JP2007050583A - Droplet delivering head and method for manufacturing droplet delivering head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録媒体へ液滴を吐出する液滴吐出ヘッド、並びに液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a droplet discharge head that discharges droplets to a recording medium, and a method for manufacturing the droplet discharge head.
インクジェット方式の記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドでは、ノズルからインク滴を吐出した際、ノズルからインクが盛り上がるオーバーシュート現象によるインク漏れが生じて、インク滴がノズル周囲に付着することがある。このノズル周囲に付着したインクによって、インク吐出方向が傾いたり、インク滴径および速度がばらつくことがあり、これによって、インクジェット記録ヘッドの印字性能が著しく低下する場合がある。 In an ink jet recording head used in an ink jet recording apparatus, when an ink droplet is ejected from a nozzle, ink leakage may occur due to an overshoot phenomenon in which the ink rises from the nozzle, and the ink droplet may adhere to the periphery of the nozzle. The ink adhering to the periphery of the nozzle may incline the ink ejection direction, and the ink droplet diameter and speed may vary, and this may cause the printing performance of the ink jet recording head to deteriorate significantly.
そこで、インク滴がノズル周囲に付着するのを防ぐため、ノズル表面に撥水膜を施すことが行われている。しかし、この撥水膜は、用紙の浮き上がり等による擦れや、ノズル面のメンテナンスのためのワイピング等による機械的な摩擦によって破壊されることがある。これにより、インク吐出方向が傾いたり、インク滴径及び速度にばらつきが生じるなど、インクの吐出性能が悪化する。 In order to prevent ink droplets from adhering to the periphery of the nozzle, a water repellent film is applied to the nozzle surface. However, this water-repellent film may be destroyed by rubbing due to paper floating or mechanical friction due to wiping for maintenance of the nozzle surface. As a result, the ink ejection performance is deteriorated, for example, the ink ejection direction is inclined and the ink droplet diameter and speed are varied.
この対策として、図６（Ａ）に示すように、インクジェット記録ヘッドのノズルプレート１００に形成されたノズル１０２の周囲に凹部１０４（所謂、ザグリ）を形成し、ノズル１０２が形成された部分を周囲のプレート面よりも後退させることで、ノズル１０２周辺の撥水膜１０６が、用紙の接触による摩擦や、ワイピング等による機械的な摩擦を受けないようにしているものがある（特許文献１参照）。
As a countermeasure against this, as shown in FIG. 6A, a recess 104 (so-called counterbore) is formed around the
しかし、特許文献１では、ノズルプレート１００に凹部１０４を形成するため、凹部１０４が所定の深さとなるようにエッチングなどを行わなければならず、均一な平坦面を有するノズル面が形成されにくい。
However, in Patent Document 1, since the
また、図６（Ｂ）に示すように、ノズルプレート１１０に、ザグリとなる孔１１４が形成された金属プレート１１２を積層して、ノズル１１６の周囲にザグリ（段差）を形成する方法が採用されている（特許文献２参照）。
Further, as shown in FIG. 6B, a method is adopted in which a
しかし、特許文献２では、樹脂製のノズルプレート１１０と金属プレート１１２とは熱膨張係数が異なるため、金属プレート１１２をノズルプレート１１０に接合する工程や、金属プレート１１２とノズルプレート１１０を接合した後、他の積層部材（図示省略）と金属プレート１１２とノズルプレート１１０の積層体とを接合する工程で加熱した際に、ノズルプレート１１０と金属プレート１１２の熱変形量が異なることにより、インクジェット記録ヘッドが変形したり、ノズルプレート１１０のノズル面にシワやクラックが発生してしまうという問題がある。
本発明は上記問題を考慮し、加熱によるノズルプレートの変形を抑えると共に、ザグリが形成された均一なノズル面を得ることを目的とする。 In consideration of the above problems, an object of the present invention is to obtain a uniform nozzle surface on which counterbore is formed while suppressing deformation of the nozzle plate due to heating.
請求項１に記載の本発明は、樹脂材料で形成され、液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、樹脂材料で形成され、且つ、前記ノズルプレートの液滴吐出側に積層され、該ノズルプレートのノズル周りを外部に露出させる開口部が形成された保護層と、を有することを特徴としている。 The present invention according to claim 1 is formed of a resin material and formed with a nozzle plate on which nozzles for discharging droplets are formed, and is formed of a resin material, and is laminated on the droplet discharge side of the nozzle plate, And a protective layer having an opening that exposes the periphery of the nozzle of the nozzle plate to the outside.
