JP2022101347A - 流路部材、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射装置の製造方法 - Google Patents

流路部材、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】紫外線硬化型の液体を使用することができる流路部材、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射装置の製造方法を提供する。【解決手段】紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第1流路部材30と、前記第1流路部材30に積層されることで前記第1流路部材30との間に液体が流れる流路100を画定し、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第2流路部材40と、前記第1流路部材30と前記第2流路部材40との隙間を塞ぐようにして、前記第1流路部材30及び前記第2流路部材40に対して固定されると共に、レーザー光に対して透光性を有する第3流路部材50と、を備える。【選択図】図5

Description

本発明は、内部に流路が設けられた流路部材、流路部材を有する液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置、流路部材を有する液体噴射装置及び液体噴射装置の製造方法に関する。
液体噴射装置は、インクタンクなどの液体貯留部から供給されたインク等の液体を圧力発生手段の圧力変化によって複数のノズルから液滴として噴射する液体噴射ヘッドを具備する。また、液体噴射装置では、液体貯留部からのインクを供給・排出するための流路が設けられた流路部材が用いられる(例えば、特許文献1参照)。
特開2018-47599号公報
しかしながら、特許文献1等の流路部材はレーザー溶着を行うために透光性を有するため、紫外線硬化型インクを使用すると外部からの紫外線によって流路内のインクが硬化してしまう。このため、透光性を有する流路部材では紫外線硬化型インクを使用することができないという問題がある。
なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッド、インクジェット式記録装置に代表される液体噴射装置に限定されず、その他の流路部材においても同様に存在する。
上記課題を解決する本発明の態様は、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第1流路部材と、前記第1流路部材に積層されることで前記第1流路部材との間に液体が流れる流路を画定し、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第2流路部材と、前記第1流路部材と前記第2流路部材との隙間を塞ぐようにして、前記第1流路部材及び前記第2流路部材に対して固定されると共に、レーザー光に対して透光性を有する第3流路部材と、を備えることを特徴とする流路部材にある。
また、本発明の他の態様は、上記態様に記載の流路部材と、前記流路部材から供給された液体を噴射するノズルと、を備えることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
また、本発明の他の態様は、上記態様に記載の液体噴射ヘッドと、前記流路部材へ供給する液体を貯留する液体貯留部と、を備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
また、本発明の他の態様は、上記態様に記載の流路部材と、前記流路部材から供給された液体を噴射するノズルと、前記流路部材へ供給する液体を貯留する液体貯留部と、を備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
また、本発明の他の態様は、液体を噴射するノズルと、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第1流路部材と、前記第1流路部材に積層されることで前記第1流路部材との間に液体が流れる流路を画定し、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第2流路部材と、レーザー光に対して透光性を有する第3流路部材と、を有する流路部材と、を備える液体噴射装置の製造方法であって、前記第3流路部材で前記第1流路部材と前記第2流路部材との隙間を塞ぐようにして、レーザー溶着によって前記第1流路部材及び前記第2流路部材に対して前記第3流路部材を固定することを特徴とする液体噴射装置の製造方法にある。
実施形態1に係るインクジェット式記録装置の模式図である。 実施形態1に係る液体容器とヘッドユニットの模式図である。 実施形態1に係る流路部材の平面図である。 実施形態1に係る流路部材の断面図である。 実施形態1に係る流路部材の要部を拡大した断面図である。 実施形態1に係る流路部材の製造方法を示す断面図である。 実施形態1に係る流路部材の製造方法を示す断面図である。 実施形態1に係る流路部材の製造方法を示す断面図である。 実施形態1に係る流路部材の製造方法を示す断面図である。 実施形態1に係る流路部材の製造方法を示す断面図である。 実施形態2に係る流路部材の断面図である。 実施形態3に係る流路部材の要部を拡大した断面図である。 実施形態3に係る流路部材の製造方法を示す断面図である。 実施形態3に係る流路部材の製造方法を示す断面図である。 実施形態3に係る流路部材の製造方法を示す断面図である。 他の実施形態に係る流路部材の要部を拡大した断面図である。 他の実施形態に係る流路部材の断面図である。 他の実施形態に係る流路部材の断面図である。 他の実施形態に係る流路部材の平面図である。 他の実施形態に係る流路部材の断面図である。 他の実施形態に係る流路部材の断面図である。 他の実施形態に係る流路部材の断面図である。
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図においてX、Y、Zは、互いに直交する3つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をX方向、Y方向、及びZ方向とする。各図の矢印が向かう方向を正(+)方向、矢印の反対方向を負(-)方向として説明する。また、正方向及び負方向を限定しない3つのX、Y、Zの空間軸については、X軸、Y軸、Z軸として説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射装置であるインクジェット式記録装置1の概略構成を示す図である。
図1に示すように本実施形態の「液体噴射装置」の一例であるインクジェット式記録装置1は、液体の一種であるインクをインク滴として印刷用紙等の媒体Sに噴射・着弾させて、当該媒体Sに形成されるドットの配列により画像等の印刷を行う印刷装置である。なお、媒体Sとしては、記録用紙の他、樹脂フィルムや布等の任意の材質を用いることができる。
以下において、X軸、Y軸、Z軸の3つの空間軸のうち、後述するインクジェット式記録ヘッド10の移動方向(換言すると、主走査方向)をX軸に沿った方向とし、当該主走査方向と直交した媒体Sの搬送方向をY軸に沿った+Y方向とし、インクジェット式記録ヘッド10のノズル11が形成されたノズル面12に平行な面をXY平面とし、インク滴はZ軸に沿った+Z方向に噴射されるものとする。
インクジェット式記録装置1は、「液体噴射ヘッド」の一例であるインクジェット式記録ヘッド10(以下、単に記録ヘッド10とも称する)を具備するヘッドユニット2と、液体容器3と、媒体Sを送り出す搬送機構4と、制御部である制御ユニット5と、移動機構6と、照射部7と、照射部移動機構8と、を具備する。
液体容器3は、「液体貯留部」の一例であり、ヘッドユニット2から噴射される複数種類(例えば、複数色)のインクを個別に貯留する。なお、「液体貯留部」としては、例えば、インクジェット式記録装置1に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、インクを補充可能なインクタンクなどが挙げられる。また、特に図示していないが、液体容器3は、色や種類の異なる複数種類のインクに対応して複数設けられている。また、本実施形態では、複数の液体容器3が設けられているが、図1では、複数の液体容器3をまとめて一つに図示している。
制御ユニット5は、特に図示していないが、例えば、CPU(Central Processing Unit)またはFPGA(Field Programmable Gate Array)等の制御装置と半導体メモリー等の記憶装置とを含んで構成される。制御ユニット5は、記憶装置に記憶されたプログラムを制御装置が実行することでインクジェット式記録装置1の各要素、すなわち、搬送機構4、移動機構6、ヘッドユニット2等を統括的に制御する。
搬送機構4は、制御ユニット5によって制御されて媒体Sを-X方向又は+X方向に搬送する「搬送部」の一例であり、例えば、搬送ローラー4aを有する。なお、媒体Sを搬送する搬送機構4は、搬送ローラー4aに限らず、ベルトやドラムによって媒体Sを搬送するものであってもよい。
移動機構6は、制御ユニット5によって制御されてヘッドユニット2をX軸に沿って+X方向及び-X方向に往復させる。移動機構6によってヘッドユニット2が往復する+X方向及び-X方向は、媒体Sが搬送される-Y方向又は+Y方向に交差する方向である。
本実施形態の移動機構6は、搬送体6aと搬送ベルト6bとを具備する。搬送体6aは、ヘッドユニット2を収容する略箱形の構造体、所謂、キャリッジであり、搬送ベルト6bに固定される。搬送ベルト6bは、X軸に沿って架設された無端ベルトである。制御ユニット5による制御のもとで搬送ベルト6bが回転することでヘッドユニット2が搬送体6aと共にX軸に沿って+X方向及び-X方向に往復移動する。なお、液体容器3をヘッドユニット2と共に搬送体6aに搭載することも可能である。
照射部7は、記録ヘッド10よりも媒体Sの搬送方向である+Y方向の下流側に設けられたものであり、紫外線(UV)を媒体Sに向かって、すなわち、+Z方向に向かって照射する紫外線照射ランプ(UVランプとも言う)からなる。照射部7は、制御ユニット5による制御のもとで紫外線を媒体Sに照射する。
照射部移動機構8は、制御ユニット5によって制御されて照射部7をX軸に沿って+X方向及び-X方向に往復させる。照射部移動機構8によって照射部7が往復する+X方向及び-X方向は、媒体Sが搬送される-Y方向又は+Y方向に交差する方向である。
本実施形態の照射部移動機構8は、照射部搬送体8aと照射部搬送ベルト8bとを具備する。照射部搬送体8aは、照射部7を収容する略箱形の構造体、所謂、キャリッジであり、照射部搬送ベルト8bに固定される。照射部搬送ベルト8bは、X軸に沿って架設された無端ベルトである。制御ユニット5による制御のもとで照射部搬送ベルト8bが回転することで照射部7が照射部搬送体8aと共にX軸に沿って+X方向及び-X方向に往復移動する。なお、照射部7は、ヘッドユニット2と共に搬送体6aに搭載されていてもよい。また、照射部7は、媒体Sの印刷領域のX軸に沿った幅に亘って紫外線を照射するものであってもよく、その場合には照射部移動機構8は不要である。
