JP2000229412A - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

インクジェット記録ヘッド及びその製造方法

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JP2000229412A
JP2000229412A JP11329399A JP32939999A JP2000229412A JP 2000229412 A JP2000229412 A JP 2000229412A JP 11329399 A JP11329399 A JP 11329399A JP 32939999 A JP32939999 A JP 32939999A JP 2000229412 A JP2000229412 A JP 2000229412A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度で、かつ高速印字で記録を行う場合で
も、インク溜りを発生することなく、吐出口(オリフィ
ス)706形成時のエキシマレーザビーム照射時にも熱
影響及び天板602への接合時の傷やごみ等の付着によ
るインク溜りを生ずることのないインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法を提供する。 【解決手段】 このため、インク吐出口706加工前に
剥離可能に副生成物除去テープ101をオリフィスプレ
ート102となる吐出口形成部材に貼ることにより、両
者の密着性を高めるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吐出口が形成され
た吐出口形成部材(以下、“オリフィスプレート”とも
云う)を有するインクジェット記録ヘッド及びその製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】今日、この種のインクジェット記録ヘッ
ドの吐出口部分を加工するのに、エキシマレーザ光(ビ
ーム)等に代表される紫外線レーザ等を用いている。こ
のエキシマレーザ光によるオリフィス加工は、オリフィ
スプレートとなる例えば樹脂フィルムの液路に連通させ
る面に、エキシマレーザ光を照射することによって行っ
ていた。
【0003】しかしながら、このようにして製造された
インクジェット記録ヘッドでは、エキシマレーザ光を照
射して、吐出口となるべき部分の樹脂を除去する際、レ
ーザ光によって樹脂が分解し、その一部が例えばカーボ
ンとなってオリフィスプレート表側の吐出口の周辺部
分、あるいはオリフィスプレート裏面側に堆積する。
【0004】このようなオリフィスプレートを用いて、
インクジェット記録ヘッドを組み立てて、種々の印字テ
ストを行ったところ、オリフィスプレートの表面で、前
記のような堆積物が存在すると、堆積物のある部分とな
い部分とでの物理的な性質、特にインクに対する濡れ性
が変化する。
【0005】一般的に、オリフィスプレートの表面は、
不要なインク溜りがないように均一であることが望まし
いとされている。しかしながら、レーザ光によるオリフ
ィス加工を行った記録ヘッドでは、堆積物が存在する部
分にインク溜りが存在することがあった。このインク溜
りにより液滴の飛翔方向が安定せず、良好な記録が行え
なくなる。
【0006】また、このインク溜りが大きくなると、イ
ンク液滴の吐出が不能になり、記録が行えなくなる状態
に陥る場合もあった。このため、従来、レーザ光の照射
後に2次加工工程として、超音波洗浄や粘着テープなど
を用いて、堆積したカーボン層を除去していた。
【0007】このように、吐出口が加工されたオリフィ
スプレートを、液路が形成してある天板と所定の位置関
係になるよう接合して、所望のインクジェット記録ヘッ
ドを得る。これらの構成により組み立てられた従来のイ
ンクジェット記録ヘッドの一例を図8に示す。
【0008】図8において、702は、液路704を構
成するための溝が形成された天板(溝付天板とも称す
る)、701は、インク吐出のために利用されるエネル
ギを発生する電気熱変換素子703をパターニングして
ある基板、705は、樹脂製の薄板より成るオリフィス
プレート、706は、オリフィスプレート705に形成
された吐出口である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】レーザの照射後に2次
加工工程を経てカーボン堆積物を除去して組み立てられ
たインクジェット記録ヘッドでは、前述したインク溜り
が少なくなり、インク液滴の不安定吐出などの問題は一
応解決される。しかしながら、より高密度かつ高速印字
で記録を行うことが可能に構成される高密度に吐出口が
配列された記録ヘッドでは、僅かに除去されずに残った
堆積物の影響が現われ易く、インク溜りが発生し易く、
印字への影響が大きくなる傾向があり、このため、堆積
物のより完全かつ確実な除去を行うことが必要となって
くる。
【0010】また、レーザ照射時の熱影響及び天板への
