JP4096589B2

JP4096589B2 - Inkjet head manufacturing method

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Publication number: JP4096589B2
Application number: JP2002082031A
Authority: JP
Inventors: 肇志平野; 勝一川端
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JP2003276204A

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「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「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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet head, and more particularly, to a method for manufacturing an ink jet head having a nozzle plate having a recess around a portion where an ink discharge port is formed and having an ink repellent film formed on the surface. .
[0002]
[Prior art]
Ink jet heads for performing image recording by ejecting ink into fine droplets from ink ejection openings always provide ink ejected from nozzle ejection openings in order to realize high-quality image recording through stable ink ejection. High straightness is required. When ink adheres to the periphery of the nozzle discharge port, the ink discharged from the ink discharge port is bent, and the straightness of the ink is impaired. For this reason, ink repellency is imparted by forming an ink repellent film on the surface of the nozzle plate (the surface on the ink ejection side), so that ink does not adhere to the peripheral portion of the nozzle ejection port, and straightness during ink ejection So as not to damage.
[0003]
Such an ink repellent film is desirably formed only on the surface of the nozzle plate so as not to enter the ink discharge port and cause clogging. Therefore, as disclosed in JP-A-6-87216, after forming an ink repellent film on the surface of the nozzle plate material, a protective member made of a polyimide resin sheet or the like is attached to the surface of the ink repellent film. Then, laser light is irradiated from the surface of the nozzle plate material opposite to the surface to which the protective member is attached so as to penetrate the nozzle plate material and the ink repellent film and remove a part of the protective member. A technique for creating a nozzle plate having a nozzle discharge port by peeling a protective member has been proposed. According to this technique, since the surface of the nozzle plate material is covered with the protective member when the ink discharge port is perforated, there is an advantage that the processed shape in the vicinity of the ink discharge port can be kept uniform.
[0004]
On the other hand, the ink repellent film on the surface of the nozzle plate has poor durability against rubbing with the recording medium during image recording, and if ink repellency is impaired due to wear or peeling, ink adheres to the periphery of the ink ejection port, There is a problem that bending of the ejected ink occurs and image quality is deteriorated. For this reason, as disclosed in, for example, Japanese Patent No. 30605526, a concave portion is formed on the surface of the nozzle plate material, and the nozzle discharge port is perforated in the concave portion, thereby forming the ink repellent formed around the nozzle discharge port. A technique for protecting a film from mechanical destruction such as rubbing is known.
[0005]
However, in such a nozzle plate structure having concave portions on the surface, the surface of the nozzle plate is not smooth. Therefore, when the ink discharge port is formed by irradiating laser light after laminating the protective member as described above, it is most particularly Adhesion with the protective member is deteriorated around the important nozzle discharge port, and a gap is formed between the protective member and the ink repellent film. As a result, the ink repellent film around the nozzle discharge port is peeled off. Or the ink discharge port shape itself is disturbed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention provides the above-described recess when the ink discharge port is formed after the protective member is formed on the surface of the nozzle plate material having the recess and the ink repellent film around the portion where the ink discharge port is formed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an inkjet head that improves adhesion between the protective member and the surface of the nozzle plate material, and does not cause peeling of the ink repellent film or perturbation of the shape of the ink discharge port after the nozzle discharge port is perforated. And
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1, which solves the above problem, includes a step of forming a recess around a portion of the nozzle plate material surface where the ink discharge port is formed, and a step of forming an ink repellent film on the surface of the nozzle plate material. A step of adhering and adhering a protective member to the surface of the ink repellent film by heating and pressurizing, a step of forming the ink discharge port in a nozzle plate material to which the protective member is applied, and the protective member Removing the And in the step of forming the recess, air remaining between the recess and the protection member when the protection member is applied in the step of applying the protection member to the surface of the ink-repellent film is the nozzle. An air escape portion for escaping to the side of the plate material is provided from the recess to the end of the nozzle plate material. An ink jet head manufacturing method characterized in that:
[0008]
According to a second aspect of the present invention, the step of adhering and attaching the protective member to the surface of the ink repellent film by heating and pressurizing is performed by simultaneously applying and heating the protective member to the surface of the ink repellent film. The inkjet head manufacturing method according to claim 1, wherein the ink jet head is closely attached.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, the step of adhering and attaching the protective member to the surface of the ink repellent film by heating and pressing is performed after the protective member is applied to the surface of the ink repellent film in a room temperature environment. 2. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the contact is made by heating and pressurizing.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, a step of forming a recess around a portion of the nozzle plate material surface where an ink discharge port is formed, and an ink repellent film is formed on the surface of the nozzle plate material. And a protective member on the surface of the ink repellent film Adhering without heating and pressing The step of forming, the step of forming the ink discharge port in the nozzle plate material to which the protection member is attached, and the step of removing the protection member, and the step of forming the recess, The depth A and the distance B from the end of the portion that becomes the ink discharge port to the outer peripheral edge of the concave portion, 1/40 ≦ A / B ≦ 1/25 While forming to become, Air escape for allowing air remaining between the recess and the protective member to escape to the side of the nozzle plate material when the protective member is applied in the step of applying the protective member to the surface of the ink repellent film. A recess is provided from the recess to the end of the nozzle plate material. This is a method for manufacturing an inkjet head.
[0011]
The invention according to claim 5 is characterized in that the outer peripheral portion of the recess constitutes a tapered surface having a gradually decreasing diameter toward the bottom surface of the recess. It is a manufacturing method.
[0012]
The invention described in claim 6 The step of applying the protective member to the surface of the ink-repellent film is performed by passing the protective member and the nozzle plate material between a pair of rolls, and in the step of forming the concave portion, the air The escape portion is provided so as to be recessed from an end portion on the downstream side in the traveling direction of the nozzle plate material nipped between the pair of rolls from the recess. 4. A method for producing an ink-jet head according to item 4.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
1A to 1C show the nozzle plate manufacturing process.
[0015]
First, as shown in FIG. 1A, a portion (indicated by a dotted line in FIG. 1) where an ink discharge port is formed on the surface (side surface on which ink is discharged) of a nozzle plate material 1 for forming a nozzle plate. A recess 2 is formed around the periphery of the substrate.
[0016]
As a member that can constitute the nozzle plate material 1, it is preferable to use a synthetic resin in terms of easy formation of ink discharge ports. For example, polyimide resin, polyethylene terephthalate resin, liquid crystal polymer, aromatic polyamide resin, polyethylene Examples thereof include synthetic resins such as naphthalate resin and polysulfone resin. The thickness of the nozzle plate material 1 is preferably about 60 to 100 μm.
[0017]
The recess 2 is formed on the surface of the nozzle plate material 1 so as to include a portion serving as a nozzle discharge port formed in a subsequent process and the periphery thereof. As a method for forming the recess 2, a method of digging the surface of the nozzle plate material 1 by irradiating an excimer laser, a method of forming a pattern to become the recess 2, and then forming by dry etching or wet etching, And a method of forming the pattern by sandblasting, a method of forming it by striking the surface of the nozzle plate material 4, and the like.
[0018]
The depth of the recess 2 is preferably about 0.5 to 20 μm.
[0019]
As shown in the figure, when the outer peripheral portion 2a forms a tapered surface whose diameter gradually decreases toward the bottom surface of the concave portion 2, as shown in the drawing, the concave portion 2 is more closely connected to the concave portion 2 when a protective member 4 described later is applied. It is preferable because it can be attached in a shape. The taper angle θ is preferably about 15 to 75 °. Similarly, it is preferable that the bottom surface of the recess 2 is a flat surface so that the protective member 4 is stuck in close contact.
[0020]
Here, as shown in FIG. 2, the nozzle plate material 1 is formed in a larger size than the actually created nozzle plate (shown by dotted lines), and a plurality of pieces (in the example shown in the figure) are formed by external processing from the nozzle plate material 1 Two nozzle plates (P1 and P2) are formed. For this reason, the recess 2 is formed in the nozzle plate material 1 for each of the nozzle plates P1 and P2.
[0021]
Next, as shown in FIG. 1B, an ink-repellent film 3 is formed on the surface of the nozzle plate material 1 in which the recesses 2 are formed for each part where the nozzle discharge ports are formed. Imparts ink repellency to the surface of
[0022]
The ink repellent film 3 is optional as long as it can impart ink repellency to the surface of the nozzle plate material 1 and can be easily removed when the ink discharge port is processed in a later step. It is formed by a coating method, a method in which a fluorine-containing resin dispersion is coated, and then a heat melting treatment, a method in which a silicone-containing resin is coated, a method in which a plasma polymerization protective film is formed, a method in which PTFE nickel eutectoid plating is performed, and the like. be able to.
[0023]
The thickness of the ink repellent film 3 is preferably about 0.1 to 5 μm.
[0024]
Next, a protective member 4 is attached to the surface of the nozzle plate material 1 on which the ink repellent film 3 is formed. Examples of the protective member 4 that can be used here include adhesive tapes and thermoplastic resins.
[0025]
As adhesive tapes, polyethylene terephthalate resin, polypropylene resin, polyethylene resin, vinyl chloride resin, polyimide resin, etc. are used as the base material, and acrylic adhesive, rubber adhesive, etc. are applied as the adhesive. be able to.
[0026]
In addition, examples of the thermoplastic resins include polyester resins, ethylene acrylic acid copolymers, polyamide resins, polyethylene resins, and the like. These can be used alone, or those coated on a base film can be used.
[0027]
The thickness of the protective member 4 is preferably about 50 to 200 μm.
[0028]
In the first embodiment according to the present invention, when the protective member 4 is applied to the surface of the nozzle plate material 1 on which the ink repellent film 3 is formed, the protective member 4 is applied to the surface of the ink repellent film 3 of the nozzle plate material 1. It is characterized in that it is stuck and stuck by heating and pressing. As shown in FIG. 1 (d), when the protective member 4 is heated, the protective member 4 fits into the surface shape of the nozzle plate material 1 and enters the recess 2, and further pressurizes. The protective member 4 can be stuck in close contact with the bottom surface of the recess 2 without any gap.
[0029]
The heating temperature condition is preferably 60 to 150 ° C., and the pressing condition is preferably 0.3 to 5 MPa. When the heating temperature is lower than 60 ° C., it is difficult to bring the protective member 4 into close contact with the concave portion 2 of the nozzle plate material 1 even if it is pressurized. Further, even if the temperature is higher than 150 ° C., the effect of closely attaching the protective member 4 in the concave portion 2 does not change so much. On the contrary, problems such as protrusion of the adhesive and deformation of the protective member 4 and the nozzle plate material 1 occur. This is not preferable because harmful effects are likely to occur. On the other hand, if the pressurizing condition is smaller than 0.3 MPa, the air remaining between the protective member 4 and the concave portion 2 cannot be extracted well, and the protective member 4 cannot be brought into close contact with the concave portion 2. Moreover, since it will become easy to generate | occur | produce a warp in the nozzle plate material 1 after pressurization when it becomes larger than 5 MPa, it is not preferable.
[0030]
In order to adhere the protective member 4 to the surface between the ink repellent films 3 in a close contact state, the protective member 4 is applied to the surface of the ink repellent film 3 and simultaneously heated and pressurized to make contact, A mode in which the protective member 4 is attached to the surface in a normal temperature environment and then is adhered by heating and pressing can be preferably employed.
[0031]
The former mode can be performed using a thermal laminating apparatus that nips the nozzle plate material 1 and the protective member 4 between two heating and pressing rolls.
[0032]
An example of an apparatus for performing such thermal lamination is shown in FIG. R1 and R2 are thermocompression-bonding rolls having a heat generating structure, and are configured using metal rolls, resin rolls, and rubber rolls. The thermocompression-bonding rolls R1 and R2 are arranged to face each other with a predetermined pressure so as to pressurize and crimp a member passing between them, and can be rotated by a driving means (not shown).
[0033]
One thermocompression-bonding roll R1 is supplied with an adhesive tape as the protective member 4 from the adhesive tape roll 40, and the other thermocompression-bonding roll R2 is, for example, polyethylene for preventing the adhesive tape from sticking to the roll R2. A support base 5 made of resin, PET resin or the like is supplied simultaneously from a support base roll 50. In the figure, reference numeral 6 denotes a transport table for transporting an integrated body of the protection member 4 and the nozzle plate material 1 that has passed between the thermocompression bonding rolls R1 and R2.
[0034]
Between the thermocompression bonding rolls R1 and R2, the nozzle plate material 1 having the concave portion 2 and the ink repellent film 3 formed on the surface thereof, and the surface on which the ink repellent film 3 is formed is supplied with the protective member 4 by thermocompression bonding. When supplied on the roll R1 side, the protective member 4 is adhered to the surface of the nozzle plate material 1 by passing between the thermocompression-bonding rolls R1 and R2, and simultaneously adhered by thermocompression bonding. Thereafter, the nozzle plate material 1 with the protective member 4 is cut for each size of the nozzle plate material 1.
[0035]
In the latter mode, the protective member 4 is applied to the surface of the nozzle plate material 1 on which the ink repellent film 3 is formed in a room temperature environment, and after this application, the nozzle plate material 1 with the protective member 4 is heated. Then, the protective member 4 is brought into close contact with the ink repellent film 3 by applying pressure. That is, the process of sticking the protective member 4 to the surface of the nozzle plate material 1 and the process of heating and pressurizing the stuck protective member 4 to the surface of the nozzle plate material 1 are performed as separate processes.
[0036]
FIG. 5 shows an example of an apparatus for attaching the protective member 4 to the surface of the nozzle plate material 1 and then contacting it by heating and pressing. R10 and R20 are pasting rolls arranged opposite to each other, and can be rotated by a driving means (not shown). One adhesive roll R10 is supplied with the adhesive tape as the protective member 4 from the adhesive tape roll 40, and the other adhesive roll R20 is supplied with the support base 5 from the support base roll 50 as described above.
[0037]
In addition, a pair of heating and pressing rolls R11 and R21 are arranged at a predetermined interval on the downstream side of the pasting rolls R10 and R20. The heating and pressurizing rolls R11 and R21 have a heat generating structure, and are disposed in opposed relation with a predetermined pressure so as to pressurize and press a member passing between them, and can be rotated by a driving means (not shown).
[0038]
Between the adhering rolls R10 and R20 of such an apparatus, the nozzle plate material 1 having the ink repellent film 3 formed on the concave portion 2 and the surface thereof, and the protective member 4 on the surface on which the ink repellent film 3 is formed are supplied. When supplied on the sticking roll R10 side, the protective member 4 is stuck on the surface of the nozzle plate material 1 by passing between the sticking rolls R10 and R20. At this time, the protective member 4 is attached to the surface of the nozzle plate material 1 at a pressure of about 0.03 to 0.5 MPa.
[0039]
The nozzle plate material 1 with the protective member 4 that has passed between the affixing rolls R10 and R20 then passes between the heating and pressing rolls R11 and R21, and the protective member 4 and the nozzle plate material 1 are passed by the heating and pressing rolls R11 and R21. Are brought into close contact with each other by being heated and pressurized. At this time, similarly to the embodiment shown in FIG. 3, the heating temperature condition is preferably 60 to 150 ° C., and the pressing condition is preferably 0.3 to 5 MPa. Thereafter, the integrated member of the protection member 4 and the nozzle plate material 1 is cut for each size of the nozzle plate material 1.
[0040]
As shown in FIG. 1 (d), the protective member 4 enters the recess 2 as shown in FIG. 1 (d) even after the protective member 4 is once applied to the surface of the nozzle plate material 1 in the normal temperature environment and then heated and pressurized. It is possible to make contact with almost no gap along the surface shape.
[0041]
In addition, as shown in FIG. 5, the heating and pressing process of the nozzle plate material 1 with the protective member 4 by the heating and pressing rolls R11 and R21 is performed continuously after passing through the pasting rolls R10 and R20. Not limited to this, the production of the nozzle plate material 1 with the protective member 4 by the pasting rolls R10 and R20 and the heat and pressure treatment by the heat and pressure rolls R11 and R21 may be performed discontinuously.
[0042]
Next, the nozzle plate material 1 in which the protective member 4 is adhered to the surface of the ink repellent film 3 by the above method is processed by laser processing into a shape that becomes the nozzle plates P1 and P2 as shown in FIG. I do.
[0043]
Next, an ink discharge port 5 is perforated for each recess 2 formed on the surface of each nozzle plate material 1. The perforation of the ink discharge port 5 is preferably laser processing by laser light irradiation because fine processing can be easily performed. In general, lasers used for laser processing include gas lasers and solid lasers, and any of them may be used in the present invention. Examples of the gas laser include an excimer laser, and examples of the solid laser include a YAG laser.
[0044]
When the ink discharge port is processed by laser processing, the irradiated portion is etched by irradiating laser light from the back surface (the surface opposite to the protective member 4) of the nozzle plate material 1, and the ink discharge port 7 is cut. It will be completed. As the etching of the nozzle plate material 1 proceeds, the laser beam eventually completely penetrates the nozzle plate material 1 and also penetrates the ink-repellent film 3 formed on the surface of the nozzle plate material 1, and the concave portion is formed in the nozzle plate material 1. 2 reaches the protective member 4 covering the surface of 2, and a part of the protective member 4 is also etched as shown in FIG. Then, a nozzle plate is obtained by peeling and removing the protective member 5 on the surface of the nozzle plate material 1 (FIG. 4B).
[0045]
When the protective member 4 is adhered and stuck to the surface of the nozzle plate material 1 by heating and pressing, in order to improve the escape of air in the recess 2 on the surface of the nozzle plate material 1 when the protective member 4 is applied, It is preferable that the concave portion 2 has an air escape portion that allows air remaining between the protective member 4 and the protective member 4 to escape from the concave portion 2. The air escape portion is disposed on the downstream side of the concave portion 2 when nipped by the rolls R1, R2, R10, R20, R11, and R21.
[0046]
An example of forming the air escape portion is shown in FIG. FIG. 6 is a plan view of the nozzle plate material 1, black dots in the nozzle plate material 1 indicate ink discharge port processing scheduled positions, and white arrows indicate the traveling direction of the nozzle plate material 1 when passing the roll. Furthermore, the shaded area indicates the recessed area.
[0047]
FIG. 6A shows that the recess 2 is formed in a bar groove shape over the entire ink discharge port, and the end of the recess 2 extends to the end of the nozzle plate material 1 so that the protective member 4 is attached. An air escape portion 2b is formed for allowing air remaining in the recess 2 during attachment to escape to the side downstream of the nozzle plate material 1 in the traveling direction. (B) is a so-called beaded concavity formed by connecting all the substantially circular recesses 2 formed in each ink discharge port in a plan view, and forming the end of the nozzle plate material 1 at its end. The air escape portion 2b for releasing the air remaining in the recess 2 when the protective member 4 is pasted to the side of the downstream side in the traveling direction of the nozzle plate material 1 is formed.
[0048]
FIGS. 6C and 6D are examples in the case where the recess 2 is processed into one nozzle plate material 1 having the same shape as the nozzle plate product, and FIG. 6C is formed for each ink discharge port. Each of the concave portions 2 having a substantially circular shape in plan view has an air escape portion 2b for letting air remaining in each concave portion 2 to the side of the downstream side of the traveling direction of the nozzle plate material 1 when the protective member 4 is attached. It is recessed. Further, (d) shows the air remaining in the recesses 2 when the protective member 4 is attached from the substantially circular recesses 2 in plan view formed for each ink discharge port, in the downstream direction in which the nozzle plate material 1 travels. The concave portion 2 is formed in a so-called creek shape by forming a common air escape portion 2b for escaping to the side of the concave portion.
[0049]
In the embodiment shown in FIGS. 6A and 6B, the air escape portions 2b are formed at both end portions along the traveling direction of the nozzle plate material 1, and therefore nip between the rolls when the protective member 4 is applied. There is an advantage that the direction can be from either of the two end portions.
[0050]
In this way, by providing the recess 2 with the air escape portion 2b, when the protective member 4 is stuck on the surface of the nozzle plate material 1 by passing between the rolls, the protective member 4 remains in the recess 2 with air remaining. It can come into close contact. In addition, it is more preferable to use the air escape portion 2b and the above-described configuration in which the outer peripheral portion 2a of the concave portion 2 is formed in a tapered surface because the protective member 4 can be brought into close contact with the concave portion 2 without any gap.
[0051]
As shown in FIG. 7, the nozzle plate P produced as described above is an actuator substrate 100 made of a piezoelectric element material in which a large number of

parallel channel grooves

101, 101... Corresponding to the respective ink discharge ports 7 are formed. Glued to the front. Further, the cover substrate 102 is bonded to the upper surface of the actuator substrate 100, and the ink for supplying ink into the ink groove 101 via the flow path regulating plate 103 that regulates the inflow of ink into the channel groove 101 on the rear surface. An ink jet head is manufactured by bonding the manifold 104.
[0052]
FIG. 8 shows a nozzle plate material 10 according to a second embodiment of the method for manufacturing an inkjet head. A description of the same parts as those described above is omitted.
[0053]
This nozzle plate material 10 has a recess 20 formed in the periphery of a portion (indicated by a dotted line) where an ink discharge port is formed, and an end e1 of the portion serving as an ink discharge port facing the depth A and the bottom surface of the recess 20. The distance B from the outer periphery e2 of the recess 20 to the outer peripheral edge e2 is formed so that A / B ≦ 1/20. A method similar to that described above can be used to form the recess 20.
[0054]
By forming the recess 20 so as to satisfy the above conditions, there is no need to perform special treatments such as heating and pressing when the protective member 4 is applied to the surface after the ink repellent film 3 is formed on the surface. In the normal temperature environment, the concave portion 20 can be brought into close contact with almost no gap. When A / B is larger than 1/20, the adhesiveness in the recesses when the protective member 4 is pasted without heating and pressurizing in a normal temperature environment is deteriorated. Further, if the lower limit of A / B is too small, it is difficult to perform the original function as the concave portion, so it is preferable to set it to 1/50 or more. More preferably, 1/40 ≦ A / B ≦ 1/25.
[0055]
In order to improve the adhesion of the protective member 4 in the recess 20, the recess 20 has a tapered surface in which the outer peripheral portion 20 a gradually decreases in diameter toward the bottom surface of the recess 20, as described above. preferable.
[0056]
In order to attach the protective member 4 to the surface of the nozzle plate material 10, the same apparatus as the apparatus shown in FIG. 5 that does not have the heating and pressing rolls R11 and R21 can be used. That is, the protective member 4 is attached to the surface of the nozzle plate material 1 in a room temperature environment.
[0057]
After that, after forming the ink discharge port 7 in the nozzle plate material 1 as described above, the protective member 4 is removed to form a nozzle plate.
[0058]
【Example】
Example 1
A polyimide resin sheet having a thickness of 125 μm was prepared as a material for the nozzle plate, and a concave portion having a diameter of 0.5 mm and a depth of 10 μm was formed on one side of the polyimide resin sheet using an excimer laser around a portion where an ink discharge port is to be formed later. .
[0059]
Next, after cleaning the recessed surface of the nozzle plate material, an aqueous dispersion of tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer was applied and heat-treated at 350 ° C. to form an ink repellent film on the surface. The coating film thickness at this time was 0.5 μm as a value after the heat treatment.
[0060]
Further, an adhesive sheet (“31D75” manufactured by Nitto Denko Corporation) in which a rubber adhesive is applied to a 75 μm polyethylene terephthalate resin as a protective member on the surface of the nozzle plate material is heated using the apparatus shown in FIG. At the same time, they were pressure-bonded and stuck in close contact. The heating temperature was 100 ° C. and the applied pressure was 3 MPa.
[0061]
Then, the outer shape of the nozzle plate material with a protective member is processed from the nozzle plate material side using an excimer laser, and further, an ink discharge port (number of nozzles 256) having a diameter of 30 μm is processed in each recess, and then an adhesive sheet Was removed to obtain a nozzle plate (Example 1-1).
[0062]
For comparison, after the adhesive sheet and the nozzle plate material are pasted in a room temperature environment without heating, the ink discharge ports (256 nozzles) are similarly processed in each recess. As a result, a nozzle plate (Comparative Example 1-1) was manufactured.
