、接合処理工程での加熱時間は、１分間以上４８時間以下であるのが好ましく、３分間以上６０分間以下であるのがより好ましい。

これにより、第１の部材Ｐ１、第２の部材Ｐ２の構成材料の劣化等を確実に防止しつつ、接合体Ｐ１０における接合強度を特に優れたものとすることができる。また、接合体Ｐ１０の生産性を特に優れたものとすることができる。

なお、接合処理（本硬化処理）は、一定の条件で行うものであってもよいし、当該処理中に条件を変化させてもよい。例えば、接合処理（本硬化処理）は、温度：Ｔ_１［℃］、圧力：Ｐ_１［Ｐａ］で第１のステップを行った後、Ｔ_１よりも高い温度：Ｔ_２［℃］、Ｐ_１より高い圧力Ｐ_２［Ｐａ］で第２のステップを行うものであってもよい。

これにより、接合材料Ｐ３（接合部Ｐ５）の不本意な変形をより効果的に防止しつつ、接合体Ｐ１０における第２の部材Ｐ２と接合部Ｐ５との接合の信頼性、第１の部材Ｐ１と接合部Ｐ５との接合の信頼性を特に優れたものとし、接合体Ｐ１０全体としての耐久性、信頼性を特に優れたものとすることができる。

２５℃における接合部Ｐ５での水の接触角は、９０°以下であるのが好ましく、０°以上８０°以下であるのがより好ましく、０°以上７０°以下であるのがさらに好ましい。

前述したような本発明の接合体の製造装置、接合方法によれば、接合部付近の親水性が高い接合体を効率よく製造することができる。

《接合体》
次に、本発明の接合体について説明する。

本発明の接合体は、前述したような本発明の接合方法、本発明の接合体の製造装置を用いて製造されたものである。
これにより、接合部付近の親水性が高い接合体を提供することができる。

本発明の接合体は、いかなるものであってもよいが、インクジェットヘッドであるのが好ましい。

インクジェットヘッドは、微細な構造を有するものであり、ノズルのような細いインク流路を有するものである。このようなインクジェットヘッドにおいて、接合部付近に、撥液性（疎水性）の領域があると、当該部位に気泡が付着し、安定的な液滴吐出が困難になる、目詰まりが発生しやすくなる等の問題を生じる。

これに対し、本発明では、インクジェットヘッドに適用した場合であっても、前記の問題の発生を効果的に防止することができる。

以上のようなことから、インクジェットヘッドに適用される場合に、本発明の効果はより顕著に発揮される。

以下、本発明をインクジェットに適用した具体例を挙げて、詳細に説明する。
図２は、本発明を適用したインクジェットヘッドの好適な実施形態を模式的に示す断面図、図３は、本発明を適用したインクジェットヘッドの他の好適な実施形態を模式的に示す断面図、図４は、図３に示すインクジェットヘッドのケースの底面図である。

図２に示すインクジェットヘッド１００は、インク溜め８７が形成されたシリコン基板８１と、シリコン基板８１上に形成された振動板８２と、振動板８２上の所望位置に形成された下電極８３と、下電極８３上であって、インク溜め８７に対応した位置に形成された圧電体薄膜８４と、圧電体薄膜８４上に形成された上電極８５と、シリコン基板８１の下面に接合された第２の基板８６とを備えている。第２の基板８６には、インク溜め８７に連通するインク吐出ノズル８６Ａが設けられている。

このインクジェットヘッド１００は、図示しないインク流路を介してインク溜め８７にインクが供給される。ここで、下電極８３と上電極８５とを介して、圧電体薄膜８４に電圧を印加すると、圧電体薄膜８４が変形してインク溜め８７内を負圧にし、インクに圧力を加える。この圧力によって、インクがノズルから吐出され、インクジェット記録を行う。

インクジェットヘッド１００は、例えば、Ｓｉ熱酸化膜を振動板８２とし、その上部に、下電極８３、圧電体薄膜８４、上電極８５で構成される薄膜圧電体素子を薄膜プロセスにより一体成形し、かつ、キャビティー（インク溜め）８７が形成された単結晶のシリコン基板８１からなるチップと、インク吐出するインク吐出ノズル８６Ａを備えたステンレス製のノズル板（第２の基板）８６とが、本発明の接合方法により、接合された構造のものとすることができる。

