JP4761516B2

JP4761516B2 - インクジェット記録ヘッドの製造方法及び樹脂部材の接合方法

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Publication number: JP4761516B2
Application number: JP2005171182A
Authority: JP
Inventors: 攻森田
Original assignee: Canon Inc
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Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: JP2006341557A

Description

本発明は、インクなどの液体を吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドとその製造方法、インクジェット記録ヘッドを具有するインクジェット記録装置、およびプラスチック部材の接合方法に関するものである。

プラスチック部材同士を接合する際に、レーザー光を用いる従来の手法が特許文献１に開示されている。この手法では、プラスチック部材とプラスチック部材を重ね合わせて両者を接合するにあたり、両プラスチック部材のうち、一方をレーザー光に対して透過性を有するものとし、他方をレーザー光に対して吸収性を有するものとする。そして、両プラスチック部材を重ね合わせた後に、レーザー光に対して透過性を有するプラスチック部材側の方向からレーザー光を照射する。照射されたレーザー光は、レーザー光に対して透過性を有するプラスチック部材を透過して、レーザー光に対して吸収性を有するプラスチック部材に吸収され、それによって、このプラスチック部材が最初に溶解する。次に、この溶解に伴う熱が、レーザー光を透過するプラスチック部材の表面に伝達され、その結果、このプラスチック部材も溶解する。このようにして、レーザー光を吸収するプラスチック部材とレーザー光を透過するプラスチック部材が接触部で溶け合い、互いに絡み合って両者が接合される。

このような接合手法は、インクジェット記録ヘッドにおいてインク流路を形成する部材の組立に利用されている。この手法は、低コストかつ短時間で確実に気密性のあるインク流路を形成する手段として合理的な手法である。
特公昭６２−４９８５０号公報

しかしながら、上述の従来の接合方法では、レーザー光を透過させる部材に、傾斜面や厚肉部を設けたり、レーザー光を遮蔽する部材を接合し、または埋め込んだりする必要がある場合、困難を生じる。すなわち、レーザー光を透過させる部材に傾斜面がある場合、その傾斜面にレーザー光を入射させると、レーザー光が反射または屈折されてしまうため、傾斜面の直下にレーザー光を到達させることができず、その部分おいて溶着接合を行うことができない。厚肉部がある場合には、レーザー光を透過させる部材のレーザー光透過率と厚さによっては、厚肉部の真下に位置する接合面に到達するレーザー光が大きく減衰されてしまい、良好な溶着接合ができない場合がある。レーザー光を遮蔽する部材が配置されている場合にも、やはり、その真下には、溶着接合面を配置することができない。このように、従来技術では、構成に制約が生じてしまう。

特に、インクジェット記録ヘッドにおいて、インク流路を形成する部材の組立に溶着接合を利用する場合、インク流路の全周にわたる接合面の全領域で良好な接合をしなければ、インクシール性が損なわれてしまうことになる。このため、場合によっては、比較的大きく、複雑に延びる領域にわたって良好な接合を行う必要があり、その溶着接合領域上に傾斜面、厚肉部、レーザー光遮蔽部材などを配置できないというのは、不便である。

本発明の目的は、上述のような従来技術における困難を解消して、レーザー光を一方の部材を透過させて照射して２つの部材を溶着させるプラスチック部材の接合方法において、レーザー光を透過させる部材に傾斜面や厚肉部があり、あるいはレーザー光を遮る部材を配置する必要がある平面領域においても、良好な溶着を可能とし、インクジェット記録ヘッドにおけるインク流路のインクシール性を容易に確保可能とすることにある。

上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材から形成された第１の部材と、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材から形成された第２の部材と、を接触させる工程と、前記第１の部材と前記第２の部材とが接触した接触面に、前記第２の部材を介してレーザー光を照射し、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合することで、インクを流すインク流路を形成する工程と、を有し、前記形成する工程において、前記第２の部材の、レーザー光を照射する方向に関して前記接触面と重ならない位置に設けられ、前記レーザー光を照射する方向に対して傾斜した傾斜面を介して、前記接触面のうちの、前記第２の部材に設けられ、レーザー光を遮り、または減衰させ、または進行方向を変化させるレーザー光障害部と、前記レーザー光を照射する方向に関して重なる部分に、レーザー光を照射することで、前記レーザー光障害部を介してレーザー光を照射する場合よりも、前記部分に照射されるレーザー光の量を多くすることを特徴とする。

本発明によれば、レーザー光を一方の部材を透過させて照射して２つの部材を溶着させる際、レーザー光を透過させる部材に、レーザー光の進行の障害となる部分があったとしても、その部分に重なる接合面部分に対してもレーザー光を到達させ良好な溶着接合を行うことができる。それによって、レーザー光を用いた簡単かつ低コストな方法で、インク流路を形成する２つの部材を、インクシール性を確保して接合した構造部を有するインクジェット記録ヘッドを提供できる。