接合時の傷やごみなどの付着等によっても、インク溜り
を生ずることもあった。
【0011】本発明は、上述のような問題点を解決し、
レーザ加工により発生するカーボン堆積物等の副生成物
の確実な除去及び熱影響や傷・ごみ等の付着防止を行う
ことにより、オリフィスプレート表面、特に吐出口周辺
に不要なインク溜りを発生させない信頼性の高いインク
ジェット記録ヘッドを得ることを目的としている。ま
た、他の目的としては、インクジェット記録の印字品位
の向上に資することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、下記の各項(1)〜(7)のいずれかに記載のイ
ンクジェット記録ヘッドまたはその製造方法を提供する
ことにより前記目的を達成しようとするものである。
【0013】(1)インクの吐出に利用するエネルギー
を発生する素子を形成した基板と、この基板と接合する
ことにより前記素子の配設部位に対応して液路を形成す
るための天板部材と、前記液路に連通してインク吐出用
吐出口が形成された吐出口形成部材とを具えたインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法において、前記吐出口形成
部材の少なくとも一方に対し、加工後に剥離することが
可能な粘着層を有したシート状部材を貼る工程と、該剥
離可能シート状部材及び前記吐出口形成部材にレーザ光
を照射して前記吐出口を形成する工程と、前記吐出口形
成部材を前記基板と接合した工程の後工程で前記剥離可
能シート状部材を剥がす工程とを備えたことを特徴とす
るインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【0014】(2)前記吐出口形成部材は、板部材から
成り、この板部材の少なくとも一方には撥水層を有して
いることを特徴とする前項(1)記載のインクジェット
記録ヘッドの製造方法。
【0015】(3)前記吐出口形成部材に対し、前記剥
離可能シート状部材は、裏面側あるいは表面側、または
両面に対して配することを特徴とする前項(1)記載の
インクジェット記録ヘッドの製造方法。
【0016】(4)前記剥離可能部材は、前記吐出口形
成部材を、機械的変形から保護できる強度を有すること
を特徴とする前項(1)記載のインクジェット記録ヘッ
ドの製造方法。
【0017】(5)前記剥離可能部材は、前記吐出口形
成部材を熱影響から保護する特性を有することを特徴と
する前項(1)記載のインクジェット記録ヘッドの製造
方法。
【0018】(6)前記剥離可能部材は、粘着層を有す
る構成であり、前記レーザ加工時の副生成物が前記粘着
層にトラップされることを特徴とする前項(1)記載の
インクジェット記録ヘッドの製造方法。
【0019】(7)前項(1)ないし(6)のいずれか
に記載の製造方法を用いて製造したことを特徴とするイ
ンクジェット記録ヘッド。
【0020】
【作用】以上のような本発明構成により、オリフィス加
工前に、副生成物除去テープ等の引き剥がし可能な部材
をオリフィスプレートとなる吐出口形成部材に貼ること
により、副生成物除去テープと吐出口形成部材との密着
性を高められ、レーザ加工を行っても、レーザ加工で副
生成物除去テープが剥がれてしまうことなく、副生成物
を確実にテープにトラップすることができる。
【0021】以上により、例えばエキシマレーザビーム
が照射されて発生したカーボンの堆積層を副生成物除去
テープでトラップすることができ、副生成物除去テープ
を剥がすことにより、カーボン堆積層を完全に除去する
ことができる。また、オリフィスプレートを基板に取付
けた後に、副生成物除去テープを剥がすことにしたた
め、オリフィスプレートに対する加工工程中の熱影響や
傷・ごみ等の付着を防止できる。従ってカーボン層や、
傷、ごみ等による不要なインク溜りがない信頼性の高い
インクジェット記録ヘッドの供給が可能となる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を複数
の実施例に基づいて詳細に説明する。
【0023】
【実施例】(実施例1)図1に、本発明の特徴を表すオ
リフィスプレートの実施例1の説明図を示す。同図にお
いて、101は副生成物除去テープであり、103は、
副生成物除去テープの基材となるシート状部材で、ポリ
エチレンテレフタレートのフィルム(PETフィルム)
を用いた。PETフィルム103の一方にオリフィスプ
レートに対してシート状部材103を引き剥がし可能に
取付けるための粘着層104を設け、副生成物除去テー
プ101を構成する。
【0024】なお、粘着層104は、例えば本実施例で
はアクリル系の粘着剤を厚さ5μmで塗布し、形成し
た。また、オリフィスプレート102として、106
は、オリフィスプレートの基材となる板部材で、ポリイ
ミドのフィルム(PIフィルム)を用い、表面に撥水層
105を、裏面に基板及び溝付天板に対してオリフィス
プレート102を取付けるための接着層107を設け
た。なお、接着層107は、レーザ加工前に本実施例の
ように設けられていても、レーザ加工前は接着層を設け