請求項１に記載の発明によれば、樹脂材料で形成された保護層が、樹脂材料で形成されたノズルプレートの液滴吐出側に積層され、保護層に形成された開口部から、ノズルプレートのノズル周りが露出して、このノズルから液滴が吐出される。 According to the first aspect of the present invention, the protective layer formed of the resin material is laminated on the droplet discharge side of the nozzle plate formed of the resin material, and the nozzle plate is opened from the opening formed in the protective layer. The periphery of the nozzle is exposed, and droplets are discharged from this nozzle.
このように、ノズルプレートと保護層を共に樹脂材料で形成することで、例えば、ノズルプレートに保護層を積層する工程でノズルプレート及び保護層が加熱されたとき、ノズルプレートと保護層の熱膨張量の差が、保護層を金属板で形成したときと比較して、大きく異ならない。つまり、加熱されたときのノズルプレートと保護層の熱膨張量の差を小さく抑えることができるので、液滴吐出ヘッドの変形や、液滴吐出ヘッドの液滴吐出面にシワやクラックが発生する恐れがない。 Thus, by forming both the nozzle plate and the protective layer with a resin material, for example, when the nozzle plate and the protective layer are heated in the process of laminating the protective layer on the nozzle plate, the thermal expansion of the nozzle plate and the protective layer is performed. The difference in amount is not significantly different from when the protective layer is formed of a metal plate. In other words, since the difference in thermal expansion between the nozzle plate and the protective layer when heated can be kept small, deformation of the droplet discharge head, and wrinkles and cracks occur on the droplet discharge surface of the droplet discharge head There is no fear.
請求項２に記載の本発明は、前記開口部から露出される前記ノズルプレートのノズル周り及び前記保護層には、撥水処理が施されていることを特徴としている。 The present invention according to claim 2 is characterized in that a water repellent treatment is applied to the periphery of the nozzle of the nozzle plate and the protective layer exposed from the opening.
請求項２に記載の発明によれば、ノズルプレートの液滴吐出側に保護層を積層したとき、保護層に形成された開口部から露出するノズル周りと保護層に、撥水処理を施す。これにより、ノズルから吐出された液滴がノズル周囲に付着するのを防ぐので、液滴の吐出性能の低下を引き起こすことがない。 According to the second aspect of the present invention, when the protective layer is laminated on the droplet discharge side of the nozzle plate, the water repellent treatment is applied to the periphery of the nozzle and the protective layer exposed from the opening formed in the protective layer. This prevents droplets ejected from the nozzles from adhering to the periphery of the nozzles, so that the droplet ejection performance is not degraded.
請求項３に記載の本発明は、前記保護層を構成する樹脂材料の熱膨張係数は、前記ノズルプレートを構成する樹脂材料の熱膨張係数とほぼ同じであることを特徴としている。 The present invention according to claim 3 is characterized in that the thermal expansion coefficient of the resin material constituting the protective layer is substantially the same as the thermal expansion coefficient of the resin material constituting the nozzle plate.
請求項３に記載の発明によれば、ノズルプレートを構成する樹脂材料の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有する樹脂材料で保護層が形成されている。これにより、加熱によってノズルプレートと保護層が熱膨張しても、熱膨張の差がノズルプレートと保護層とで大きくならないため、液滴吐出ヘッドが変形しない。 According to the invention described in claim 3, the protective layer is formed of a resin material having substantially the same thermal expansion coefficient as that of the resin material constituting the nozzle plate. Accordingly, even if the nozzle plate and the protective layer are thermally expanded by heating, the difference in thermal expansion does not increase between the nozzle plate and the protective layer, and thus the droplet discharge head is not deformed.
請求項４に記載の本発明は、樹脂材料で形成され、液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、樹脂材料で形成され、且つ、前記ノズルプレートの液滴吐出側に積層され、該ノズルプレートのノズル周りを外部に露出させる開口部が形成された保護層と、を有する液滴吐出ヘッドの製造方法において、シート材に前記開口部を形成して前記保護層とする工程と、前記ノズルプレートの液滴吐出側に前記保護層を積層する工程と、前記ノズルプレートに前記保護層を加熱加圧して圧着する工程と、を有することを特徴としている。 The present invention according to claim 4 is formed of a resin material and formed with a nozzle plate on which nozzles for discharging droplets are formed, and is formed of a resin material and laminated on the droplet discharge side of the nozzle plate, A method of manufacturing a droplet discharge head having a protective layer formed with an opening that exposes the nozzle periphery of the nozzle plate to the outside, and forming the opening into a sheet material to form the protective layer; The method includes a step of laminating the protective layer on the droplet discharge side of the nozzle plate, and a step of pressure-bonding the protective layer to the nozzle plate by heating and pressing.