[0063]
Each obtained nozzle plate was visually observed using a CNC image measurement system “NEXIV VMR-3020” manufactured by Nikon Corporation, and the state of each ink discharge port and the presence or absence of peeling of the ink repellent film were confirmed. The ratio of the defective shape at the ink discharge port and the occurrence of peeling of the ink repellent film (laser processing defect rate) was determined. The results are shown in Table 1.
[0064]
(Example 2)
A polyimide resin sheet having a thickness of 125 μm was prepared as a material for the nozzle plate, and a concave portion having a diameter of 0.5 mm and a depth of 10 μm was formed on one side of the polyimide resin sheet using an excimer laser around a portion where an ink discharge port is to be formed later. .
[0065]
Next, after cleaning the recessed surface of the nozzle plate material, an aqueous dispersion of tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer was applied and heat-treated at 350 ° C. to form an ink repellent film on the surface. The coating film thickness at this time was 0.5 μm as a value after the heat treatment.
[0066]
Further, an adhesive sheet (“31D75” manufactured by Nitto Denko Corporation) in which a rubber adhesive is applied to 75 μm polyethylene terephthalate resin as a protective member on the surface of the nozzle plate material is used in a room temperature environment using the apparatus shown in FIG. After passing between the affixing rolls below, they were brought into close contact by heating and pressing by passing between the heating and pressing rolls. The heating temperature in the heating and pressing roll was 120 ° C., and the applied pressure was 2.5 MPa.
[0067]
Then, the outer shape of the nozzle plate material with a protective member is processed from the nozzle plate material side using an excimer laser, and further, an ink discharge port (number of nozzles 256) having a diameter of 30 μm is processed in each recess, and then an adhesive sheet Was removed to obtain a nozzle plate (Example 2-1).
[0068]
For comparison, after the adhesive sheet and the nozzle plate material are pasted in a room temperature environment without heating, the ink discharge ports (256 nozzles) are similarly processed in each recess. As a result, a nozzle plate (Comparative Example 2-1) was manufactured.
[0069]
Each obtained nozzle plate was visually observed using a CNC image measurement system “NEXIV VMR-3020” manufactured by Nikon Corporation, and the state of each ink discharge port and the presence or absence of peeling of the ink repellent film were confirmed. The ratio of the defective shape at the ink discharge port and the occurrence of peeling of the ink repellent film (laser processing defect rate) was determined. The results are shown in Table 1.
[0070]
[Table 1]

[0071]
In addition, although generation | occurrence | production of some warp was recognized for the sheet | seat of the nozzle plate material to which the protective member of Example 1-1 was affixed, generation | occurrence | production of the warp was hardly recognized in Example 2-1.
[0072]
(Example 3)
A polyimide resin sheet having a thickness of 125 μm was prepared as a nozzle plate material, and a concave portion having a substantially circular shape in plan view was formed on one side of the polyimide resin sheet using an excimer laser around a portion where an ink discharge port was to be formed later. The depth A of the recess is shown in Table 1.
[0073]
Next, after cleaning the recessed surface of the nozzle plate material, an aqueous dispersion of tetrafluoroethylene hexafluoropropylene copolymer was applied and heat-treated at 350 ° C. to form an ink repellent film on the surface. The coating film thickness at this time was 0.5 μm as a value after the heat treatment.
[0074]
Further, an adhesive sheet (“31D75” manufactured by Nitto Denko Corporation), in which a rubber adhesive is applied to a 75 μm polyethylene terephthalate resin as a protective member on the surface of the nozzle plate material, is shown in FIG. Affixed by passing only between the affixing rolls R10 and R20. At this time, the pressure between the pasting rolls R10 and R20 was 3 MPa.
[0075]
Thereafter, the outer shape of the nozzle plate material with the protective member was processed from the nozzle plate material side using an excimer laser, and then an ink discharge port (number of nozzles 256) having a diameter of 30 μm was processed in each recess. Table 2 shows a distance B (see FIG. 8) from the end e1 of the ink ejection port to the outer peripheral edge e2 of the recess.
[0076]
Thereafter, the pressure-sensitive adhesive sheet was removed to obtain nozzle plates (Examples 3-1, 3-2, 3-3).
