JP2004130714A - インクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】各工程作業時にノズルプレートのインク流路部材に貼りつける側の面の表面の傷付き、汚れを防止することのできるインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供すること。
【解決手段】ノズルプレート基材２００の片面に撥インク処理を施す第１の工程、前記ノズルプレート基材２００の撥インク処理面２００Ａに第１の保護シート２０１を、撥インク処理されていない側の面に第２の保護シート２０２の貼り付けを行う第２の工程、前記ノズルプレート基材２００にレーザーでノズル孔加工を行うことによりノズルプレート２を作製する第３の工程、前記第２の保護シート２０２を剥離する第４の工程、前記ノズルプレート２をインク流路部材１１に接着する第５の工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【選択図】 図６
【解決手段】ノズルプレート基材２００の片面に撥インク処理を施す第１の工程、前記ノズルプレート基材２００の撥インク処理面２００Ａに第１の保護シート２０１を、撥インク処理されていない側の面に第２の保護シート２０２の貼り付けを行う第２の工程、前記ノズルプレート基材２００にレーザーでノズル孔加工を行うことによりノズルプレート２を作製する第３の工程、前記第２の保護シート２０２を剥離する第４の工程、前記ノズルプレート２をインク流路部材１１に接着する第５の工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数に区切られた多数のインクチャネル内のインクをノズルプレートに形成されたノズル孔から吐出させるようにした例えばマルチチャネル型のインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数に区切られた多数のチャネル内のインクをノズルプレートに形成されたノズル孔から吐出させるようにしたマルチチャネル型インクジェット記録ヘッドは、多数のチャネルを形成したヘッドチップの前面に、各チャネルに対応するように多数のノズル孔が形成されたノズルプレートを接合することにより製造される。
【０００３】
特許文献１にはシート状のノズルプレートに対して、撥インク処理、保護部材形成、ノズル孔加工を施した後にアクチュエータ基板に貼り付けることで、撥インク処理が施されている部分に保護シートを貼って傷付けないようにする技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１５６４１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなノズルプレートを用いたインクジェット記録ヘッドの製造方法では、ノズルプレートのアクチュエータ基材のようなインク流路部材に貼りつける側の面は保護シートがなく、工程中に汚れたり、傷ついたりする問題がある。特にレーザー加工時に発生したススが付着することによる汚れは大きな問題となり、接着剤でアクチュエータ基材のようなインク流路部材に貼りつける際に接着力の低下を生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するもので、各工程作業時にノズルプレートのインク流路部材に貼りつける側の面の表面の傷付き、汚れを防止することのできるインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【０００８】
即ち、請求項１記載の発明は、ノズルプレート基材の片面に撥インク処理を施す第１の工程、前記ノズルプレート基材の撥インク処理面に第１の保護シートを、撥インク処理されていない側の面に第２の保護シートの貼り付けを行う第２の工程、前記ノズルプレート基材にレーザーでノズル孔加工を行うことによりノズルプレートを作製する第３の工程、前記第２の保護シートを剥離する第４の工程、前記ノズルプレートをインク流路部材に接着する第５の工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、ノズルプレート基材の両面にそれぞれ第１、第２の保護シートを貼り付けた状態で以降の各工程を行うことにより、各工程作業時のノズルプレート基材表面の傷付きや汚れを防止することができる。また、ノズル孔をレーザー加工する際に不完全燃焼により発生したススがノズルプレート基材表面に付着するおそれがなくなり、作製されたノズルプレートをインク流路部材に接着する際の接着剤の濡れ性の低下を招くようなことはない。しかも、第１の保護シートによりノズル孔を精度良く開けることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記第１の保護シートを剥離する第６の工程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である。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、第１の保護シートを剥がす手間なくインクを射出することができるインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記第１の保護シート及び／又は第２の保護シートは、ノズルプレート基材に貼りつけられた状態でノズルプレート基材からはみ出たタグ部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、タグ部を保持して作業ができるので、インク流路部材に接着する際に、タグ部を保持し張力を与えて接着すれば、しわの発生がなく精度良く接着できる。また、剥離するときもタグ部を保持して容易に剥離できる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記第２の保護シートは紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、第２の保護シートを剥離する際、紫外線を照射すれば容易に剥離することができ作業性が向上すると共に、剥離の際の粘着剤残りを防止できる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記第１の保護シートは加熱によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであ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記録ヘッドの製造方法である。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、ノズルプレートをインク流路部材に貼り付けた後の加熱硬化時の熱で、粘着力が低下し第１の保護シートを剥離し易くなり、作業性が向上すると共に、剥離の際の粘着剤残り、撥インク膜の剥がれを防止できる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、前記第３の工程は、ノズル孔加工の際に、前記第２の保護シート側から行い、且つ前記第１の保護シートを貫通しないようにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、ノズル孔加工の際に、第１の保護シートを貫通しないようにすることで、ノズル孔加工後の各工程などでノズル孔内へのゴミの進入を防止することができる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、前記ノズルプレート基材の材料は複数枚のノズルプレートを作製可能な大きさを有し、前記第２工程と第３工程の間に、第２の保護シートを貫通させずに、第１の保護シート、ノズルプレート基材を貫通させてノズルプレート個々の大きさに切断するレーザー切断工程を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、複数枚のノズルプレートを作製可能なノズルプレート基材を用いて、一括して撥インク処理、第１の保護シート貼り付け、第２の保護シート貼り付け、ノズル孔のレーザー穿孔を行うことができるので、作業効率が良い。特に、レーザー穿孔時の位置合わせを、ノズルプレート個々に行わなくて済むので作業効率が良い。また、第２の保護シートを残して切断することで、ノズル孔のレーザー穿孔前に切断作業ができるので、切断時のノズル孔の汚れを防止できる。更に、インク流路部材に貼り付ける際は、第２の保護シートを剥がせば、簡単に複数枚のノズルプレートに分離できる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、前記ノズルプレート基材は、紫外線によってアブレーション可能な材料からなると共に、前記レーザーは、紫外線レーザーであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００２３】