ず、他の工程で改めて接着層を加工して設けるようにし
てもよい。
【0025】撥水層105は、撥水剤にサイトップ(商
品名,旭硝子(株))を用い、PIフィルム106に塗
布した後、温度150℃で5.5時間熱処理により形成
し、接着剤107は、アクリル系の粘着剤を厚さ10μ
mで塗布し、形成した。このオリフィスプレート102
の撥水層105面に、副生成物除去テープ101を密着
させて貼り、エキシマレーザ光を照射し所望の吐出口を
得た。
【0026】図4は、図1のオリフィスプレート102
に対して接着層107側からエキシマレーザ光を照射し
てオリフィス加工を行う様子を示したものである。図4
において、401はKrFエキシマレーザ光を発振する
レーザ発振装置、402は、レーザ発振装置401から
発振される波長248nm、パルス幅約15nsecの
パルスレーザ光、403は、レーザ光402を集光させ
るための合成石英レンズでできた光学系、404は、レ
ーザ光402に対して遮断可能なアルミニウムを蒸着し
た投影マスクであり、直径100μmの穴が170μm
ピッチで複数配列されて吐出口のパターンを構成してい
る。これにより、高密度(600dot/inch)の
吐出口がオリフィスプレート上に投影される。
【0027】以上のようなレーザ加工を行うと、カーボ
ン等の副生成物が発生するが、図5に示すように殆どの
副生成物405は副生成物除去テープ101を構成する
粘着層104でトラップされた状態となる。
【0028】また、粘着層104にトラップされていな
かった僅かな副生成物は、シート状部材103の表面に
堆積することになり、これまで吐出口周辺に堆積してし
まうような副生成物は、副生成物除去テープ101に存
在しているので、後述する副生成物除去テープ101を
剥がす工程を経ることにより、オリフィスプレート10
2から副生成物405の除去を行うことができる。
【0029】また、図6に示す各実施例のインクジェッ
ト記録ヘッドのオリフィスプレート605を分離して示
す本体部分説明斜視図において、601は、シリコン基
板上に複数配列された電気熱変換体(吐出ヒータ)60
3と、これに電力を供給するアルミニウム等の電気配設
とが成膜技術により形成されて成る基板である。602
は、複数の液路604を各々区分するための隔壁や液路
604にインクを与えるためにインクを収納するための
共通液室等を設けた溝付天板で、インクタンク(不図
示)からインクが供給される。
【0030】この溝付天板602の液路604と基板6
01の吐出ヒータ603を所望の位置に、押さえばね
(不図示)で押圧することによって圧着固定し、インク
ジェット記録ヘッドの本体部分を形成した。
【0031】以上のように形成されたインクジェット記
録ヘッドの本体部分の所定部に、図5に示す接着層10
7を介して位置決めし、貼り付ける。この後、副生成物
除去テープ101を剥がすことで所望のインクジェット
記録ヘッドを得た。
【0032】このようにして作成されたインクジェット
記録ヘッドのオリフィスプレート102表面の状態を観
察したところ、エキシマレーザ光により除去されたもの
の付着が見られなかった。また、オリフィスプレートの
取付け加工後に副生成物除去テープを剥がすことによ
り、位置決め・貼り付け時に発生するであろうオリフィ
スプレート表面の傷及びごみ等の付着も見られなかっ
た。
【0033】このインクジェット記録ヘッドをプリンタ
本体に装着してインク液滴の吐出観察を行ったところ、
従来のインクジェット記録ヘッドに見られたような大き
なインク溜りもなく、インク液滴の飛翔方向も安定して
いた。また、高速印字(周波数9.6kHz)での記録
に対して良好な結果を得ることができた。
【0034】(実施例2)図2は、本発明が適用された
実施例2の説明図である。同図において、201は副生
成物除去テープであり、203は、副生成物除去テープ
201の基材となる板部材で、ポリエーテルエーテルケ
トンのフィルム(PEEKフィルム)を用いた。PEE
Kフィルム203の一方に粘着層204を設け、副生成
物除去テープ201を構成する。なお、本実施例では粘
着層204は、ゴム系の粘着剤を厚さ3μmで塗布し、
形成した。
【0035】また、オリフィスプレート202として、
206は、オリフィスプレートの基材となる板部材で、
ポリサルフォンのフィルム(PSFフィルム)を用い、
表面に撥水層205を、裏面に接着層207をそれぞれ
設けた。撥水層205は、撥水剤にサイトップ(商品
名,旭硝子(株))を用い、PSFフィルム206に塗
布した後、温度150℃で5.5時間熱処理により形成
した。また、接着層207は、エポキシ接着剤を厚さ1
0μmで塗布し、形成した。
【0036】このオリフィスプレート202の接着層2
07面に副生成物除去テープ201を密着させて貼り、
前記実施例1と同様なレーザ加工装置を用い、今度は副
生成物除去テープ201の板部材203側から、エキシ
マレーザ光を照射して所望の吐出口を得た。
【0037】このようにして作成された図2に示す副生