ここでは、より大きな変位量が稼げるように、圧電体薄膜８４としては、例えば、圧電歪定数ｄ３１の高い材料として、第３成分としてマグネシウムニオブ酸鉛を添加した３成分系ＰＺＴで構成されたものを用いることができる。また、圧電体薄膜８４の厚みは、２μｍ程度とすることができる。

また、図３、図４に示すインクジェットヘッド１００は、圧力発生室１１を有する流路形成基板１０と、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル２１が穿設されたノズルプレート２０と、流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側の面に接合された振動部材１５とを備えている。また本実施形態のインクジェットヘッド１００は、振動部材１５上の各圧力発生室１１に対応する領域に設けられる圧電素子３５を複数有する圧電素子ユニット３０と、振動部材１５を介して流路形成基板１０の一方面に接合されたケース４０とを備えている。また、本実施形態では、流路形成基板１０に各圧力発生室１１の共通液室となるリザーバー１３が形成されており、流路形成基板１０がリザーバー形成基板にもなっている。

流路形成基板１０には、その一方面側の表層部分に、圧力発生室１１が隔壁によって区画されてその幅方向で複数並設されている。なお、本実施形態では並設された複数の圧力発生室１１からなる列が２列形成されている。また各圧力発生室１１の列の外側には、ケース４０の液体導入路であるインク導入路４１を介してインクが供給されるリザーバー１３が、流路形成基板１０を厚さ方向に貫通してそれぞれ１つずつ設けられている。

また、リザーバー１３と各圧力発生室１１とは、インク供給路１２を介して連通されており、各圧力発生室１１には、インク導入路４１、リザーバー１３およびインク供給路１２を介してインクが供給される。インク供給路１２は、本実施形態では、圧力発生室１１よりも狭い幅で形成されており、リザーバー１３から圧力発生室１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。

さらに、圧力発生室１１のリザーバー１３とは反対の端部側には、流路形成基板１０を貫通するノズル連通孔１４が形成されている。すなわち、本実施形態では、流路形成基板１０に液体流路として、リザーバー１３、インク供給路１２、圧力発生室１１およびノズル連通孔１４が設けられている。このような流路形成基板１０は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、流路形成基板１０に設けられる上記圧力発生室１１やリザーバー１３等は、流路形成基板１０をエッチングすることによって形成されている。

この流路形成基板１０の一方面にはインクを吐出するノズル２１が複数穿設されたノズルプレート２０が接合され、各ノズル２１は、流路形成基板１０に設けられたノズル連通孔１４を介して各圧力発生室１１と連通している。

また、流路形成基板１０の他方面、すなわち圧力発生室１１の開口面には、振動部材１５が接着層１７で接合されており、各圧力発生室１１はこの振動部材１５によって封止されている。なお、振動部材１５は、図示するように流路形成基板１０の他方面の面積と同程度の面積を備えており、流路形成基板１０の他方面全体を覆うように接合されている。

この振動部材１５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜１５ａと、この弾性膜１５ａを支持する、例えば、金属材料等からなる支持板１５ｂとの複合板で形成されており、弾性膜１５ａ側が流路形成基板１０に接合されている。本実施形態では、弾性膜１５ａは、厚さが数μｍ程度のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムからなり、支持板１５ｂは、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（ＳＵＳ）からなる。

また、この振動部材１５の各圧力発生室１１の周縁部に対向する領域は、支持板１５ｂが除去されて実質的に弾性膜１５ａのみで構成された薄肉部１５ｄとなっている。この薄肉部１５ｄは、圧力発生室１１の一方面を画成している。また、この薄肉部１５ｄの内側には、各圧電素子３５の先端が当接する支持板１５ｂの一部からなる島部１５ｃがそれぞれ設けられている。また、振動部材１５のリザーバー１３に対向する領域は、支持板１５ｂが除去されて弾性膜１５ａのみで構成される振動部１６となっている。この振動部１６は、リザーバー１３内の圧力変化が生じた時に、変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバー１３内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。そして、かかる振動部材１５上に、ケース４０が接着層１８で接合されている。つまり、本実施形態のケース４０は、振動部材１５を介して流路形成基板１０に接合されている。