以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。

（実施例１）
まず、はじめに、本発明を適用可能な一例のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置について、図６の斜視図を参照して説明する。

このインクジェット記録装置には、互いに平行なリードスクリュー１０４とガイド軸１０５が筐体に備えられている。このリードスクリュー１０４とガイド軸１０５によって、これらに平行な方向に移動可能にキャリッジ１０１が取り付けられている。キャリッジ１０１は、キャリッジモーター（不図示）によってリードスクリュー１０４が回転させられることで平行移動させられる。キャリッジ１０１には、後述する記録ヘッドＨ１００１（図７など参照）を備えた記録ヘッドカートリッジＨ１０００が着脱可能に搭載されている。

また、このインクジェット記録装置には、被記録媒体としての記録用紙１０６を記録ヘッドＨ１００１による記録領域に向けて搬送する給紙ローラ１０７と、記録ヘッドＨ１００１により記録が行われた記録用紙１０６を排出する排紙ローラ１０８とが備えられている。給紙ローラ１０７および排紙ローラ１０８は、不図示のモーターにより回転駆動される。記録領域の近傍、すなわち記録ヘッドＨ１００１のインク吐出面の移動軌跡面の近傍には、紙押さえ板１０９が備えられている。

記録動作においては、記録ヘッドＨ１００１から吐出されるインクが、記録ヘッドＨ１００１の吐出口面と対向する位置に搬送された記録用紙１０６に付着することによって、記録用紙１０６の表面に記録画像が形成される。この際、記録用紙１０６の適切な位置にインクが付着するように、記録用紙１０６は紙押さえ板１０９によって記録領域において吐出口面に対して平行に保持される。インクジェットヘッド１０２による記録用紙１０６への記録画像の形成と呼応して、給紙ローラ１０７および排紙ローラ１０８による記録用紙１０６の搬送が行われ、それによって、記録用紙１０６の搬送方向に記録画像が順次形成される。記録が完了した記録用紙１０６は排紙ローラ１０８によって記録装置の外部に排出される。

このインクジェット記録装置に装着される、図７から図１３に示す記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、本発明の成立段階において成された数々の新規の技術が適用された構成となっているので、この構成について以下に説明する。

（１）記録ヘッドの説明
記録ヘッドＨ１００１は、図７及び図８の斜視図でわかるように、着脱可能な６つのインクタンクＨ１９００と共に記録ヘッドカートリッジＨ１０００を構成する一構成要素である。各インクタンクＨ１９００は、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクをそれぞれ収容している。この記録ヘッドＨ１００１は、より詳細に以下に説明するように、電気信号に応じてインク中に膜沸騰を発生させるための熱エネルギーを生成する電気熱変換素子Ｈ１１０３（図１１）を用いて記録を行う、いわゆるバブルジェット方式（商標）を採用したものである。その中でも特に、この記録ヘッドＨ１００１は、電気熱変換素子Ｈ１１０３の形成面に対して垂直な方向にインクを吐出する、いわゆるサイドシュータ型の構成を有している。

図９の分解斜視図に示すように、記録ヘッドＨ１００１は、記録素子ユニットＨ１００２とタンクホルダーユニットＨ１５５０から構成されている。さらに、図１０の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００２は、記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００、および第２のプレートＨ１４００によって構成されており、また、タンクホルダーユニットＨ１００３は、タンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００、およびシールゴムＨ１８００によって構成されている。

（１−１）記録素子ユニット
図１１は、記録素子ユニットＨ１００２の構成要素である記録素子基板Ｈ１１００の、構成を説明するために一部を破断して示す斜視図である。記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１１０１を有し、薄膜形成技術を利用して作製されている。

Ｓｉ基板Ｈ１１０１には、上述の６色の各インク用のインク流路を構成する、長溝状の貫通口からなる６列のインク供給口Ｈ１１０２が形成されている。インク供給口Ｈ１１０２は、Ｓｉ基板Ｈ１１０１の結晶方位を利用して、異方性エッチングによって形成することができる。例えば、Ｓｉ基板Ｈ１１０１がウエハー面に＜１００＞、厚さ方向に＜１１１＞の結晶方位を持つ場合、アルカリ系（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒトラジン等）の異方性エッチングにより、約５４．７度の角度でエッチングが進行し、所望の深さまでエッチングすることによって所望のインク供給口Ｈ１１０２を形成することができる。