成物除去テープ201を剥がした後、オリフィスプレー
ト202の裏面の状態を観察したところ、エキシマレー
ザ光により除去されたものの付着が見られず、また、熱
影響によりオリフィス縁のダレもみられなかった。
【0038】なお、オリフィスプレートの裏面に対して
取付ける副生成物除去テープは、上述の副生成物の除去
だけでなく、オリフィスプレート加工工程の中で行われ
るオリフィスプレートの切断工程における保護材として
も機能している。
【0039】また、前出図6において、601は、シリ
コン基板上に複数配列された電気熱変換体(吐出ヒー
タ)603と、これに電力を供給するアルミニウム等の
電気配線とが成膜技術により形成されて成る基板であ
る。602は、複数の液路604を各々区分するための
隔壁や液路604にインクを与えるためにインクを収納
するための共通液室等を設けた溝付天板でインクタンク
(不図示)からインクが供給される。この天板602の
液路604と基板601の吐出ヒータ603とを所望の
位置に、押さえたばね(不図示)で押圧することによっ
て圧着固定し、インクジェット記録ヘッドの本体部分を
形成した。
【0040】以上のように形成されたインクジェット記
録ヘッドの本体部分の所定部に、接着層207を介して
位置決めし、貼り付けることによりインクジェット記録
ヘッドを得た。
【0041】(実施例3)図3は、本発明が適用された
実施例3の説明図である。同図において、301a,b
は副生成物除去テープであり、303a,bは、副生成
物除去テープ301a,bの基材となる板部材で、ポリ
エーテルサルフォンのフィルム(PESフィルム)を用
いた。PESフィルム303a,bの一方に粘着層30
4a,bを設け、副生成物除去テープ301a,bを構
成する。なお、粘着層304a,bは、アクリル系の粘
着剤を厚さ3μmで塗布し、形成した。
【0042】また、オリフィスプレート302として、
306は、オリフィスプレートの基材となる板部材で、
ポリサルフォンのフィルム(PSFフィルム)を用い、
表面に撥水層305を、裏面に接着層307をそれぞれ
設けた。撥水層305は、撥水剤にサイトップ(商品
名,旭硝子(株))を用い、PSFフィルム306に塗
布した後、温度150℃で5.5時間熱処理により形成
した。また、接着剤層307はエポキシ樹脂剤を厚さ1
0μmで塗布し、形成した。
【0043】このオリフィスプレート302の撥水層3
05に副生成物除去テープ301aを貼り、また、他方
の接着層307面にも前記副生成物除去テープ301b
を貼った。これらの三部材をローラにより密着させてか
ら、前記実施例1と同様なレーザ加工装置でオリフィス
プレート302の裏面に貼り付けた副生成物除去テープ
301bの仮部材303側からエキシマレーザ光を照射
し所望の吐出口を得た。
【0044】このようにして作成された図3に示すオリ
フィスプレート302の裏面の副生成物除去テープ30
1bを剥がした後、オリフィスプレート裏面の状態を観
察したところ、エキシマレーザ光により除去されたもの
の付着がみられず、また、熱影響によるオリフィス縁の
ダレも見られなかった。
【0045】また、前出図6において、601は、シリ
コン基板上に複数配列された電気熱変換体(吐出ヒー
タ)603と、これに電力を供給するアルミニウム等の
電気配線とが成膜技術により形成されて成る基板であ
る。602は、複数の液路604を各々区分するための
隔壁や液路604にインクを与えるためにインクを収納
するための共通液室等を設けた溝付天板インクタンク
(不図示)からインクが供給される。この天板602の
液路604と基板601の吐出ヒータ603とをそれぞ
れ所望の位置に、押さえばね(不図示)で押圧すること
によって圧着固定し、インクジェット記録ヘッドの本体
部分を形成した。
【0046】以上のように形成されたインクジェット記
録ヘッドの本体部分の所定部に、接着層307を介して
位置決めし、貼り付けた後、図3に示すオリフィスプレ
ート302の表面の副生成物除去テープ301aを剥が
すことでインクジェット記録ヘッドを得た。
【0047】このようにして作成されたインクジェット
記録ヘッドのオリフィスプレート302表面の状態を観
察したところ、エキシマレーザ光により除去されたもの
の付着が見られなかった。また、位置決め・貼り付け時
に発生するであろうオリフィスプレート表面の傷及びご
み等の付着も見られなかった。
【0048】このインクジェット記録ヘッドをプリンタ
装置本体に装着してインク液滴の吐出観察を行ったとこ
ろ、従来のインクジェット記録ヘッドに見られたよう
な、大きなインク溜りもなく、インク液滴の飛翔方向も
安定していた。また、高速印字(周波数9.6kHz)
での記録に対しても良好な印字を得ることができた。
【0049】なお、以上の各実施例1,2,3において
は、図6に示すように、オリフィスプレート605と溝
付天板602とは、別部材として構成した例を示した
が、本発明はこれのみに限定されるものではなく、例え
ば図7に示すように、オリフィスプレート605と溝付
天板602とを一体成型等の方法により、一部材として