ケース４０には、図３に示すように、振動部１６に対向する位置に、凹部からなる空間部４２が設けられている。空間部４２は、振動部１６の変形を阻害しない程度の高さを備えており、ケース４０を貫通する大気開放孔であるケース貫通孔４４によって外部空間に連通されている。これにより、空間部４２内の圧力は常に外部空間と一定に保たれている。また、ケース４０には、薄肉部１５ｄに対向する位置に、かかるケース４０を貫通する貫通部からなる圧電素子収容部４３が設けられている。また、圧電素子収容部４３のインク導入路４１側には、段差部４５が設けられており、後述する圧電素子ユニット３０の固定基板３６がこの段差部４５に接合される。

また、ケース４０の流路形成基板１０側とは反対側の面には、後述するフレキシブルプリント基板５０の各配線層５１がそれぞれ接続される複数の導電パッド７１が設けられた配線基板７０が固定されている。配線基板７０には、ケース４０の圧電素子収容部４３に対向する領域にスリット状の開口部７２が形成されており、圧電素子収容部４３は、かかる開口部７２により外部空間に連通されている。そして、かかる圧電素子収容部４３内に、圧電素子３５を備える圧電素子ユニット３０が収容されている。

圧電素子ユニット３０は、各圧力発生室１１に対向して設けられ、圧力発生室１１とリザーバー１３とを含む液体流路内の圧力を変動させる複数の圧電素子３５と、かかる圧電素子３５をケース４０に取り付ける固定基板３６とで構成されている。

各圧電素子３５は、本実施形態では一つの圧電素子ユニット３０において一体的に形成されている。すなわち、圧電材料３１と電極形成材料３２，３３とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材３４を形成し、この圧電素子形成部材３４を各圧力発生室１１に対応して櫛歯状に切り分けることによって各圧電素子３５が形成されている。つまり、本実施形態では、複数の圧電素子３５が一体的に形成されている。そして圧電素子３５は、先端部が振動部材１５の島部１５ｃに接着剤（接合材料）で接合されるとともに、振動に寄与しない不活性領域となっている基端部側で固定基板３６に固着されている。このように圧電素子３５が固着された固定基板３６は、圧電素子収容部４３の段差部４５でケース４０に接合されている。これにより圧電素子ユニット３０は、ケース４０の圧電素子収容部４３に収容されて固定されている。

なお、固定基板３６は、上述のように圧電素子３５と一体的に設けられることで、圧電素子ユニット３０を構成し、圧電素子ユニット３０はケース４０に位置決め固定される。このとき、圧電素子３５の振動部材１５（島部１５ｃ）に対する位置合わせは、固定基板３６の外周面とケース４０の圧電素子収容部４３の内面とによって行われる。これにより、脆性材料である圧電素子３５を直接把持して位置合わせするのに比べて容易にかつ高精度に位置合わせを行うことができる。

固定基板３６を構成する材料は特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム、銅、鉄およびステンレス鋼等で好適に構成することができる。そして、かかる圧電素子ユニット３０の圧電素子３５の基端部近傍には、固定基板３６とは反対側の面に、各圧電素子３５を駆動するための信号を供給する配線層５１を有するフレキシブルプリント基板５０が接続されている。

フレキシブルプリント基板５０は、フレキシブルプリンティングサーキット（ＦＰＣ）や、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）等からなる。詳しくは、フレキシブルプリント基板５０は、例えば、ポリイミド等のベースフィルム５２の表面に銅薄等で所定のパターンの配線層５１を形成し、配線層５１の圧電素子３５と接続される端子部等の他の配線と接続される領域以外の領域をレジスト等の絶縁材料で覆ったものである。

このような、フレキシブルプリント基板５０の配線層５１は、その基端部側で、例えば、半田、異方性導電材等によって圧電素子３５を構成する電極形成材料３２，３３に接続されている。

一方、先端部側では、各配線層５１はケース４０上に設けられた配線基板７０の導電パッド７１と電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板５０はこの配線基板７０の開口部７２から圧電素子収容部４３の外側に引き出されて、引き出された領域が屈曲されて導電パッド７１と接続されている。