請求項８に記載の発明によれば、アブレーション可能なノズルプレート基材に対して紫外線レーザーで加工することにより、形状の整った孔を開けたり、切断することが可能になる。
【００２４】
【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詳細に説明する。
【００２５】
本発明の製造方法に係るインクジェット記録ヘッドは、インクチャネル内のインクを該インクチャネルの一端に形成されたノズル孔からインク滴として吐出するように構成されたものであれば、インクを吐出するエネルギーを発生するための構造はどのようなタイプでもよいが、ここではインクチャネルを構成する側壁が分極された圧電性材料により形成され、この側壁に電界を印加することにより側壁をせん断変形させてインクチャネル内のインクを吐出する、いわゆるシェヤーモードタイプの記録ヘッドを例に挙げて説明する。
【００２６】
図１は、完成されたマルチチャネル型インクジェット記録ヘッドの構造の一例を示す一部破断斜視図である。
【００２７】
同図において、１はヘッドチップ、２はノズルプレート、３はバックプレート、４はインクマニホールドである。
【００２８】
同図に示すヘッドチップ１は、アクチュエータ基板１１と、該アクチュエータ基板１１の上面に接合されたカバー基板１２とにより構成されている。
【００２９】
アクチュエータ基板１１は、電界を印加することにより変形を生じる２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂを、分極方向を互いに反対に向けてエポキシ系接着剤等を用いて上下に接合されてなり、それら２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂに亘って円盤状の砥石（ダイシングブレード）等の公知の研削機を用いて所定ピッチで互いに平行な複数列の溝が加工されることにより、チャネル１３と隔壁１４とが交互に形成されている。尚、本発明のインク流路部材は、本実施形態におけるアクチュエータ基板１１に相当する。
【００３０】
各隔壁１４の壁面には該隔壁１４に電界を印加するための金属電極（図示せず）が形成されている。この金属電極の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、めっき法等の公知の手段を用いることができる。図示する態様では、隔壁１４は分極方向の異なる２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂからなるため、各金属電極は、それら両圧電材料基板１１ａ、１１ｂを駆動させるべく、少なくとも各隔壁１４を構成している圧電材料基板１１ａ及び１１ｂに亘る側面の全面に形成されている。
【００３１】
カバー基板１２は、アクチュエータ基板１１のチャネル１３が形成されている上面にエポキシ系接着剤等を用いて接合される。このカバー基板１２には、アクチュエータ基板１１に用いられているものと同じ圧電材料基板を脱分極して使用すると、貼り合せた時にソリ、変形、熱膨張係数の差による剥離等が起こらないために好ましい。
【００３２】
ヘッドチップ１の前端面には、ヘッドチップ１の複数のチャネル１３に対応するように形成されたインク吐出用のノズル孔２１を有するノズルプレート２が、また、ヘッドチップ１の後端面には、インク導入孔３１を有するバックプレート３を介してチャネル１３内にインクを供給するインクマニホールド４が接着剤を用いてそれぞれ接合されている。
【００３３】
次に、本発明の特徴である上記ノズルプレート２にノズル孔２１を加工し、インク流路部材であるアクチュエータ基板１１と接着する各製造工程について更に説明する。
【００３４】
第１の工程
第１の工程は、ノズルプレート基材の片面に撥インク処理を施す工程である。
【００３５】
図２に示すノズルプレート基材２００は、複数枚のノズルプレートを作製可能な大きさを有するシート状の基材であり、ここでは３枚（図２において点線で示す）のノズルプレートを作製可能な大きさの基材を用いたものとして説明する。
【００３６】
このノズルプレート基材２００の材料としては、樹脂シートを用いることができ、例えば、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンスイミダゾール、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド、フェノール樹脂、アクリル樹脂等の樹脂シートを好ましく用いることができる。
【００３７】
また、ノズルプレート基材２００はシート状に形成されるため、その厚さは、例えば５０〜１３０μｍの範囲が好ましい。
【００３８】
ノズルプレート基材２００の片面（図２では上面）は、撥インク処理されて撥インク処理面２００Ａが形成される。かかる撥インク処理に用いられる撥インク性のコーティングには、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、パーフルオロシクロポリマー等のフッ素樹脂を好ましく用いることができる。撥インク処理の方法は特に問わない。
【００３９】
第２の工程
第２の工程は、ノズルプレート基材の撥インク処理面に第１の保護シートを、撥インク処理されていない側の面に第２の保護シートの貼り付けを行う工程である。
【００４０】
図３に示すように、撥インク処理面２００Ａが形成されたノズルプレート基材２００に、撥インク処理面２００Ａの面から粘着剤２０１Ａを介して第１の保護シート２０１を貼り付け、ノズルプレート基材２００の撥インク処理面２００Ａの反対側の面から粘着剤２０２Ａを介して第２の保護シート２０２を貼り付ける。なお、第１の保護シート２０１と第２の保護シート２０２の貼り付け順序は問わない。
【００４１】
第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２は、ノズルプレート基材２００より面積が大きく、ノズルプレート基材２００に貼り付けられた状態で、ノズルプレート基材２００からはみ出るタグ部２０１ａ及び２０２ａをそれぞれ有していることが好ましい。
【００４２】
タグ部２０１ａ及び２０２ａを有していると、その後の各工程でこのタグ部２０１ａ及び２０２ａを保持して作業ができるので、ノズルプレート基材２００の汚れを低減できる。また、第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２をそれぞれ剥離する際も、このタグ部２０１ａ及び２０２ａを保持することで容易に剥離することができる。
【００４３】
このタグ部は第１の保護シート２０１、第２の保護シート２０２のいずれか一方のみであってもよいが、本実施形態に示すように双方に設けられていてもよい。特に第１の保護シート２０１のタグ部２０１ａは、後工程においてインク流路部材に接着する際に、このタグ部２０１ａを保持して張力を与えながら接着すれば、しわの発生のない精度の良い接着ができる点で特に重要である。
【００４４】
このタグ部２０１ａ及び２０２ａは、図３の点線で区画される各ノズルプレートの長さ方向両端部にそれぞれ配置されるように、ノズルプレート基材２００の図示左右両端部にそれぞれ形成されることが更に好ましい。
【００４５】
第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２には樹脂シートが用いられ、具体的には上記ノズルプレート基材２００と同一の樹脂シートを用いることが好ましい。厚さは２０〜８０μｍの範囲が好ましい。
【００４６】
また、粘着剤２０１Ａ、２０２Ａとしては、ゴム系粘着剤が好ましく用いられる。
【００４７】
更に、第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２は、予めこれら粘着剤２０１Ａ、２０２Ａが付与された粘着剤付きシートの形態であってもよい。粘着剤付きシートの形態とすることで、粘着剤２０１Ａ、２０２Ａを逐一形成する手間が省けるために好ましい。
【００４８】
第１の保護シート２０１をノズルプレート基材２００に貼り付けるための粘着剤２０１Ａは、加熱によって粘着力が低下する粘着剤であることが好ましく、第１の保護シート２０１を粘着剤付きのシートとした場合は、その粘着剤にこの加熱によって粘着力が低下する粘着剤を用いることが好ましい。後工程において第１の保護シート２０１を剥離する際、加熱することにより、剥離の際の粘着剤の残りや、ノズルプレート表面の撥インク処理面２００Ａの撥インク膜の剥がれを防止することができる。なお、加熱によって粘着力が低下する粘着剤付きシートとしては、日東電工社製の「リバアルファ」等が挙げられる。
【００４９】
