JP4096589B2 - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4096589B2 JP4096589B2 JP2002082031A JP2002082031A JP4096589B2 JP 4096589 B2 JP4096589 B2 JP 4096589B2 JP 2002082031 A JP2002082031 A JP 2002082031A JP 2002082031 A JP2002082031 A JP 2002082031A JP 4096589 B2 JP4096589 B2 JP 4096589B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protective member
- nozzle plate
- plate material
- ink
- recess
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、インク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を有し、その表面に撥インク膜が形成されてなるノズルプレートを有するインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インク吐出口からインクを微細な液滴状に吐出することにより画像記録を行うためのインクジェットヘッドは、常に安定したインク吐出により高品質な画像記録を実現するため、ノズル吐出口から吐出されるインクの直進性が高度に要求される。このノズル吐出口の周辺にインクが付着すると、インク吐出口から吐出されるインクに曲がりが発生し、インクの直進性が損なわれてしまう。このため、ノズルプレートの表面（インク吐出側の面）に撥インク膜を形成することによって撥インク性を付与し、ノズル吐出口の周縁部にインクが付着しないようにしてインク吐出時の直進性を損ねないようにしている。
【０００３】
かかる撥インク膜は、インク吐出口内に入り込んで目詰まりを生じさせることのないようにノズルプレート表面のみに形成することが望まれる。このため、従来、特開平６−８７２１６号に開示されているように、ノズルプレート材料の表面に撥インク膜を形成した後、該撥インク膜の表面にポリイミド樹脂シート等からなる保護部材を添着し、そのノズルプレート材料における保護部材添着面とは反対側の面から、上記ノズルプレート材料及び撥インク膜を貫通し且つ上記保護部材の一部を除去する程度にレーザー光を照射し、しかる後、保護部材を剥離してノズル吐出口を有するノズルプレートを作成する技術が提案されている。この技術によれば、インク吐出口の穿孔時にノズルプレート材料表面が保護部材により覆われているため、インク吐出口近傍の加工形状を均一に保つことができる利点もある。
【０００４】
一方、ノズルプレート表面の撥インク膜は、画像記録時における記録媒体との擦れ等に対する耐久性が悪く、摩耗や剥離等により撥インク性が損なわれると、インク吐出口周辺にインクが付着し、吐出されるインクの曲がりが発生して画像品質を低下させる問題がある。このため、例えば特許第３０６０５２６号に開示されているように、ノズルプレート材料表面に凹部を形成し、この凹部内にノズル吐出口を穿孔することで、ノズル吐出口周辺に形成されている撥インク膜を擦れ等の機械的な破壊から保護する技術が知られている。
【０００５】
しかし、このように表面に凹部を有するノズルプレート構造では、ノズルプレート表面が平滑ではないために、上記のように保護部材を積層した後にレーザー光の照射によりインク吐出口を形成する場合、特に最も重要なノズル吐出口周辺において保護部材との密着性が悪くなり、保護部材と撥インク膜との間に隙間が生じ、その結果、ノズル吐出口の穿孔後にその周囲の撥インク膜の剥がれが発生したり、インク吐出口形状そのものの乱れが発生する問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、インク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を有すると共に撥インク膜を有するノズルプレート材料表面に保護部材を形成した後、インク吐出口の形成を行う場合に、上記凹部における保護部材とノズルプレート材料表面との間の密着性を高め、ノズル吐出口穿孔後の撥インク膜の剥がれやインク吐出口形状の乱れの発生のないインクジェットヘッドの製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、ノズルプレート材料表面におけるインク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を形成する工程と、前記ノズルプレート材料表面に撥インク膜を形成する工程と、前記撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することにより密着させて貼付する工程と、前記保護部材が貼付されたノズルプレート材料に前記インク吐出口を形成する工程と、前記保護部材を除去する工程と、を有し、且つ前記凹部を形成する工程では、前記撥インク膜の表面に前記保護部材を貼付する工程において前記保護部材を貼付した際に前記凹部と前記保護部材との間に残留する空気を前記ノズルプレート材料の側方へ逃がすための空気逃げ部を、前記凹部から前記ノズルプレート材料の端部に亘って凹設することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することにより密着させて貼付する工程は、前記撥インク膜の表面に対して保護部材を貼付すると同時に加熱及び加圧して密着させることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することにより密着させて貼付する工程は、前記撥インク膜の表面に対して保護部材を常温環境下で貼付した後に、加熱及び加圧して密着させることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００１０】
また、上記課題を解決する請求項４記載の発明は、ノズルプレート材料表面におけるインク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を形成する工程と、前記ノズルプレート材料表面に撥インク膜を形成する工程と、前記撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することなく密着させて貼付する工程と、前記保護部材が貼付されたノズルプレート材料に前記インク吐出口を形成する工程と、前記保護部材を除去する工程と、を有し、且つ前記凹部を形成する工程では、凹部の深さＡとインク吐出口となる部位の端部から該凹部の外周縁までの距離Ｂとが、１／４０≦Ａ／Ｂ≦１／２５となるように形成すると共に、前記撥インク膜の表面に前記保護部材を貼付する工程において前記保護部材を貼付した際に前記凹部と前記保護部材との間に残留する空気を前記ノズルプレート材料の側方へ逃がすための空気逃げ部を、前記凹部から前記ノズルプレート材料の端部に亘って凹設することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、凹部の外周部は、該凹部の底面に向けて漸次小径となるテーパー面を構成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記撥インク膜の表面に前記保護部材を貼付する工程は、前記保護部材と前記ノズルプレート材料とを一対のロール間に通過させて貼付するものであり、前記凹部を形成する工程では、前記空気逃げ部を、前記凹部から前記一対のロール間にニップされる前記ノズルプレート材料の進行方向下流側の端部に亘って凹設することを特徴とする請求項１又は４記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
図１（ａ）〜（ｃ）は、ノズルプレートの製造工程を示している。
【００１５】
まず、図１（ａ）に示すように、ノズルプレートを作成するためのノズルプレート材料１の表面（インクが吐出される側面）におけるインク吐出口が形成される部位（図１において点線で示す）の周辺に凹部２を形成する。
【００１６】
このノズルプレート材料１を構成し得る部材としては、インク吐出口の形成が容易に行える点で合成樹脂を用いることが好ましく、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等の合成樹脂を挙げることができる。ノズルプレート材料１の厚みは、６０〜１００μｍ程度が好ましい。
【００１７】
凹部２は、ノズルプレート材料１の表面において、後工程において形成されるノズル吐出口となる部位を含み、且つその周辺に亘って形成される。凹部２を形成する方法としては、エキシマレーザーを照射することによりノズルプレート材料１の表面を掘り込む方法、凹部２となるパターンを形成した後に、ドライエッチングまたはウェットエッチングにより形成する方法、凹部２となるパターンを形成した後に、サンドブラスト処理することにより形成する方法、ノズルプレート材料４表面を打突することにより形成する方法等が挙げられる。
【００１８】
凹部２の深さは、０．５〜２０μｍ程度が好ましい。
【００１９】
凹部２は、図示するように、その外周部２ａが凹部２の底面に向けて漸次小径となるテーパー面を構成していると、後述する保護部材４の貼付時に凹部２内に隙間なくより密接状に貼付することができるために好ましい。テーパーの角度θは１５〜７５°程度が好ましい。また、同様に、保護部材４を密接状に貼付するため、凹部２の底面は平面とすることが好ましい。