請求項４に記載の発明によれば、シート材に開口部を形成して保護層とし、この保護層をノズルプレートの液滴吐出側に、加熱加圧により圧着して積層する。 According to the fourth aspect of the present invention, an opening is formed in the sheet material to form a protective layer, and this protective layer is pressure-bonded and laminated on the droplet discharge side of the nozzle plate by heating and pressing.
このように、保護層とノズルプレートを積層する際に、接着剤を用いることなく加熱加圧によって圧着することで、接着剤のはみ出しがなくなる。 In this way, when the protective layer and the nozzle plate are laminated, the adhesive does not protrude by being pressure-bonded by heating and pressing without using an adhesive.
請求項５に記載の本発明は、樹脂材料で形成され、液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、樹脂材料で形成され、且つ、前記ノズルプレートの液滴吐出側に積層され、該ノズルプレートのノズル周りを外部に露出させる開口部が形成された保護層と、を有する液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記ノズルプレートの液滴吐出側の面に樹脂材料を塗布して前記保護層を形成する工程と、前記保護層に前記開口部を形成する工程と、を有することを特徴としている。 The present invention according to claim 5 is formed of a resin material, a nozzle plate on which nozzles for discharging droplets are formed, and a resin plate, and is laminated on the droplet discharge side of the nozzle plate, In a manufacturing method of a droplet discharge head having a protective layer having an opening that exposes the periphery of the nozzle of the nozzle plate to the outside, a resin material is applied to the surface on the droplet discharge side of the nozzle plate, and It has the process of forming a protective layer, and the process of forming the said opening part in the said protective layer, It is characterized by the above-mentioned.
請求項５に記載の発明によれば、ノズルプレートの液滴吐出側の面に樹脂材料を塗布して保護層を形成し、この保護層に開口部を形成する。 According to the fifth aspect of the present invention, the protective layer is formed by applying the resin material to the surface of the nozzle plate on the droplet discharge side, and the opening is formed in the protective layer.
これにより、保護層を樹脂材料で形成することで、樹脂材料をノズルプレートに塗布する塗布工程を採用することができるので、保護層をノズルプレートに貼り合わせる工程が不要となる。 Thus, by forming the protective layer from the resin material, it is possible to employ an application process in which the resin material is applied to the nozzle plate, so that a process of attaching the protective layer to the nozzle plate becomes unnecessary.
また、ノズルプレートと保護膜とをエッチングレートの異なる樹脂材料を用いて形成することで、エッチングで開口部を形成する際に、エッチングがノズルプレートで阻止される。したがって、エッチング時間を厳格に調整しなくても、ノズル面の平面状態が均一に保たれる。 Further, by forming the nozzle plate and the protective film using resin materials having different etching rates, the etching is prevented by the nozzle plate when the opening is formed by etching. Therefore, the planar state of the nozzle surface can be kept uniform without strictly adjusting the etching time.
請求項６に記載の本発明は、前記保護層は感光性樹脂で形成され、前記開口部はフォトリソグラフィー法で形成されることを特徴としている。 The present invention according to claim 6 is characterized in that the protective layer is formed of a photosensitive resin, and the opening is formed by a photolithography method.
請求項６に記載の発明によれば、感光性樹脂で形成された保護層に、フォトリソグラフィー法で開口部を形成する。これにより、開口部が精度良く形成される。 According to invention of Claim 6, an opening part is formed in the protective layer formed with the photosensitive resin by the photolithographic method. Thereby, the opening is formed with high accuracy.
請求項７に記載の本発明は、前記開口部はドライエッチングで形成されることを特徴としている。 The present invention according to claim 7 is characterized in that the opening is formed by dry etching.
請求項７に記載の発明によれば、ドライエッチングで開口部を形成する。これにより、開口部を高精度で形成することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the opening is formed by dry etching. Thereby, an opening part can be formed with high precision.