また、第２の保護シート２０２をノズルプレート基材２００に貼り付けるための粘着剤２０２Ａは、紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤であることが好ましく、第２の保護シート２０２を粘着剤付きのシートとした場合は、その粘着剤にこの紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤を用いることが好ましい。後工程において第２の保護シート２０２を剥離する時に、第２の保護シート２０２の側から紫外線を照射することで粘着剤２０２Ａの粘着力が低下し、容易に第２の保護シート２０２を剥離することができるようになることで作業性が向上する効果があるためである。このような紫外線により粘着力が低下する粘着剤付きシートとしては、例えばリンテック社製のＵＶ硬化型保護テープ「Ｅ６１４２Ｓ」や「Ｄ６３６」等が挙げられる。
【００５０】
このように熱や紫外線などの付加的処理により粘着力が低下する粘着剤で第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２をノズルプレート基材２００に対して貼り付ければ、剥離が容易になり、ノズルプレート基材２００上の粘着剤残りや、撥インク膜の剥がれも防止できる。
【００５１】
本実施形態に示すように、ノズルプレート基材２００が複数枚のノズルプレートを作製可能な大きさを有する場合は、本工程と次で説明するノズル孔加工を行う第３の工程との間に、第２の保護シート２０２を残して、第１の保護シート２０１、粘着剤２０１Ａ、ノズルプレート基材２００、粘着剤２０２Ａを貫通させることにより、ノズルプレート基材２００をノズルプレート個々に分離するためのレーザー切断工程を有することが好ましい。
【００５２】
図４は、図３における（ＩＶ）方向から見たレーザー切断工程を説明する説明図である。このレーザー切断工程は、保護シート２０１の側から紫外線レーザー光を照射することで、ノズルプレート基材２００を複数枚のノズルプレートとなるように切断加工する。本実施形態では、図３の点線で示すように、３枚のノズルプレートを作製可能としているため、この点線に沿ってレーザー光を照射することにより切断加工を行う。
【００５３】
このときのレーザー光は、図４に示すように、第１の保護シート２０１、粘着剤２０１Ａ、ノズルプレート基材２００及び粘着剤２０２Ａを貫通し、第２の保護シート２０２にまで達するが、この第２の保護シート２０２を貫通しないように切断部３００を形成することにより加工を行う。切断部３００は、この第２の保護シート２０２を切断しないことが好ましく、これにより第２の保護シート２０２を介して複数枚のノズルプレートがつながった状態で、この後の孔加工を一括して行うことができるようになる。このことにより、レーザー加工時の位置合わせ作業や、ノズルプレートの取り付け作業を複数枚のノズルプレート毎に行う必要がなくなり、作業効率が向上する効果がある。また、このレーザー切断加工後に、後述するノズル孔の孔開け加工を行うようにしているため、このレーザー切断加工時にノズル孔が汚れるのを防止することができる。
【００５４】
このときのレーザー光は、図４に示すように、第１の保護シート２０１、粘着剤２０１Ａ、ノズルプレート基材２００及びシート状粘着剤２０２Ａを貫通し、第２の保護シート２０２にまで達するが、この第２の保護シート２０２を貫通しないように切断部３００を形成することにより加工を行う。切断部３００は、この第２の保護シート２０２を切断しないことが好ましく、これにより第２の保護シート２０２を介して複数枚のノズルプレートがつながった状態で、この後の孔加工を一括して行うことができるようになる。このことにより、レーザー加工時の位置合わせ作業や、ノズルプレートの取り付け作業を複数枚のノズルプレート毎に行う必要がなくなり、作業効率が向上する効果がある。また、ノズルプレート個々に切断する切断加工後に後述するノズル孔の孔開け加工を行うようにしているため、この切断加工時にノズル孔が汚れるのを防止することができる。
【００５５】
なお、本発明において加工時に使用されるレーザーは紫外線レーザーが好ましい。これは、ノズルプレー基材２００や第１の保護シート２０１、第２の保護シート２０２の材料として紫外線によってアブレーション可能な材料、具体的には、上記したポリカーカーボネート、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンスイミダゾール、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド、フェノール樹脂、アクリル樹脂等のように紫外線により励起され易い性質を有する材料を使用している場合、これら材料は、紫外線レーザーによる光化学反応により照射された部分の構成分子が励起状態（高エネルギー状態）になって不安定になるのに伴い、励起エネルギーを発散して安定化するために分子間の結合を切って飛散する力によりエッチングされる材料であるため、紫外線レーザーを用いて加工することにより、形状の整った切断をすることが可能になるためである。
【００５６】
特にノズルプレート基材２００が上記の通り紫外線によってアブレーション可能な材料からなり、これを紫外線レーザーで加工すると、次工程において説明するノズル孔加工の際に、形状の整った孔を開けることが可能となるために好ましい態様である。これはノズル孔毎の形状のばらつきをなくし、均質で精度良くノズル孔を形成する上で重要である。
【００５７】
紫外線レーザーとしてはエキシマレーザーが好適である。
【００５８】
第３の工程
第３の工程は、ノズルプレート基材にレーザーでノズル孔加工を行うことによりノズルプレートを作製する工程である。
【００５９】
図５は、図３における（Ｖ）方向から見たノズル孔加工工程を説明する説明図である。図５に示すように、第１の保護シート２０１と反対側の第２の保護シート２０２の側からレーザー光を照射してノズル孔２１とするためのノズル孔加工を行う。図中の符号４００はノズル孔加工により形成された孔である。本実施形態では１枚のノズルプレート毎に５個の孔４００を形成している。この孔４００を加工形成することによりノズルプレート基材２００に形成された部分がノズル孔２１となり、これによりノズル孔２１を有するノズルプレート２となる。
【００６０】
本実施形態に示すように、ノズルプレート基材２００が複数枚のノズルプレートを作製可能な大きさを有する場合には、このノズル孔加工は、上記レーザー切断工程によって切断されたノズルプレート個々に対して行う。
【００６１】
このノズル孔加工は、図５に示すように、第２の保護シート２０２から粘着剤２０２Ａ、ノズルプレート基材２００、粘着剤２０１Ａを貫通し、第１の保護シート２０１にまで達するが、この第１の保護シート２０１を貫通しないように加工を行うことが好ましい。このように第１の保護シート２０１を貫通しないようにすることで、その後の各工程において第１の保護シート２０１側からのノズル孔内へのゴミの進入を防止することができるようになる。
【００６２】
また、ノズルプレート基材２００の両面にはそれぞれ第１の保護シート２０１、第２の保護シート２０２が設けられ、該ノズルプレート基材２００の表面がこれら第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２により覆われているため、レーザー光を照射して切断加工やノズル孔加工を行う時に不完全燃焼により発生するススがノズルプレート基材２００の表面に付着して汚れるのを防止することができる。
【００６３】
更に、ノズル孔２１を形成するための孔４００は、このようにレーザー光を照射することで、第２の保護シート２０２、粘着剤２０２Ａ、ノズルプレート基材２００、粘着剤２０１Ａを貫通して第１の保護シート２０１にまで達するように加工されるが、この孔４００においてノズルプレート基材２００に形成されるノズル孔２１となる部分の奥側端部（ノズルプレート基材２００における撥インク処理面２００Ａ側の端部）２１ａは粘着剤２０１Ａにより保持された状態で加工されるため、この奥側端部２１ａが確実に切断された状態になり、ノズル孔２１を高精度に加工することが可能である。
【００６４】
また、ノズル孔２１は、その入口側（チャネル１３内側）の孔径が出口側（ノズルプレート表面側）の孔径よりも大きくなるようなテーパー構造となることが望ましいが、本実施形態のようにノズル孔２１の入口側となる第２の保護シート２０２の側からレーザー光を照射してノズル孔２１を加工することにより、このようなテーパー構造を容易に得ることが可能である。
【００６５】
第４の工程
第４の工程は、前記第２の保護シートを剥離する工程である。
【００６６】
本実施形態に示すように１枚のノズルプレート基材２００から複数枚のノズルプレートを作製するものでは、前記レーザー切断工程において、既に第２の保護シート２０２以外は切断部３００によって切断されているため、この第２の保護シート２０２を剥離することで、図６に示すように、１枚のノズルプレート２の大きさの積層シートに容易に分離され、これが複数枚（本実施形態では３枚）得られることになる。このとき、第２の保護シート２０２のタグ部２０２ａを保持するようにすれば、剥離シート２０２を簡単に剥離することができる。
【００６７】
また、このとき、粘着剤２０２Ａに紫外線照射により粘着力が低下する粘着剤を用いていると、前述したように、第２の保護シート２０２の側から紫外線を照射することにより、ノズルプレート基材２００上に粘着剤２０２Ａが残留することなく容易に剥離できる。