【００２０】
なお、ここでは、ノズルプレート材料１は図２に示すように実際に作成されるノズルプレート（点線で示す）よりも大判に形成されており、そこから外形加工することにより複数枚（図示例ではＰ１及びＰ２の２枚）のノズルプレートを形成するようにしている。このため、ノズルプレート材料１には、各ノズルプレートＰ１、Ｐ２毎に凹部２の形成を行う。
【００２１】
次に、ノズル吐出口が形成される各部位毎に凹部２が形成されたノズルプレート材料１の表面に、図１（ｂ）に示すように撥インク膜３を被覆形成し、ノズルプレート材料１の表面に撥インク性を付与する。
【００２２】
撥インク膜３としては、ノズルプレート材料１表面に撥インク性を付与し得ると共に、後工程においてインク吐出口を加工する際に容易に除去可能であれば任意であり、例えば含フッ素樹脂溶液をコーティングする方法、含フッ素樹脂分散液をコーティングした後、加熱溶融処理を施す方法、シリコーン含有樹脂をコーティングする方法、プラズマ重合保護膜を形成する方法、ＰＴＦＥニッケル共析めっきを施す方法等により形成することができる。
【００２３】
この撥インク膜３の膜厚は、０．１〜５μｍ程度が好ましい。
【００２４】
次に、この撥インク膜３が被覆形成されたノズルプレート材料１の表面に保護部材４を貼付する。ここで使用できる保護部材４としては、粘着テープ類、熱可塑性樹脂類が挙げられる。
【００２５】
粘着テープ類としては、基材としてポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂等を使用し、粘着剤としてアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等を塗布したものを使用することができる。
【００２６】
また、熱可塑性樹脂類としては、ポリエステル樹脂、エチレンアクリル酸共重合物、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂等があり、これらを単独で使用したり、基材フィルムにコーティングしたものを使用することもできる。
【００２７】
保護部材４の厚さは、５０〜２００μｍ程度が好ましい。
【００２８】
本発明に係る第１の実施形態では、かかる保護部材４を撥インク膜３が形成されたノズルプレート材料１の表面に貼付する際、ノズルプレート材料１の撥インク膜３の表面に保護部材４を加熱及び加圧することにより密着させて貼付することを特徴としている。保護部材４を貼付する際に加熱することで、保護部材４がノズルプレート材料１の表面形状に馴染んで凹部２内にまで入り込み、更に加圧することにより、図１（ｄ）に示すように、凹部２の底面にまで隙間なく保護部材４を密着状に貼付することができる。
【００２９】
加熱温度条件は６０〜１５０℃、加圧条件は０．３〜５ＭＰａが好ましい。加熱温度が６０℃よりも低いと、加圧しても保護部材４をノズルプレート材料１の凹部２内に密着させ難くなる。また、１５０℃よりも高くしても、保護部材４を凹部２内に密着させる効果はさほど変わらず、逆に粘着剤のはみ出し、保護部材４やノズルプレート材料１の変形等の問題が発生する弊害が出易くなるため好ましくない。一方、加圧条件が０．３ＭＰａよりも小さいと、保護部材４と凹部２との間に残留する空気をうまく抜くことができず、凹部２内に保護部材４を密着させることができない。また、５ＭＰａよりも大きくなると、加圧後にノズルプレート材料１にソリが発生し易くなるため好ましくない。
【００３０】
撥インク膜３間の表面に保護部材４を密着状に貼付するには、撥インク膜３の表面に対して保護部材４を貼付すると同時に加熱及び加圧して密着させる態様、撥インク膜３の表面に対して保護部材４を常温環境下で貼付した後に、加熱及び加圧して密着させる態様が好ましく採用できる。
【００３１】
前者の態様は、２本の加熱加圧ロール間に、ノズルプレート材料１及び保護部材４をニップする熱ラミネート装置を用いて行うことができる。
【００３２】
かかる熱ラミネートを行うための装置の一例を図３に示す。Ｒ１及びＲ２は発熱構造を有する加熱圧着ロールであり、金属ロール、樹脂ロール、ゴムロールを用いて構成されている。加熱圧着ロールＲ１、Ｒ２は、その間を通過する部材を加圧して圧着するように所定圧をもって対向状に配置され、図示しない駆動手段により回転可能とされている。
【００３３】
一方の加熱圧着ロールＲ１には、粘着テープロール４０から保護部材４としての粘着テープが供給され、他方の加熱圧着ロールＲ２には、粘着テープがロールＲ２に張りつかないようにするための例えばポリエチレン樹脂、ＰＥＴ樹脂等からなる支持ベース５が支持ベースロール５０から同時に供給されるようになっている。なお、図中、６は加熱圧着ロールＲ１、Ｒ２間を通過した保護部材４とノズルプレート材料１との一体物を搬送させる搬送台である。
【００３４】
かかる加熱圧着ロールＲ１、Ｒ２間に、凹部２及びその表面に撥インク膜３が形成されたノズルプレート材料１を、その撥インク膜３が形成された面を保護部材４が供給される加熱圧着ロールＲ１側にして供給すると、ノズルプレート材料１の表面に保護部材４が加熱圧着ロールＲ１及びＲ２間の通過により貼付されると同時に加熱圧着されて密着される。その後、保護部材４付きノズルプレート材料１をノズルプレート材料１のサイズ毎に切断する。
【００３５】
また、後者の態様は、撥インク膜３が形成されたノズルプレート材料１の表面に対して保護部材４を常温環境下で貼付し、この貼付の後に、保護部材４付きノズルプレート材料１を加熱及び加圧して保護部材４を撥インク膜３に密着させる。即ち、保護部材４をノズルプレート材料１の表面に貼付する工程と、その貼付された保護部材４をノズルプレート材料１の表面に加熱及び加圧して密着させる工程とを別工程として行う。
【００３６】
保護部材４をノズルプレート材料１表面に対して貼付し、その後加熱及び加圧して密着するための装置の一例を図５に示す。Ｒ１０及びＲ２０は対向状に配置された貼り付けロールであり、図示しない駆動手段により回転可能とされている。一方の貼り付けロールＲ１０には、粘着テープロール４０から保護部材４としての粘着テープが供給され、他方の貼り付けロールＲ２０には上記同様に支持ベース５が支持ベースロール５０から供給される。
【００３７】
また、貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０の下流側には、所定間隔をおいて一対の加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１が配置されている。加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１は、発熱構造を有し、その間を通過する部材を加圧して圧着するように所定圧をもって対向状に配置され、図示しない駆動手段により回転可能とされている。
【００３８】
かかる装置の貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０間に、凹部２及びその表面に撥インク膜３が形成されたノズルプレート材料１を、その撥インク膜３が形成された面を保護部材４が供給される貼り付けロールＲ１０側にして供給すると、ノズルプレート材料１の表面に保護部材４が貼り付けロールＲ１０及びＲ２０間の通過によって貼り付けられる。このときの保護部材４の貼り付けは、常温でノズルプレート材料１表面に対して０．０３〜０．５ＭＰａ程度の圧力で行う。
【００３９】
貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０間を通過した保護部材４付きノズルプレート材料１は、次いで加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１間を通過し、この加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１によって保護部材４とノズルプレート材料１とが加熱及び加圧されて密着される。このとき、図３に示す態様と同様、加熱温度条件は６０〜１５０℃、加圧条件は０．３〜５ＭＰａが好ましい。その後、保護部材４及びノズルプレート材料１の一体物をノズルプレート材料１のサイズ毎に切断する。
【００４０】
このようにノズルプレート材料１の表面に保護部材４を一旦常温環境下で貼付した後、加熱及び加圧することでも、図１（ｄ）に示すように、保護部材４は凹部２内にまで入り込み、その表面形状に沿ってほとんど隙間なく密着させることができる。
【００４１】
なお、加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１による保護部材４付きノズルプレート材料１の加熱加圧処理は、図５に示すように、貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０の通過後に連続して行うようにするものに限らず、貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０による保護部材４付きノズルプレート材料１の作成と、加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１による加熱加圧処理とを非連続的に行うようにしてもよい。
【００４２】
次に、以上の方法で撥インク膜３の表面に保護部材４を密着させたノズルプレート材料１に対して、レーザー加工により、図２に示すようにノズルプレートＰ１、Ｐ２となる形状に外形加工を行う。
【００４３】