そして本実施形態のインクジェットヘッド１００では、図４に示すように、圧電素子収容部４３と空間部４２とが連通路４６によって連通されている。

連通路４６は、圧電素子収容部４３と空間部４２とを連通する通路であって、本実施形態では、ケース４０の流路形成基板１０側の面の一部を除去することでケース４０の底面に形成されている。

また、本実施形態の連通路４６は、流路形成基板１０、振動部材１５およびケース４０の積層方向において、圧力発生室１１を含む流路と重ならない位置に設けられている。具体的には連通路４６は、各圧力発生室１１の並設方向において、空間部４２および圧電素子収容部４３の両端部よりも外側の領域に設けられている。

また、連通路４６は、空間部４２に連続し空間部４２の長手方向端部から圧力発生室１１の並設方向に沿って外側に延びる第１の連通部４６ａと、第１の連通部４６ａに連続し圧力発生室１１の長手方向に沿って延びる第２の連通部４６ｂと、第２の連通部４６ｂに連続し圧力発生室１１の並設方向に沿って内側に延び圧電素子収容部４３に連続する第３の連通部４６ｃとで構成されている。このような連通路４６により、圧電素子収容部４３および空間部４２は連通されている。本実施形態では、連通路４６はケース４０の流路形成基板１０側の面に形成されている。すなわち、連通路４６は、ケース４０の流路形成基板１０側の面に凹部として設けられている。

このような連通路４６が設けられていることで、圧電素子収容部４３および空間部４２が空気の流れる流路を構成することになり、空間部４２内の揮発ガスが比較的容易に外部空間に排出される。

このようなインクジェットヘッド１００では、圧電素子３５および振動部材１５の変形によって各圧力発生室１１の容積を変化させることで、各ノズル２１からインク滴を吐出させている。具体的には、図示しない液体貯留手段から液体導入路であるインク導入路４１を介してリザーバー１３にインクが供給されると、インク供給路１２を介して各圧力発生室１１にインクが分配される。そして、図示しない駆動回路からの駆動信号によって所定の圧電素子３５に電圧を印加および解除することによって、圧電素子３５を収縮および伸張させて圧力発生室１１に圧力変化を生じさせ、ノズル２１からインクを吐出させる。

上記のようなインクジェットヘッドの構成部材を接合する接合部の形成に本発明を適用することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。

例えば、前述した実施形態では、ローラーによって搬送される転写媒体等を用いて、連続処理を行う構成について説明したが、本発明では、バッチ処理を行うものであってもよい。

また、本発明の製造装置において、各構成の配置は、前述したようなものに限定されない。

また、前述した実施形態では、仮硬化手段、本硬化手段として、異なる部材を用いるものとして説明したが、仮硬化手段、本硬化手段としては、共通の加熱手段を用いてもよい。

また、前述した実施形態では、仮硬化手段、本硬化手段としては、いずれも、加熱手段を用いて場合について説明したが、例えば、これらのうちの少なくとも一方は、紫外線等の光を照射する光照射手段であってもよい。

また、本発明の製造装置は、接合材料の転写後の転写媒体を清掃する清掃手段を有するものであってもよい。これにより、転写媒体を繰り返し好適に利用することができ、接合体の生産コストの低減や、省資源の観点から有利である。

また、前述した実施形態では、２つの部材の接合に適用する場合について説明したが、本発明は、３つ以上の部材の接合に適用してもよい。

また、本発明の接合方法においては、必要に応じて、前処理工程、中間処理工程、後処理工程を行ってもよい。

また、前述した実施形態では、接合材料を転写媒体から第１の部材に転写した後に、接合材料を仮硬化させるものとして説明したが、接合材料に対する仮硬化処理は、例えば、転写前に行うものであってもよい。このような場合であっても、前述したのと同様の効果が得られる。また、接合材料の仮硬化を転写前に行うことにより、転写時における接合材料の流動性が低いものとなっており、形状の安定性が向上しているため、例えば、第１の部材が微細な形状を有するものである場合であっても、接合材料を所望の部位により高い選択性で付与することができる。その結果、最終的に得られる接合体において、接合部の不本意なはみ出し等をより効果的に防止することができる。