記録ヘッド10は、液体容器3から供給されたインクを制御ユニット5による制御のもとで媒体Sに液滴であるインク滴として噴射する。なお、記録ヘッド10からのインク滴の噴射は、上述のように+Z方向に向かって行われる。そして、搬送機構4によって媒体Sが-Y方向又は+Y方向に搬送されると共に移動機構6によって記録ヘッド10がX軸に沿って搬送される際に、記録ヘッド10が媒体Sにインク滴を噴射することで、媒体SのXY平面上には所望の画像が形成される。また、記録ヘッド10のノズルから噴射されるインクとして紫外線硬化型インクを用いた場合には、媒体S上に着弾したインクは、照射部7から照射された紫外線によって媒体S上で硬化・定着される。
ここで、本実施形態のヘッドユニット2について説明する。図2は、液体容器3及びヘッドユニット2の模式図である。
図2に示すように、ヘッドユニット2は、記録ヘッド10と流路部材20とを具備する。流路部材20は、液体容器3の数、すなわち、色や種類の異なる複数種類のインクに対応して複数設けられているが、図2では、複数の流路部材20を一つに図示している。もちろん、同じ種類のインクを分岐することで、同じ種類のインクに対して2つ以上の複数の流路部材20を設けてもよい。また、ヘッドユニット2を構成する記録ヘッド10は、単体であってもよく、2以上の複数であってもよい。
このようなヘッドユニット2には、液体容器3から第1供給路60を介してインクが供給される。第1供給路60は、液体容器3からヘッドユニット2の流路部材20にインクが流動する流路であり、例えば、チューブ等の第1供給管61の内部に設けられたものである。第1供給路60は、流路部材20の数に対応して複数設けられているが、図2では、複数の第1供給路60を一つに図示している。
液体容器3からのインクは、ポンプ9によってヘッドユニット2に圧送される。なお、ポンプ9は液体容器3からのインクをヘッドユニット2に向かって圧送する圧送機構の一例である。このようなポンプ9は、例えば、チューブポンプやダイアフラムポンプなどが挙げられる。本実施形態では、ポンプ9は、第1供給路60の途中に設けられている。もちろん、ポンプ9は、液体容器3に設けられていてもよい。
また、圧送機構は、ポンプ9に限定されず、例えば、液体容器3を外部から押圧することで液体容器3に貯留されたインクを加圧する押圧手段であってもよい。他にも、ヘッドユニット2と液体容器3との鉛直方向の相対位置を調整して発生する水頭圧差を用いる装置を圧送機構として用いてもよい。
記録ヘッド10は、媒体Sに相対向する面、すなわち、+Z方向側の面に、液体であるインクをインク滴として噴射するノズル11が開口するノズル面12を有する。また、記録ヘッド10の図示しない内部には、ノズル11に連通する流路と、流路内のインクに圧力変化を生じさせる圧力発生手段等が設けられている。かかる圧力発生手段としては、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料を有する圧電アクチュエーターの変形によって液体流路の容積を変化させて流路内のインクに圧力変化を生じさてノズル11からインク滴を吐出させる圧電アクチュエーターを使用することができる。また、圧力発生手段としては、例えば、流路内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル11からインク滴を吐出するものを使用することができる。さらに圧力発生手段としては、振動板と電極との間に静電気力を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル11からインク滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターを使用することができる。
流路部材20は、液体容器3から「液体」であるインクが供給される流路が内部に設けられている。流路部材20の流路内のインクは、記録ヘッド10に供給される。ここで、本実施形態の流路部材20についてさらに図3~図5を参照して説明する。なお、図3は流路部材20を+Z方向に見た平面図である。図4は、図3のA-A′線断面図である。図5は、図3の要部を拡大した図である。
図示するように、流路部材20は、第1流路部材30と第2流路部材40と第3流路部材50とを具備する。
第1流路部材30と第2流路部材40とは、Z軸に沿って互いに積層されており、第1流路部材30が-Z方向側に配置され、第2流路部材40が+Z方向側に配置されている。つまり、第1流路部材30の+Z方向側に第2流路部材40が積層されている。
これら第1流路部材30と第2流路部材40との間には、流路が画定されている。すなわち、第2流路部材40は、第1流路部材30の+Z方向側に積層されることで第1流路部材30との間に「液体」であるインクが流れる流路が画定されている。本実施形態では、第1流路部材30と第2流路部材40との間には、流路の一部であるフィルター室100が形成されている。
フィルター室100は、第1流路部材30に設けられて+Z方向側に開口する第1凹部31と、第2流路部材40に設けられて-Z方向側に開口する第2凹部41との開口同士を合わせることで形成されている。つまり、第1凹部31と第2凹部41とによってフィルター室100が画定されている。本実施形態の第1凹部31の-Z方向の深さは、+Z方向に見た中央部側が外周部側に比べて大きくなるように設けられている。第2凹部41は、+Z方向の深さが、+Z方向に見た中央部側が外周部側に比べて大きくなるように設けられている。
第2流路部材40の第2凹部41の開口部分には、フィルターFが固定されている。フィルターFは、第2凹部41の外周側の底面、すなわち、+Z方向の深さが中央部側に比べて小さい面に固定されている。これによりフィルターFと第2凹部41の底面、つまり+Z方向側の面との間に空間が形成される。フィルターFは、フィルターFが延在する面である主面の面内方向が第1流路部材30と第2流路部材40との積層方向である+Z方向に直交する方向、つまり、XY平面に沿った方向となるように配置されている。このようなフィルターFは、インクに含まれる気泡やゴミなどの異物を捕捉するものであり、例えば、金属や樹脂等の繊維を細かく編むことで複数の微細孔が形成されたシート状のものを用いることができる。また、フィルターFは、金属や樹脂等の板状部材に複数の微細な貫通孔を設けたものなどを用いることができる。さらに、フィルターFは、不織布等を用いてもよく、その材料は特に限定されるものではない。また、フィルターFの第2流路部材40への固定方法は特に限定されず、例えば、接着剤による接着、熱溶着等が挙げられる。
フィルター室100は、フィルターFによってフィルターFよりも上流の上流室101と、フィルターFよりも下流の下流室102とに区分けされている。
また、流路部材20には、フィルター室100に連通する流入路103と流出路104とが設けられている。
流入路103は、フィルター室100の上流室101に連通して、外部の液体容器3からのインクをフィルター室100に供給する。流入路103は、第1流路部材30をZ軸に沿って貫通して設けられており、一端が第1流路部材30の-Z方向側の面から突出して設けられた第1接続部32の先端に開口して設けられている。また、流入路103の他端は、第1流路部材30の第1凹部31の底面、すなわち、第1凹部31の+Z方向側の面に開口して設けられている。流入路103の上流室101に接続された他端の開口は、上流室101を+Z方向に見た平面視において略中央部に位置する。なお、第1接続部は、内部に流入路103が設けられた流路管からなり、第1供給路60を内部に有するチューブ等の第1供給管61が接続される。もちろん、第1接続部32は、流路管に限定されず、インクカートリッジ等に差し込まれる-Z方向側の先端が尖った流路針であってもよい。また、流入路103は、上述したものに限定されず、Z軸に交差する方向に沿って延設されたものであってもよい。また、流入路103の上流室101への開口は、第1凹部31の側面、すなわち、Z軸に沿った面に設けられていてもよい。
流出路104は、フィルター室100の下流室102に連通して、フィルター室100内のインクを外部の記録ヘッド10に向かって供給する。流出路104は、第2流路部材40をZ軸に沿って貫通して設けられており、一端が第2流路部材40の+Z方向側の面から突出して設けられた第2接続部42の先端に開口して設けられている。また、流出路104の他端は、第2流路部材40の第2凹部41の底面、すなわち、第2凹部41の+Z方向側の面に開口して設けられている。流出路104の下流室102に接続された他端の開口は、下流室102を+Z方向に見た平面視において略中央部に位置する。なお、第2接続部42は、内部に流出路104が設けられた流路管からなり、記録ヘッド10に接続されて内部に第2供給路62が設けられたチューブ等の第2供給管63に接続されている。もちろん、第2接続部42は、流路管に限定されず、記録ヘッド10に直接差し込まれる+Z方向側の先端が尖った流路針であってもよい。また、流出路104は、上述したものに限定されず、Z軸に交差する方向に沿って延設されたものであってもよい。また、流出路104の下流室102への開口は、第2凹部41の側面、すなわち、Z軸に沿った面に設けられていてもよい。
第2流路部材40には、-Z方向側に開口すると共に第2凹部41よりも大きな開口を有する第3凹部43が設けられている。この第3凹部43内に第1流路部材30が挿入されている。つまり、第1流路部材30は、第3凹部43に挿入可能で、第2凹部41よりも大きな外形を有する。言い換えると、第3凹部43は、第1流路部材30の外形寸法よりも若干大きな寸法を有する。これにより、第3凹部43内に+Z方向に向かって挿入された第1流路部材30は、+Z方向側の第1面33が、第2凹部41よりも外側の第3凹部43の底面、つまり、第3凹部43の+Z方向側の底面である第2面44に当接して、+Z方向に移動が規制される。なお、本実施形態では、詳しくは後述するが、第2流路部材40の第2面44には、-Z方向に突出する凸部45が設けられており、第1流路部材30の第1面33は、凸部45に当接して+Z方向の移動が規制される。また、第3凹部43内に挿入された第1流路部材30のZ軸に沿った外周面30aと、第3凹部43の内側の側面43a、すなわち、第2面44に直交するZ軸に沿った側面43aとの間には隙間105が形成される。このように第1流路部材30の外周面と第2流路部材40の第3凹部43の内側面との間に隙間105が形成される寸法で両者を製造することで、第1流路部材30を第3凹部43内に挿入する際に干渉するのを抑制して、容易に組み立てることができる。
第3流路部材50は、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105を塞ぐようにして第1流路部材30及び第2流路部材40に対して固定されている。本実施形態では、第3流路部材50は、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105の-Z方向側の開口105aに蓋をするように第1流路部材30及び第2流路部材40に対して固定されている。ここで、第3流路部材50が、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105を塞ぐとは、隙間105を介して流路部材20内のインクが外部に流れ出ない、又は、外部から隙間105内にインク等が流れ込まないように、第3流路部材50が隙間105を塞いでいることを言う。本実施形態の第3流路部材50は、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105の開口105aに対して、隙間105の開口105aよりも内側の第1流路部材30の-Z方向側と、隙間105の開口105aの外側の第2流路部材40の-Z方向側とに跨がって固定されていることで、隙間105を塞いでいる。
このような第3流路部材50は、第1流路部材30及び第2流路部材40との間に流路を形成しないため、第3流路部材50は、+Z方向に見て少なくとも隙間105の開口105aを挟んだ両側、すなわち、内側の第1流路部材30上と外側の第2流路部材40上とに跨がる大きさであればよい。本実施形態では、第1流路部材30と第2流路部材40との間の隙間105の開口105aは、+Z方向に見て環状に連続して設けられており、第3流路部材50は、環状に設けられた隙間105の開口105aに亘って連続して環状に設けられている。すなわち、本実施形態の第3流路部材50は、第1流路部材30のXY平面における中央部に第1接続部32が挿入される貫通孔51を有する。そして、第3流路部材50は、「積層方向」である+Z方向に見て、第2流路部材40の外周と略同じ大きさの外周で、内周、すなわち、貫通孔51の大きさは、第1流路部材30よりも小さな内周を有する。つまり、第3流路部材50は、第1流路部材30と第2流路部材40との積層方向である+Z方向に見て、第1流路部材30及び第2流路部材40の面積よりも小さい面積で形成されている。このように第3流路部材50を+Z方向に見て第1流路部材30及び第2流路部材40よりも小さな面積とすることで、第3流路部材50を小型化してコストを低減することができる。すなわち、このような小型の第3流路部材50は、第1流路部材30及び第2流路部材40との間に流路が形成されていないために実現することができる。なお、環状とは、円形状に限定されず、無端形状であれば、楕円形状、矩形状、多角形状等どのような形状であってもよい。
なお、本実施形態では、第3流路部材50は、第1流路部材30と第2流路部材40との間の環状に設けられた隙間105の開口105aに亘って連続して環状に設けられているが、特にこれに限定されない。例えば、隙間105よりも流路側、すなわち、フィルター室100側でシールされていれば、第3流路部材50は、+Z方向の平面視で環状に設けられた隙間105の開口105aに対して不連続となるように設けられていてもよい。ただし、第3流路部材50を隙間105の開口105aに亘って連続して設けることで、フィルター室100内のインクがシール部から隙間105内に漏れ出たとしても、詳しくは後述する第3流路部材50と第1流路部材30及び第2流路部材40とが互いに溶融した第1層21及び第2層22によって隙間105内のインクが外部に漏出するのを抑制することができる。
また、流路部材20を+Z方向に見て隙間105の開口105aの内側の第1流路部材30の-Z方向側には、第1流路部材30と第3流路部材50とが互いに溶融された第1層21が形成されている。第1層21は、第1流路部材30と第3流路部材50との+Z方向で互いに当接する2つの面をレーザー溶着に用いるレーザー光によって溶融することで形成されたものであり、XY平面に沿って設けられている。つまり、この第1層21は、第1流路部材30の-Z方向側の面と第3流路部材50の+Z方向側の面とがレーザー光によって溶融して互いに混ざり合うことで形成されたものである。したがって、第1層21は第1流路部材30及び第3流路部材50と一体的に設けられており、第1流路部材30と第3流路部材50とは第1層21によって互いに固定されている。なお、第1層21がXY平面に沿って設けられているとは、第1層21の主面がXY平面に沿った方向であることを言う。つまり、第1層21は、Z軸の厚みがXY平面に沿って略同じ厚さで形成されている。
また、流路部材20を+Z方向に見て隙間105の開口105aの外側の第2流路部材の-Z方向側には、第2流路部材40と第3流路部材50とが互いに溶融された第2層22が設けられている。第2層22は、第2流路部材40と第3流路部材50との+Z方向で互いに当接する2つの面をレーザー溶着に用いるレーザー光によって溶融することで形成されたものであり、XY平面に沿って設けられている。つまり、この第2層22は、第1流路部材30の-Z方向側の面と第3流路部材50の+Z方向側の面とがレーザー光によって溶融して互いに混ざり合うことで形成されたものである。したがって、第2層22は第2流路部材40及び第3流路部材50と一体的に設けられており、第2流路部材40と第3流路部材50とは第2層22によって互いに固定されている。なお、第2層22がXY平面に沿って設けられているとは、第2層22の主面がXY平面に沿った方向であることを言う。つまり、第2層22は、Z軸の厚みがXY平面に沿って略同じ厚さで形成されている。上述した通り、第1層21と第2層22とは、同じXY平面の面内方向に沿って設けられている。
また、このような第1層21と第2層22とは、+Z方向に見て隙間105の開口105aを挟んで隣り合うようにして形成されている。ここで、第1層21と第2層22とが開口105aを挟んで隣り合うようにして形成されているとは、XY平面内の2次元において第1層21と第2層22とが開口105aを挟んで隣り合うように配置されていればよい。また、第1層21と第2層22とは、同じ面方向であるXY平面に沿って設けられている。ここで第1層21と第2層22とが同じ面方向に沿って設けられているとは、第1層21と第2層22との延在する面である主面がXY平面に沿って設けられていることを言う。なお、第1層21と第2層22とが、同じ面方向であるXY平面に沿って設けられていれば、XY平面の垂線方向である+Z方向の位置が異なる位置に設けられていてもよい。つまり、第1層21と第2層22とは平行に設けられていてもよい。また、本実施形態では、第1層21と第2層22とは、略同じ平面上に設けられている。ここで第1層21と第2層22とが略同じ平面上に設けられているとは、第1層21と第2層22との+Z方向の位置が同じ位置となるように配置されていることをいう。また、第1層21と第2層22とが、略同じ平面上に設けられているとは、第1層21及び第2層22をXY平面に沿った方向から見て、互いに少なくとも一部が重なる位置に設けられていることをいう。つまり、第1層21と第2層22との少なくとも一部が互いに+Z方向で同じ位置に設けられていれば、これらの主面同士が+Z方向で同じ位置に設けられていないものも含むものである。また、本実施形態では、第1層21と第2層22とは、互いに一部が溶融し合うことで一体化されている。もちろん、第1層21と第2層22とは、分離して設けられていてもよい。なお、第1層21と第2層22とが、+Z方向に見て隙間105の開口105aを挟んで隣り合うようにして形成されているとは、+Z方向に見て隙間105の開口105aの一方側に第1層21が配置され、他方側に第2層22が配置されていればよく、第1層21と第2層とが、隙間105の開口105aに+Z方向で対向する位置で互いに溶融して一体化されているものも含む。
そして、上述のように第1流路部材30と第3流路部材50とが第1層21によって固定され、第2流路部材40と第3流路部材50とが第2層22によって固定されることで、第1流路部材30と第2流路部材40とは、第3流路部材50を介して固定されている。
ここで、第1流路部材30と第2流路部材40と第3流路部材50とが固定されている固定状態では、隙間105が第3流路部材50によって塞がれているため、隙間105の開口105aは流路部材20の外部へ開口していない。そのため、隙間105の開口105aとは、当該固定状態では、隙間105のうち隙間105と第3流路部材50との境界に位置する部分を指すこととする。また、当該固定状態では、第1層21、第2層22、及び第1層21と第2層22とが溶融し合って形成された層の何れか隙間105との境界を画定している場合がある。そのため、そのような場合では、隙間105の開口105aとは、それらのうち何れかの層と隙間105との境界に位置する部分を指すこととする。
また、「第3流路部材50は、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105の-Z方向側の開口105aを塞ぐ」とは、第3流路部材50そのもの自体が開口105aを塞ぐことを含んでもよいし、第1層21、第2層22、及び第1層21と第2層22とが溶融し合って形成された層の何れかが開口105aを塞ぐことで第3流路部材50が間接的に開口105aを塞ぐことを含んでもよい。
ここで、第1流路部材30及び第2流路部材40は、紫外線を透過させないでレーザー溶着に用いるレーザー光に対して光吸収性を有する材料で形成され、第3流路部材50は、レーザー溶着に用いるレーザー光に対して透光性を有する材料で形成されている。これにより、レーザー溶着に用いるレーザー光を、第3流路部材50を透過させることができ、第3流路部材50を透過させたレーザー光によって第3流路部材50と第1流路部材30及び第2流路部材40とをレーザー溶着によって接合することができる。
ここで、紫外線とは、波長が10nm以上、400nm以下の電磁波である。第1流路部材30及び第2流路部材40が紫外線を透過させないとは、流路部材20の流路内に紫外線硬化型インクを流動させた際に、第1流路部材30及び第2流路部材40を透過した紫外線が紫外線硬化型インクを硬化させない程度の透過率であればよい。このような第1流路部材30及び第2流路部材40の紫外線の透過率は、10%未満であり、好ましくは3%未満、より好ましくは1%であることが好適である。なお、紫外線硬化型インクについては詳しくは後述する。
また、レーザー光とは、レーザー溶着に使用する樹脂用レーザーのことであり、例えば、ファイバーレーザー[波長:1070nm]やYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット結晶)レーザー[波長:1064nm]やLD(レーザーダイオード)[808、840、940nm]などが挙げられる。他には、半導体レーザー(波長:635~940nm)、Nd:YAGレーザー(波長:1060nm)、COレーザー(波長:9600、10600nm)などが挙げられる。
そして、第1流路部材30及び第2流路部材40がレーザー光に対して光吸収性を有するとは、レーザー光の透過率が第3流路部材50よりも低く、レーザー光を照射することで発熱して第3流路部材50と溶着可能な材料である。このため、第1流路部材30及び第2流路部材40は、レーザー光に対する吸収率が100%の材料に限定されず、吸収率が100%未満のものであってもよい。
また、第1流路部材30及び第2流路部材40は、可視光を透過させないことが好ましい。ここで、可視光とは、波長が360nm以上、830nm以下の電磁波のことである。第1流路部材30及び第2流路部材40が可視光を透過させないとは、流路部材20の流路内に紫外線硬化型インクを流動させた際に、第1流路部材30及び第2流路部材40を透過した可視光が紫外線硬化型インクを硬化させない程度の透過率であればよい。このような第1流路部材30及び第2流路部材40の可視光の透過率は、10%未満であり、好ましくは3%未満であり、より好ましくは1%未満であるのが好適である。
また、第3流路部材50がレーザー光に対して透光性を有するとは、例えば、第3流路部材50のレーザー光の透過率が、15%以上であり、好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上であるのが好適である。つまり、第3流路部材50がレーザー光に対して透光性を有するとは、透過率が100%のものに限定されず、100%未満のものであってもよい。なお、第3流路部材50の紫外線の透過率は、第1流路部材30及び第2流路部材40よりも高い。
このようなレーザー溶着に用いることができる流路部材20の材料は、例えば、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂などの材料が挙げられる。
また、レーザー光に対して光吸収性を有する第1流路部材30及び第2流路部材40は、例えば、カーボンブラックなどの黒色の顔料などを上記の樹脂に含有させることで形成することができる。
また、紫外線を透過させない第1流路部材30及び第2流路部材40は、紫外線を吸収または反射して遮蔽する紫外線遮蔽剤を含む材料で形成することができる。つまり、紫外線遮蔽剤としては、紫外線を吸収する紫外線吸収剤、紫外線を反射する紫外線反射材等が挙げられ、これらの一方又は双方を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、トリアジン系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、サリシレート系、アボベンゾン系、ヒンダートアミン系、ベンゾイルメタン系、オキシベンゾン系、酸化セリウム、酸化亜鉛、およびカーボンブラックから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも特に、トリアジン系の紫外線吸収剤が好ましく用いられ、トリアジン系の紫外線吸収剤の中でも、ヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤がより好ましい。
また、紫外線反射剤としては、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等が挙げられこれらのうちの一種または複数種を組み合わせて用いることができる。
なお、例えば酸化クロムや硫酸バリウムのように紫外線反射材の一部は、紫外線吸収剤として機能することもある。
また、第1流路部材30は、第1層21とはZ軸において反対側の第1面33を有し、第2流路部材40は、第1面33に対向する第2面44を有する。そして、第2面44には、第1面33に向かって突出する凸部45が設けられている。本実施形態の凸部45は、+Z方向に見て、隙間105の開口105aよりも内側で、且つフィルター室100よりも外側に、フィルター室100の周方向に亘って環状に連続して設けられている。この凸部45は、詳しくは後述するが、流路部材20の製造時に、第2流路部材40を第3凹部43内に+Z方向に挿入して押圧した際に第1面33によって先端側が潰されたものである。このように凸部45は、第1面33に当接して押圧されることで先端が潰れ、第1流路部材30と密着している。したがって、凸部45は、隙間105の開口105aの内側で第1流路部材30と第2流路部材40との間を液密にシールするシール部として機能する。また、凸部45は、+Z方向に見て、隙間105の開口105aよりも内側に配置されているとは、+Z方向に見て凸部45が開口105aに重なる位置を含む。つまり、凸部45は、+Z方向に見て、隙間105の開口105aに重なる位置を含み、開口105aよりも内側に配置されている。
なお、本実施形態では、凸部45を第2面44に設けるようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、第1面33に、第2面に向かって突出する凸部を設けるようにしてもよい。また、第1面33と第2面44との両方に凸部を設けてもよい。ちなみに、第1面33と第2面44との両方に凸部を設けた場合には、2つの凸部の先端同士が互いに当接するようにしてもよく、2つの凸部の先端同士が互いに当接しないようにしてもよい。2つの凸部の先端同士が互いに当接しないように配置することで、2つの凸部によるシール部が2箇所形成されるためシール性を向上することができる。また、凸部45を環状に連続して設けるようにしたが、特にこれに限定されず、凸部は、環状に連続して設けられていなくてもよい。つまり、凸部は、隙間105の開口105aの内側で、周方向に亘って断続的に複数設けられていてもよい。凸部を断続的に複数設けた場合には、凸部がシール部として機能しないが、詳しくは後述する流路部材20の製造時において、第1流路部材30及び第2流路部材40の第3流路部材50との固定面の高さを揃えることができ、レーザー溶着を容易に且つ高精度に行うことができる。
また、上述のように流路部材20は、第1流路部材30及び第2流路部材40が紫外線を透過させない材料で形成されているため、流路を流動するインクとして紫外線硬化型インクを用いることができる。
ここで紫外線硬化型インクとは、例えば、紫外線照射によって重合反応を起こして硬化するモノマーやオリゴマー等を含むUVインクである。紫外線硬化型インクの組成物は、例えば、(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、N-ビニル化合物のいずれかを重合性化合物として含むインクが挙げられる。
単官能(メタ)アクリレートとしては、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、tert-オクチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-n-ブチルシクロへキシル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシルジグリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2-クロロエチル(メタ)アクリレート、4-ブロモブチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブトキシメチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、アルコキシメチル(メタ)アクリレート、アルコキシエチル(メタ)アクリレート、2-(2-メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-(2-ブトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2,2,2-テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシル(メタ)アクリレート、4-ブチルフェニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5-テトラメチルフェニル(メタ)アクリレート、4-クロロフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、トリメチルシリルプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキシドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキシド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキシドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキシドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、オリゴプロピレンオキシドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、2-メタクリロイロキシエチルコハク酸、2-メタクリロイロキシヘキサヒドロフタル酸、2-メタクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、パーフロロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、EO変性フェノール(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、PO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、EO変性-2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートとしては、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(DPGD(M)A)、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(TPGD(M)A)、2,4-ジメチル-1,5-ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、ブチルエチルプロパンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンメタノールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(TEGD(M)A)、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、オリゴエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2-エチル-2-ブチル-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFポリエトキシジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、オリゴプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、2-エチル-2-ブチル-プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等の2官能の(メタ)アクリレートが挙げられる。
さらに、多官能の(メタ)アクリレートとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスルトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ((メタ)アクリロイルオキシプロピル)エーテル、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート:以上3官能、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート:以上4官能、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート:以上5官能、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート:以上6官能、等が挙げられる。
(メタ)アクリルアミド類としては、(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-n-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルフォリンが挙げられる。
N-ビニル化合物は、ビニル基が窒素に結合した構造(>N-CH=CH)を有する。N-ビニル化合物の具体例としては、例えば、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルインドール、N-ビニルピロール、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、およびそれらの誘導体が挙げられ、これらの化合物の中でも特にN-ビニルカプロラクタムが好ましい。
なお、紫外線硬化型インク(UVインク)は、ここでは紫外線(波長:10~400nm)が照射されると硬化する性質を有するインクである。紫外線硬化型インクは、典型的には近紫外線(波長:200~400nm)が照射されると硬化する性質を有する。紫外線硬化型インクは、例えば近紫外線のA波(UVA、波長:300~400nm)が照射されると硬化する性質を有する。あるいは、紫外線硬化型インクは、インクの保存特性を向上したり、印刷物の黄変を抑制したりする観点から、例えば380nm以下、さらには350nm以下の波長の光が照射されると硬化する性質を有していてもよい。
ここで、本実施形態のインクジェット式記録装置1の製造方法、特に流路部材20の製造方法について図6~図10を参照して説明する。なお、図6~図10は、流路部材20の製造方法を説明する流路部材20の断面図である。
まず、図6に示すように、第2流路部材40の第2凹部41にフィルターFを固定する。フィルターFの固定方法としては、例えば、接着剤による接着、熱溶着等が挙げられる。なお、第2流路部材40としては、予め第2凹部41、第3凹部43、凸部45、流出路104等が形成されたものを用いている。このような第2流路部材40は、例えば、樹脂材料の射出成形で安価に大量生産することができる。
次に、図7に示すように、第2流路部材40の第3凹部43内に第1流路部材30を挿入する。第1流路部材30は、予め第2凹部41、流入路103等が形成されたものである。また、このような第1流路部材30は、例えば、樹脂材料の射出成形で安価に大量生産することができる。
ここで、第1流路部材30の第3凹部43内に挿入された部分のZ軸に沿った厚さd1は、第2流路部材40の第3凹部43の深さd2以下の寸法で形成されている。
第1流路部材30の第3凹部43に挿入された部分の厚さd1とは、第3凹部43内に挿入される部分の+Z方向側の第1面33と、第1面33とはZ軸において反対側で第3流路部材50が固定される第1外面34との間のZ軸に沿った寸法のことである。
また、第2流路部材40の第3凹部43の深さd2は、第2流路部材40の第3凹部43よりも外側で、第3流路部材50が固定される第2外面46から第2面44までのZ軸に沿った寸法のことである。
さらに、第2面44に設けられた凸部45の第2面44から-Z方向への突出量d3は、第2流路部材40の第3凹部43の深さd2と第1流路部材の厚さd1との差よりも大きい。すなわち、d3>d2-d1の関係を満たす。
このため、図7に示すように、第1流路部材30を第2流路部材40の第3凹部43内に+Z方向に向かって挿入すると、第1流路部材30の第1外面34は、第2流路部材の第2外面46よりも-Z方向に突出する。
次に、図8に示すように、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105の開口105aを塞ぐように、すなわち、第1流路部材30の第1外面34と第2流路部材40の第2外面46とに跨がるように第3流路部材50を載置する。ここで本実施形態では、第3流路部材50の+Z方向側の面を第3外面52と称する。第3外面52は、XY平面に沿って設けられている。そして、第1外面34は、第2外面46よりも-Z方向側に位置するため、第3外面52は、第1外面34のみに当接した状態となる。また、第3流路部材50は、第1外面34に対向する部分と、隙間105の開口105aに対向する部分と、第2外面46に対向する部分とに亘って、Z軸に沿った寸法である厚みが均一である。このため、第3流路部材50の第3外面52及び第3外面52とはZ軸に関して反対側の面のそれぞれは、XY平面に沿って平坦な面となっている。
次に、図9に示すように、第3流路部材50の-Z方向側の面を透光性の治具70によって+Z方向に押圧する。すなわち、治具70によって第3流路部材50を荷重する。ここで治具70が透光性を有するとは、第3流路部材50と同様にレーザー溶着に使用するレーザー光に対して透光性を有することを言う。つまり、治具70は、レーザー光の透過率が15%以上であり、好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上であるのが好適である。また、治具70がレーザー光に対して透光性を有するとは、透過率が100%のものに限定されず、100%未満のものであってもよい。このような治具70としては、例えば、ガラスを用いることができる。
この治具70の押圧によって第3流路部材50が第1流路部材30を+Z方向に押圧し、第1流路部材30が+Z方向に移動することによって凸部45の先端が潰れる。前述したように、第3流路部材50の第3外面52がXY平面に沿って面一であるため、凸部45の先端の潰れは、第3流路部材50の第3外面52が第2流路部材40の第2外面46に当接するまで行われる。これにより、第1流路部材30の第1外面34と第2流路部材40の第2外面46とが+Z方向において同じ位置、つまり、第1外面34と第2外面46との平面度が上がって面一となり、第1外面34及び第2外面46と第3外面52との間に隙間が形成されることなく密着する。つまり、第1流路部材30の第1外面34と、第2流路部材40の第2外面46とは、隙間105の開口105aを挟んで隣り合うようにして設けられ、第3流路部材50は、第1外面34及び第2外面46上に載置されている。これにより、第3流路部材50の第3外面52は、第1外面34と第2外面46とに跨がって当接した状態となる。
次に、図10に示すように、レーザー照射装置から照射されたレーザー光71を治具70及び第3流路部材50を透過させて、第1外面34と第3外面52との界面及び第2外面46と第3外面52との界面に照射することでレーザー溶着する。これにより、第1層21及び第2層22を形成すると共に、第1流路部材30及び第2流路部材40と第3流路部材50とを互いに固定することができる。
つまり、第1流路部材30は、第1流路部材30の外面の一部である第1外面34を有する。また、第2流路部材40は、第2流路部材40の外面の一部であり、第1外面34と同じ方向を向く第2外面46を有する。そして、第1外面34と第2外面46とは、隙間105の開口105aを挟んで隣り合うようにして設けられ、第3流路部材50は、第1外面34及び第2外面46上に配置されている。
このように、第1流路部材30及び第2流路部材40として紫外線を透過させないで、レーザー光に対して吸収性を有する材料を用いたとして、レーザー光を透過する第3流路部材50を第1流路部材30及び第2流路部材40にレーザー溶着することで、接着剤やアウトサート成形を用いることなく、流路部材20をレーザー溶着で製造することができる。
また、本実施形態では、前述したように第3流路部材50のレーザー光を透過させる部分の厚みが均一であるため、第3流路部材50のレーザー光を透過させる部分の厚みが不均一である場合に比べて、第1外面34と第3外面52との界面及び第2外面46と第3外面52との界面に付与されるレーザー光のエネルギーを同じにすることができるので、溶着ムラを低減させることができる。
以上説明したように、本実施形態の流路部材20は、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第1流路部材30を具備する。また、第1流路部材30に積層されることで第1流路部材30との間に液体であるインクが流れる流路であるフィルター室100を画定し、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第2流路部材40を具備する。また、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間である開口105aを塞ぐようにして、第1流路部材30及び第2流路部材40に対して固定されると共に、レーザー光に対して透光性を有する第3流路部材50と、を備える。
このように、第1流路部材30及び第2流路部材40として、紫外線を透過させない材料を用いることで、流路部材20の流路内に紫外線硬化型インクを流動させたとしても、外部からの紫外線によって流路内を流れる紫外線硬化型インクの硬化を抑制することができる。
また、第1流路部材30及び第2流路部材40としてレーザー光71に対して光吸収性を有する材料を用いると共に第3流路部材50としてレーザー光71に対して光透過性を有する材料を用いることで、第1流路部材30と第3流路部材50とをレーザー溶着によって固定することができると共に、第2流路部材40と第3流路部材50とをレーザー溶着によって固定することができる。レーザー光71に対して透光性を有する材料は、紫外線に対しても透光性を有するため、第1流路部材30及び第2流路部材40として、レーザー光71に対して光吸収性を有する材料を用いることで、紫外線に対しても透過させないようにすることができる。したがって、第1流路部材30と第2流路部材40とを直接レーザー溶着することなく、つまり、第1流路部材30及び第2流路部材40の何れか一方をレーザー光71に対して透光性を有する材料で形成する必要がなく、流路部材20をレーザー溶着によって固定することができる。
このように第1流路部材30、第2流路部材40及び第3流路部材50をレーザー溶着によって固定することで、例えば、第1流路部材30と第2流路部材40とを接着剤によって接着した接着構造に比べて、接着剤のインクとの相性によって接着剤の経年劣化によるインクのリークが生じるのを抑制することができる。また、本実施形態の構造であれば、流路部材20としてPP等の難接着材料を用いることができる。
また、第1流路部材30、第2流路部材40及び第3流路部材50をレーザー溶着によって固定することで、例えば、第1流路部材30と第2流路部材40とをアウトサート成形した第3流路部材で固定したアウトサート構造に比べて、金型の専用設計が不要となり、コストを低減することができると共に、小ロット生産を行うことができる。また、本実施形態の構造であれば、アウトサート構造に比べて、成形時の樹脂の硬化収縮が生じるのを抑制することができるため、フィルターFに撓みが生じるのを抑制して、有効面積の大きなフィルターFを採用することができる。また、本実施形態の構造であれば、成形時の樹脂の硬化収縮を抑制することができるため、フィルターFの撓みを抑制する補強用のボスを設けるために上流室101や下流室102のZ軸の高さを抑える必要がなく、フィルター室100に大きな容積を確保することができる。
また、第3流路部材50は、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105の開口105aを塞ぐように固定されることで、第1流路部材30と第2流路部材40との間に形成された流路であるフィルター室100のインクが隙間105を介して外部に漏出するのを抑制することができる。
また、本実施形態の流路部材20では、第1流路部材30と第3流路部材50とが溶融された第1層21と、第2流路部材40と第3流路部材50とが溶融された第2層22と、を有し、第1層21と第2層22とは、隙間105の開口105aを挟んで隣り合うようにして設けられ、第1層21と第2層22とは、同じ面方向に沿って設けられていることが好ましい。
このように第1層21と第2層22とを同じ面方向に沿って設けることで、第1流路部材30と第3流路部材50とをレーザー溶着する際と、第2流路部材40と第3流路部材50とをレーザー溶着する際とで、レーザー光の照射向きを変える必要が無い。そのため、レーザー光の照射方向を同じ方向とすることができ、製造工程を簡略化することができる。
また、本実施形態の流路部材20では、第1層21と第2層22とは、略同じ平面上に設けられていることが好ましい。
このように第1層21と第2層22とを略同じ平面上に設けることで、第1流路部材30及び第2流路部材40と第3流路部材50とをレーザー溶着する際に、互いに当接する面同士を密着させることができ、レーザー溶着の接合精度を向上することができる。
また、本実施形態の流路部材20では、第1流路部材30は、第1層21とは反対側の第1面33を有し、第2流路部材40は、第1面33と対向する第2面44を有し、第1面33及び第2面44の少なくとも一方は、他方に向かって突出する凸部45を有することが好ましい。本実施形態では、第2面44に凸部45が設けられている。このように、第2面44に凸部45を設けることで、第1流路部材30と第2流路部材40とを積層した際に、凸部45を潰して、第1外面34と第2外面46との段差による高さばらつきを吸収することができ、第3流路部材50と第1流路部材30及び第2流路部材40との接合不良を抑制することができる。
また、本実施形態の流路部材20では、凸部45は、第1流路部材30と第2流路部材40との積層方向である+Z方向に見て、環状を有し、隙間である開口105aよりも内側で第1流路部材30と第2流路部材40との間を液密にシールするシール部であることが好ましい。このように、凸部45を環状に設けてシール部とすることで、流路部材20の流路内のインクが開口105aを介して外部に漏出するのを抑制することができる。
また、本実施形態の流路部材20では、第1流路部材30及び第2流路部材40は、可視光を透過させないことが好ましい。このように第1流路部材30及び第2流路部材40は、可視光を透過させないことで、流路内の液体が可視光によって反応するのを抑制することができる。したがって、流路内を流動するインクとして紫外線硬化型インクを用いることができる。
また、本実施形態の流路部材20では、第1流路部材30と第2流路部材40との積層方向である+Z方向に見て、第3流路部材50の面積は、第1流路部材30の面積及び第2流路部材40の面積よりも小さいことが好ましい。これによれば、第3流路部材50は、流路を構成しないため小型化することができる。また、第3流路部材50を小型化することで、コストを低減することができる。
本実施形態の液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置1は、上記記載の流路部材20と、流路部材20から供給された液体であるインクを噴射するノズル11と、流路部材20へ供給するインクを貯留する液体貯留部である液体容器3と、を備える。これによれば、流路部材20の内部で紫外線によって硬化されずに供給されたインクをノズル11から噴射させることができ、ノズル11の目詰まりなどの噴射不良を抑制することができる。
また、本実施形態のインクジェット式記録装置1では、ノズル11は、紫外線硬化型インクを対象物へ向けて噴射することが好ましい。これによれば、流路部材20の内部で紫外線によって硬化されずに供給されたインクをノズル11から噴射させることができ、ノズル11の目詰まりなどの噴射不良を抑制することができる。
また、本実施形態のインクジェット式記録装置1では、対象物である媒体Sへ紫外線を照射して、媒体Sに付着した紫外線硬化型インクを硬化させる照射部7を備えることが好ましい。このように照射部7を設けることによって、媒体S上の紫外線硬化型インクを照射部7からの紫外線の照射により短時間で硬化させることができる。また、照射部7からの紫外線が流路部材20に照射されたとしても、流路部材20の流路内の紫外線硬化型インクが硬化するのを抑制することができる。
また、本実施形態の液体噴射装置であるインクジェット式記録装置1の製造方法は、液体であるインクを噴射するノズル11と、流路部材20と、を備えるインクジェット式記録装置1の製造方法である。流路部材20は、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第1流路部材30を具備する。また、流路部材20は、第1流路部材30に積層されることで第1流路部材30との間にインクが流れる流路を画定し、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第2流路部材40を具備する。また、流路部材20は、レーザー光に対して透光性を有する第3流路部材50を具備する。そして、第3流路部材50で第1流路部材30と第2流路部材40との隙間である開口105aを塞ぐようにして、レーザー溶着によって第1流路部材30及び第2流路部材40に対して第3流路部材50を固定する。
このように、レーザー光を透過する第3流路部材50を介してレーザー溶着によって第1流路部材30、第2流路部材40及び第3流路部材50を固定することで、第1流路部材30及び第2流路部材40として、紫外線を透過させない材料を用いることができる。したがって、第1流路部材30、第2流路部材40及び第3流路部材50をレーザー溶着によって固定することで、例えば、第1流路部材30と第2流路部材40とを接着剤によって接着した接着構造に比べて、接着剤のインクとの相性によって接着剤の経年劣化によるインクのリークが生じるのを抑制することができる。また、本実施形態の構造であれば、流路部材20としてPP等の難接着材料を用いることができる。
また、第1流路部材30、第2流路部材40及び第3流路部材50をレーザー溶着によって固定することで、例えば、第1流路部材30と第2流路部材40とをアウトサート成形した第3流路部材で固定したアウトサート構造に比べて、金型の専用設計が不要となり、コストを低減することができると共に、小ロット生産を行うことができる。また、本実施形態の構造であれば、アウトサート構造に比べて、成形時の樹脂の硬化収縮が生じるのを抑制することができるため、フィルターFに撓みが生じるのを抑制して、有効面積の大きなフィルターFを採用することができる。また、本実施形態の構造であれば、成形時の樹脂の硬化収縮を抑制することができるため、フィルターFの撓みを抑制する補強用のボスを設けるために上流室101や下流室102のZ軸の高さを抑える必要がなく、フィルター室100に大きな容積を確保することができる。
そして、このように製造した流路部材20は、第1流路部材30及び第2流路部材40が紫外線を透過させない材料で形成されているため、流路部材20の流路内に紫外線硬化型インクを流動させたとしても、外部からの紫外線によって流路内を流れる紫外線硬化型インクの硬化を抑制することができる。
また、本実施形態のインクジェット式記録装置1の製造方法では、第1流路部材30は、第1流路部材30の外面の一部である第1外面34と、第1外面34とは反対側の第1面33と、を有する。また、第2流路部材40は、第1面33と対向する第2面44を有し、第1面33及び第2面44の少なくとも一方に設けられて他方に向かって突出する凸部45、又は、第1面33と第2面44との間に配置された可撓性部材、を有する。そして、透光性の治具70で第3流路部材50を荷重することで凸部45又は可撓性部材を撓ませた状態で、レーザー光を治具70及び第3流路部材50を介して第1流路部材30及び前記第2流路部材40へ照射することで溶着することが好ましい。これによれば、治具70の荷重によって第1外面34と第2外面46とを+Z方向に同じ位置にした状態でレーザー溶着することができ、レーザー溶着の接合精度を向上することができる。
(実施形態2)
図11は、本発明の実施形態2に係る流路部材の断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図11に示すように、本実施形態の流路部材20は、第1流路部材30と第2流路部材40と第3流路部材50と可撓性部材80とを具備する。
第2流路部材40には、第2面44に凸部45が設けられていない。つまり、第2面44は、XY平面に沿った平坦面となっている。そして、第1流路部材30の第1面33と第2流路部材40の第2面44との間には、可撓性部材80が配置されている。
可撓性部材80は、可撓性を有する材料であり、例えば、ゴムやエラストマー等からなる。可撓性部材80は、第1流路部材30と第2流路部材40との積層方向である+Z方向に見て環状を有する。また、可撓性部材80は、+Z方向に見て隙間105の開口105aよりも内側に配置されている。なお、可撓性部材80が+Z方向に見て隙間105の開口105aよりも内側に配置されているとは、可撓性部材80が+Z方向に見て開口105aに重なる位置に配置されているものも含む。つまり、可撓性部材80は、+Z方向に見て隙間105の開口105aと重なる位置を含み、開口105aよりも内側に配置されている。
このような可撓性部材80は、第1流路部材30及び第2流路部材40と第3流路部材50とが固定された状態では、第1面33と第2面44との間でZ軸に沿って互いに近接する方向に押圧されている。つまり、可撓性部材80は、第1面33によって+Z方向に押圧され、第2面44によって-Z方向に押圧されている。すなわち、第1流路部材30及び第2流路部材40と第3流路部材50とが固定されていない状態では、可撓性部材80のZ軸に沿った厚みは、第1流路部材30の第3凹部43内に挿入される部分の厚さd1と、第2流路部材40の第3凹部43の深さd2との差よりも大きい。これにより、上述した実施形態1と同様に、治具70で第3流路部材50を荷重することで、第1流路部材30を+Z方向に押圧して、可撓性部材80を可撓変形させて、第1流路部材30の第1外面34と第2流路部材40の第2外面46との+Z方向の高さを揃えて、平面度を上げて面一とすることができる。
また、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105の開口105aを挟んだ両側に、第1流路部材30と第3流路部材50とが溶融した第1層21と、第2流路部材40と第3流路部材50とが溶融した第2層22とがそれぞれ設けられている。この第1層21と第2層22とによって第1流路部材30と第2流路部材40と第3流路部材50とが互いに固定されている。
また、可撓性部材80は、第1面33と第2面44との間でZ軸に沿って互いに近接する方向に押圧されて可撓変形して保持されている。したがって可撓性部材80は、隙間105の開口105aよりも内側で第1流路部材30と第2流路部材40との間を液密にシールするシール部としても機能する。
つまり、可撓性部材80は、可撓変形することによって第1流路部材30の第1外面34と第2流路部材40の第2外面46の高さを合わせる機能と、第1流路部材30と第2流路部材40との間をシールするシール部としての機能と、の2つの機能を有するものである。
なお、可撓性部材80に+Z方向又は-Z方向に突出する凸形状を設けることで変形させやすくし、シール部としてのシール性能を向上させるようにしても構わない。
なお、このような流路部材20を有するインクジェット式記録装置1の製造方法、特に流路部材20の製造方法については、上述した実施形態1と同様であるため重複する説明は省略する。
以上説明したように、本実施形態の流路部材20は、第1流路部材30は、第1層21とは反対側の第1面33を有し、第2流路部材40は、第1面33と対向する第2面44を有し、第1面33と第2面44との間に配置された可撓性部材80を備える。このように可撓性部材80によっても、第3流路部材50がレーザー溶着される第1外面34と第2外面46との高さを揃えることができ、レーザー溶着による接合精度を向上することができる。
また、本実施形態の流路部材20では、可撓性部材80は、第1流路部材30と第2流路部材40との積層方向である+Z方向に見て、環状を有し、隙間である隙間105の開口105aよりも内側で第1流路部材30と第2流路部材40との間を液密にシールするシール部であることが好ましい。このように、可撓性部材80を環状に設けてシール部とすることで、流路部材20の流路内のインクが開口105aを介して外部に漏出するのを抑制することができる。
(実施形態3)
図12は、本発明の実施形態3に係る流路部材20のA-A′線に準じた断面図である。図13~図15は、本実施形態のインクジェット式記録装置1の製造方法を説明する流路部材20の断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図12に示すように、流路部材20は、第1流路部材30と第2流路部材40と第3流路部材50とを具備する。
第1流路部材30と第2流路部材40とは、上述した実施形態1と同様であるため重複する説明は省略する。
第3流路部材50は、フィルム状を有する基材53を有する。基材53は、レーザー溶着に使用するレーザー光に対して吸収性を有する材料であってもよい。また、第3流路部材50は、基材53の+Z方向側に熱溶着に用いる接合層54の一部が残留したものであってもよい。
このような第3流路部材50は、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105の開口105aに跨がって設けられている。さらに、隙間105の開口105aを挟んだ内側の第3流路部材50と第1流路部材30との間に第1層21が形成されている。また、隙間105の開口105aを挟んだ外側の第3流路部材50と第2流路部材40との間に第2層22が形成されている。この第3流路部材50は、第1流路部材30及び第2流路部材40と熱溶着によって接合されたものであり、第1層21と第2層22とは熱溶着によって形成されたものである。つまり、第1層21及び第2層22は、第3流路部材50の接合前の第3外面52側の一部と、第1流路部材30及び第2流路部材40の接合前の第1外面34及び第2外面46側の一部とが溶融して混ざり合うことで形成されている。
このような第3流路部材50は、図13に示すように第1流路部材30及び第2流路部材40との接合前では、フィルム状の基材53と接合層54とが+Z方向にこの順に積層されたものである。基材53は、接合層54に比べて溶融温度が高く、詳しくは後述するヒートツール90で溶融し難い材料であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂を用いることができる。接合層54は、基材53に比べて溶融温度が低く、ヒートツール90によって溶融し易い材料であり、例えば、ポリプロピレン(PP)樹脂を用いることができる。
ここでインクジェット式記録装置1の製造方法、特に、流路部材20の製造方法について説明する。
まず、上述した実施形態1の図6及び図7と同じ工程を行った後、図13に示すように、第3流路部材50を第1外面34及び第2外面46の上に載置する。
次に、図14に示すように、ヒートツール90によって第3流路部材50を+Z方向に押圧する。つまり、ヒートツール90で第3流路部材50を荷重する。このようにヒートツール90で第3流路部材50を荷重することで、第1流路部材30が+Z方向に移動し、凸部45の先端が潰れて第1外面34と第2外面46とが+Z方向に同じ位置、つまり面一となる。
次に、図15に示すように、第1外面34と第2外面46とが面一となった状態で、ヒートツール90で第3流路部材50の基材53側を加熱することで、第3流路部材50の接合層54と第1流路部材30の第1外面34及び第2流路部材40の第2外面46とを溶融させる。これにより、第1流路部材30と第3流路部材50との間に第1層21を形成すると共に、第2流路部材40と第3流路部材50との間に第2層22を形成して、第1流路部材30、第2流路部材40及び第3流路部材50を固定する。
このような構成であっても、第1流路部材30及び第2流路部材40として、紫外線を透過させない材料を用いることができるため、インクとして紫外線硬化型インクを用いることができる。
(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
上述した各実施形態では、凸部45又は可撓性部材80で、流路部材20の内部の流路をシールするようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、凸部45及び可撓性部材80とは別に、第1流路部材30と第2流路部材40との「積層方向」である+Z方向に見て、隙間105の開口105aよりも内側で第1流路部材30と第2流路部材40とをシールするシール部を備えるものであってもよい。ここで流路部材20の変形例を図16に示す。
図16に示すように、隙間105には、ゴムやエラストマーで形成されたシール部110が設けられている。すなわち、第1流路部材30の外周面30aと第3凹部43の側面43aとの間に所定の圧力で挟持されたシール部110が設けられている。このようなシール部110は、隙間105に亘って、すなわち、フィルター室100の外周に亘って連続した環状に設けられている。ここで、シール部110が、開口105aよりも内側に設けられているとは、シール部110が、開口105aよりも流路であるフィルター室100側である内側に配置されていることを言う。したがって、シール部110が隙間105内に設けられている構成も、シール部110が隙間105とは別の位置に配置されている構成も含むものである。このため、図16に示すように、シール部110が隙間105の開口105aと+Z方向に見て重なる位置に設けられていることも含む。このように開口105aよりも内側にシール部110を設けることで、フィルター室100のインクが開口105aを介して外部に漏出するのを抑制することができる。また、シール部110によって紫外線が流路内のインクに照射されるのを抑制することができ、流路内の紫外線硬化型インクが硬化するのを抑制することができる。もちろん、上述のように凸部45及び可撓性部材80がシール部として機能すれば、さらにシール部110を設けることで2重にシールすることができ、フィルター室100のインクが外部に漏出するのをさらに抑制することができると共に紫外線や可視光が流路内のインクに照射されるのを抑制することができる。
また、流路部材20は、上述した各実施形態の構成に限定されるものではない。ここで、流路部材20の変形例を図17~図22に示す。なお、図17、図18、図20~図22は、流路部材20の変形例を説明する断面図であり、図3のA-A′線に準じた断面図である。図19は、図18の平面図である。また、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図17に示すように、第1流路部材30は、第2流路部材40の第3凹部43内に挿入されている。そして、第1流路部材30の外周面30aに凸部45が設けられており、凸部45は、第2流路部材40の第3凹部43の側面43aに接することで、シール部として機能している。また、第1流路部材30の外周面30aと第2流路部材40の第3凹部43の側面43aとの間に隙間105が設けられており、この隙間105の-Z方向側の開口105aを塞ぐようにして第1流路部材30及び第2流路部材40に第3流路部材50が固定されている。
第3流路部材50と第1流路部材30及び第2流路部材40とが溶融された第1層21及び第2層22は、開口105aを挟んで隣り合うようにして設けられ、第1層21と第2層22とは略同じ平面上に設けられている。このような構成であっても凸部45は、+Z方向に見て開口105aに重なる位置を含み、開口105aよりも内側に配置されており、シール部として機能させることができる。
図18及び図19に示すように、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105は、Z軸に沿った方向とXY平面に沿った方向とに亘って連続して設けられている。そして、隙間105の外面側の開口105aは、第1流路部材30と第2流路部材40との積層方向である+Z方向に沿った外周面側に配置されている。このため、第3流路部材50は、第1流路部材30と第2流路部材40との+Z方向に沿った外周である側面に固定されている。つまり、第3流路部材50は、+Z方向に見て、第1流路部材30と第2流路部材40との外側に配置されている。なお、第1流路部材30及び第2流路部材40は、+Z方向に見て円形状を有する。また、第3流路部材50は、第1流路部材30及び第2流路部材40の外周に沿った形状、つまり、+Z方向に見て円環形状を有する。もちろん、第1流路部材30及び第2流路部材40は、+Z方向に見て、矩形状、多角形状、楕円形状等であってもよく、第3流路部材50は、+Z方向に見た内周が第1流路部材30及び第2流路部材40と同じ形状を有していれば、その外周の形状は、内周の形状と同じであってもよく、異なる形状であってもよい。
このような第3流路部材50と第1流路部材30及び第2流路部材40とは、溶融された第1層21及び第2層22によって固定されている。第1層21及び第2層22は、隙間105の開口105aを挟んで+Z方向に隣り合うようにして設けられ、第1層21と第2層22とは、略同じ平面上、つまり+Z方向に見て重なる位置に同じ面方向となるように設けられている。
また、凸部45は、隙間105の開口105aよりも内側に配置されており、シール部として機能する。
また、図19に示すように、第3流路部材50は、隙間105の開口105aの全周に亘って、すなわち、第1流路部材30と第2流路部材40の外周の全周を覆うように連続して設けられている。このように、第3流路部材50が第1流路部材30及び第2流路部材40の全周を覆うようにすることで、第3流路部材50を第1流路部材30及び第2流路部材40を内側へ締め付けて荷重をかけて、第3流路部材50と第1流路部材30及び第2流路部材40とを密着させることができる。したがって、図18及び図19に示す流路部材20であれば、ガラスの治具を用いることなく、第3流路部材50の締め付けで荷重を行いながらレーザー溶着を行うこともできる。
図20に示すように、第1層21と第2層22とが、隙間105の開口105aを挟んで+Z方向に隣り合うように配置されており、第1層21と第2層とは、+Z方向に見て重ならない位置に主面が同じ面方向となるように配置されていてもよい。このような場合には、第1流路部材30及び第2流路部材40と第3流路部材50との隙間を小さくするために、第3流路部材50の厚みを、第1外面34に対向する部分(換言すれば第1層21が形成される部分)と、第2外面46に対向する部分(換言すれば第2層22が形成される部分)とで変えればよい。