次いで、各ノズルプレート材料１の表面に形成した各凹部２毎にインク吐出口５を穿孔する。このインク吐出口５の穿孔には、微細な加工形成が容易に可能であることからレーザ光の照射によるレーザー加工とすることが好ましい。一般にレーザー加工に使用されるレーザーにはガスレーザーや固体レーザーがあるが、本発明ではそのいずれを用いてもよい。ガスレーザーとしてはエキシマレーザーを挙げることができ、固体レーザーとしてはＹＡＧレーザーを挙げることができる。
【００４４】
レーザー加工によるインク吐出口の加工に際しては、ノズルプレート材料１の裏面（保護部材４とは反対側の面）からレーザー光を照射することで、その照射部をエッチングし、インク吐出口７を削成していく。ノズルプレート材料１のエッチングが進行するにつれ、やがてレーザー光はノズルプレート材料１を完全に貫通すると共に、ノズルプレート材料１表面に形成された撥インク膜３をも貫通し、ノズルプレート材料１において凹部２の表面を覆っている保護部材４まで達し、図４（ａ）に示すように、この保護部材４の一部をもエッチングする。その後、ノズルプレート材料１表面の保護部材５を剥離して除去することでノズルプレートが得られる（図４（ｂ））。
【００４５】
保護部材４をノズルプレート材料１の表面に加熱及び加圧することにより密着させて貼付する際、保護部材４の貼り付け時のノズルプレート材料１表面の凹部２内の空気の抜けを良くするため、凹部２には、保護部材４の貼り付け時に保護部材４との間に残留する空気を凹部２内から逃がす空気逃げ部を有するようにすることが好ましい。空気逃げ部は、前記した各ロールＲ１、Ｒ２、Ｒ１０、Ｒ２０、Ｒ１１、Ｒ２１によってニップされる際の凹部２の下流側に配置される。
【００４６】
この空気逃げ部の形成例について図６に示す。なお、図６はノズルプレート材料１の平面図であり、ノズルプレート材料１中の黒点はインク吐出口加工予定位置を、また、白抜き矢印はロール通過時のノズルプレート材料１の進行方向を、更に、斜線部は凹設されている領域をそれぞれ示している。
【００４７】
図６（ａ）は、凹部２を全インク吐出口に亘って棒溝状に凹設形成すると共に、その端部をノズルプレート材料１の端部まで延設することにより、保護部材４の貼り付け時に凹部２内に残留する空気をノズルプレート材料１の進行方向下流側の側方へ逃がすための空気逃げ部２ｂを形成している。また、（ｂ）は、各インク吐出口毎に形成される平面視略円形状の凹部２を全て連結して所謂数珠状に凹設形成すると共に、その端部をノズルプレート材料１の端部まで延設することにより、保護部材４の貼り付け時に凹部２内に残留する空気をノズルプレート材料１の進行方向下流側の側方へ逃がすための空気逃げ部２ｂを形成している。
【００４８】
図６（ｃ）（ｄ）は、それぞれノズルプレート製品と同形状の１枚のノズルプレート材料１に凹部２を加工する場合の例であり、（ｃ）は、各インク吐出口毎に形成される平面視略円形状の凹部２のそれぞれに、保護部材４の貼り付け時に各凹部２内に残留する空気をノズルプレート材料１の進行方向下流側の側方へ逃がすための空気逃げ部２ｂを凹設形成している。また、（ｄ）は、各インク吐出口毎に形成される平面視略円形状の凹部２から保護部材４の貼り付け時に各凹部２内に残留する空気をノズルプレート材料１の進行方向下流側の側方へ逃がすための共通の空気逃げ部２ｂを凹設形成することにより、凹部２を所謂入り江状に形成している。
【００４９】
なお、図６（ａ）（ｂ）に示す態様では、空気逃げ部２ｂをノズルプレート材料１の進行方向に沿う両端部にそれぞれ形成しているため、保護部材４の貼付時にロール間にニップする際の方向が、上記両端部のいずれからでも良いという利点がある。
【００５０】
このように、凹部２に空気逃げ部２ｂを有するようにすることで、ロール間を通過させてノズルプレート材料１の表面に保護部材４を貼付する際、保護部材４を凹部２内に空気残留なく密着させることができるようになる。また、この空気逃げ部２ｂと、前述した凹部２の外周部２ａをテーパー面に形成する構成とを併用すると、保護部材４を凹部２内に一層隙間なく密着させることができるためにより好ましい。
【００５１】
以上のようにして作成されたノズルプレートＰは、図７に示すように、各インク吐出口７に対応する平行な多数のチャネル溝１０１、１０１…を形成した圧電素子材料からなるアクチュエータ基板１００の前面に接着される。更に、アクチュエータ基板１００の上面にはカバー基板１０２を接着すると共に、その後面にチャネル溝１０１へのインク流入を規制する流路規制板１０３を介してインク溝１０１内にインクを供給するためのインクマニホールド１０４を接着してインクジェットヘッドを製造する。
【００５２】
図８は、インクジェットヘッドの製造方法の第２の実施形態に係るノズルプレート材料１０を示している。以上の説明と重複する部分についての説明は省略する。
【００５３】
このノズルプレート材料１０は、インク吐出口が形成される部位（点線で示す）の周辺に形成する凹部２０を、その深さＡと該凹部２０底面に臨むインク吐出口となる部位の端部ｅ１から該凹部２０の外周縁ｅ２までの距離Ｂとが、Ａ／Ｂ≦１／２０となるように形成している。この凹部２０を形成する方法は前述と同様の方法を用いることができる。
【００５４】
凹部２０を上記の条件を満たすように形成することにより、その表面に撥インク膜３を形成した後、その表面に保護部材４を貼付する際、加熱及び加圧といった特殊な処理を施す必要なく、常温環境下で凹部２０内にほとんど隙間なく密着させることができるようになる。Ａ／Ｂが１／２０よりも大きくなると、保護部材４を常温環境下で加熱及び加圧処理なしに貼付した時の凹部内での密着性が悪くなる。また、Ａ／Ｂの下限は、小さすぎると凹部としての本来の機能を果たし難くなるため、１／５０以上とすることが好ましい。より好ましくは、１／４０≦Ａ／Ｂ≦１／２５とすることである。
【００５５】
かかる凹部２０は、前記同様に、その外周部２０ａが凹部２０の底面に向けて漸次小径となるテーパー面を構成していることが、凹部２０での保護部材４の密着性を高める上でより好ましい。
【００５６】
かかるノズルプレート材料１０の表面に保護部材４を貼付するには、図５に示す装置において加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１を有さないものと同様の装置を用いることができる。即ち、保護部材４の貼り付けは、ノズルプレート材料１表面に対して常温環境下で行う。
【００５７】
その後は、前記同様にノズルプレート材料１にインク吐出口７を形成した後、保護部材４を除去し、ノズルプレートとする。
【００５８】
【実施例】
（実施例１）
ノズルプレート材料として、１２５μｍ厚さのポリイミド樹脂シートを用意し、その片面に、後にインク吐出口を形成する部位の周辺にエキシマレーザーを用いて、直径０．５ｍｍ、深さ１０μｍの凹部を形成した。
【００５９】
次いで、このノズルプレート材料の凹部加工面を洗浄後、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の水分散液を塗布して３５０℃で加熱処理し、表面に撥インク膜を形成した。このときの塗布膜厚は、加熱処理後の値で０．５μｍとした。
【００６０】
更に、このノズルプレート材料表面に、保護部材として７５μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂にゴム系の粘着剤が塗布された粘着シート（日東電工社製「３１Ｄ７５」）を、図３に示す装置を用いて加熱と同時に圧着させて密着状に貼付した。加熱温度は１００℃、加圧力は３ＭＰａとした。
【００６１】
その後、保護部材付きのノズルプレート材料をノズルプレート材料側からエキシマレーザーを用いて外形加工を行い、更に続けて各凹部内に直径３０μｍのインク吐出口（ノズル数２５６）を加工し、その後粘着シートを除去してノズルプレート（実施例１−１）とした。
【００６２】
また、比較として、上記と同一の材料を用いて、粘着シートとノズルプレート材料とを加熱することなく常温環境下で貼付した後に、各凹部内にインク吐出口（ノズル数２５６）を同様に加工することによりノズルプレート（比較例１−１）を製造した。
【００６３】
それぞれ得られた各ノズルプレートを、ニコン社製ＣＮＣ画像測定システム「ＮＥＸＩＶ ＶＭＲ−３０２０」を用いて目視観察し、それぞれのインク吐出口形状の状態と撥インク膜の剥離の有無を確認し、全インク吐出口における形状不良及び撥インク膜の剥離発生の割合（レーザー加工不良率）を求めた。その結果を表１に示す。
【００６４】
（実施例２）
ノズルプレート材料として、１２５μｍ厚さのポリイミド樹脂シートを用意し、その片面に、後にインク吐出口を形成する部位の周辺にエキシマレーザーを用いて、直径０．５ｍｍ、深さ１０μｍの凹部を形成した。
【００６５】
次いで、このノズルプレート材料の凹部加工面を洗浄後、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の水分散液を塗布して３５０℃で加熱処理し、表面に撥インク膜を形成した。このときの塗布膜厚は、加熱処理後の値で０．５μｍとした。
【００６６】
更に、このノズルプレート材料表面に、保護部材として７５μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂にゴム系の粘着剤が塗布された粘着シート（日東電工社製「３１Ｄ７５」）を、図５に示す装置を用いて常温環境下で貼り付けロール間を通過させた後、加熱加圧ロール間を通過させることにより加熱加圧して密着させた。この加熱加圧ロールにおける加熱温度は１２０℃、加圧力は２．５ＭＰａとした。
【００６７】
その後、保護部材付きのノズルプレート材料をノズルプレート材料側からエキシマレーザーを用いて外形加工を行い、更に続けて各凹部内に直径３０μｍのインク吐出口（ノズル数２５６）を加工し、その後粘着シートを除去してノズルプレート（実施例２−１）とした。