形成された構成に対しても、同様の効果を奏することが
できる。
【0050】なお、副生成物除去テープに設けられた粘
着層は、オリフィスプレートに対して、レーザ加工によ
って剥がれることなく、また、テープを引き剥がした際
にオリフィスプレートの撥水層を剥がしてしまったり、
粘着層の撥水層上に残ってしまうことがない状態である
ことが好ましい。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、吐出口周辺部にオリフィス加工時の除去物が
付着せず、また、熱影響や傷・ごみ等の付着のないイン
クジェット記録ヘッドを得ることができる。
【0052】これによって、記録時に不要なインクが吐
出口周辺部に溜らず、インク液滴の飛翔方向が安定し、
良好な記録が行えると共に、吐出不能な状態に劣ること
がない。この結果、高密度・高速印字であっても信頼性
の高いインクジェット記録ヘッドが容易に得られるよう
になった。
【0053】また、別の効果として、副生成物除去テー
プを剥がすという単純な工程であるので、安価に所望の
記録ヘッドが得られるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1のオリフィスプレートの説明図
【図2】 実施例2のオリフィスプレートの説明図
【図3】 実施例3のオリフィスプレートの説明図
【図4】 実施例1のオリフィスの加工説明図
【図5】 図4のA部詳細図
【図6】 実施例1,2,3のインクジェット記録ヘッ
ドの分解説明斜視図
【図7】 図6と別形態のインクジェット記録ヘッドの
斜視図
【図8】 従来のインクジェット記録ヘッドの一例の説
明図
【符号の説明】
101,201,301a,b 副生成物除去テープ 102,202,302,605,705 オリフィス
プレート 103,203,303a,b 板部材 104,204,304a,b 粘着層 105,205,305 撥水層 106,206,306 板部材 107,207,307 接着層 401 レーザ発振装置 402 パルスレーザ光 403 光学系 404 投影マスク 405 副生成物 601,701 基板 602,702 溝付天板 603,703 電気熱変換素子(吐出ヒータ) 604,704 液路 706 吐出口

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクの吐出に利用するエネルギーを発
    生する素子を形成した基板と、この基板と接合すること
    により前記素子の配設部位に対応して液路を形成するた
    めの天板部材と、前記液路に連通してインク吐出用吐出
    口が形成された吐出口形成部材とを具えたインクジェッ
    ト記録ヘッドの製造方法において、 前記吐出口形成部材の少なくとも一方に対し、加工後に
    剥離することが可能な粘着層を有したシート状部材を貼
    る工程と、該剥離可能シート状部材及び前記吐出口形成
    部材にレーザ光を照射して前記吐出口を形成する工程
    と、前記吐出口形成部材を前記基板と接合した工程の後
    工程で前記剥離可能シート状部材を剥がす工程とを備え
    たことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 前記吐出口形成部材は、板部材から成
    り、この板部材の少なくとも一方には撥水層を有してい
    ることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録
    ヘッドの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記吐出口形成部材に対し、前記剥離可
    能シート状部材は、裏面側あるいは表面側、または両面
    に対して配することを特徴とする請求項1記載のインク
    ジェット記録ヘッドの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記剥離可能部材は、前記吐出口形成部
    材を、機械的変形から保護できる強度を有することを特
    徴とする請求項1記載のインクジェット記録ヘッドの製
    造方法。
  5. 【請求項5】 前記剥離可能部材は、前記吐出口形成部
    材を熱影響から保護する特性を有することを特徴とする
    請求項1記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記剥離可能部材は、粘着層を有する構
    成であり、前記レーザ加工時の副生成物が前記粘着層に
    トラップされることを特徴とする請求項1記載のインク
    ジェット記録ヘッドの製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の製
    造方法を用いて製造したことを特徴とするインクジェッ
    ト記録ヘッド。
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