各インク供給口Ｈ１１０２の両側には、電気熱変換素子Ｈ１１０３がそれぞれ１列ずつ、全体として千鳥状に、すなわち各列の吐出口が、その配列方向に直交する方向に見て互いに並ばないようにずれて配列されている。これらの電気熱変換素子Ｈ１１０３、およびこれらに電力を供給するためのＡｌ等からなる電気配線は成膜技術により形成されている。各電気配線の一端は、外部との電気接続用の電極部Ｈ１１０４に接続されている。電極部Ｈ１１０４の各電気接点部には、Ａｕ等のバンプＨ１１０５が設けられている。

さらに、Ｓｉ基板Ｈ１１０１上には、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁Ｈ１１０６と、各電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向する吐出口Ｈ１１００Ｔが形成された板状部とを有する部材が、例えばフォトリソグラフィ技術を利用して形成されている。このようにして、６色のインクに対応した６列の吐出口列Ｈ１１０８が形成されている。

このように構成された記録素子基板Ｈ１１００は、インク供給口Ｈ１１０２から供給されたインク中に電気熱変換素子Ｈ１１０３により気泡を発生させて、各吐出口Ｈ１１００Ｔから選択的にインクを吐出する機能を有する。

図１０に示すように、記録素子基板Ｈ１１００を支持する第１のプレートＨ１２００は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）材料から形成されている。第１のプレートＨ１２００の素材は、アルミナに限られることはなく、例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちのいずれかであってもよく、記録素子基板Ｈ１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板Ｈ１１００の材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料とするのが好ましい。

第１のプレートＨ１２００には、記録素子基板Ｈ１１００に６色の各インクを供給するための６つのインク供給口Ｈ１２０１が形成されている。記録素子基板Ｈ１１００は、その６つのインク供給口Ｈ１１０２が第１のプレートＨ１２００の６つのインク供給口Ｈ１２０１にそれぞれ対応するように、第１のプレートＨ１２００に対して位置精度良く接着固定されている。この接着に用いられる第１の接着剤は、第１のプレートＨ１２００上の、記録素子基板の接合面の形状にほぼ対応した領域に、しかも、隣り合うインク供給口Ｈ１２０１間にエアーパスが生じないように塗布される。第１の接着剤は、例えば、粘度が低く、接合面に形成される接着層が薄く、かつ、接合後、比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。このような第１の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤とすることができ、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。

第２のプレートＨ１４００は、記録素子基板Ｈ１１００の外形寸法よりも大きな開口部を有する形状となっており、第１のプレートＨ１２００上の、接着固定された記録素子基板Ｈ１１００の周囲に第２の接着剤により接着されている。それによって、第２のプレートＨ１４００は、記録素子基板Ｈ１１００の電極部Ｈ１１０４とほぼ同一面上に位置する、電気配線基板Ｈ１３００の支持面を形成している。

第２のプレートＨ１４００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）材料で形成されている。なお、第２のプレートＨ１４００の素材は、アルミナに限られることないが、記録素子基板Ｈ１１００及び第１のプレートＨ１２００と同等の線膨張率を有し、かつ、それらの熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料とするのが好ましい。第２の接着剤としては、粘度が低く、接合面に形成される接着層が薄く、かつ、耐インク性のあるものが好ましい。

電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００に対して、インクを吐出するための電気信号などを印可するための接続配線を形成するものである。電気配線基板Ｈ１３００としては、例えば、配線が二層構造のフレキシブル配線基板が使用され、表層はレジストフィルムで覆われている。

電気配線基板Ｈ１３００は、一端部側に形成された開口部Ｈ１３０２が記録素子基板Ｈ１１００に対応するように、裏面を第２のプレートＨ１４００上に接着固定され、同時に、第１のプレートＨ１２００及び第２のプレートＨ１４００の一側面に沿って折り曲げられてこれらの側面に接着固定されている。この接着固定に用いられる第３の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ１０〜１００μｍの熱硬化接着膜である。折り曲げられた電気配線基板Ｈ１３００は、ホルダーユニットＨ１００３の形状に合わせて、さらに、フォーミングされる。

電気配線基板Ｈ１３００の他端部側には、記録装置本体側に接続される外部信号入力端子Ｈ１３０１が形成されている。外部信号入力端子部の裏面側には、補強板（不図示）が接着され、外部信号入力端子Ｈ部の平面性が確保されている。この補強板の素材としては、例えば０．５〜２ｍｍのガラスエポキシ基材、アルミ等の耐熱性のある材料が使用される。

電気配線基板Ｈ１３００の開口部Ｈ１３０２には、記録素子基板Ｈ１１００の電極部Ｈ１１０４に対応する電極端子（不図示）が形成されており、これらの電気接続は、第２のプレートＨ１４００が配置されていることによって、ほぼ平面内で行うことができるようになっている。電気配線基板Ｈ１３００と記録素子基板Ｈ１１００とは、例えば、記録素子基板Ｈ１１００の電極部Ｈ１１０４と電気配線基板Ｈ１３００の電極端子間に熱硬化接着樹脂を塗布後、電極部Ｈ１１０４と電極端子をヒートツールにて一括して加熱加圧して、熱硬化接着樹脂を硬化させることによって電気接続することができる。この際、熱硬化接着樹脂としては、導電粒子を含んだ異方性導電接着剤を用いてもよい。例えば、単粒子径が２〜６μｍのニッケルの導電粒子とエポキシ樹脂を主成分とする接着剤を介して電極部Ｈ１１０４と電気配線基板Ｈ１３００の、金メッキされた電極端子部を、温度１７０〜２５０℃で加熱圧着することによって、異方性導電接着膜を介した良好な電気接続が可能である。

記録素子基板Ｈ１１００と電気配線基板Ｈ１３００の電気接続部分は、封止剤により封止され、インクによる腐食や外的衝撃から保護されている。この封止剤としては、主に記録素子基板Ｈ１１００の外周部分を封止する第１の封止剤と、電気配線基板Ｈ１３００の開口部Ｈ１３０２のエッジを封止する第２の封止剤を用いることができる。

（１−２）タンクホルダーユニット
タンクホルダーユニットＨ１５５０を構成するタンクホルダーＨ１５００は、例えば、樹脂成形により形成される。タンクホルダーＨ１５００は、インクタンクＨ１９００を着脱自在に保持するものである。詳細には示さないが、このために、タンクホルダーＨ１５００は、インクタンクＨ１９００のタンク位置決めピンや係合用の爪がそれぞれ係合する穴を有しており、また、インク残量検知に使用するプリズムのための開口部も有している。また、記録ヘッドカートリッジＨ１０００を、インクジェット記録装置本体のキャリッジ１０１の装着位置に案内するための装着ガイド、ヘッドセットレバーによりキャリッジ１０１に装着固定するための係合部、及びキャリッジ１０１の所定の装着位置に位置決めするための突き当て部もタンクホルダーＨ１５００に備えることができる。

タンクホルダーＨ１５００の背面には、記録素子ユニットＨ１００２の外部信号入力端子Ｈ１３０１の部分を位置決め固定するための端子固定部Ｈ１５１２が設けられている。端子固定部Ｈ１５１２及びその周囲には複数のリブが設けられ、端子固定部Ｈ１５１２を有する面の剛性が高められている。各インクタンクＨ１９００が装着される部分の間には、各色の混色を防止する色間リブＨ１５１４（図８）が設けられている。また、タンクホルダーＨ１５００の、対向する側面には、手掛かり部Ｈ１５１３が設けられ、記録ヘッドＨ１００１のハンドリング性を向上させている。

また、図１３に示すように、タンクホルダーＨ１５００には、各インクタンクＨ１９００のインク供給口Ｈ１９０７に接続されるジョイント部Ｈ１５１７が設けられている。ジョイント部Ｈ１５１７には、記録素子基板Ｈ１１００側へのゴミなどの異物の進入を防ぐためのフィルターＨ１７００が熱溶着により接合されており、さらに、ジョイント部Ｈ１５１７からのインクの蒸発を防止するために、シールゴムＨ１８００が装着されている。

タンクホルダーユニットＨ１５５０は、このタンクホルダーＨ１５００に流路形成部材Ｈ１６００が、後述する手法で接合されて構成されている。図１３などに示すように、タンクホルダーＨ１５００および流路形成部材Ｈ１６００内にはそれぞれインク流路Ｈ１５０１，Ｈ１６０６が形成されており、両部材を接合することによって、インクタンクＨ１９００から記録素子ユニットＨ１００２にインクを導くための連続したインク流路が形成されている。

（１−３）記録ヘッドユニットとタンクホルダーユニットの結合
図９の矢印で示すように、記録ヘッドＨ１００１は、記録ヘッドユニットＨ１００２をタンクホルダーユニットＨ１００３に結合することにより完成する。この結合においては、インク供給口部分に第４の接着剤が塗布され、記録素子ユニットＨ１００２のインク供給口（第１のプレートＨ１２００のインク供給口Ｈ１２０１）とタンクホルダーユニットＨ１００３のインク供給口（流路形成部材Ｈ１６００のインク供給口Ｈ１６０５）が連通するように、第１のプレートＨ１２００と流路形成部材Ｈ１６００が接着固定される。また、インク供給口部分以外にも記録素子ユニットＨ１００２とタンクホルダーユニットＨ１００３の接する数ヶ所の部分が、第５の接着剤で接着固定される。