【００６８】
また、比較として、上記と同一の材料を用いて、粘着シートとノズルプレート材料とを加熱することなく常温環境下で貼付した後に、各凹部内にインク吐出口（ノズル数２５６）を同様に加工することによりノズルプレート（比較例２−１）を製造した。
【００６９】
それぞれ得られた各ノズルプレートを、ニコン社製ＣＮＣ画像測定システム「ＮＥＸＩＶ ＶＭＲ−３０２０」を用いて目視観察し、それぞれのインク吐出口形状の状態と撥インク膜の剥離の有無を確認し、全インク吐出口における形状不良及び撥インク膜の剥離発生の割合（レーザー加工不良率）を求めた。その結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
【００７１】
なお、実施例１−１の保護部材が貼り付けられたノズルプレート材料のシートは、若干のソリの発生が認められたが、実施例２−１ではほとんどソリの発生は認められなかった。
【００７２】
（実施例３）
ノズルプレート材料として、１２５μｍ厚さのポリイミド樹脂シートを用意し、その片面に、後にインク吐出口を形成する部位の周辺にエキシマレーザーを用いて平面視略円形状の凹部を形成した。凹部の深さＡを表１に示す。
【００７３】
次いで、このノズルプレート材料の凹部加工面を洗浄後、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の水分散液を塗布して３５０℃で加熱処理し、表面に撥インク膜を形成した。このときの塗布膜厚は、加熱処理後の値で０．５μｍとした。
【００７４】
更に、このノズルプレート材料表面に、保護部材として７５μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂にゴム系の粘着剤が塗布された粘着シート（日東電工社製「３１Ｄ７５」）を、常温環境下で、図５に示す装置における貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０間のみを通過させて貼付した。このときの貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０間の加圧力は３ＭＰａとした。
【００７５】
その後、保護部材付きのノズルプレート材料をノズルプレート材料側からエキシマレーザーを用いて外形加工を行い、更に続けて各凹部内に直径３０μｍのインク吐出口（ノズル数２５６）を加工した。このときのインク吐出口の端部ｅ１から凹部の外周縁ｅ２までの距離Ｂ（図８参照）を表２に示す。
【００７６】
その後粘着シートを除去してノズルプレート（実施例３−１、３−２、３−３）とした。
【００７７】
また、比較として、上記と同一の材料を用いて、凹部における深さＡと距離Ｂとの関係を表２に示す通りとしたノズルプレート（比較例３−１、３−２）を製造した。
【００７８】
各ノズルプレートの評価は、ニコン社製ＣＮＣ画像測定システム「ＮＥＸＩＶＶＭＲ−３０２０」を用いて目視観察し、それぞれのインク吐出口形状の状態と撥インク膜の剥離の有無を確認し、全インク吐出口における形状不良及び撥インク膜の剥離発生の割合（レーザー加工不良率）を求めた。その結果を表２に示す。
【００７９】
【表２】
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、凹部における保護部材とノズルプレート材料表面との間の密着性を高めることができ、ノズル吐出口穿孔後の撥インク膜の剥がれやインク吐出口形状の乱れの発生のないインクジェットヘッドの製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）はノズルプレートの製造過程を示す図
【図２】ノズルプレート材料の平面図
【図３】保護部材を貼り付けるための装置の一例を示す図
【図４】（ａ）（ｂ）はノズルプレートの製造過程を示す図
【図５】保護部材を貼り付けるための装置の一例を示す図
【図６】（ａ）〜（ｄ）はノズルプレート材料表面の凹部形状を示す平面図
【図７】インクジェットヘッドの分解斜視図
【図８】ノズルプレート材料の凹部の別の実施形態を説明する図
【符号の説明】
１、１０：ノズルプレート材料
２、２０：凹部
３：撥インク膜
４：保護部材
７：インク吐出口
Ｐ：ノズルプレート
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、インク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を有し、その表面に撥インク膜が形成されてなるノズルプレートを有するインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インク吐出口からインクを微細な液滴状に吐出することにより画像記録を行うためのインクジェットヘッドは、常に安定したインク吐出により高品質な画像記録を実現するため、ノズル吐出口から吐出されるインクの直進性が高度に要求される。このノズル吐出口の周辺にインクが付着すると、インク吐出口から吐出されるインクに曲がりが発生し、インクの直進性が損なわれてしまう。このため、ノズルプレートの表面（インク吐出側の面）に撥インク膜を形成することによって撥インク性を付与し、ノズル吐出口の周縁部にインクが付着しないようにしてインク吐出時の直進性を損ねないようにしている。
【０００３】
かかる撥インク膜は、インク吐出口内に入り込んで目詰まりを生じさせることのないようにノズルプレート表面のみに形成することが望まれる。このため、従来、特開平６−８７２１６号に開示されているように、ノズルプレート材料の表面に撥インク膜を形成した後、該撥インク膜の表面にポリイミド樹脂シート等からなる保護部材を添着し、そのノズルプレート材料における保護部材添着面とは反対側の面から、上記ノズルプレート材料及び撥インク膜を貫通し且つ上記保護部材の一部を除去する程度にレーザー光を照射し、しかる後、保護部材を剥離してノズル吐出口を有するノズルプレートを作成する技術が提案されている。この技術によれば、インク吐出口の穿孔時にノズルプレート材料表面が保護部材により覆われているため、インク吐出口近傍の加工形状を均一に保つことができる利点もある。
【０００４】
一方、ノズルプレート表面の撥インク膜は、画像記録時における記録媒体との擦れ等に対する耐久性が悪く、摩耗や剥離等により撥インク性が損なわれると、インク吐出口周辺にインクが付着し、吐出されるインクの曲がりが発生して画像品質を低下させる問題がある。このため、例えば特許第３０６０５２６号に開示されているように、ノズルプレート材料表面に凹部を形成し、この凹部内にノズル吐出口を穿孔することで、ノズル吐出口周辺に形成されている撥インク膜を擦れ等の機械的な破壊から保護する技術が知られている。
【０００５】
しかし、このように表面に凹部を有するノズルプレート構造では、ノズルプレート表面が平滑ではないために、上記のように保護部材を積層した後にレーザー光の照射によりインク吐出口を形成する場合、特に最も重要なノズル吐出口周辺において保護部材との密着性が悪くなり、保護部材と撥インク膜との間に隙間が生じ、その結果、ノズル吐出口の穿孔後にその周囲の撥インク膜の剥がれが発生したり、インク吐出口形状そのものの乱れが発生する問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、インク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を有すると共に撥インク膜を有するノズルプレート材料表面に保護部材を形成した後、インク吐出口の形成を行う場合に、上記凹部における保護部材とノズルプレート材料表面との間の密着性を高め、ノズル吐出口穿孔後の撥インク膜の剥がれやインク吐出口形状の乱れの発生のないインクジェットヘッドの製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、ノズルプレート材料表面におけるインク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を形成する工程と、前記ノズルプレート材料表面に撥インク膜を形成する工程と、前記撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することにより密着させて貼付する工程と、前記保護部材が貼付されたノズルプレート材料に前記インク吐出口を形成する工程と、前記保護部材を除去する工程と、を有し、且つ前記凹部を形成する工程では、前記撥インク膜の表面に前記保護部材を貼付する工程において前記保護部材を貼付した際に前記凹部と前記保護部材との間に残留する空気を前記ノズルプレート材料の側方へ逃がすための空気逃げ部を、前記凹部から前記ノズルプレート材料の端部に亘って凹設することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することにより密着させて貼付する工程は、前記撥インク膜の表面に対して保護部材を貼付すると同時に加熱及び加圧して密着させることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することにより密着させて貼付する工程は、前記撥インク膜の表面に対して保護部材を常温環境下で貼付した後に、加熱及び加圧して密着させることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００１０】