請求項８に記載の本発明は、樹脂材料で形成され、液滴を吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、樹脂材料で形成され、且つ、前記ノズルプレートの液滴吐出側に積層され、該ノズルプレートのノズル周りを外部に露出させる開口部が形成された保護層と、を有する液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記ノズルプレートの液滴吐出側に、前記開口部が形成された保護層を積層する工程と、前記開口部から露出されたノズル周りと前記保護層の液滴吐出側の面とに撥水膜を形成する工程と、紫外線波長レーザを吸収してアブレーション加工が可能とされた保護シートを前記撥水膜上に密着させる工程と、前記ノズルプレートにアブレーション加工でノズルを形成する工程と、前記保護シートを除去する工程と、を有することを特徴としている。 The present invention according to claim 8 is formed of a resin material and formed with a nozzle plate on which nozzles for discharging droplets are formed, and is formed of a resin material, and is laminated on the droplet discharge side of the nozzle plate, And a protective layer in which an opening is formed to expose the periphery of the nozzle of the nozzle plate to the outside, and the protection in which the opening is formed on the droplet discharge side of the nozzle plate A step of laminating layers, a step of forming a water repellent film around the nozzle exposed from the opening and the surface of the protective layer on the droplet discharge side, and ablation processing is possible by absorbing an ultraviolet wavelength laser A step of closely attaching the protective sheet on the water repellent film, a step of forming a nozzle on the nozzle plate by ablation, and a step of removing the protective sheet. It is.
請求項８に記載の発明によれば、開口部が形成された保護層をノズルプレートの液滴吐出側に積層し、開口部から露出されたノズル周りと保護層の液滴吐出側の面とに撥水膜を形成する。そして、撥水膜上に紫外線波長レーザを吸収する保護シートを密着させて、撥水膜とノズルプレートにアブレーション加工によってノズルを形成した後、保護シートを除去する。 According to the invention described in claim 8, the protective layer in which the opening is formed is laminated on the droplet discharge side of the nozzle plate, and the periphery of the nozzle exposed from the opening and the surface of the protective layer on the droplet discharge side are stacked. A water repellent film is formed. Then, a protective sheet that absorbs the ultraviolet wavelength laser is adhered to the water repellent film, nozzles are formed on the water repellent film and the nozzle plate by ablation, and then the protective sheet is removed.
これにより、撥水膜にはノズルプレートと同形状の孔が、周囲にバリが発生することなく高精度に形成される。 As a result, holes having the same shape as the nozzle plate are formed in the water repellent film with high accuracy without generating burrs in the periphery.
本発明は上記構成としたので、加熱によるノズルプレートの変形を抑えると共に、ザグリが形成された均一なノズル面を得ることができる。 Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to suppress deformation of the nozzle plate due to heating and obtain a uniform nozzle surface on which counterbore is formed.
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１実施形態のインクジェット記録ヘッド１０を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an ink jet recording head 10 according to a first embodiment of the present invention.
図１に示すように、インクジェット記録ヘッド１０は、保護プレート１２、ノズルプレート１４、プールプレート１６、連通孔プレート１８、供給路プレート２０、圧力室プレート２２、および振動板２４の合計７枚のプレートを位置合わせして積層し、接着剤等の接合手段によって接合することにより形成されている。
As shown in FIG. 1, the ink jet recording head 10 includes a total of seven plates including a
ノズルプレート１４には、インクを吐出するノズル２６が設けられている。ノズルプレート１４には、機械的強度、耐薬品性、薄膜化に優れた合成樹脂が用いられ、本実施形態ではポリイミドが用いられている。ポリイミドを用いることで、インクに吐出エネルギーを与えた際にダンパ効果によりクロストークを抑制するという利点がある。
The