【００６８】
第５の工程
第５の工程は、以上のようにして作製されたノズルプレート２を介してインク流路部材であるアクチュエータ基板１１に接着する工程である。
【００６９】
大判のノズルプレート基材２００から切断加工された１枚のノズルプレート２は、図７に示すように、第１の保護シート２０１が貼り付けられた状態で、チャネル１３が形成されたアクチュエータ基板１１に、前工程において第２の保護シート２０２が剥離された面に接着剤（図示せず）を介して接着する。このとき、ノズル孔加工により形成されたノズル孔２１となる各孔４００は、それぞれチャネル１３に対応するように位置合わせされて接着される。
【００７０】
この接着時、第１の保護シート２０１のタグ部２０１ａを保持してノズルプレート２１に張力を与えながら接着することで、しわの発生が無く、高位置精度でノズルプレート２をアクチュエータ基板１１の前端面に接着することができる。
【００７１】
また、この接着時に加圧する際には、第１の保護シート２０１を介して加圧することができるので、ノズルプレート２１の表面に形成された撥インク処理面２００Ａに直接触れることがなく、撥インク処理面２００Ａの汚染や損傷を防止することができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、図７に示すように、アクチュエータ基板１１にカバー基板１２が接合されており、ノズルプレート２は、このカバー基板１２が接合されたアクチュエータ基板１１の前端面に接着される。
【００７３】
ノズルプレート２とインク流路部材であるアクチュエータ基板１１との接着に用いられる接着剤としては、熱硬化型接着剤、代表的には熱硬化エポキシ接着剤を用いることができる。このように熱硬化型接着剤を用いた場合、上記したように、第１の保護シート２０１の粘着剤２０１Ａに加熱によって粘着力が低下する粘着剤を用いた場合の効果を生かすことができるために好ましい。即ち、ノズルプレート２を熱硬化型接着剤によってアクチュエータ基板１１に貼り付けた場合、その接着剤を加熱硬化する時の熱によって第１の保護シート２０１の粘着剤２０１Ａの粘着力が低下するため、後述する第６の工程において第１の保護シート２０１を剥離し易くなり、第１の保護シート２０１を剥離するために格別に加熱工程を設ける必要がなくなり、作業性が向上する効果がある。
【００７４】
以上のように、第１の工程〜第５の工程を経た後、アクチュエータ基板１１の後端面（ノズルプレート２と反対側の端面）にバックプレート３を介してインクマニホールド４を設けることによりインクジェット記録ヘッドが作製される。
【００７５】
第６の工程
この後、インク吐出などの必要が生じた際は、図８に示すように、ノズルプレート２の表面から第１の保護シート２０１を剥離する。この第１の保護シート２０１の剥離の際は、第１の保護シート２０１に設けられたタグ部２０１ａを保持することで、容易に保護シート２０１のみを剥離することができる。
【００７６】
また、前述したように、第１の保護シート２０１とノズルプレート２との間の粘着剤２０１Ａとして加熱によって粘着力が低下する粘着剤を用いることで、ノズルプレート２をアクチュエータ基板１１の前端面に熱硬化型接着剤を介して接着した際の加熱硬化時の熱により、剥離が容易となるため、ノズルプレート２表面の撥インク処理面２００Ａ上の粘着剤残りや、撥インク膜の剥がれを防止することもできる。
【００７７】
この第６の工程を含む製造方法によれば、ユーザが第１の保護シート２０１を剥がす手間なくインク射出して使用することができるインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００７８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ノズルプレート基材の両面にそれぞれ第１、第２の保護シートを貼り付けた状態で以降の各工程を行うことにより、各工程作業時のノズルプレート基材表面の傷付きや汚れを防止することができる。また、ノズル孔をレーザー加工する際に不完全燃焼により発生したススがノズルプレート基材表面に付着するおそれがなくなり、作製されたノズルプレートをインク流路部材に接着する際の接着力の低下を招くようなことはない。しかも、第１の保護シートによりノズル孔を精度良く開けることができる。
【００７９】
請求項２に記載の発明によれば、第１の保護シートを剥がす手間なくインクを射出することができるインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００８０】
請求項３に記載の発明によれば、タグ部を保持して作業ができるので、インク流路部材に接着する際に、タグ部を保持し張力を与えて接着すれば、しわの発生がなく精度良く接着できる。また、剥離するときもタグ部を保持して容易に剥離できる。
【００８１】
請求項４に記載の発明によれば、第２の保護シートを剥離する際、紫外線を照射すれば容易に剥離することができ作業性が向上すると共に、剥離の際の粘着剤残りを防止できる。
【００８２】
請求項５に記載の発明によれば、ノズルプレートをインク流路部材に貼り付けた後の加熱硬化時の熱で、粘着力が低下し第１の保護シートを剥離し易くなり、作業性が向上すると共に、剥離の際の粘着剤残り、撥インク膜の剥がれを防止できる。
【００８３】
請求項６に記載の発明によれば、ノズル孔加工の際に、第１の保護シートを貫通しないようにすることで、ノズル孔加工後の各工程などでノズル孔内へのゴミの進入を防止することができる。
【００８４】
請求項７に記載の発明によれば、複数枚のノズルプレートを作製可能なノズルプレート基材を用いて、一括して撥インク処理、第１の保護シート貼り付け、第２の保護シート貼り付け、ノズル孔のレーザー穿孔を行うことができるので、作業効率が良い。特に、レーザー穿孔時の位置合わせを、ノズルプレート個々に行わなくて済むので作業効率が良い。また、第２の保護シートを残して切断することで、ノズル孔のレーザー穿孔前に切断作業ができるので、切断時のノズル孔の汚れを防止できる。更に、インク流路部材に貼り付ける際は、第２の保護シートを剥がせば、簡単に複数枚のノズルプレートに分離できる。
【００８５】
請求項８に記載の発明によれば、アブレーション可能なノズルプレート基材に対して紫外線レーザーで加工することにより、形状の整った孔を開けたり、切断することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】完成されたマルチチャネル型インクジェットヘッドの構造の一例を示す一部破断斜視図
【図２】撥インク処理面を形成したノズルプレート基材を示す斜視図
【図３】ノズルプレート基材に第１の保護シート及び第２の保護シートを貼り付けた状態を示す斜視図
【図４】図３における（ＩＶ）方向から見たレーザー切断工程を説明する説明図
【図５】図３における（Ｖ）方向から見たノズル孔加工工程を説明する説明図
【図６】第２の保護シートを剥離する状態を説明する説明図
【図７】ノズルプレートをインク流路部材に接着する状態を説明する説明図
【図８】第１の保護シートを剥離する状態を説明する説明図
【符号の説明】
１：ヘッドチップ
１１：アクチュエータ基板
１１ａ、１１ｂ：圧電材料基板
１２：カバー基板
１３：チャネル
１４：隔壁
２：ノズルプレート
２１：ノズル孔
２１ａ：奥側端部
３：バックプレート
４：インクマニホールド
２００：ノズルプレート基材
２００Ａ：撥インク処理面
２０１：第１の保護シート
２０１Ａ：粘着剤
２０１ａ：タグ部
２０２：第２の保護シート
２０２Ａ：粘着剤
２０２ａ：タグ部
３００：切断部
４００：孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数に区切られた多数のインクチャネル内のインクをノズルプレートに形成されたノズル孔から吐出させるようにした例えばマルチチャネル型のインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数に区切られた多数のチャネル内のインクをノズルプレートに形成されたノズル孔から吐出させるようにしたマルチチャネル型インクジェット記録ヘッドは、多数のチャネルを形成したヘッドチップの前面に、各チャネルに対応するように多数のノズル孔が形成されたノズルプレートを接合することにより製造される。
【０００３】
特許文献１にはシート状のノズルプレートに対して、撥インク処理、保護部材形成、ノズル孔加工を施した後にアクチュエータ基板に貼り付けることで、撥インク処理が施されている部分に保護シートを貼って傷付けないようにする技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１５６４１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなノズルプレートを用いたインクジェット記録ヘッドの製造方法では、ノズルプレートのアクチュエータ基材のようなインク流路部材に貼りつける側の面は保護シートがなく、工程中に汚れたり、傷ついたりする問題がある。特にレーザー加工時に発生したススが付着することによる汚れは大きな問題となり、接着剤でアクチュエータ基材のようなインク流路部材に貼りつける際に接着力の低下を生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するもので、各工程作業時にノズルプレートのインク流路部材に貼りつける側の面の表面の傷付き、汚れを防止することのできるインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【０００８】
即ち、請求項１記載の発明は、ノズルプレート基材の片面に撥インク処理を施す第１の工程、前記ノズルプレート基材の撥インク処理面に第１の保護シートを、撥インク処理されていない側の面に第２の保護シートの貼り付けを行う第２の工程、前記ノズルプレート基材にレーザーでノズル孔加工を行うことによりノズルプレートを作製する第３の工程、前記第２の保護シートを剥離する第４の工程、前記ノズルプレートをインク流路部材に接着する第５の工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、ノズルプレート基材の両面にそれぞれ第１、第２の保護シートを貼り付けた状態で以降の各工程を行うことにより、各工程作業時のノズルプレート基材表面の傷付きや汚れを防止することができる。また、ノズル孔をレーザー加工する際に不完全燃焼により発生したススがノズルプレート基材表面に付着するおそれがなくなり、作製されたノズルプレートをインク流路部材に接着する際の接着剤の濡れ性の低下を招くようなことはない。しかも、第１の保護シートによりノズル孔を精度良く開けることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記第１の保護シートを剥離する第６の工程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である。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、第１の保護シートを剥がす手間なくインクを射出することができるインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記第１の保護シート及び／又は第２の保護シートは、ノズルプレート基材に貼りつけられた状態でノズルプレート基材からはみ出たタグ部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、タグ部を保持して作業ができるので、インク流路部材に接着する際に、タグ部を保持し張力を与えて接着すれば、しわの発生がなく精度良く接着できる。また、剥離するときもタグ部を保持して容易に剥離できる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記第２の保護シートは紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、第２の保護シートを剥離する際、紫外線を照射すれば容易に剥離することができ作業性が向上すると共に、剥離の際の粘着剤残りを防止できる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記第１の保護シートは加熱によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであ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記録ヘッドの製造方法である。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、ノズルプレートをインク流路部材に貼り付けた後の加熱硬化時の熱で、粘着力が低下し第１の保護シートを剥離し易くなり、作業性が向上すると共に、剥離の際の粘着剤残り、撥インク膜の剥がれを防止できる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、前記第３の工程は、ノズル孔加工の際に、前記第２の保護シート側から行い、且つ前記第１の保護シートを貫通しないようにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、ノズル孔加工の際に、第１の保護シートを貫通しないようにすることで、ノズル孔加工後の各工程などでノズル孔内へのゴミの進入を防止することができる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、前記ノズルプレート基材の材料は複数枚のノズルプレートを作製可能な大きさを有し、前記第２工程と第３工程の間に、第２の保護シートを貫通させずに、第１の保護シート、ノズルプレート基材を貫通させてノズルプレート個々の大きさに切断するレーザー切断工程を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、複数枚のノズルプレートを作製可能なノズルプレート基材を用いて、一括して撥インク処理、第１の保護シート貼り付け、第２の保護シート貼り付け、ノズル孔のレーザー穿孔を行うことができるので、作業効率が良い。特に、レーザー穿孔時の位置合わせを、ノズルプレート個々に行わなくて済むので作業効率が良い。また、第２の保護シートを残して切断することで、ノズル孔のレーザー穿孔前に切断作業ができるので、切断時のノズル孔の汚れを防止できる。更に、インク流路部材に貼り付ける際は、第２の保護シートを剥がせば、簡単に複数枚のノズルプレートに分離できる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、前記ノズルプレート基材は、紫外線によってアブレーション可能な材料からなると共に、前記レーザーは、紫外線レーザーであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００２３】
請求項８に記載の発明によれば、アブレーション可能なノズルプレート基材に対して紫外線レーザーで加工することにより、形状の整った孔を開けたり、切断することが可能になる。
【００２４】
【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詳細に説明する。
【００２５】
本発明の製造方法に係るインクジェット記録ヘッドは、インクチャネル内のインクを該インクチャネルの一端に形成されたノズル孔からインク滴として吐出するように構成されたものであれば、インクを吐出するエネルギーを発生するための構造はどのようなタイプでもよいが、ここではインクチャネルを構成する側壁が分極された圧電性材料により形成され、この側壁に電界を印加することにより側壁をせん断変形させてインクチャネル内のインクを吐出する、いわゆるシェヤーモードタイプの記録ヘッドを例に挙げて説明する。
【００２６】
図１は、完成されたマルチチャネル型インクジェット記録ヘッドの構造の一例を示す一部破断斜視図である。
【００２７】
同図において、１はヘッドチップ、２はノズルプレート、３はバックプレート、４はインクマニホールドである。
【００２８】
同図に示すヘッドチップ１は、アクチュエータ基板１１と、該アクチュエータ基板１１の上面に接合されたカバー基板１２とにより構成されている。
【００２９】
アクチュエータ基板１１は、電界を印加することにより変形を生じる２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂを、分極方向を互いに反対に向けてエポキシ系接着剤等を用いて上下に接合されてなり、それら２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂに亘って円盤状の砥石（ダイシングブレード）等の公知の研削機を用いて所定ピッチで互いに平行な複数列の溝が加工されることにより、チャネル１３と隔壁１４とが交互に形成されている。尚、本発明のインク流路部材は、本実施形態におけるアクチュエータ基板１１に相当する。
【００３０】
各隔壁１４の壁面には該隔壁１４に電界を印加するための金属電極（図示せず）が形成されている。この金属電極の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、めっき法等の公知の手段を用いることができる。図示する態様では、隔壁１４は分極方向の異なる２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂからなるため、各金属電極は、それら両圧電材料基板１１ａ、１１ｂを駆動させるべく、少なくとも各隔壁１４を構成している圧電材料基板１１ａ及び１１ｂに亘る側面の全面に形成されている。
【００３１】
カバー基板１２は、アクチュエータ基板１１のチャネル１３が形成されている上面にエポキシ系接着剤等を用いて接合される。このカバー基板１２には、アクチュエータ基板１１に用いられているものと同じ圧電材料基板を脱分極して使用すると、貼り合せた時にソリ、変形、熱膨張係数の差による剥離等が起こらないために好ましい。
【００３２】
ヘッドチップ１の前端面には、ヘッドチップ１の複数のチャネル１３に対応するように形成されたインク吐出用のノズル孔２１を有するノズルプレート２が、また、ヘッドチップ１の後端面には、インク導入孔３１を有するバックプレート３を介してチャネル１３内にインクを供給するインクマニホールド４が接着剤を用いてそれぞれ接合されている。
【００３３】
次に、本発明の特徴である上記ノズルプレート２にノズル孔２１を加工し、インク流路部材であるアクチュエータ基板１１と接着する各製造工程について更に説明する。
【００３４】
第１の工程
第１の工程は、ノズルプレート基材の片面に撥インク処理を施す工程である。
【００３５】
図２に示すノズルプレート基材２００は、複数枚のノズルプレートを作製可能な大きさを有するシート状の基材であり、ここでは３枚（図２において点線で示す）のノズルプレートを作製可能な大きさの基材を用いたものとして説明する。
【００３６】
このノズルプレート基材２００の材料としては、樹脂シートを用いることができ、例えば、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンスイミダゾール、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド、フェノール樹脂、アクリル樹脂等の樹脂シートを好ましく用いることができる。
【００３７】
また、ノズルプレート基材２００はシート状に形成されるため、その厚さは、例えば５０〜１３０μｍの範囲が好ましい。
【００３８】
ノズルプレート基材２００の片面（図２では上面）は、撥インク処理されて撥インク処理面２００Ａが形成される。かかる撥インク処理に用いられる撥インク性のコーティングには、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、パーフルオロシクロポリマー等のフッ素樹脂を好ましく用いることができる。撥インク処理の方法は特に問わない。
【００３９】
第２の工程
第２の工程は、ノズルプレート基材の撥インク処理面に第１の保護シートを、撥インク処理されていない側の面に第２の保護シートの貼り付けを行う工程である。
【００４０】
図３に示すように、撥インク処理面２００Ａが形成されたノズルプレート基材２００に、撥インク処理面２００Ａの面から粘着剤２０１Ａを介して第１の保護シート２０１を貼り付け、ノズルプレート基材２００の撥インク処理面２００Ａの反対側の面から粘着剤２０２Ａを介して第２の保護シート２０２を貼り付ける。なお、第１の保護シート２０１と第２の保護シート２０２の貼り付け順序は問わない。
【００４１】
第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２は、ノズルプレート基材２００より面積が大きく、ノズルプレート基材２００に貼り付けられた状態で、ノズルプレート基材２００からはみ出るタグ部２０１ａ及び２０２ａをそれぞれ有していることが好ましい。
【００４２】
タグ部２０１ａ及び２０２ａを有していると、その後の各工程でこのタグ部２０１ａ及び２０２ａを保持して作業ができるので、ノズルプレート基材２００の汚れを低減できる。また、第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２をそれぞれ剥離する際も、このタグ部２０１ａ及び２０２ａを保持することで容易に剥離することができる。
【００４３】
このタグ部は第１の保護シート２０１、第２の保護シート２０２のいずれか一方のみであってもよいが、本実施形態に示すように双方に設けられていてもよい。特に第１の保護シート２０１のタグ部２０１ａは、後工程においてインク流路部材に接着する際に、このタグ部２０１ａを保持して張力を与えながら接着すれば、しわの発生のない精度の良い接着ができる点で特に重要である。
【００４４】
このタグ部２０１ａ及び２０２ａは、図３の点線で区画される各ノズルプレートの長さ方向両端部にそれぞれ配置されるように、ノズルプレート基材２００の図示左右両端部にそれぞれ形成されることが更に好ましい。
【００４５】
第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２には樹脂シートが用いられ、具体的には上記ノズルプレート基材２００と同一の樹脂シートを用いることが好ましい。厚さは２０〜８０μｍの範囲が好ましい。
【００４６】
また、粘着剤２０１Ａ、２０２Ａとしては、ゴム系粘着剤が好ましく用いられる。
【００４７】
更に、第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２は、予めこれら粘着剤２０１Ａ、２０２Ａが付与された粘着剤付きシートの形態であってもよい。粘着剤付きシートの形態とすることで、粘着剤２０１Ａ、２０２Ａを逐一形成する手間が省けるために好ましい。
【００４８】
第１の保護シート２０１をノズルプレート基材２００に貼り付けるための粘着剤２０１Ａは、加熱によって粘着力が低下する粘着剤であることが好ましく、第１の保護シート２０１を粘着剤付きのシートとした場合は、その粘着剤にこの加熱によって粘着力が低下する粘着剤を用いることが好ましい。後工程において第１の保護シート２０１を剥離する際、加熱することにより、剥離の際の粘着剤の残りや、ノズルプレート表面の撥インク処理面２００Ａの撥インク膜の剥がれを防止することができる。なお、加熱によって粘着力が低下する粘着剤付きシートとしては、日東電工社製の「リバアルファ」等が挙げられる。
【００４９】
また、第２の保護シート２０２をノズルプレート基材２００に貼り付けるための粘着剤２０２Ａは、紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤であることが好ましく、第２の保護シート２０２を粘着剤付きのシートとした場合は、その粘着剤にこの紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤を用いることが好ましい。後工程において第２の保護シート２０２を剥離する時に、第２の保護シート２０２の側から紫外線を照射することで粘着剤２０２Ａの粘着力が低下し、容易に第２の保護シート２０２を剥離することができるようになることで作業性が向上する効果があるためである。このような紫外線により粘着力が低下する粘着剤付きシートとしては、例えばリンテック社製のＵＶ硬化型保護テープ「Ｅ６１４２Ｓ」や「Ｄ６３６」等が挙げられる。
【００５０】
このように熱や紫外線などの付加的処理により粘着力が低下する粘着剤で第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２をノズルプレート基材２００に対して貼り付ければ、剥離が容易になり、ノズルプレート基材２００上の粘着剤残りや、撥インク膜の剥がれも防止できる。
【００５１】
本実施形態に示すように、ノズルプレート基材２００が複数枚のノズルプレートを作製可能な大きさを有する場合は、本工程と次で説明するノズル孔加工を行う第３の工程との間に、第２の保護シート２０２を残して、第１の保護シート２０１、粘着剤２０１Ａ、ノズルプレート基材２００、粘着剤２０２Ａを貫通させることにより、ノズルプレート基材２００をノズルプレート個々に分離するためのレーザー切断工程を有することが好ましい。
【００５２】
図４は、図３における（ＩＶ）方向から見たレーザー切断工程を説明する説明図である。このレーザー切断工程は、保護シート２０１の側から紫外線レーザー光を照射することで、ノズルプレート基材２００を複数枚のノズルプレートとなるように切断加工する。本実施形態では、図３の点線で示すように、３枚のノズルプレートを作製可能としているため、この点線に沿ってレーザー光を照射することにより切断加工を行う。
【００５３】
このときのレーザー光は、図４に示すように、第１の保護シート２０１、粘着剤２０１Ａ、ノズルプレート基材２００及び粘着剤２０２Ａを貫通し、第２の保護シート２０２にまで達するが、この第２の保護シート２０２を貫通しないように切断部３００を形成することにより加工を行う。切断部３００は、この第２の保護シート２０２を切断しないことが好ましく、これにより第２の保護シート２０２を介して複数枚のノズルプレートがつながった状態で、この後の孔加工を一括して行うことができるようになる。このことにより、レーザー加工時の位置合わせ作業や、ノズルプレートの取り付け作業を複数枚のノズルプレート毎に行う必要がなくなり、作業効率が向上する効果がある。また、このレーザー切断加工後に、後述するノズル孔の孔開け加工を行うようにしているため、このレーザー切断加工時にノズル孔が汚れるのを防止することができる。
【００５４】
このときのレーザー光は、図４に示すように、第１の保護シート２０１、粘着剤２０１Ａ、ノズルプレート基材２００及びシート状粘着剤２０２Ａを貫通し、第２の保護シート２０２にまで達するが、この第２の保護シート２０２を貫通しないように切断部３００を形成することにより加工を行う。切断部３００は、この第２の保護シート２０２を切断しないことが好ましく、これにより第２の保護シート２０２を介して複数枚のノズルプレートがつながった状態で、この後の孔加工を一括して行うことができるようになる。このことにより、レーザー加工時の位置合わせ作業や、ノズルプレートの取り付け作業を複数枚のノズルプレート毎に行う必要がなくなり、作業効率が向上する効果がある。また、ノズルプレート個々に切断する切断加工後に後述するノズル孔の孔開け加工を行うようにしているため、この切断加工時にノズル孔が汚れるのを防止することができる。
【００５５】
なお、本発明において加工時に使用されるレーザーは紫外線レーザーが好ましい。これは、ノズルプレー基材２００や第１の保護シート２０１、第２の保護シート２０２の材料として紫外線によってアブレーション可能な材料、具体的には、上記したポリカーカーボネート、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンスイミダゾール、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド、フェノール樹脂、アクリル樹脂等のように紫外線により励起され易い性質を有する材料を使用している場合、これら材料は、紫外線レーザーによる光化学反応により照射された部分の構成分子が励起状態（高エネルギー状態）になって不安定になるのに伴い、励起エネルギーを発散して安定化するために分子間の結合を切って飛散する力によりエッチングされる材料であるため、紫外線レーザーを用いて加工することにより、形状の整った切断をすることが可能になるためである。
【００５６】
特にノズルプレート基材２００が上記の通り紫外線によってアブレーション可能な材料からなり、これを紫外線レーザーで加工すると、次工程において説明するノズル孔加工の際に、形状の整った孔を開けることが可能となるために好ましい態様である。これはノズル孔毎の形状のばらつきをなくし、均質で精度良くノズル孔を形成する上で重要である。
【００５７】
紫外線レーザーとしてはエキシマレーザーが好適である。
【００５８】
第３の工程
第３の工程は、ノズルプレート基材にレーザーでノズル孔加工を行うことによりノズルプレートを作製する工程である。
【００５９】
図５は、図３における（Ｖ）方向から見たノズル孔加工工程を説明する説明図である。図５に示すように、第１の保護シート２０１と反対側の第２の保護シート２０２の側からレーザー光を照射してノズル孔２１とするためのノズル孔加工を行う。図中の符号４００はノズル孔加工により形成された孔である。本実施形態では１枚のノズルプレート毎に５個の孔４００を形成している。この孔４００を加工形成することによりノズルプレート基材２００に形成された部分がノズル孔２１となり、これによりノズル孔２１を有するノズルプレート２となる。
【００６０】
本実施形態に示すように、ノズルプレート基材２００が複数枚のノズルプレートを作製可能な大きさを有する場合には、このノズル孔加工は、上記レーザー切断工程によって切断されたノズルプレート個々に対して行う。
【００６１】
このノズル孔加工は、図５に示すように、第２の保護シート２０２から粘着剤２０２Ａ、ノズルプレート基材２００、粘着剤２０１Ａを貫通し、第１の保護シート２０１にまで達するが、この第１の保護シート２０１を貫通しないように加工を行うことが好ましい。このように第１の保護シート２０１を貫通しないようにすることで、その後の各工程において第１の保護シート２０１側からのノズル孔内へのゴミの進入を防止することができるようになる。
【００６２】
また、ノズルプレート基材２００の両面にはそれぞれ第１の保護シート２０１、第２の保護シート２０２が設けられ、該ノズルプレート基材２００の表面がこれら第１の保護シート２０１及び第２の保護シート２０２により覆われているため、レーザー光を照射して切断加工やノズル孔加工を行う時に不完全燃焼により発生するススがノズルプレート基材２００の表面に付着して汚れるのを防止することができる。
【００６３】
更に、ノズル孔２１を形成するための孔４００は、このようにレーザー光を照射することで、第２の保護シート２０２、粘着剤２０２Ａ、ノズルプレート基材２００、粘着剤２０１Ａを貫通して第１の保護シート２０１にまで達するように加工されるが、この孔４００においてノズルプレート基材２００に形成されるノズル孔２１となる部分の奥側端部（ノズルプレート基材２００における撥インク処理面２００Ａ側の端部）２１ａは粘着剤２０１Ａにより保持された状態で加工されるため、この奥側端部２１ａが確実に切断された状態になり、ノズル孔２１を高精度に加工することが可能である。
【００６４】
また、ノズル孔２１は、その入口側（チャネル１３内側）の孔径が出口側（ノズルプレート表面側）の孔径よりも大きくなるようなテーパー構造となることが望ましいが、本実施形態のようにノズル孔２１の入口側となる第２の保護シート２０２の側からレーザー光を照射してノズル孔２１を加工することにより、このようなテーパー構造を容易に得ることが可能である。
【００６５】
第４の工程
第４の工程は、前記第２の保護シートを剥離する工程である。
【００６６】
本実施形態に示すように１枚のノズルプレート基材２００から複数枚のノズルプレートを作製するものでは、前記レーザー切断工程において、既に第２の保護シート２０２以外は切断部３００によって切断されているため、この第２の保護シート２０２を剥離することで、図６に示すように、１枚のノズルプレート２の大きさの積層シートに容易に分離され、これが複数枚（本実施形態では３枚）得られることになる。このとき、第２の保護シート２０２のタグ部２０２ａを保持するようにすれば、剥離シート２０２を簡単に剥離することができる。
【００６７】
また、このとき、粘着剤２０２Ａに紫外線照射により粘着力が低下する粘着剤を用いていると、前述したように、第２の保護シート２０２の側から紫外線を照射することにより、ノズルプレート基材２００上に粘着剤２０２Ａが残留することなく容易に剥離できる。
【００６８】
第５の工程
第５の工程は、以上のようにして作製されたノズルプレート２を介してインク流路部材であるアクチュエータ基板１１に接着する工程である。
【００６９】
大判のノズルプレート基材２００から切断加工された１枚のノズルプレート２は、図７に示すように、第１の保護シート２０１が貼り付けられた状態で、チャネル１３が形成されたアクチュエータ基板１１に、前工程において第２の保護シート２０２が剥離された面に接着剤（図示せず）を介して接着する。このとき、ノズル孔加工により形成されたノズル孔２１となる各孔４００は、それぞれチャネル１３に対応するように位置合わせされて接着される。
【００７０】
この接着時、第１の保護シート２０１のタグ部２０１ａを保持してノズルプレート２１に張力を与えながら接着することで、しわの発生が無く、高位置精度でノズルプレート２をアクチュエータ基板１１の前端面に接着することができる。
【００７１】
また、この接着時に加圧する際には、第１の保護シート２０１を介して加圧することができるので、ノズルプレート２１の表面に形成された撥インク処理面２００Ａに直接触れることがなく、撥インク処理面２００Ａの汚染や損傷を防止することができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、図７に示すように、アクチュエータ基板１１にカバー基板１２が接合されており、ノズルプレート２は、このカバー基板１２が接合されたアクチュエータ基板１１の前端面に接着される。
【００７３】
ノズルプレート２とインク流路部材であるアクチュエータ基板１１との接着に用いられる接着剤としては、熱硬化型接着剤、代表的には熱硬化エポキシ接着剤を用いることができる。このように熱硬化型接着剤を用いた場合、上記したように、第１の保護シート２０１の粘着剤２０１Ａに加熱によって粘着力が低下する粘着剤を用いた場合の効果を生かすことができるために好ましい。即ち、ノズルプレート２を熱硬化型接着剤によってアクチュエータ基板１１に貼り付けた場合、その接着剤を加熱硬化する時の熱によって第１の保護シート２０１の粘着剤２０１Ａの粘着力が低下するため、後述する第６の工程において第１の保護シート２０１を剥離し易くなり、第１の保護シート２０１を剥離するために格別に加熱工程を設ける必要がなくなり、作業性が向上する効果がある。
【００７４】
以上のように、第１の工程〜第５の工程を経た後、アクチュエータ基板１１の後端面（ノズルプレート２と反対側の端面）にバックプレート３を介してインクマニホールド４を設けることによりインクジェット記録ヘッドが作製される。
【００７５】
第６の工程
この後、インク吐出などの必要が生じた際は、図８に示すように、ノズルプレート２の表面から第１の保護シート２０１を剥離する。この第１の保護シート２０１の剥離の際は、第１の保護シート２０１に設けられたタグ部２０１ａを保持することで、容易に保護シート２０１のみを剥離することができる。
【００７６】
また、前述したように、第１の保護シート２０１とノズルプレート２との間の粘着剤２０１Ａとして加熱によって粘着力が低下する粘着剤を用いることで、ノズルプレート２をアクチュエータ基板１１の前端面に熱硬化型接着剤を介して接着した際の加熱硬化時の熱により、剥離が容易となるため、ノズルプレート２表面の撥インク処理面２００Ａ上の粘着剤残りや、撥インク膜の剥がれを防止することもできる。
【００７７】
この第６の工程を含む製造方法によれば、ユーザが第１の保護シート２０１を剥がす手間なくインク射出して使用することができるインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００７８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ノズルプレート基材の両面にそれぞれ第１、第２の保護シートを貼り付けた状態で以降の各工程を行うことにより、各工程作業時のノズルプレート基材表面の傷付きや汚れを防止することができる。また、ノズル孔をレーザー加工する際に不完全燃焼により発生したススがノズルプレート基材表面に付着するおそれがなくなり、作製されたノズルプレートをインク流路部材に接着する際の接着力の低下を招くようなことはない。しかも、第１の保護シートによりノズル孔を精度良く開けることができる。
【００７９】
請求項２に記載の発明によれば、第１の保護シートを剥がす手間なくインクを射出することができるインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００８０】
請求項３に記載の発明によれば、タグ部を保持して作業ができるので、インク流路部材に接着する際に、タグ部を保持し張力を与えて接着すれば、しわの発生がなく精度良く接着できる。また、剥離するときもタグ部を保持して容易に剥離できる。
【００８１】
請求項４に記載の発明によれば、第２の保護シートを剥離する際、紫外線を照射すれば容易に剥離することができ作業性が向上すると共に、剥離の際の粘着剤残りを防止できる。
【００８２】
請求項５に記載の発明によれば、ノズルプレートをインク流路部材に貼り付けた後の加熱硬化時の熱で、粘着力が低下し第１の保護シートを剥離し易くなり、作業性が向上すると共に、剥離の際の粘着剤残り、撥インク膜の剥がれを防止できる。
【００８３】
請求項６に記載の発明によれば、ノズル孔加工の際に、第１の保護シートを貫通しないようにすることで、ノズル孔加工後の各工程などでノズル孔内へのゴミの進入を防止することができる。
【００８４】
請求項７に記載の発明によれば、複数枚のノズルプレートを作製可能なノズルプレート基材を用いて、一括して撥インク処理、第１の保護シート貼り付け、第２の保護シート貼り付け、ノズル孔のレーザー穿孔を行うことができるので、作業効率が良い。特に、レーザー穿孔時の位置合わせを、ノズルプレート個々に行わなくて済むので作業効率が良い。また、第２の保護シートを残して切断することで、ノズル孔のレーザー穿孔前に切断作業ができるので、切断時のノズル孔の汚れを防止できる。更に、インク流路部材に貼り付ける際は、第２の保護シートを剥がせば、簡単に複数枚のノズルプレートに分離できる。
【００８５】
請求項８に記載の発明によれば、アブレーション可能なノズルプレート基材に対して紫外線レーザーで加工することにより、形状の整った孔を開けたり、切断することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】完成されたマルチチャネル型インクジェットヘッドの構造の一例を示す一部破断斜視図
【図２】撥インク処理面を形成したノズルプレート基材を示す斜視図
【図３】ノズルプレート基材に第１の保護シート及び第２の保護シートを貼り付けた状態を示す斜視図
【図４】図３における（ＩＶ）方向から見たレーザー切断工程を説明する説明図
【図５】図３における（Ｖ）方向から見たノズル孔加工工程を説明する説明図
【図６】第２の保護シートを剥離する状態を説明する説明図
【図７】ノズルプレートをインク流路部材に接着する状態を説明する説明図
【図８】第１の保護シートを剥離する状態を説明する説明図
【符号の説明】
１：ヘッドチップ
１１：アクチュエータ基板
１１ａ、１１ｂ：圧電材料基板
１２：カバー基板
１３：チャネル
１４：隔壁
２：ノズルプレート
２１：ノズル孔
２１ａ：奥側端部
３：バックプレート
４：インクマニホールド
２００：ノズルプレート基材
２００Ａ：撥インク処理面
２０１：第１の保護シート
２０１Ａ：粘着剤
２０１ａ：タグ部
２０２：第２の保護シート
２０２Ａ：粘着剤
２０２ａ：タグ部
３００：切断部
４００：孔
Claims (8)
- ノズルプレート基材の片面に撥インク処理を施す第１の工程、前記ノズルプレート基材の撥インク処理面に第１の保護シートを、撥インク処理されていない側の面に第２の保護シートの貼り付けを行う第２の工程、前記ノズルプレート基材にレーザーでノズル孔加工を行うことによりノズルプレートを作製する第３の工程、前記第２の保護シートを剥離する第４の工程、前記ノズルプレートをインク流路部材に接着する第５の工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記第１の保護シートを剥離する第６の工程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。
- 前記第１の保護シート及び／又は第２の保護シートは、ノズルプレート基材に貼りつけられた状態でノズルプレート基材からはみ出たタグ部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記第２の保護シートは紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記第１の保護シートは加熱によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであ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記録ヘッドの製造方法。
- 前記第３の工程は、ノズル孔加工の際に、前記第２の保護シート側から行い、且つ前記第１の保護シートを貫通しないようにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記ノズルプレート基材の材料は複数枚のノズルプレートを作製可能な大きさを有し、前記第２工程と第３工程の間に、第２の保護シートを貫通させずに、第１の保護シート、ノズルプレート基材を貫通させてノズルプレート個々の大きさに切断するレーザー切断工程を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記ノズルプレート基材は、紫外線によってアブレーション可能な材料からなると共に、前記レーザーは、紫外線レーザーであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
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| JP2002298929A JP2004130714A (ja) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | インクジェット記録ヘッドの製造方法 |
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| JP2002298929A JP2004130714A (ja) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | インクジェット記録ヘッドの製造方法 |
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| JP2004130714A true JP2004130714A (ja) | 2004-04-30 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004130714A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007326294A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Seiko Epson Corp | インクジェット装置 |
| KR100856412B1 (ko) | 2006-12-04 | 2008-09-04 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드의 제조방법 |
-
2002
- 2002-10-11 JP JP2002298929A patent/JP2004130714A/ja active Pending
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