また、上記課題を解決する請求項４記載の発明は、ノズルプレート材料表面におけるインク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を形成する工程と、前記ノズルプレート材料表面に撥インク膜を形成する工程と、前記撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することなく密着させて貼付する工程と、前記保護部材が貼付されたノズルプレート材料に前記インク吐出口を形成する工程と、前記保護部材を除去する工程と、を有し、且つ前記凹部を形成する工程では、凹部の深さＡとインク吐出口となる部位の端部から該凹部の外周縁までの距離Ｂとが、１／４０≦Ａ／Ｂ≦１／２５となるように形成すると共に、前記撥インク膜の表面に前記保護部材を貼付する工程において前記保護部材を貼付した際に前記凹部と前記保護部材との間に残留する空気を前記ノズルプレート材料の側方へ逃がすための空気逃げ部を、前記凹部から前記ノズルプレート材料の端部に亘って凹設することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、凹部の外周部は、該凹部の底面に向けて漸次小径となるテーパー面を構成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記撥インク膜の表面に前記保護部材を貼付する工程は、前記保護部材と前記ノズルプレート材料とを一対のロール間に通過させて貼付するものであり、前記凹部を形成する工程では、前記空気逃げ部を、前記凹部から前記一対のロール間にニップされる前記ノズルプレート材料の進行方向下流側の端部に亘って凹設することを特徴とする請求項１又は４記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
図１（ａ）〜（ｃ）は、ノズルプレートの製造工程を示している。
【００１５】
まず、図１（ａ）に示すように、ノズルプレートを作成するためのノズルプレート材料１の表面（インクが吐出される側面）におけるインク吐出口が形成される部位（図１において点線で示す）の周辺に凹部２を形成する。
【００１６】
このノズルプレート材料１を構成し得る部材としては、インク吐出口の形成が容易に行える点で合成樹脂を用いることが好ましく、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等の合成樹脂を挙げることができる。ノズルプレート材料１の厚みは、６０〜１００μｍ程度が好ましい。
【００１７】
凹部２は、ノズルプレート材料１の表面において、後工程において形成されるノズル吐出口となる部位を含み、且つその周辺に亘って形成される。凹部２を形成する方法としては、エキシマレーザーを照射することによりノズルプレート材料１の表面を掘り込む方法、凹部２となるパターンを形成した後に、ドライエッチングまたはウェットエッチングにより形成する方法、凹部２となるパターンを形成した後に、サンドブラスト処理することにより形成する方法、ノズルプレート材料４表面を打突することにより形成する方法等が挙げられる。
【００１８】
凹部２の深さは、０．５〜２０μｍ程度が好ましい。
【００１９】
凹部２は、図示するように、その外周部２ａが凹部２の底面に向けて漸次小径となるテーパー面を構成していると、後述する保護部材４の貼付時に凹部２内に隙間なくより密接状に貼付することができるために好ましい。テーパーの角度θは１５〜７５°程度が好ましい。また、同様に、保護部材４を密接状に貼付するため、凹部２の底面は平面とすることが好ましい。
【００２０】
なお、ここでは、ノズルプレート材料１は図２に示すように実際に作成されるノズルプレート（点線で示す）よりも大判に形成されており、そこから外形加工することにより複数枚（図示例ではＰ１及びＰ２の２枚）のノズルプレートを形成するようにしている。このため、ノズルプレート材料１には、各ノズルプレートＰ１、Ｐ２毎に凹部２の形成を行う。
【００２１】
次に、ノズル吐出口が形成される各部位毎に凹部２が形成されたノズルプレート材料１の表面に、図１（ｂ）に示すように撥インク膜３を被覆形成し、ノズルプレート材料１の表面に撥インク性を付与する。
【００２２】
撥インク膜３としては、ノズルプレート材料１表面に撥インク性を付与し得ると共に、後工程においてインク吐出口を加工する際に容易に除去可能であれば任意であり、例えば含フッ素樹脂溶液をコーティングする方法、含フッ素樹脂分散液をコーティングした後、加熱溶融処理を施す方法、シリコーン含有樹脂をコーティングする方法、プラズマ重合保護膜を形成する方法、ＰＴＦＥニッケル共析めっきを施す方法等により形成することができる。
【００２３】
この撥インク膜３の膜厚は、０．１〜５μｍ程度が好ましい。
【００２４】
次に、この撥インク膜３が被覆形成されたノズルプレート材料１の表面に保護部材４を貼付する。ここで使用できる保護部材４としては、粘着テープ類、熱可塑性樹脂類が挙げられる。
【００２５】
粘着テープ類としては、基材としてポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂等を使用し、粘着剤としてアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等を塗布したものを使用することができる。
【００２６】
また、熱可塑性樹脂類としては、ポリエステル樹脂、エチレンアクリル酸共重合物、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂等があり、これらを単独で使用したり、基材フィルムにコーティングしたものを使用することもできる。
【００２７】
保護部材４の厚さは、５０〜２００μｍ程度が好ましい。
【００２８】
本発明に係る第１の実施形態では、かかる保護部材４を撥インク膜３が形成されたノズルプレート材料１の表面に貼付する際、ノズルプレート材料１の撥インク膜３の表面に保護部材４を加熱及び加圧することにより密着させて貼付することを特徴としている。保護部材４を貼付する際に加熱することで、保護部材４がノズルプレート材料１の表面形状に馴染んで凹部２内にまで入り込み、更に加圧することにより、図１（ｄ）に示すように、凹部２の底面にまで隙間なく保護部材４を密着状に貼付することができる。
【００２９】
加熱温度条件は６０〜１５０℃、加圧条件は０．３〜５ＭＰａが好ましい。加熱温度が６０℃よりも低いと、加圧しても保護部材４をノズルプレート材料１の凹部２内に密着させ難くなる。また、１５０℃よりも高くしても、保護部材４を凹部２内に密着させる効果はさほど変わらず、逆に粘着剤のはみ出し、保護部材４やノズルプレート材料１の変形等の問題が発生する弊害が出易くなるため好ましくない。一方、加圧条件が０．３ＭＰａよりも小さいと、保護部材４と凹部２との間に残留する空気をうまく抜くことができず、凹部２内に保護部材４を密着させることができない。また、５ＭＰａよりも大きくなると、加圧後にノズルプレート材料１にソリが発生し易くなるため好ましくない。
【００３０】
撥インク膜３間の表面に保護部材４を密着状に貼付するには、撥インク膜３の表面に対して保護部材４を貼付すると同時に加熱及び加圧して密着させる態様、撥インク膜３の表面に対して保護部材４を常温環境下で貼付した後に、加熱及び加圧して密着させる態様が好ましく採用できる。
【００３１】
前者の態様は、２本の加熱加圧ロール間に、ノズルプレート材料１及び保護部材４をニップする熱ラミネート装置を用いて行うことができる。
【００３２】
かかる熱ラミネートを行うための装置の一例を図３に示す。Ｒ１及びＲ２は発熱構造を有する加熱圧着ロールであり、金属ロール、樹脂ロール、ゴムロールを用いて構成されている。加熱圧着ロールＲ１、Ｒ２は、その間を通過する部材を加圧して圧着するように所定圧をもって対向状に配置され、図示しない駆動手段により回転可能とされている。
【００３３】
一方の加熱圧着ロールＲ１には、粘着テープロール４０から保護部材４としての粘着テープが供給され、他方の加熱圧着ロールＲ２には、粘着テープがロールＲ２に張りつかないようにするための例えばポリエチレン樹脂、ＰＥＴ樹脂等からなる支持ベース５が支持ベースロール５０から同時に供給されるようになっている。なお、図中、６は加熱圧着ロールＲ１、Ｒ２間を通過した保護部材４とノズルプレート材料１との一体物を搬送させる搬送台である。
【００３４】
かかる加熱圧着ロールＲ１、Ｒ２間に、凹部２及びその表面に撥インク膜３が形成されたノズルプレート材料１を、その撥インク膜３が形成された面を保護部材４が供給される加熱圧着ロールＲ１側にして供給すると、ノズルプレート材料１の表面に保護部材４が加熱圧着ロールＲ１及びＲ２間の通過により貼付されると同時に加熱圧着されて密着される。その後、保護部材４付きノズルプレート材料１をノズルプレート材料１のサイズ毎に切断する。
【００３５】
また、後者の態様は、撥インク膜３が形成されたノズルプレート材料１の表面に対して保護部材４を常温環境下で貼付し、この貼付の後に、保護部材４付きノズルプレート材料１を加熱及び加圧して保護部材４を撥インク膜３に密着させる。即ち、保護部材４をノズルプレート材料１の表面に貼付する工程と、その貼付された保護部材４をノズルプレート材料１の表面に加熱及び加圧して密着させる工程とを別工程として行う。
【００３６】
保護部材４をノズルプレート材料１表面に対して貼付し、その後加熱及び加圧して密着するための装置の一例を図５に示す。Ｒ１０及びＲ２０は対向状に配置された貼り付けロールであり、図示しない駆動手段により回転可能とされている。一方の貼り付けロールＲ１０には、粘着テープロール４０から保護部材４としての粘着テープが供給され、他方の貼り付けロールＲ２０には上記同様に支持ベース５が支持ベースロール５０から供給される。
【００３７】