プールプレート１６及び連通孔プレート１８には、それぞれ連通孔２８、３０が形成されている。また、供給路プレート２０には供給孔３２が形成されている。これらのノズル２６、連通孔２８、３０、供給孔３２は、プールプレート１６、連通孔プレート１８、供給路プレート２０が積層された状態で連通し、圧力室プレート２２に形成された圧力室３４に繋がっている。
In the
ノズルプレート１４のインク吐出側の面に設けられた保護プレート１２には、ノズル２６を取り囲むようにして開口部３６が形成されている。この開口部３６からノズル２６周りのノズル面１４Ａが露出しており、保護プレート１２の表面（インク滴が吐出される側の面）に段差が設けられた構成となっている。この保護プレート１２により、印字時に浮き上がった記録媒体が、ノズル面１４Ａに接触するのを防ぐので、ノズル２６周りに設けられた後述する撥水膜３８に傷がつかない。
An
また、保護プレート１２には、ノズルプレート１４に用いられているポリイミドが用いられるか、またはポリイミドとほぼ同じ熱膨張係数を有する樹脂材料が用いられている。
The
このように、保護プレート１２を、ノズルプレート１４に用いられる樹脂材料（本実施形態では、ポリイミド）の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有する樹脂材料で形成することで、例えば、ノズルプレート１４に保護プレート１２を積層する工程でノズルプレート１４及び保護プレート１２が加熱されたときや、ノズルプレート１４と保護プレート１２との積層体と、プールプレート１６、連通孔プレート１８、供給路プレート２０、圧力室プレート２２、振動板２４とを接合する工程で加熱されたとき、ノズルプレート１４と保護プレート１２の熱膨張量の差がほとんどない。また、保護プレート１２を金属板で形成したときと比較すると、熱膨張量の差は非常に小さいものとなる。つまり、加熱されたときのノズルプレート１４と保護プレート１２の熱膨張差を小さく抑えることができるので、インクジェット記録ヘッド１０の変形や、ノズルプレート１４のノズル面１４Ａにシワやクラックが発生する恐れがない。
Thus, by forming the
一方、保護プレート１２の表面、開口部３６の側壁及び開口部３６から露出したノズル面１４Ａにかけて、撥水膜３８が設けられている。撥水膜３８は、ノズル２６から吐出されたインクがノズル２６周りに付着するのを防止する。これにより、ノズル２６から吐出されるインク滴の吐出性能の低下を引き起こすことがない。
On the other hand, a
一方、プールプレート１６にはインクプール４０が形成され、図示しないインク供給孔から供給されたインクが貯留されている。また、連通孔プレート１８及び供給路プレート２０には、それぞれ供給孔４２、４４が形成されている。インクプール４０及び供給孔４２、４４は、プールプレート１６、連通孔プレート１８、供給路プレート２０が積層された状態で連通し、圧力室プレート２２に形成された圧力室３４に繋がっている。
On the other hand, an
なお、図示は省略するが、振動板２４の上部には、圧力室３４の上方に単板型の圧電素子が取り付けられており、図示しないフレキシブル配線基板から駆動電圧が印加されるように構成されている。
Although not shown, a single plate type piezoelectric element is attached to the upper portion of the
上記構成により、インク供給孔（図示省略）から供給されインクプール４０に貯留されたインクは、供給孔４２、４４を経て圧力室３４内に充填される。そして、圧電素子（図示省略）に駆動電圧が印加されると、圧電素子とともに振動板２４がたわみ変形して圧力室３４を膨張又は圧縮させる。これによって、圧力室３４に体積変化が生じ、圧力室３４内に圧力波が発生する。この圧力波の作用によってインクが運動し、ノズル２６から外部へインク滴が吐出されるようになっている。
With the above configuration, the ink supplied from the ink supply hole (not shown) and stored in the
次に、上記インクジェット記録ヘッド１０の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the inkjet recording head 10 will be described.
まず、図２（Ａ）に示すように、樹脂フィルムに、レーザ加工によってノズル２６（図１参照）径よりも大きい径を有する円形状の開口部３６を形成し、これを保護プレート１２とする。なお、ここでの樹脂フィルムとしては、ポリイミド樹脂フィルムやエポキシ樹脂フィルムが用いられる。
First, as shown in FIG. 2A, a
そして、図２（Ｂ）に示すように、ポリイミドフィルムからなるノズルプレート１４に、保護プレート１２を接合する。このとき、保護プレート１２とノズルプレート１４とは、加熱加圧によって接合される。
Then, as shown in FIG. 2B, the
次に、図２（Ｃ）に示すように、保護プレート１２の表面、すなわちインクの吐出側の面に、蒸着法などにより撥水膜３８を形成する。この撥水膜３８としては、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂等のフッ素系樹脂が用いられる。特に、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）が好ましく、本実施形態では、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が用いられている。
Next, as shown in FIG. 2C, a
次に、図２（Ｄ）に示すように、撥水膜３８の表面に、真空ラミネータにより保護シート４６を密着させる。これにより、撥水膜３８は保護シート４６に被覆された状態となる。保護シート４６は、エキシマレーザＬによってアブレーション加工が可能なシートが用いられる。ここでは、保護シート４６として、ORDYL BF45Z（東京応化製）、エレップホルダー BT-150E-KL（日東電工製）、ELEGRIP TAPE AD-80H（電気化学工業製）等が用いられる。
Next, as shown in FIG. 2D, a
なお、アブレーションとは、高分子材料がエキシマレーザＬを吸収することにより、高分子材料の分子結合が切られ、結合が切られた分子、原子が分解、飛散する現象であり、アブレーション加工とは、アブレーションを利用して高分子材料に所望の形状を形成するための加工法である。 Ablation is a phenomenon in which the polymer material absorbs the excimer laser L and thereby the molecular bond of the polymer material is broken, and the broken molecules and atoms are decomposed and scattered. This is a processing method for forming a desired shape in a polymer material using ablation.