また、前述した実施形態では、接合材料を転写法により第１の部材に付与する場合について代表的に説明したが、接合材料は、例えば、塗布法等により、第１の部材に直接付与してもよい。

また、前記の説明では、接合体としてインクジェットヘッドについて代表的に説明したが、本発明の接合体は、インクジェットヘッド以外のものであってもよく、例えば、体外循環回路、輸液回路を構成する医療用チューブ同士を接続する医療用コネクタ、注射針等の穿刺針、カテーテル等の医療用具、医療用器具等にも好適に適用することができる。これらも、微細な構造を有するものであるため、本発明を適用することによる効果が顕著に発揮される。

Ｐ１０…接合体 Ｐ１…第１の部材 Ｐ２…第２の部材 Ｐ３…接合材料 Ｐ４…転写媒体 Ｐ５…接合部 Ｍ１００…製造装置 Ｍ１…接合材料付与部 Ｍ１１…成膜部 Ｍ１１１…接合材料付与手段 Ｍ１１２…平坦化手段（スキージー） Ｍ１１３…支持部材（支持台） Ｍ１２…転写部 Ｍ１２１…押圧手段 Ｍ１２２…支持部材（支持台） Ｍ１３…ローラー（送り出しローラー） Ｍ１４…ローラー（巻取りローラー） Ｍ２…仮硬化処理部 Ｍ２１…加熱手段（ヒーター、仮硬化手段） Ｍ３…プラズマ処理部 Ｍ３１…プラズマ照射手段 Ｍ４…接合処理部（本硬化処理部） Ｍ４１…接合手段（加熱手段、本硬化手段） Ｍ４２…押圧手段 Ｍ４３…支持部材 Ｍ５…搬送手段 １００…インクジェットヘッド １０…流路形成基板 １１…圧力発生室 １２…インク供給路 １３…リザーバー １４…ノズル連通孔 １５…振動部材 １５ａ…弾性膜 １５ｂ…支持板 １５ｃ…島部 １５ｄ…薄肉部 １６…振動部 １７…接着層 １８…接着層 ２０…ノズルプレート ２１…ノズル ３０…圧電素子ユニット ３１…圧電材料 ３２…電極形成材料 ３３…電極形成材料 ３４…圧電素子形成部材 ３５…圧電素子 ３６…固定基板 ４０…ケース ４１…インク導入路 ４２…空間部 ４３…圧電素子収容部 ４４…ケース貫通孔 ４５…段差部 ４６…連通路 ４６ａ…第１の連通部 ４６ｂ…第２の連通部 ４６ｃ…第３の連通部 ５０…フレキシブルプリント基板 ５１…配線層 ５２…ベースフィルム ７０…配線基板 ７１…導電パッド ７２…開口部 ８１…シリコン基板 ８２…振動板 ８３…下電極 ８４…圧電体薄膜 ８５…上電極 ８６…第２の基板（ノズル板） ８６Ａ…吐出ノズル ８７…インク溜め（キャビティー）

Claims (9)

1. 部材に接合材料を付与する接合材料付与工程と、
   前記接合材料にプラズマ処理を施すプラズマ処理工程と、
   を有する接合方法であって、
   前記接合材料は、シリコーン系接着剤であることを特徴とする接合方法。
2. 前記部材に付与される前記接合材料の厚さは、０．２μｍ以上１０．０μｍ以下である請求項１に記載の接合方法。
3. 前記部材は、親水性液体の流路を構成するものである請求項１または２に記載の接合方法。
4. 前記部材の前記接合材料が付与されるべき部位は、管構造を有する部位に隣接するものである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の接合方法。
5. 接合体はインクジェットヘッドである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の接合方法。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法を行うものであることを特徴とする接合体の製造装置。
7. 部材に接合材料を付与する接合材料付与部と、
   前記接合材料にプラズマ処理を施すプラズマ処理部と、
   を備えた接合体の製造装置であって、
   前記接合材料は、シリコーン系接着剤であることを特徴とする接合体の製造装置。
8. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の接合方法を用いて製造されたことを特徴とする接合体。
9. 請求項６または７に記載の製造装置を用いて製造されたことを特徴とする接合体。

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