また、貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０の下流側には、所定間隔をおいて一対の加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１が配置されている。加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１は、発熱構造を有し、その間を通過する部材を加圧して圧着するように所定圧をもって対向状に配置され、図示しない駆動手段により回転可能とされている。
【００３８】
かかる装置の貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０間に、凹部２及びその表面に撥インク膜３が形成されたノズルプレート材料１を、その撥インク膜３が形成された面を保護部材４が供給される貼り付けロールＲ１０側にして供給すると、ノズルプレート材料１の表面に保護部材４が貼り付けロールＲ１０及びＲ２０間の通過によって貼り付けられる。このときの保護部材４の貼り付けは、常温でノズルプレート材料１表面に対して０．０３〜０．５ＭＰａ程度の圧力で行う。
【００３９】
貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０間を通過した保護部材４付きノズルプレート材料１は、次いで加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１間を通過し、この加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１によって保護部材４とノズルプレート材料１とが加熱及び加圧されて密着される。このとき、図３に示す態様と同様、加熱温度条件は６０〜１５０℃、加圧条件は０．３〜５ＭＰａが好ましい。その後、保護部材４及びノズルプレート材料１の一体物をノズルプレート材料１のサイズ毎に切断する。
【００４０】
このようにノズルプレート材料１の表面に保護部材４を一旦常温環境下で貼付した後、加熱及び加圧することでも、図１（ｄ）に示すように、保護部材４は凹部２内にまで入り込み、その表面形状に沿ってほとんど隙間なく密着させることができる。
【００４１】
なお、加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１による保護部材４付きノズルプレート材料１の加熱加圧処理は、図５に示すように、貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０の通過後に連続して行うようにするものに限らず、貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０による保護部材４付きノズルプレート材料１の作成と、加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１による加熱加圧処理とを非連続的に行うようにしてもよい。
【００４２】
次に、以上の方法で撥インク膜３の表面に保護部材４を密着させたノズルプレート材料１に対して、レーザー加工により、図２に示すようにノズルプレートＰ１、Ｐ２となる形状に外形加工を行う。
【００４３】
次いで、各ノズルプレート材料１の表面に形成した各凹部２毎にインク吐出口５を穿孔する。このインク吐出口５の穿孔には、微細な加工形成が容易に可能であることからレーザ光の照射によるレーザー加工とすることが好ましい。一般にレーザー加工に使用されるレーザーにはガスレーザーや固体レーザーがあるが、本発明ではそのいずれを用いてもよい。ガスレーザーとしてはエキシマレーザーを挙げることができ、固体レーザーとしてはＹＡＧレーザーを挙げることができる。
【００４４】
レーザー加工によるインク吐出口の加工に際しては、ノズルプレート材料１の裏面（保護部材４とは反対側の面）からレーザー光を照射することで、その照射部をエッチングし、インク吐出口７を削成していく。ノズルプレート材料１のエッチングが進行するにつれ、やがてレーザー光はノズルプレート材料１を完全に貫通すると共に、ノズルプレート材料１表面に形成された撥インク膜３をも貫通し、ノズルプレート材料１において凹部２の表面を覆っている保護部材４まで達し、図４（ａ）に示すように、この保護部材４の一部をもエッチングする。その後、ノズルプレート材料１表面の保護部材５を剥離して除去することでノズルプレートが得られる（図４（ｂ））。
【００４５】
保護部材４をノズルプレート材料１の表面に加熱及び加圧することにより密着させて貼付する際、保護部材４の貼り付け時のノズルプレート材料１表面の凹部２内の空気の抜けを良くするため、凹部２には、保護部材４の貼り付け時に保護部材４との間に残留する空気を凹部２内から逃がす空気逃げ部を有するようにすることが好ましい。空気逃げ部は、前記した各ロールＲ１、Ｒ２、Ｒ１０、Ｒ２０、Ｒ１１、Ｒ２１によってニップされる際の凹部２の下流側に配置される。
【００４６】
この空気逃げ部の形成例について図６に示す。なお、図６はノズルプレート材料１の平面図であり、ノズルプレート材料１中の黒点はインク吐出口加工予定位置を、また、白抜き矢印はロール通過時のノズルプレート材料１の進行方向を、更に、斜線部は凹設されている領域をそれぞれ示している。
【００４７】
図６（ａ）は、凹部２を全インク吐出口に亘って棒溝状に凹設形成すると共に、その端部をノズルプレート材料１の端部まで延設することにより、保護部材４の貼り付け時に凹部２内に残留する空気をノズルプレート材料１の進行方向下流側の側方へ逃がすための空気逃げ部２ｂを形成している。また、（ｂ）は、各インク吐出口毎に形成される平面視略円形状の凹部２を全て連結して所謂数珠状に凹設形成すると共に、その端部をノズルプレート材料１の端部まで延設することにより、保護部材４の貼り付け時に凹部２内に残留する空気をノズルプレート材料１の進行方向下流側の側方へ逃がすための空気逃げ部２ｂを形成している。
【００４８】
図６（ｃ）（ｄ）は、それぞれノズルプレート製品と同形状の１枚のノズルプレート材料１に凹部２を加工する場合の例であり、（ｃ）は、各インク吐出口毎に形成される平面視略円形状の凹部２のそれぞれに、保護部材４の貼り付け時に各凹部２内に残留する空気をノズルプレート材料１の進行方向下流側の側方へ逃がすための空気逃げ部２ｂを凹設形成している。また、（ｄ）は、各インク吐出口毎に形成される平面視略円形状の凹部２から保護部材４の貼り付け時に各凹部２内に残留する空気をノズルプレート材料１の進行方向下流側の側方へ逃がすための共通の空気逃げ部２ｂを凹設形成することにより、凹部２を所謂入り江状に形成している。
【００４９】
なお、図６（ａ）（ｂ）に示す態様では、空気逃げ部２ｂをノズルプレート材料１の進行方向に沿う両端部にそれぞれ形成しているため、保護部材４の貼付時にロール間にニップする際の方向が、上記両端部のいずれからでも良いという利点がある。
【００５０】
このように、凹部２に空気逃げ部２ｂを有するようにすることで、ロール間を通過させてノズルプレート材料１の表面に保護部材４を貼付する際、保護部材４を凹部２内に空気残留なく密着させることができるようになる。また、この空気逃げ部２ｂと、前述した凹部２の外周部２ａをテーパー面に形成する構成とを併用すると、保護部材４を凹部２内に一層隙間なく密着させることができるためにより好ましい。
【００５１】
以上のようにして作成されたノズルプレートＰは、図７に示すように、各インク吐出口７に対応する平行な多数のチャネル溝１０１、１０１…を形成した圧電素子材料からなるアクチュエータ基板１００の前面に接着される。更に、アクチュエータ基板１００の上面にはカバー基板１０２を接着すると共に、その後面にチャネル溝１０１へのインク流入を規制する流路規制板１０３を介してインク溝１０１内にインクを供給するためのインクマニホールド１０４を接着してインクジェットヘッドを製造する。
【００５２】
図８は、インクジェットヘッドの製造方法の第２の実施形態に係るノズルプレート材料１０を示している。以上の説明と重複する部分についての説明は省略する。
【００５３】
このノズルプレート材料１０は、インク吐出口が形成される部位（点線で示す）の周辺に形成する凹部２０を、その深さＡと該凹部２０底面に臨むインク吐出口となる部位の端部ｅ１から該凹部２０の外周縁ｅ２までの距離Ｂとが、Ａ／Ｂ≦１／２０となるように形成している。この凹部２０を形成する方法は前述と同様の方法を用いることができる。
【００５４】
凹部２０を上記の条件を満たすように形成することにより、その表面に撥インク膜３を形成した後、その表面に保護部材４を貼付する際、加熱及び加圧といった特殊な処理を施す必要なく、常温環境下で凹部２０内にほとんど隙間なく密着させることができるようになる。Ａ／Ｂが１／２０よりも大きくなると、保護部材４を常温環境下で加熱及び加圧処理なしに貼付した時の凹部内での密着性が悪くなる。また、Ａ／Ｂの下限は、小さすぎると凹部としての本来の機能を果たし難くなるため、１／５０以上とすることが好ましい。より好ましくは、１／４０≦Ａ／Ｂ≦１／２５とすることである。
【００５５】
かかる凹部２０は、前記同様に、その外周部２０ａが凹部２０の底面に向けて漸次小径となるテーパー面を構成していることが、凹部２０での保護部材４の密着性を高める上でより好ましい。
【００５６】
かかるノズルプレート材料１０の表面に保護部材４を貼付するには、図５に示す装置において加熱加圧ロールＲ１１、Ｒ２１を有さないものと同様の装置を用いることができる。即ち、保護部材４の貼り付けは、ノズルプレート材料１表面に対して常温環境下で行う。
【００５７】
その後は、前記同様にノズルプレート材料１にインク吐出口７を形成した後、保護部材４を除去し、ノズルプレートとする。
【００５８】
【実施例】
（実施例１）