そして、図２（Ｅ）に示すように、ノズルプレート１４の裏面（インクの吐出側と反対側）側からエキシマレーザＬを照射する。エキシマレーザＬの照射領域には、エキシマレーザＬのビーム断面と略相似形状（ノズル２６に対応する形状）の孔が形成され、エキシマレーザＬの照射時間の増加にしたがって、深く掘り下げられていく。この孔がノズルプレート１４及び撥水膜３８を貫通し、保護シート４６の途中に達するまでエキシマレーザＬを照射して、ノズルプレート１４及び撥水膜３８に、ノズル２６に対応する孔を形成する。
Then, as shown in FIG. 2E, the excimer laser L is irradiated from the back surface (the side opposite to the ink ejection side) of the
そして、図２（Ｆ）に示すように、保護シート４６を剥離、除去する。上記構成によって形成されたノズル２６及び開口部３６が、所定のパターンで複数設けられている。
Then, as shown in FIG. 2 (F), the
その後、図１に示すように、ノズルプレート１４の裏面に、プールプレート１６を接合する。そして、このプールプレート１６に、連通孔プレート１８、供給路プレート２０、圧力室プレート２２を接合し、圧力室プレート２２の開口を覆うように振動板２４を接合する。
Thereafter, as shown in FIG. 1, the
以上の工程により、インクジェット記録ヘッド１０が形成される。 The ink jet recording head 10 is formed by the above steps.
撥水膜３８は、エキシマレーザＬに対して透過性を有しており、エキシマレーザＬによって直接的にはノズル２６に対応した孔を形成することができない。このため、本実施形態では、エキシマレーザＬによりノズルプレート１４をアブレーション加工すると共に、撥水膜３８を介して保護シート４６をアブレーション加工することにより、ノズルプレート１４及び保護シート４６からそれぞれ分解、飛散する分子及び原子によって、撥水膜３８に孔３８Ａを形成する。これにより、撥水膜３８にも、エキシマレーザＬの断面形状（ノズル２６に対応した形状）の孔３８Ａが形成される。
The
上記方法によって撥水膜３８に孔３８Ａを形成することで、孔３８Ａの周囲にバリが発生することがなく、孔３８Ａを高精度に形成することができる。
By forming the
なお、本実施形態では、蒸着法によって保護プレート１２の表面に撥水膜３８を形成したが、撥水膜３８を形成する方法は蒸着法に限定されるものではなく、例えば、スピンコート法を用いてもよい。
In this embodiment, the
また、レーザ加工によって保護プレート１２に開口部３６を形成したが、開口部３６の形成方法はレーザ加工に限定されるものではない。例えば、プレス加工やエッチング等で保護プレート１２に開口部３６を形成する方法もある。
Moreover, although the
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the description about the part similar to 1st Embodiment is omitted.
まず、図３（Ａ）に示すように、ポリイミドフィルムからなるノズルプレート１４の表面に、スピンコート法によって感光性樹脂を塗布して、感光性樹脂層５０を形成する。なお、感光性樹脂としては、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂が用いられる。
First, as shown in FIG. 3A, a
次に、フォトリソグラフィー法を用いて、感光性樹脂層５０に開口部５２（図３（Ｃ）参照）を形成する。
Next, an opening 52 (see FIG. 3C) is formed in the
まず、図３（Ｂ）に示すように、感光性樹脂層５０の上方に、開口部５２に相当する形状のマスク５４を配置する。そして、マスク５４の上方から、感光性樹脂を硬化させる波長の光を照射する。これにより、マスク５４の形状に感光性樹脂層５０が露光され、露光された部分が硬化する。その後、現像液によって現像することで、感光性樹脂層５０の未硬化部分が除去される。これにより、図３（Ｃ）に示すように、硬化した部分のみがノズルプレート１４上に残り、除去された未硬化部分によって、感光性樹脂層５０に開口部５２が形成される。ここでさらに、感光性樹脂層５０の機械的強度やインク耐性を高めるため、３００℃以上の環境下で焼成させる。
First, as shown in FIG. 3B, a
この後は、第１の実施形態と同様の工程を行うことにより、図１に示すインクジェット記録ヘッド１０が作製される。 Thereafter, the same steps as those in the first embodiment are performed, whereby the ink jet recording head 10 shown in FIG. 1 is manufactured.
このような工程でインクジェット記録ヘッド１０を製造することにより、ノズルプレート１４に感光性樹脂層５０を形成する際に加熱する工程を必要としないため、ノズルプレート１４に用いられる樹脂材料の熱膨張係数と、感光性樹脂層５０に用いられる樹脂材料の熱膨張係数が異なっていても、インクジェット記録ヘッド１０が変形する恐れがない。
Since the inkjet recording head 10 is manufactured in such a process, a heating process is not required when forming the
また、フォトリソグラフィー法で開口部５２を形成することで、開口部５２が精度良く形成される。
Moreover, the
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, the description about the part similar to 1st Embodiment is omitted.
まず、図４（Ａ）に示すように、ポリイミドフィルムからなるノズルプレート１４の表面に、スピンコート法によって樹脂を塗布して、樹脂層５６を形成する。その後、樹脂層５６の機械的強度やインク耐性を高めるため、３００℃以上の環境下で焼成させる。なお、樹脂としては、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂が用いられる。
First, as shown in FIG. 4A, a
次に、樹脂層５６の表面にスピンコート法によりレジスト５８を塗布し、プリベーク後に開口部６０の形状を焼き付けたパターンマスクを重ねてＵＶ露光して、レジスト５８を選択的に感光させた後に、現像液に浸して現像し、再度ベーキングする。これにより、図４（Ｂ）に示すように、樹脂層５６の表面のレジスト５８に、開口部６０のパターンが形成される。
Next, a resist 58 is applied to the surface of the
次に、酸素プラズマを用いて、レジスト５８をマスクとして、樹脂層５６をドライエッチングし、レジスト５８を除去する。これにより、樹脂層５６に開口部６０が形成される。
Next, using oxygen plasma, the
この後は、第１の実施形態と同様の工程を行うことにより、図１に示すインクジェット記録ヘッド１０が作製される。 Thereafter, the same steps as those in the first embodiment are performed, whereby the ink jet recording head 10 shown in FIG. 1 is manufactured.
このように、ドライエッチングによって、樹脂層５６に開口部６０を形成することで、高精度の開口部６０が形成される。
As described above, by forming the
また、ノズルプレート１４と、ノズルプレート１４の表面に設けられてノズル２６周りを露出させる開口部６０が形成された樹脂層５６とが、一体とされていないため、ノズルプレート１４に用いる樹脂材料を、樹脂層５６に用いる樹脂材料よりもエッチングレートが低いものを選択することができる。例えば、ノズルプレート１４にポリイミドを用い、樹脂層５６にポリイミドよりもエッチングレートが高いＳＵ−８（ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社製）を用いる。これにより、樹脂層５６にエッチングによって開口部６０を形成する際に、樹脂層５６に接合されたノズルプレート１４でエッチングが阻止される。したがって、エッチング時間を厳格に調整しなくても、ノズル面１４Ａ（図１参照）の平面状態が均一に保たれる。
Further, since the
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, the description about the part similar to 1st Embodiment is omitted.
まず、図５（Ａ）に示すように、基板６２上にスピンコート法によって感光性樹脂を塗布して、感光性樹脂層６４を形成する。なお、感光性樹脂としては、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂が用いられる。そして、第２の実施形態又は第３の実施形態と同様の工程で、感光性樹脂層６４に開口部６６を形成する。
First, as shown in FIG. 5A, a photosensitive resin is applied to the
次に、図５（Ｂ）に示すように、感光性樹脂層６４側に、ポリイミドフィルムからなるノズルプレート１４を加熱加圧によって圧着して接合する。
Next, as shown in FIG. 5B, the
そして、図５（Ｃ）に示すように、基板６２を除去することで、基板６２に形成された開口部６６が形成された感光性樹脂層６４が、ノズルプレート１４に転写される。これにより、ノズルプレート１４のノズル２６（図１参照）周りのノズル面１４Ａが、感光性樹脂層６４から露出して、感光性樹脂層６４に段差が設けられた構成となる。
Then, as shown in FIG. 5C, by removing the
この後は、第１の実施形態と同様の工程を行うことにより、図１に示すインクジェット記録ヘッド１０が作製される。 Thereafter, the same steps as those in the first embodiment are performed, whereby the ink jet recording head 10 shown in FIG. 1 is manufactured.
１０ インクジェット記録ヘッド
１２ 保護プレート（保護層）
１４ ノズルプレート
２６ ノズル
３６ 開口部
３８ 撥水膜
４６ 保護シート
５０ 感光性樹脂層（保護層）
５２ 開口部
５６ 樹脂層（保護層）
６０ 開口部
６４ 感光性樹脂層（保護層）
６６ 開口部
10
14
52
60
66 opening
Claims (8)
樹脂材料で形成され、且つ、前記ノズルプレートの液滴吐出側に積層され、該ノズルプレートのノズル周りを外部に露出させる開口部が形成された保護層と、
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。 A nozzle plate formed of a resin material and formed with nozzles for discharging droplets;
A protective layer formed of a resin material and laminated on the droplet discharge side of the nozzle plate, and having an opening that exposes the periphery of the nozzle of the nozzle plate to the outside;
A droplet discharge head characterized by comprising:
シート材に前記開口部を形成して前記保護層とする工程と、
前記ノズルプレートの液滴吐出側に前記保護層を積層する工程と、
前記ノズルプレートに前記保護層を加熱加圧して圧着する工程と、
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 A nozzle plate formed of a resin material and having nozzles for discharging droplets formed thereon, and formed of a resin material and stacked on the droplet discharge side of the nozzle plate, and the periphery of the nozzles of the nozzle plate is exposed to the outside. In a method of manufacturing a droplet discharge head having a protective layer having an opening to be formed,
Forming the opening in a sheet material to form the protective layer;
Laminating the protective layer on the droplet discharge side of the nozzle plate;
Heating and pressurizing and pressure-bonding the protective layer to the nozzle plate;
A method of manufacturing a droplet discharge head, comprising:
前記ノズルプレートの液滴吐出側の面に樹脂材料を塗布して前記保護層を形成する工程と、
前記保護層に前記開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 A nozzle plate formed of a resin material and having nozzles for discharging droplets formed thereon, and formed of a resin material and stacked on the droplet discharge side of the nozzle plate, and the periphery of the nozzles of the nozzle plate is exposed to the outside. In a method of manufacturing a droplet discharge head having a protective layer having an opening to be formed,
Applying a resin material to the surface of the nozzle plate on the droplet discharge side to form the protective layer;
Forming the opening in the protective layer;
A method of manufacturing a droplet discharge head, comprising:
前記ノズルプレートの液滴吐出側に、前記開口部が形成された保護層を積層する工程と、
前記開口部から露出されたノズル周りと前記保護層の液滴吐出側の面とに撥水膜を形成する工程と、
紫外線波長レーザを吸収してアブレーション加工が可能とされた保護シートを前記撥水膜上に密着させる工程と、
前記ノズルプレートにアブレーション加工でノズルを形成する工程と、
前記保護シートを除去する工程と、
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 A nozzle plate formed of a resin material and having nozzles for discharging droplets formed thereon, and formed of a resin material and stacked on the droplet discharge side of the nozzle plate, and the periphery of the nozzles of the nozzle plate is exposed to the outside. In a method of manufacturing a droplet discharge head having a protective layer having an opening to be formed,
Laminating a protective layer having the opening formed on the droplet discharge side of the nozzle plate;
Forming a water repellent film around the nozzle exposed from the opening and on the surface of the protective layer on the droplet discharge side;
A step of adhering a protective sheet that is capable of ablation processing by absorbing an ultraviolet wavelength laser onto the water-repellent film;
Forming a nozzle by ablation on the nozzle plate;
Removing the protective sheet;
A method of manufacturing a droplet discharge head, comprising:
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|---|---|---|---|
| JP2005236506A JP2007050583A (en) | 2005-08-17 | 2005-08-17 | Droplet delivering head and method for manufacturing droplet delivering head |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008213422A (en) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Fujifilm Corp | Nozzle plate manufacturing method and liquid discharge head manufacturing method |
| JP2010214860A (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Brother Ind Ltd | Nozzle plate, method for manufacturing nozzle plate, and liquid discharge head |
| US8029860B2 (en) | 2008-06-09 | 2011-10-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Manufacturing method for a nozzle plate and a nozzle plate |
-
2005
- 2005-08-17 JP JP2005236506A patent/JP2007050583A/en active Pending
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