[0077]
For comparison, nozzle plates (Comparative Examples 3-1 and 3-2) having the relationship between the depth A and the distance B in the recesses as shown in Table 2 were manufactured using the same material as described above.
[0078]
Each nozzle plate is evaluated by visually observing it using a CNC image measurement system “NEXIVVMR-3020” manufactured by Nikon, and confirming the state of each ink discharge port and the presence or absence of peeling of the ink repellent film. The ratio of occurrence of shape failure and peeling of the ink repellent film (laser processing failure rate) was determined. The results are shown in Table 2.
[0079]
[Table 2]

[0080]
【The invention's effect】
According to the present invention, the adhesion between the protective member and the surface of the nozzle plate material in the recess can be improved, and the ink repellent film is not peeled after the nozzle discharge port is perforated and the ink discharge port shape is not disturbed. A method for manufacturing the head could be provided.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1D are diagrams showing a manufacturing process of a nozzle plate.
[Fig. 2] Plan view of nozzle plate material
FIG. 3 is a view showing an example of an apparatus for attaching a protective member.
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a manufacturing process of a nozzle plate.
FIG. 5 is a view showing an example of an apparatus for attaching a protective member.
FIGS. 6A to 6D are plan views showing a concave shape on the surface of the nozzle plate material.
FIG. 7 is an exploded perspective view of the inkjet head.
FIG. 8 is a view for explaining another embodiment of a recess in the nozzle plate material.
[Explanation of symbols]
1, 10: Nozzle plate material
2, 20: recess
3: Ink repellent film
4: Protection member
7: Ink ejection port
P: Nozzle plate

Claims

Forming a recess around a portion of the nozzle plate material surface where an ink discharge port is formed; forming an ink repellent film on the surface of the nozzle plate material; heating a protective member on the surface of the ink repellent film; a step of sticking in close contact by applying pressure, the step of forming the protective member and the ink discharge port in the nozzle plate material affixed is, removing the protective member, have a, and the recess In the forming step, air remaining between the recess and the protective member when the protective member is applied in the step of applying the protective member to the surface of the ink-repellent film is laterally directed to the nozzle plate material. An inkjet head manufacturing method , wherein an air escape portion for escaping is provided from the recess to an end of the nozzle plate material .

The step of adhering and attaching the protective member to the surface of the ink repellent film by heating and pressurizing is characterized by applying the protective member to the surface of the ink repellent film and simultaneously adhering it by heating and pressurizing. A method for manufacturing an ink jet head according to claim 1.

In the step of attaching the protective member to the surface of the ink repellent film by heating and pressing, the protective member is attached to the surface of the ink repellent film in a room temperature environment, and then heated and pressed to adhere to the surface. The method of manufacturing an ink-jet head according to claim 1.

Forming a recess around a portion of the nozzle plate material surface where an ink discharge port is formed; forming an ink repellent film on the surface of the nozzle plate material; heating a protective member on the surface of the ink repellent film; A step of adhering without applying pressure, a step of forming the ink discharge port in the nozzle plate material to which the protective member is attached, and a step of removing the protective member, and the recess. In the forming step, the depth A of the recess and the distance B from the end portion of the portion serving as the ink discharge port to the outer peripheral edge of the recess are formed such that 1/40 ≦ A / B ≦ 1/25. In addition, in the step of applying the protective member to the surface of the ink repellent film, air remaining between the concave portion and the protective member when the protective member is applied is released to the side of the nozzle plate material. A method of manufacturing an ink jet head , wherein an air escape portion for forming a recess is provided from the recess to an end of the nozzle plate material .

The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the outer peripheral portion of the concave portion forms a tapered surface having a gradually decreasing diameter toward the bottom surface of the concave portion.

The step of applying the protective member to the surface of the ink-repellent film is performed by passing the protective member and the nozzle plate material between a pair of rolls, and in the step of forming the concave portion, the air The ink jet head manufacturing method according to claim 1, wherein the escape portion is recessed from an end portion of the nozzle plate material that is nipped between the pair of rolls to the downstream side in the traveling direction of the nozzle plate material. Way .