ノズルプレート材料として、１２５μｍ厚さのポリイミド樹脂シートを用意し、その片面に、後にインク吐出口を形成する部位の周辺にエキシマレーザーを用いて、直径０．５ｍｍ、深さ１０μｍの凹部を形成した。
【００５９】
次いで、このノズルプレート材料の凹部加工面を洗浄後、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の水分散液を塗布して３５０℃で加熱処理し、表面に撥インク膜を形成した。このときの塗布膜厚は、加熱処理後の値で０．５μｍとした。
【００６０】
更に、このノズルプレート材料表面に、保護部材として７５μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂にゴム系の粘着剤が塗布された粘着シート（日東電工社製「３１Ｄ７５」）を、図３に示す装置を用いて加熱と同時に圧着させて密着状に貼付した。加熱温度は１００℃、加圧力は３ＭＰａとした。
【００６１】
その後、保護部材付きのノズルプレート材料をノズルプレート材料側からエキシマレーザーを用いて外形加工を行い、更に続けて各凹部内に直径３０μｍのインク吐出口（ノズル数２５６）を加工し、その後粘着シートを除去してノズルプレート（実施例１−１）とした。
【００６２】
また、比較として、上記と同一の材料を用いて、粘着シートとノズルプレート材料とを加熱することなく常温環境下で貼付した後に、各凹部内にインク吐出口（ノズル数２５６）を同様に加工することによりノズルプレート（比較例１−１）を製造した。
【００６３】
それぞれ得られた各ノズルプレートを、ニコン社製ＣＮＣ画像測定システム「ＮＥＸＩＶ ＶＭＲ−３０２０」を用いて目視観察し、それぞれのインク吐出口形状の状態と撥インク膜の剥離の有無を確認し、全インク吐出口における形状不良及び撥インク膜の剥離発生の割合（レーザー加工不良率）を求めた。その結果を表１に示す。
【００６４】
（実施例２）
ノズルプレート材料として、１２５μｍ厚さのポリイミド樹脂シートを用意し、その片面に、後にインク吐出口を形成する部位の周辺にエキシマレーザーを用いて、直径０．５ｍｍ、深さ１０μｍの凹部を形成した。
【００６５】
次いで、このノズルプレート材料の凹部加工面を洗浄後、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の水分散液を塗布して３５０℃で加熱処理し、表面に撥インク膜を形成した。このときの塗布膜厚は、加熱処理後の値で０．５μｍとした。
【００６６】
更に、このノズルプレート材料表面に、保護部材として７５μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂にゴム系の粘着剤が塗布された粘着シート（日東電工社製「３１Ｄ７５」）を、図５に示す装置を用いて常温環境下で貼り付けロール間を通過させた後、加熱加圧ロール間を通過させることにより加熱加圧して密着させた。この加熱加圧ロールにおける加熱温度は１２０℃、加圧力は２．５ＭＰａとした。
【００６７】
その後、保護部材付きのノズルプレート材料をノズルプレート材料側からエキシマレーザーを用いて外形加工を行い、更に続けて各凹部内に直径３０μｍのインク吐出口（ノズル数２５６）を加工し、その後粘着シートを除去してノズルプレート（実施例２−１）とした。
【００６８】
また、比較として、上記と同一の材料を用いて、粘着シートとノズルプレート材料とを加熱することなく常温環境下で貼付した後に、各凹部内にインク吐出口（ノズル数２５６）を同様に加工することによりノズルプレート（比較例２−１）を製造した。
【００６９】
それぞれ得られた各ノズルプレートを、ニコン社製ＣＮＣ画像測定システム「ＮＥＸＩＶ ＶＭＲ−３０２０」を用いて目視観察し、それぞれのインク吐出口形状の状態と撥インク膜の剥離の有無を確認し、全インク吐出口における形状不良及び撥インク膜の剥離発生の割合（レーザー加工不良率）を求めた。その結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
なお、実施例１−１の保護部材が貼り付けられたノズルプレート材料のシートは、若干のソリの発生が認められたが、実施例２−１ではほとんどソリの発生は認められなかった。
【００７２】
（実施例３）
ノズルプレート材料として、１２５μｍ厚さのポリイミド樹脂シートを用意し、その片面に、後にインク吐出口を形成する部位の周辺にエキシマレーザーを用いて平面視略円形状の凹部を形成した。凹部の深さＡを表１に示す。
【００７３】
次いで、このノズルプレート材料の凹部加工面を洗浄後、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の水分散液を塗布して３５０℃で加熱処理し、表面に撥インク膜を形成した。このときの塗布膜厚は、加熱処理後の値で０．５μｍとした。
【００７４】
更に、このノズルプレート材料表面に、保護部材として７５μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂にゴム系の粘着剤が塗布された粘着シート（日東電工社製「３１Ｄ７５」）を、常温環境下で、図５に示す装置における貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０間のみを通過させて貼付した。このときの貼り付けロールＲ１０、Ｒ２０間の加圧力は３ＭＰａとした。
【００７５】
その後、保護部材付きのノズルプレート材料をノズルプレート材料側からエキシマレーザーを用いて外形加工を行い、更に続けて各凹部内に直径３０μｍのインク吐出口（ノズル数２５６）を加工した。このときのインク吐出口の端部ｅ１から凹部の外周縁ｅ２までの距離Ｂ（図８参照）を表２に示す。
【００７６】
その後粘着シートを除去してノズルプレート（実施例３−１、３−２、３−３）とした。
【００７７】
また、比較として、上記と同一の材料を用いて、凹部における深さＡと距離Ｂとの関係を表２に示す通りとしたノズルプレート（比較例３−１、３−２）を製造した。
【００７８】
各ノズルプレートの評価は、ニコン社製ＣＮＣ画像測定システム「ＮＥＸＩＶＶＭＲ−３０２０」を用いて目視観察し、それぞれのインク吐出口形状の状態と撥インク膜の剥離の有無を確認し、全インク吐出口における形状不良及び撥インク膜の剥離発生の割合（レーザー加工不良率）を求めた。その結果を表２に示す。
【００７９】
【表２】
【発明の効果】
本発明によれば、凹部における保護部材とノズルプレート材料表面との間の密着性を高めることができ、ノズル吐出口穿孔後の撥インク膜の剥がれやインク吐出口形状の乱れの発生のないインクジェットヘッドの製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）はノズルプレートの製造過程を示す図
【図２】ノズルプレート材料の平面図
【図３】保護部材を貼り付けるための装置の一例を示す図
【図４】（ａ）（ｂ）はノズルプレートの製造過程を示す図
【図５】保護部材を貼り付けるための装置の一例を示す図
【図６】（ａ）〜（ｄ）はノズルプレート材料表面の凹部形状を示す平面図
【図７】インクジェットヘッドの分解斜視図
【図８】ノズルプレート材料の凹部の別の実施形態を説明する図
【符号の説明】
１、１０：ノズルプレート材料
２、２０：凹部
３：撥インク膜
４：保護部材
７：インク吐出口
Ｐ：ノズルプレート
Claims (6)
- ノズルプレート材料表面におけるインク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を形成する工程と、前記ノズルプレート材料表面に撥インク膜を形成する工程と、前記撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することにより密着させて貼付する工程と、前記保護部材が貼付されたノズルプレート材料に前記インク吐出口を形成する工程と、前記保護部材を除去する工程と、を有し、且つ前記凹部を形成する工程では、前記撥インク膜の表面に前記保護部材を貼付する工程において前記保護部材を貼付した際に前記凹部と前記保護部材との間に残留する空気を前記ノズルプレート材料の側方へ逃がすための空気逃げ部を、前記凹部から前記ノズルプレート材料の端部に亘って凹設することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
- 撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することにより密着させて貼付する工程は、前記撥インク膜の表面に対して保護部材を貼付すると同時に加熱及び加圧して密着させることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することにより密着させて貼付する工程は、前記撥インク膜の表面に対して保護部材を常温環境下で貼付した後に、加熱及び加圧して密着させることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- ノズルプレート材料表面におけるインク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を形成する工程と、前記ノズルプレート材料表面に撥インク膜を形成する工程と、前記撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することなく密着させて貼付する工程と、前記保護部材が貼付されたノズルプレート材料に前記インク吐出口を形成する工程と、前記保護部材を除去する工程と、を有し、且つ前記凹部を形成する工程では、凹部の深さＡとインク吐出口となる部位の端部から該凹部の外周縁までの距離Ｂとが、１／４０≦Ａ／Ｂ≦１／２５となるように形成すると共に、前記撥インク膜の表面に前記保護部材を貼付する工程において前記保護部材を貼付した際に前記凹部と前記保護部材との間に残留する空気を前記ノズルプレート材料の側方へ逃がすための空気逃げ部を、前記凹部から前記ノズルプレート材料の端部に亘って凹設することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