図21に示すように、第1層21は、+Z方向に見て隙間105の開口105aに接するように配置されている。第2層22は、+Z方向に見て隙間105の開口105aから外側に若干離れた位置に配置されている。このような構成であっても、第1層21と第2層22とが、隙間105の開口105aを挟んでXY平面において隣り合うように配置されているという。つまり、第1層21と第2層22とが隙間105の開口105aを挟んで隣り合うように配置されているとは、一方向から見て開口105aに接しないように配置されているものも含む。また、第1層21は、XY平面に沿って配置され、第2層22は、+Z方向に沿って配置されている。つまり、「第3流路部材50は、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105の-Z方向側の開口105aを塞ぐ」とは、第3流路部材50が、第1流路部材30と第2流路部材40と第3流路部材50とで画定されるとともに開口105aが開口する空間を介して開口105aを塞ぐことも含む。
また、図20及び図21に示す流路部材20であっても、第3流路部材50は、図19に示す構成と同様に、第1流路部材30と第2流路部材40の外周の全周を覆うように連続して設けられている。このため、図20及び図21の流路部材20の製造時においても、第3流路部材50の締め付けで荷重をかけて、第3流路部材50と第1流路部材30及び第2流路部材40とを密着させることができるため、ガラスの治具を用いることなく、第3流路部材50の締め付けで荷重を行いながらレーザー溶着を行うこともできる。
図22に示すように、第1流路部材30と第2流路部材40との隙間105の開口105aは、+Z方向に開口して設けられている。また、第1層21及び第2層22は、開口105aを挟んで隣り合うように配置されている。この第1層21は、XY平面に沿って配置され、第2層は、+Z方向に沿って配置されている。
これら図17~図22に示す構成であっても、上述した各実施形態と同様の効果を奏する。
また、上述した各実施形態では、記録ヘッド10と流路部材20とで構成されたヘッドユニット2を例示したが、特にこれに限定されず、記録ヘッド10に流路部材20が含まれるものであってもよい。すなわち、上述した各実施形態におけるヘッドユニット2が「液体噴射ヘッド」に相当するものであってもよい。
また、上述した各実施形態の流路部材20では、流入路103及び流出路104をそれぞれ1つずつ設けた構成を例示したが、特にこれに限定されず、流入路103及び流出路104はそれぞれ2以上の複数個以上設けられていてもよく、流入路103及び流出路104の数は異なる数であってもよい。
また、上述した各実施形態では、流入路103及び流出路104が、Z軸に沿って設けられたものを例示したが、特にこれに限定されず、流入路103及び流出路104は、Z軸に交差する方向に延設されていてもよい。
また、上述した実施形態1の凸部45と実施形態2の可撓性部材80とを組み合わせるようにしてもよい。凸部45と可撓性部材80とは+Z方向に見て重なる位置に設けるようにしてもよく、重ならない位置に設けるようにしてもよい。凸部45と可撓性部材80とを+Z方向に見て重ならない位置に設けることで、2重にシールすることができ、インクの漏出をさらに抑制することができる。
また、上述した各実施形態では、流路部材20内にフィルターFを設けた構成を例示したが、流路内にフィルターFが設けられていなくてもよい。
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッドに用いることができる。また、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。
また、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置1を挙げて説明したが、上述した他の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置にも用いることが可能である。
また、本発明は、広く流路部材全般を対象としたものであり、液体噴射装置や液体噴射ヘッド以外のデバイスにも用いることが可能である。
1…インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、2…ヘッドユニット、3…液体容器、4…搬送機構、4a…搬送ローラー、5…制御ユニット、6…移動機構、6a…搬送体、6b…搬送ベルト、7…照射部、8…照射部移動機構、8a…照射部搬送体、8b…照射部搬送ベルト、9…ポンプ、10…インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、11…ノズル、12…ノズル面、20…流路部材、21…第1層、22…第2層、30…第1流路部材、30a…外周面、31…第1凹部、32…第1接続部、33…第1面、34…第1外面、40…第2流路部材、41…第2凹部、42…第2接続部、43…第3凹部、43a…側面、44…第2面、45…凸部、46…第2外面、50…第3流路部材、51…貫通孔、52…第3外面、53…基材、54…接合層、60…第1供給路、61…第1供給管、62…第2供給路、63…第2供給管、70…治具、71…レーザー光、80…可撓性部材、90…ヒートツール、100…フィルター室(流路)、101…上流室、102…下流室、103…流入路、104…流出路、105…隙間、105a…開口、110…シール部、F…フィルター、S…媒体

Claims (17)

  1. 紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第1流路部材と、
    前記第1流路部材に積層されることで前記第1流路部材との間に液体が流れる流路を画定し、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第2流路部材と、
    前記第1流路部材と前記第2流路部材との隙間を塞ぐようにして、前記第1流路部材及び前記第2流路部材に対して固定されると共に、レーザー光に対して透光性を有する第3流路部材と、
    を備えることを特徴とする流路部材。
  2. 前記第1流路部材と前記第3流路部材とが溶融された第1層と、
    前記第2流路部材と前記第3流路部材とが溶融された第2層と、
    を有し、
    前記第1層と前記第2層とは、前記隙間の開口を挟んで隣り合うようにして設けられ、前記第1層と前記第2層とは、同じ面方向に沿って設けられている
    ことを特徴とする請求項1に記載の流路部材。
  3. 前記第1層と前記第2層とは、略同じ平面上に設けられている
    ことを特徴とする請求項2に記載の流路部材。
  4. 前記第1流路部材は、前記第1層とは反対側の第1面を有し、
    前記第2流路部材は、前記第1面と対向する第2面を有し、
    前記第1面及び前記第2面の少なくとも一方は、他方に向かって突出する凸部を有する
    ことを特徴とする請求項3に記載の流路部材。
  5. 前記第1流路部材は、前記第1層とは反対側の第1面を有し、
    前記第2流路部材は、前記第1面と対向する第2面を有し、
    前記第1面と前記第2面との間に配置された可撓性部材を備える
    ことを特徴とする請求項3に記載の流路部材。
  6. 前記凸部は、前記第1流路部材と前記第2流路部材との積層方向に見て、環状を有し、前記隙間の前記開口よりも内側で前記第1流路部材と前記第2流路部材との間を液密にシールするシール部である
    ことを特徴とする請求項4に記載の流路部材。
  7. 前記可撓性部材は、前記第1流路部材と前記第2流路部材との積層方向に見て、環状を有し、前記隙間の前記開口よりも内側で前記第1流路部材と前記第2流路部材との間を液密にシールするシール部である
    ことを特徴とする請求項5に記載の流路部材。
  8. 前記第1流路部材と前記第2流路部材との積層方向に見て、前記隙間の開口よりも内側で前記第1流路部材と前記第2流路部材との間を液密にシールするシール部を備える
    ことを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の流路部材。
  9. 前記第1流路部材及び前記第2流路部材は、可視光を透過させない
    ことを特徴とする請求項1~8の何れか一項に記載の流路部材。
  10. 前記第1流路部材と前記第2流路部材との積層方向に見て、前記第3流路部材の面積は、前記第1流路部材の面積及び前記第2流路部材の面積よりも小さい
    ことを特徴とする請求項1~9の何れか一項に記載の流路部材。
  11. 請求項1~10の何れか一項に記載の流路部材と、
    前記流路部材から供給された液体を噴射するノズルと、
    を備える
    ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
  12. 請求項11に記載の液体噴射ヘッドと、
    前記流路部材へ供給する液体を貯留する液体貯留部と、
    を備える
    ことを特徴とする液体噴射装置。
  13. 請求項1~10の何れか一項に記載の流路部材と、
    前記流路部材から供給された液体を噴射するノズルと、
    前記流路部材へ供給する液体を貯留する液体貯留部と、
    を備える
    ことを特徴とする液体噴射装置。
  14. 前記ノズルは、紫外線硬化型インクを対象物へ向けて噴射する
    ことを特徴とする請求項12又は13に記載の液体噴射装置。
  15. 前記対象物へ紫外線を照射して、前記対象物に付着した前記紫外線硬化型インクを硬化させる照射部を備える
    ことを特徴とする請求項14に記載の液体噴射装置。
  16. 液体を噴射するノズルと、
    紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第1流路部材と、前記第1流路部材に積層されることで前記第1流路部材との間に液体が流れる流路を画定し、紫外線を透過させないでレーザー光に対して光吸収性を有する第2流路部材と、レーザー光に対して透光性を有する第3流路部材と、を有する流路部材と、を備える液体噴射装置の製造方法であって、
    前記第3流路部材で前記第1流路部材と前記第2流路部材との隙間を塞ぐようにして、レーザー溶着によって前記第1流路部材及び前記第2流路部材に対して前記第3流路部材を固定する
    ことを特徴とする液体噴射装置の製造方法。
  17. 前記第1流路部材は、当該第1流路部材の外面の一部である第1外面と、前記第1外面とは反対側の第1面と、を有し、
    前記第2流路部材は、前記第1面と対向する第2面を有し、
    前記第1面及び前記第2面の少なくとも一方に設けられて他方に向かって突出する凸部、又は、前記第1面と前記第2面との間に配置された可撓性部材、を有し、
    透光性の治具で前記第3流路部材を荷重することで前記凸部又は前記可撓性部材を撓ませた状態で、前記レーザー光を前記治具及び前記第3流路部材を介して前記第1流路部材及び前記第2流路部材へ照射することで溶着する
    ことを特徴とする請求項16に記載の液体噴射装置の製造方法。
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