第４、第５の接着剤は、耐インク性があり、かつ、常温で硬化し、かつ、異種材料間の線膨張差に耐えられる柔軟性のある接着剤とするのが望ましく、例えば、吸湿硬化型のシリコーン接着剤を使用することができる。第４の接着剤と第５の接着剤は、同一の接着剤であってもよい。また、記録素子ユニットＨ１００２をタンクホルダーユニットＨ１００３に第４，第５の接着剤で接着する際には、同時に、両者を短時間で固定可能な第６の接着剤を用いるのが望ましい。第６の接着剤は、例えば、紫外線硬化接着剤を使用することができるが、他の接着剤でも構わない。

詳細には示さないが、記録素子ユニットＨ１００２の外部信号入力端子部分はタンクホルダーＨ１５００の端子固定部Ｈ１５１２に、端子位置決めピン（２ヶ所）と端子位置決め穴（２ヶ所）により位置決めされ、固定されている。固定は、例えば、タンクホルダーＨ１５００に設けられた端子結合ピンと、電気配線基板Ｈ１３００の外部信号入力端子Ｈ１３０１周辺に設けられた端子結合穴を嵌め合わせ、端子結合ピンを熱溶着することにより行うことができるが、その他の固定手段を用いてもよい。

（２）記録ヘッドカートリッジの説明
記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、図１２の矢印で示すように、記録ヘッドＨ１００１に、６つのインクタンクＨ１９００を装着することによって構成されている。これらのインクタンクＨ１９００は、それぞれ独立して記録ヘッドＨ１００１に対して着脱自在である。したがって、各インクタンクＨ１９００を別々に交換可能であり、それによって、インクジェット記録装置における印刷のランニングコストが低減される。各インクタンクＨ１９００が装着されると、前述のように、インクタンクＨ１９００のインク供給口Ｈ１９０７と記録ヘッドＨ１００１のジョイント部Ｈ１５１７が接続され、各インクタンクＨ１９０１内の各色のインクが記録ヘッドＨ１００１に供給される。

記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、前述のように、インクジェット記録装置本体に設けられたキャリッジ１０１に対して、位置決め手段や電気的接点によって、固定支持され、電気的に接続されて搭載される。搭載された記録ヘッドカートリッジＨ１０００には、記録装置側から外部信号入力端子Ｈ１３０１を介してインクを選択的に吐出させるための信号や電気熱変換素子Ｈ１１０３の駆動電圧が入力される。それによって、記録素子基板Ｈ１１００の各電気熱変換素子Ｈ１１０３が配置された発泡室から各吐出口Ｈ１１０７を介してインクが記録用紙１０６に向けて吐出される。

このようにして発泡室内のインクが消費されると、それに見合ったインクが、インクタンクＨ１９００内から、インク供給口Ｈ１９０７及びジョイント部Ｈ１５１７を介して記録ヘッドＨ１００１内に供給される。記録ヘッドＨ１００１内に供給されたインクは、タンクホルダーユニットＨ１５５０内のインク流路、および第１のプレートＨ１２００のインク供給口Ｈ１２０１を通って記録素子基板Ｈ１１００のインク供給口Ｈ１１０２に供給される。記録素子基板Ｈ１１００内に供給されたインクは、インクを吐出した発泡室内を再充填する。

（タンクホルダーと流路形成部材の接合）
次に、本発明における重要な特徴点である、上述のような記録ヘッドＨ１００１において、プラスチック材料から構成したタンクホルダーＨ１５００と流路形成部材Ｈ１６００を、レーザー光を用いて溶着接合する方法について、図１〜５を参照して説明する。なお、これらの図には、ブラック、イエロー、マゼンダ、シアンの４色のインク用の記録ヘッドの例を示す（各色用の部分を示す符号には、最後にｂ、ｙ、ｍ、ｃをそれぞれ付けている）が、便宜上、上述の記録ヘッドＨ１１００と同様の部分には同一の符号を付している。レーザー光による接合のため、本実施例において、タンクホルダーＨ１５００はレーザー光を吸収するプラスチックから形成され、流路形成部材Ｈ１６００はレーザー光を透過するプラスチックから形成されている。

図２Ａ〜４は、接合の手順を示す図であり、図２Ａ，Ｂは斜視図、図３Ａ〜Ｃは断面図、図４は図３の部分拡大図である。接合においては、まず、図２Ａ、図３Ａ、および図４（ａ）の矢印で示すように、流路形成部材Ｈ１６００をタンクホルダーＨ１５００の所定の位置に装着し、図２Ｂ、図３Ｂ，図４（ｂ）に示すように、流路形成部材Ｈ１６００を押さえて両者の接合面Ｈ１５０８を密着させる。この際、図４の拡大図に示すように、タンクホルダーＨ１５００のインク流路Ｈ１５０１の、両部材の合わせ面において所定の平面パターンで延びている部分の周囲には凸部Ｈ１５０７が形成されており、この凸部Ｈ１５０７部分が両部材の接合面Ｈ１５０８となっている。

このように接合面Ｈ１５０８を密着させた状態で、図３Ｂ，４（ｂ）に示すように、この接合面Ｈ１５０８に、レーザー光照射装置によってレーザー光を照射する。レーザー光照射装置は、レーザー光源１０からのレーザー光がレーザーファイバー１を介して導かれる照射レンズ２０を平面内で移動させるＸＹロボット２１を有している。レーザー光を照射しながら、ＸＹロボット２１によって照射レンズ２０を移動させることによって、所定の平面パターンの領域にレーザー光を照射することができる。

図５（ａ）に、本実施例におけるレーザー光のスキャン軌跡を示す。スキャン軌跡は、基本的には、図５（ｂ）に示す、流路形成部材Ｈ１６００とタンクホルダーＨ１５００との接合面Ｈ１５０８の平面パターンに対応しているが、図５（ａ）に符号Ｂで示す部分において、接合面Ｈ１５０８から少しずれている。

本実施例において、流路形成部材Ｈ１６００の、ブラック用のインク供給口Ｈ１６０５には、図１に詳細に示すように、インクをスムーズに効率よく流すためのテーパー形状部Ｈ１６１０が２箇所に形成されている。これらのテーパー形状部Ｈ１６１０のうちの一方は、接合面Ｈ１５０８の真上に位置している。上述のスキャン軌跡におけるＢ部分は、このテーパー形状部Ｈ１６１０を避け、より詳細に後述するレーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２０を通るようになっているものである。このことによって、本実施例では、接合面Ｈ１５０８の全領域において良好な溶着接合が可能となっている。

この点について、説明するのに先立って、本実施例の比較例について図１６，１７を参照して説明する。これらの図において、本実施例と同様の部分については、便宜上、同一の符号を付している。

図１６に示すように、この比較例では、レーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２０が設けられていない。そして、図１７に示すように、レーザー光のスキャン軌跡は、単純に接合面Ｈ１５０８の平面パターンに対応している。

この場合、接合面Ｈ１５０８の、テーパー形状部Ｈ１６１０に重なる領域に向かって入射されたレーザー光は、図１６（ｂ）に示すように、テーパー形状部Ｈ１６１０に入射することになる。このようにテーパー形状部Ｈ１６１０に入射したレーザー光は、テーパー形状部Ｈ１６１０のために存在している傾斜面において反射され、あるいは、図１６（ｂ）に示すように屈折されてしまい、接合面Ｈ１５０８に到達させることができない。このため、この比較例では、図１７（ｂ）に符号Ｃで示す、接合面Ｈ１５０８の、テーパー形状部Ｈ１６１０に重なる領域が、溶着不良部として溶着されずに残ってしまう。このような溶着不良部が発生すると、インク流路のシール性が損なわれてしまうことになる。

これに対して、本実施例においては、図１に示すように、インク供給口Ｈ１６０５ｂの、上記のようにレーザー光照射の障害となるテーパー形状部Ｈ１６１０より外側の所定の部分にレーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２０を形成している。このレーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２０は、図１（ｂ）に示すように、真上から照射された所定のレーザー光を屈折させて、接合面Ｈ１５０８の、テーパー形状部Ｈ１６１０の真下に位置する領域に導くことができるように、所定の傾斜角および平面配置を有している。

そして、レーザー光のスキャン軌跡の、符号Ｂで示す部分は、前述のように、インク供給口Ｈ１６０５ｂのテーパー形状部Ｈ１６１０上を避け、レーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２０上を通るパターンとなっている。したがって、この本実施例の手法によれば、テーパ形状部Ｈ１６１０の真下に位置する部分も含めて、接合面Ｈ１５０８の全領域にレーザー光を照射することができる。

接合面Ｈ１５０８にレーザー光が照射されることによって、タンクホルダーＨ１５００を形成するレーザー光を吸収するプラスチックが溶融し、そのときの発熱により流路形成部材Ｈ１６００も発熱溶融して両部材が溶着接合される。このように、本実施例によれば、図５（ｂ）に示す、各インク流路Ｈ１６０５周囲の接合面Ｈ１５０８の全領域が良好に溶着され、インク流路のインクシール性が確保される。

なお、本実施例において、レーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２０の傾斜角度は、３０度以下だと、レーザー光の屈折角が小さすぎて、目標とする接合面Ｈ１５０８にレーザー光をうまく回り込ませるのが困難な場合が多い。また、傾斜角度が７０度以上だと、レーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２０の表面において反射されるレーザー光量が多くなってしまい、目標とする接合面Ｈ１５０８に到達するエネルギーが大きく減衰されてしまう。したがって、レーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２０の傾斜角度は、３０度以上７０度以下が望ましい。

また、本実施例では、ブラック用のインク供給口Ｈ１６０５ｂにおいて、接合面Ｈ１５０８の、テーパー形状部Ｈ１６１０の真下に位置する領域に、レーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２０を利用してレーザー光を照射する構成を示したが、他の色のインク供給口Ｈ１６０５においても、テーパー形状部がある場合には、同様の手法を用いることが可能であるのは言うまでもない。また、本実施例においてもそうであるように、流路形成部材Ｈ１６００の、各インク供給口Ｈ１６０５を形成する部分は、筒状の突出部として形成される場合がある。そこで、この突出部の高さと流路形成部材Ｈ１６００の素材の、レーザー光の透過率によっては、接合面Ｈ１５０８の、この突出部の真下に位置する領域に到達するレーザー光が、無視できないほどに減衰されてしまう場合が考えられる。このような場合にも、レーザー光屈折傾斜面を利用することによって、接合面Ｈ１５０８の、突出部の真下に位置する領域においても、レーザー光の照射強度の調整などを必要とすることなく、十分なレーザー光エネルギーを供給し、良好な溶着接合を可能とすることができる。さらに、流路形成部材Ｈ１６００の、接合面Ｈ１５０８に重なる平面領域に、その他の厚肉部や傾斜面形成部が形成されていたり、金属材料などのレーザー光遮蔽物が流路形成部材Ｈ１６００に接合され、または埋め込まれていたりする場合でも、同様に、レーザー光屈折傾斜面を利用することによって、接合面Ｈ１５０８の全領域において、良好な溶着接合を可能とすることができる。

（実施例２）
図１４を参照して本発明の実施例２を説明する。同図において、実施例１と同様の部分については同一の符号を付している。本実施例のインクジェット記録ヘッドの全体構成などは、実施例１と同様であり、詳細な説明は省略する。

図１４は、レーザー光を利用して流路形成部材Ｈ１６００とタンクホルダーＨ１５００を溶着接合する、本実施例における手順を示している。本実施例では、インク供給口Ｈ１６０５形成する部分は、細くて非常に長い筒状突出部になっている。接合面Ｈ１５０８の、この突出部の真下の領域にレーザー光を到達させるために、この突出部の外側にレーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２１が形成されている。レーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２１は、突出部の根元部分に形成され、流路形成部材Ｈ１６００の基本肉厚面よりも深い部分にまで入り込んで形成されている。

レーザー光屈折傾斜面Ｈ１６２１でレーザー光を屈折させることによって、インク供給口Ｈ１６０５周囲の突出部に重なる領域も含めて、接合面Ｈ１５０８の全領域に十分な強度のレーザ−光を到達させ、良好な溶着接合を行うことができ、インク流路のインクシール性を確保することができる。

（実施例３）
図１５を参照して本発明の実施例３を説明する。同図において、実施例１と同様の部分については同一の符号を付している。本実施例のインクジェット記録ヘッドの全体構成などは、実施例１と同様であり、詳細な説明は省略する。

図１５は、レーザー光を利用して流路形成部材Ｈ１６００とタンクホルダーＨ１５００を溶着接合する、本実施例における手順を示している。本実施例では、流路形成部材Ｈ１６００をレーザー光に対して透過性のない樹脂材で形成し、タンクホルダーＨ１５００をレーザー光に対して透過性のある樹脂材で形成している。

接合手順において、タンクホルダーＨ１５００にインク流路形成部材Ｈ１６００を圧接するのは前の各実施例と同様である。この際、本実施例では、流路形成部材Ｈ１６００のインク流路Ｈ１６０５の、両部材の合わせ面において所定の平面パターンで延びている部分の周囲に凸部Ｈ１６３０が形成されており、この凸部Ｈ１６３０の部分が両部材の接合面Ｈ１５０８となっている。

そして、本実施例では、タンクホルダーＨ１５００側から接合面Ｈ１５０８にレーザー光を照射する。この際、タンクホルダーＨ１５００には、インクタンクＨ１９００とのインク流通のためのジョイント部Ｈ１５１７（図９も参照）が、筒状突出部として形成され、先端の開口には傾斜面Ｈ１５１８が形成されている。この傾斜面Ｈ１５１８の平面領域の一部は、接合面Ｈ１５０８と重なっている。したがって、接合面Ｈ１５０８の、傾斜面Ｈ１５１８の真下の領域には、その真上からレーザー光を照射しても、そのレーザー光を到達させることができない。そこで、レーザー光が接合面Ｈ１５０８に到達するようにレーザー光を屈折させるレーザー光屈折傾斜面Ｈ１５１０を接合面Ｈ１５０８の近傍でジョイント部Ｈ１５１７の根元の部分に設けている。このレーザー光屈折傾斜面Ｈ１５１０を利用することによって、傾斜面Ｈ１５１８の真下に位置する領域も含めて接合面Ｈ１５０８の全領域にレーザー光を照射し、良好な溶着接合を行うことができ、インク流路のインクシール性を確保できる。

このように、本発明は、流路形成部材Ｈ１６００をレーザー光に対して透過性のない樹脂材で形成し、タンクホルダーＨ１５００をレーザー光に対して透過性のある樹脂材で形成して、タンクホルダーＨ１５００側からレーザー光を照射して両部材を溶着接合する手法に対しても適用可能である。

本発明の実施例１による溶着接合部の詳細図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ），図２Ｂ，図５（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図。本発明の実施例１による溶着接合の手順を示す斜視図。本発明の実施例１による溶着接合の手順を示す斜視図。本発明の実施例１による溶着接合の手順を示す断面図。本発明の実施例１による溶着接合の手順を示す断面図。本発明の実施例１による溶着接合の手順を示す断面図。本発明の実施例１による溶着接合の手順を示す、一部を拡大した断面図。（ａ）は本発明の実施例１による溶着接合におけるレーザー光のスキャン軌跡を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のレーザー光照射によって溶着される接合面の平面パターンを示す図。本発明を適用可能な一例のインクジェット記録装置の斜視図。図６のインクジェット記録装置に装着された記録ヘッドカートリッジの斜視図。図７の記録ヘッドカートリッジの分解斜視図。図８の記録ヘッドカートリッジを構成する記録ヘッドの分解斜視図。図８の記録ヘッドカートリッジを構成する記録ヘッドの分解斜視図。図９の記録ヘッドに備えられる記録素子基板の部分破断斜視図。図７の記録ヘッドカートリッジにおける記録ヘッドへのインクタンクの装着を説明する斜視図。図７の記録ヘッドカートリッジの断面図。本発明の実施例２による溶着接合の手順を示す、一部を拡大した断面図。本発明の実施例３による溶着接合の手順を示す、一部を拡大した断面図。比較例の溶着接合部の詳細図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図。（ａ）は比較例による溶着接合におけるレーザー光のスキャン軌跡を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のレーザー光照射によって溶着される接合面の平面パターンを示す図。

符号の説明

Ｈ１５００タンクホルダー（実施例１における第１の部材）
Ｈ１５０１，１６０６インク流路
Ｈ１６００流路形成部材（実施例１における第２の部材）
Ｈ１６２０レーザー光屈折傾斜面

Claims

レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材から形成された第１の部材と、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材から形成された第２の部材と、を接触させる工程と、
前記第１の部材と前記第２の部材とが接触した接触面に、前記第２の部材を介してレーザー光を照射し、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合することで、インクを流すインク流路を形成する工程と、
を有し、
前記形成する工程において、前記第２の部材の、レーザー光を照射する方向に関して前記接触面と重ならない位置に設けられ、前記レーザー光を照射する方向に対して傾斜した傾斜面を介して、前記接触面のうちの、前記第２の部材に設けられ、レーザー光を遮り、または減衰させ、または進行方向を変化させるレーザー光障害部と、前記レーザー光を照射する方向に関して重なる部分に、レーザー光を照射することで、前記レーザー光障害部を介してレーザー光を照射する場合よりも、前記部分に照射されるレーザー光の量を多くすることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記形成する工程において、前記インク流路に沿って設けられた前記接触面に、レーザー光を照射して前記第１の部材と前記第２の部材とを接合することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記レーザー光障害部は、前記レーザー光を照射する方向に対して傾斜した、前記傾斜面とは別の傾斜面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材から形成された第１の部材と、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材から形成された第２の部材と、を接触させる工程と、
前記第１の部材と前記第２の部材とが接触した接触面に、前記第２の部材を介してレーザー光を照射し、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する工程と、
を有し、
前記接合する工程において、前記第２の部材の、レーザー光を照射する方向に関して前記接触面と重ならない位置に設けられ、前記レーザー光を照射する方向に対して傾斜した傾斜面を介して、前記接触面のうちの、前記第２の部材に設けられ、レーザー光を遮り、または減衰させ、または進行方向を変化させるレーザー光障害部と、前記レーザー光を照射する方向に関して重なる部分に、レーザー光を照射することで、前記レーザー光障害部を介してレーザー光を照射する場合よりも、前記部分に照射されるレーザー光の量を多くすることを特徴とする樹脂部材の接合方法。