- 凹部の外周部は、該凹部の底面に向けて漸次小径となるテーパー面を構成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記撥インク膜の表面に前記保護部材を貼付する工程は、前記保護部材と前記ノズルプレート材料とを一対のロール間に通過させて貼付するものであり、前記凹部を形成する工程では、前記空気逃げ部を、前記凹部から前記一対のロール間にニップされる前記ノズルプレート材料の進行方向下流側の端部に亘って凹設することを特徴とする請求項１又は４記載のインクジェットヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002082031A JP4096589B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002082031A JP4096589B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003276204A JP2003276204A (ja) | 2003-09-30 |
| JP4096589B2 true JP4096589B2 (ja) | 2008-06-04 |
Family
ID=29206660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002082031A Expired - Fee Related JP4096589B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4096589B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4635480B2 (ja) * | 2004-06-14 | 2011-02-23 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
| JP4543850B2 (ja) * | 2004-09-22 | 2010-09-15 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットプリンタヘッドの製造方法 |
| US7575304B2 (en) | 2005-05-17 | 2009-08-18 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid-droplet jetting apparatus and method of producing liquid-droplet jetting apparatus |
| JP2007261070A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Seiko Epson Corp | ノズル形成基板の製造方法及びノズル形成基板 |
| JP5099163B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2012-12-12 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP5158122B2 (ja) | 2010-03-30 | 2013-03-06 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP6120645B2 (ja) * | 2012-04-18 | 2017-04-26 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| JP2014043029A (ja) | 2012-08-25 | 2014-03-13 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
| JP6878157B2 (ja) * | 2017-06-09 | 2021-05-26 | 富士フイルム株式会社 | 液滴吐出ヘッドの製造方法、画像形成装置の製造方法、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002082031A patent/JP4096589B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003276204A (ja) | 2003-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4096589B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
| EP1369247A2 (en) | Ink-jet recording device | |
| EP2204274A1 (en) | Method of joining sheet member and sheet joined body | |
| JP2014065220A (ja) | 液体吐出装置の製造方法、ノズルプレートの製造方法、及び、液体吐出装置 | |
| JP4543850B2 (ja) | インクジェットプリンタヘッドの製造方法 | |
| JP2007276344A (ja) | 液滴吐出ヘッド及びその製造方法、並びに、液滴吐出装置 | |
| JP3108771B2 (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
| JP4775470B2 (ja) | ノズルプレートの製造方法 | |
| JP6454048B1 (ja) | 画像転写シート、画像転写シートの製造方法、画像転写方法 | |
| JP4273733B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
| JPH0985956A (ja) | インクジェットノズルの形成方法 | |
| JP2004255702A (ja) | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 | |
| JP3991405B2 (ja) | インクジェット記録ヘッド用ノズル板の製造方法 | |
| JP4117512B2 (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JP4247734B2 (ja) | インクジェットプリンタヘッドの製造方法及びインクジェットプリンタヘッド | |
| EP1008452B1 (en) | Ink-jet recording head and method of manufacturing the same | |
| JP2003311974A (ja) | 液体吐出ヘッドおよびその製造方法 | |
| JP2004025657A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JP2004130715A (ja) | インクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
| JP6565146B2 (ja) | 液体吐出装置の製造方法 | |
| JP3203912B2 (ja) | インク噴射装置の製造方法 | |
| JP2007190810A (ja) | 液滴吐出ヘッドの製造方法 | |
| JP3474368B2 (ja) | インクジェットヘッド及びその製造方法並びにインクジェット記録装置 | |
| JP3647321B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
| JP4453774B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050224 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070806 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071002 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071203 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080219 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080303 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110321 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120321 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130321 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140321 Year of fee payment: 6 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |