JP2005088269A - Manufacturing method for liquid droplet ejection head, and image forming apparatus - Google Patents

Manufacturing method for liquid droplet ejection head, and image forming apparatus Download PDF

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道夫 梅沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that the accuracy and droplet ejection characteristics of a head vary, for example, because center displacement of a nozzle hole and a communication port are caused when a nozzle forming member is joined to a member forming a liquid chamber and the nozzle hole is formed by laser processing, and because a remaining state of a by-product after processing and thermal expansion of a workpiece during the processing are caused by excimer laser processing. <P>SOLUTION: A nozzle/liquid chamber unit 51 is formed by joining the nozzle forming member 53 and a liquid-chamber component member 52 together, and a femtosecond laser beam 58 is applied to the unit 51, so that the communication port 5 and the nozzle hole 4 can be formed. This prevents the displacement of the communication port 5 and the nozzle hole 4, so as to enhance the accuracy and droplet ejection characteristics of the head. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は液滴吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a droplet discharge head and an image forming apparatus.

例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置としては、液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室(吐出室、圧力室、加圧室、インク流路等とも称される。)と、この液室内の液体を加圧するためのエネルギーを発生するアクチュエータ手段とを備えた液滴吐出ヘッドを搭載したものである。   For example, as an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, or a plotter, a nozzle that discharges droplets and a liquid chamber (discharge chamber, pressure chamber, pressurizing chamber, ink flow path, etc.) communicating with the nozzle are also referred to. And a droplet discharge head equipped with actuator means for generating energy for pressurizing the liquid in the liquid chamber.

この液滴吐出ヘッドにおいて、ノズルから液滴を吐出するために、ノズルの形状及び精度は、滴体積や滴速度など滴吐出特性に大きな影響を与える。また、ノズルが形成されるノズル形成部材の表面特性が滴吐出特性に大きな影響を与えることも知られており、例えば、ノズル形成部材表面のノズル孔周辺部に液体(インク)が付着すると、滴吐出方向が曲げられたり、滴の大きさにバラツキが生じ、あるいは滴吐出速度が不安定になるなどの不都合が生じる。   In this droplet discharge head, since the droplet is discharged from the nozzle, the shape and accuracy of the nozzle have a great influence on the droplet discharge characteristics such as the droplet volume and the droplet velocity. It is also known that the surface characteristics of the nozzle forming member on which the nozzles are formed has a great influence on the droplet discharge characteristics. For example, if liquid (ink) adheres to the periphery of the nozzle holes on the surface of the nozzle forming member, Inconveniences such as the ejection direction being bent, variations in the size of the droplets, or the droplet ejection speed becoming unstable occur.

そのため、ノズルの吐出側表面に撥水膜(撥インク膜)を形成することによって、ノズルの吐出側表面の均一性を高めることで、滴吐出特性の安定化が図られている。   Therefore, by forming a water repellent film (ink repellent film) on the discharge side surface of the nozzle, the uniformity of the discharge side surface of the nozzle is improved, thereby stabilizing the droplet discharge characteristics.

ここで、ノズル形成部材として樹脂材料を用いる場合、樹脂材料と撥水剤との密着性が高くないために、撥水剤を樹脂材料からなるノズル形成部材表面に直接塗布して形成することは極めて困難である。   Here, when a resin material is used as the nozzle forming member, since the adhesion between the resin material and the water repellent is not high, the water repellent is directly applied to the surface of the nozzle forming member made of the resin material. It is extremely difficult.

そのため、樹脂材料からなるノズル形成部材の表面を粗面化して微小な凹凸を形成し、その後撥水剤を塗布することも行われているが、これでもノズル形成部材と撥水層との十分な密着力を得ることができていない。   For this reason, the surface of the nozzle forming member made of a resin material is roughened to form minute irregularities, and then a water repellent is applied, but this is still sufficient between the nozzle forming member and the water repellent layer. A good adhesion cannot be obtained.

このように、ノズル形成部材と撥水層の密着力が十分でないと、撥水剤を塗布して撥水層を形成した初期には撥水性が得られていても、液滴吐出ヘッドではノズル形成部材の表面やノズル周辺部に付着した液体やゴミなどの異物を除去するためのワイピング動作が不可避であるため、経時的に撥水層表面が擦られることから、徐々に撥水層が剥がれて撥水性が低下することになる。   As described above, if the adhesion between the nozzle forming member and the water repellent layer is not sufficient, even if water repellency is obtained at the beginning of the formation of the water repellent layer by applying the water repellent agent, Since the wiping operation for removing foreign matters such as liquid and dust adhering to the surface of the forming member and the periphery of the nozzle is inevitable, the surface of the water-repellent layer is rubbed with time, and the water-repellent layer is gradually peeled off. As a result, water repellency is lowered.

そこで、撥水層を形成するための撥水剤と樹脂材料との密着性を向上させるため、樹脂材料の表面にSiO2膜を形成し、その上にフッ素化系撥水剤をコーティングすることによって、撥水膜を形成する方法が知られている。この場合、SiO2膜は膜厚をある程度厚く、例えば200Å以上にしなければ、十分な密着力が得られない。   Therefore, in order to improve the adhesion between the water repellent for forming the water repellent layer and the resin material, a SiO2 film is formed on the surface of the resin material, and a fluorinated water repellent is coated thereon. A method of forming a water repellent film is known. In this case, if the SiO2 film is thick to some extent, for example, 200 mm or more, sufficient adhesion cannot be obtained.

一方、ノズル形成部材にノズル孔を加工する方法としては、ノズルが連通する液室を形成した液室構成部材にノズル形成部材となる樹脂部材を予め接合した後、ノズル形成部材にエキシマレーザーを用いてノズル孔を加工する方法が知られている。
特開平2−121842号公報 特開平1−108056号公報
On the other hand, as a method of processing the nozzle hole in the nozzle forming member, an excimer laser is used for the nozzle forming member after a resin member serving as the nozzle forming member is bonded in advance to a liquid chamber constituting member in which a liquid chamber communicating with the nozzle is formed. There are known methods for processing nozzle holes.
JP-A-2-121842 JP-A-1-108056

このように、エキシマレーザー加工でノズル孔を形成する場合、上述したようなSiO2膜を撥水膜に用いると、SiO2膜はエキシマ加工性が良くないために、精度の高い、綺麗なノズル孔を加工することができず、異形ノズルが発生し易くなる。   Thus, when forming a nozzle hole by excimer laser processing, if the SiO2 film as described above is used for the water-repellent film, the SiO2 film is not good in excimer processability, so a highly accurate and clean nozzle hole is formed. It cannot be processed, and it becomes easy to generate irregular shaped nozzles.

この場合、ノズル形成部材へのSiO2膜及びフッ素系撥水剤のコーティング方法を選択する、つまり、SiO2膜はSiをスパッタ後O2イオン処理してSiO2膜とする方法で形成し、このSiO2膜上にフッ素系撥水剤を真空蒸着法でコーティングすることで撥水膜を形成することも行われるが、一般的にこのようなSiO2膜はアルカリ性を示す液体に対する接液信頼性が十分でないという問題がある。   In this case, the coating method of the SiO2 film and the fluorine-based water repellent on the nozzle forming member is selected, that is, the SiO2 film is formed by a method of forming a SiO2 film by performing O2 ion treatment after sputtering of Si. It is also possible to form a water-repellent film by coating a fluorine-based water repellent with a vacuum vapor deposition method, but in general, such a SiO2 film has a problem that its liquid contact reliability with respect to an alkaline liquid is not sufficient. There is.

また、上述したエキシマレーザーに代えて、1ピコ秒以下のパルス放射時間にて発振するレーザ発振器から放射される複数パルスのレーザ光(このレーザ光を放射するレーザをフェムト秒レーザという。)照射して、ノズル孔を加工する方法も知られている。
特開2001−198684号公報 特開2001−219290号公報 特開2001−287373号公報
Further, in place of the excimer laser described above, a plurality of pulses of laser light emitted from a laser oscillator that oscillates with a pulse emission time of 1 picosecond or less (a laser that emits this laser light is referred to as a femtosecond laser) is irradiated. A method of processing the nozzle hole is also known.
JP 2001-198684 A JP 2001-219290 A JP 2001-287373 A

ところで、ノズル孔を形成したノズル形成部材に撥水膜を形成する場合、どのような撥水膜形成方法を用いても、既に形成されたノズル孔内に撥水剤(撥水層)が入り込むことを完全に防止することは困難であり、ノズル孔内に撥水層が形成されると、メニスカス位置の制御が困難になったり、滴吐出特性が不安定になる。   By the way, when the water repellent film is formed on the nozzle forming member in which the nozzle hole is formed, the water repellent (water repellent layer) enters the already formed nozzle hole regardless of the water repellent film forming method. It is difficult to completely prevent this, and if a water-repellent layer is formed in the nozzle hole, it becomes difficult to control the meniscus position and the droplet discharge characteristics become unstable.

そのため、撥水層を形成した樹脂材料からなるノズル形成部材にエキシマレーザーによってノズル孔を加工することで、撥水層を含めてノズル孔を加工することが行われるのであるが、エキシマレーザーによる加工は、副生成物が残存したり、加工中に被加工物が熱膨張するなどの問題があり、これに対して種々の対応策も講じられているが、いずれも根本的な解決は困難であって、加工上にさまざまな制約が生じるという課題がある。   For this reason, nozzle holes including the water repellent layer are processed by excimer laser processing on the nozzle forming member made of a resin material having a water repellent layer. However, there are problems such as residual by-products and thermal expansion of the workpiece during processing, and various countermeasures have been taken for this. Therefore, there is a problem that various restrictions occur in processing.

この場合、特許文献3ないし5に開示されているようなフェムト秒レーザを用いてノズル孔加工をすることで、エキシマレーザ加工に伴う加工上の問題点の多くは解決することができる。   In this case, many of the processing problems associated with excimer laser processing can be solved by performing nozzle hole processing using a femtosecond laser as disclosed in Patent Documents 3 to 5.

ところが、特許文献3ないし5に開示されているように、ノズル孔を形成したノズル形成部材と液室を形成する液室構成部材とを接合してヘッドを製作すると、位置ずれが生じることから、上述したように、液室を形成した液室形成部材とノズル形成部材となる樹脂部材を接合した後にエキシマレーザー加工でノズル孔を形成することが行われているが、これでも、ノズル中心軸と液室とノズルを連通する連通口中心軸とを高精度に位置合わせすることは困難であり、両者の位置ずれによって滴の飛翔方向が曲がり、画像品質が低下するなどの課題を生じている。   However, as disclosed in Patent Documents 3 to 5, when a head is manufactured by joining a nozzle forming member in which a nozzle hole is formed and a liquid chamber constituting member in which a liquid chamber is formed, a positional deviation occurs. As described above, the nozzle hole is formed by excimer laser processing after joining the liquid chamber forming member forming the liquid chamber and the resin member serving as the nozzle forming member. It is difficult to align the liquid chamber and the communication port central axis that communicates with the nozzles with high accuracy, and the misalignment of both causes problems such as bending of the flying direction of the droplets and degradation of image quality.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、滴吐出特性に優れた液滴吐出ヘッドの製造方法及びこの製造方法を用いて製造した液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method for manufacturing a droplet discharge head excellent in droplet discharge characteristics and an image forming apparatus equipped with a droplet discharge head manufactured using this manufacturing method. For the purpose.

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、ノズル形成部材と液室構成部材とを接合して一体化したノズル・液室ユニットを形成した後、このノズル・液室ユニットに対して、1ピコ秒以下のパルス放射時間にて発振するレーザ発振器から放射される複数パルスのレーザ光によってノズル及び連通口を形成する構成としたものである。   In the method of manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, a nozzle / liquid chamber unit is formed by joining a nozzle forming member and a liquid chamber constituent member to form an integrated unit. The nozzle and the communication port are formed by a plurality of pulses of laser light emitted from a laser oscillator that oscillates with a pulse emission time of picoseconds or less.

ここで、ノズル・液室ユニットを移動することなく、連通口及びノズルを順次形成する加工をすることが好ましい。また、第1のマスクを用いて液室構成部材側から連通口を形成する加工を行った後、第2のマスクを用いてノズルを形成する加工を行うことが好ましい。   Here, it is preferable to perform the process of sequentially forming the communication port and the nozzle without moving the nozzle / liquid chamber unit. Moreover, it is preferable to perform the process which forms a nozzle using a 2nd mask, after performing the process which forms a communicating port from the liquid chamber structural member side using a 1st mask.

さらに、液室構成部材がSi又はセラミックス、若しくはポリイミド又はPPSで形成されていることが好ましい。また、ノズル形成部材の吐出側表面に形成された撥水層が、FEPのコート層であることが好ましい。さらに、FEPのコート層の厚さが0.5μm〜5μmの範囲内であることが好ましい。   Furthermore, the liquid chamber constituent member is preferably formed of Si, ceramics, polyimide, or PPS. The water repellent layer formed on the discharge side surface of the nozzle forming member is preferably an FEP coat layer. Further, the thickness of the FEP coat layer is preferably in the range of 0.5 to 5 μm.

また、撥水層の表面に剥離可能なフィルム部材を密着させた状態で、ノズルを形成する加工を行うことが好ましい。この場合、撥水層の表面に液体を介して剥離可能なフィルム部材を密着させた状態でノズルを形成する加工を行うことが好ましい。また、フィルム部材を密着させる液体として、界面活性剤溶液又は1価アルコールを用いることが好ましい。   Moreover, it is preferable to perform the process which forms a nozzle in the state which stuck the peelable film member on the surface of the water repellent layer. In this case, it is preferable to perform the process of forming the nozzle in a state in which a film member that can be peeled off via a liquid is adhered to the surface of the water repellent layer. Moreover, it is preferable to use a surfactant solution or a monohydric alcohol as the liquid for closely contacting the film member.

さらに、ノズル形成部材と複数の液室構成部材が一体に配列された液室構成部材集合体が接合されているユニットに対し、ノズル及び連通口の加工を行った後、所定サイズに切断、分離してチップ状のノズル・液室ユニットを形成した後、液室内の液体を加圧するためのアクチュエータ基板と接合することが好ましい。   Furthermore, after processing the nozzle and the communication port for the unit in which the nozzle forming member and the liquid chamber constituent member assembly in which the plurality of liquid chamber constituent members are integrally arranged are joined, the nozzle is formed and cut into a predetermined size and separated. After forming the chip-like nozzle / liquid chamber unit, it is preferable to join the actuator substrate for pressurizing the liquid in the liquid chamber.

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えたものである。   An image forming apparatus according to the present invention includes the droplet discharge head according to the present invention.

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、ノズル形成部材と液室構成部材とを接合して一体化したノズル・液室ユニットを形成した後、このノズル・液室ユニットに対して、1ピコ秒以下のパルス放射時間にて発振するレーザ発振器から放射される複数パルスのレーザ光によって前記ノズル及び連通口を形成する構成としているため、精度の高い綺麗なノズルを形成することができ、滴吐出量及び滴吐出特性の安定化が図れ、高画質記録が可能になる。   According to the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, after the nozzle forming member and the liquid chamber constituting member are joined to form an integrated nozzle / liquid chamber unit, the nozzle / liquid chamber unit is formed. Since the nozzle and the communication port are formed by a plurality of pulses of laser light emitted from a laser oscillator that oscillates with a pulse emission time of 1 picosecond or less, it is possible to form a highly accurate and beautiful nozzle. In addition, the droplet discharge amount and the droplet discharge characteristics can be stabilized, and high-quality recording can be performed.

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造された液滴吐出ヘッドを備えているので、高画質記録を行うことができる。   The image forming apparatus according to the present invention includes the droplet discharge head manufactured by the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, so that high-quality recording can be performed.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
先ず、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造したインクジェットヘッドの一例について図1ないし図4を参照して説明する。なお、図1は同ヘッドの平断面説明図、図2は同ヘッドを分解した状態の平面説明図、図3は図2のA−A線に沿う断面説明図、図4は図2のB−B線に沿う断面説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, an example of an ink jet head manufactured by the method of manufacturing a droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a plan sectional view of the head, FIG. 2 is a plan view of the head in an exploded state, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. It is sectional explanatory drawing which follows the -B line.

このインクジェットヘッドは、アクチュエータ基板(アクチュエータユニット)1と、液室構成部材である流路基板2及びノズル形成部材であるノズル基板3を接合したノズル・液室ユニット10とを接合して構成し、これら3枚の基板1、2、3を接合することで、液滴を吐出するノズル4が連通口であるノズル連通路5を介して連通する液室6、液室6に液体(インク)を供給するための流体抵抗部7及びインク供給孔8を形成している。各液室6は液室間隔壁9で仕切られている。   This inkjet head is configured by joining an actuator substrate (actuator unit) 1 and a nozzle / liquid chamber unit 10 in which a flow path substrate 2 that is a liquid chamber constituting member and a nozzle substrate 3 that is a nozzle forming member are joined, By bonding these three substrates 1, 2, and 3, liquid (ink) is supplied to the liquid chamber 6 and the liquid chamber 6 that communicate with each other via the nozzle communication path 5 that is a communication port of the nozzle 4 that discharges droplets. A fluid resistance portion 7 and an ink supply hole 8 for supply are formed. Each liquid chamber 6 is partitioned by a liquid chamber interval wall 9.

アクチュエータ基板1には、アクチュエータ素子11が各液室6に対応して形成されている。このアクチュエータ素子11は、振動板12と、この振動板12と犠牲層エッチングで形成されたギャップ(空隙)13を介して対向する電極(個別電極)14とで構成される。   Actuator elements 11 are formed on the actuator substrate 1 corresponding to the respective liquid chambers 6. The actuator element 11 includes a diaphragm 12 and electrodes (individual electrodes) 14 facing the diaphragm 12 via a gap (air gap) 13 formed by sacrificial layer etching.

また、アクチュエータ基板1には流路基板2のインク供給孔8が臨み、外部からインクが供給されるインク供給路18を形成している。   In addition, the ink supply hole 8 of the flow path substrate 2 faces the actuator substrate 1 to form an ink supply path 18 through which ink is supplied from the outside.

一方、ノズル・液室ユニット10を構成する流路基板2は、例えば、結晶面方位(110)の単結晶シリコン(Si)基板をKOH水溶液などの強アルカリ性エッチング液で異方性エッチングすることによって液室6となる凹部を形成したものである。なお、液室構成部材となる流路基板2としては、セラミックス、若しくはポリイミド又はPPSなどを用いることもできる。   On the other hand, the flow path substrate 2 constituting the nozzle / liquid chamber unit 10 is obtained by, for example, anisotropically etching a single crystal silicon (Si) substrate having a crystal plane orientation (110) with a strong alkaline etching solution such as a KOH aqueous solution. A recess that becomes the liquid chamber 6 is formed. In addition, as the flow path substrate 2 serving as the liquid chamber constituent member, ceramics, polyimide, PPS, or the like can be used.

また、ノズル基板3は、ポリイミドフィルムなどの樹脂部材で形成している。また、このノズル基板3の吐出方向面には、インクとの撥水性を確保するために、メッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングなどの周知の方法で撥水膜30を形成している。   The nozzle substrate 3 is formed of a resin member such as a polyimide film. In addition, a water repellent film 30 is formed on the discharge direction surface of the nozzle substrate 3 by a known method such as a plating film or a water repellent coating in order to ensure water repellency with ink.

ここで、液室6となる凹部を形成した流路基板2と撥水膜30を形成したノズル基板3とは、後述するように、予め接合してノズル・液室ユニット10とした後、フェムト秒レーザによって流路基板2のノズル連通路(連通口)5及びノズル基板3のノズル4を加工形成している。   Here, the flow path substrate 2 in which the concave portion to be the liquid chamber 6 is formed and the nozzle substrate 3 in which the water repellent film 30 is formed are bonded in advance to form the nozzle / liquid chamber unit 10, as will be described later. The nozzle communication path (communication port) 5 of the flow path substrate 2 and the nozzle 4 of the nozzle substrate 3 are processed and formed by the second laser.

また、アクチュエータ基板1の具体的構成について図3及び図4を参照して説明しておくと、シリコン基板21上に熱酸化膜22などの絶縁膜を形成し、この熱酸化膜22上に個別電極14を所要の電極形状にパターニングして形成し、この個別電極14に絶縁膜23、ポリシリコンなどの犠牲層24、絶縁膜25を順次積層し、この絶縁膜25上に振動板電極26を所要の形状にパターニングして形成し、更に絶縁膜27を形成した後、絶縁膜25、27にエッチングホール(犠牲層除去孔)28を形成して、個別電極14と振動板電極26との間の犠牲層をエッチングで除去することでギャップ13及び連通路17並びに振動板12を形成し、その後、犠牲層除去孔28を封止するとともに、アクチュエータ素子11の耐接液性を向上するための樹脂材料からなる封止接液膜29を振動板12上に形成している。   Further, a specific configuration of the actuator substrate 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. An insulating film such as a thermal oxide film 22 is formed on the silicon substrate 21, and an individual film is formed on the thermal oxide film 22. The electrode 14 is formed by patterning into a required electrode shape, and an insulating film 23, a sacrificial layer 24 such as polysilicon, and an insulating film 25 are sequentially laminated on the individual electrode 14, and a diaphragm electrode 26 is formed on the insulating film 25. After patterning into a required shape and further forming an insulating film 27, an etching hole (sacrificial layer removal hole) 28 is formed in the insulating films 25 and 27, and between the individual electrode 14 and the diaphragm electrode 26. The sacrificial layer is removed by etching to form the gap 13, the communication path 17, and the diaphragm 12, and then the sacrificial layer removal hole 28 is sealed and the liquid resistance of the actuator element 11 is improved. The sealing Se'ekimaku 29 made of a resin material for forming on the vibrating plate 12.

なお、個別電極14及び振動板電極26としては、ポリシリコン膜を用いている。電極の材料としては、高温耐性を有し、加工性に優れ、且つ成膜表面の凹凸が少ない材料が好ましく、ポリシリコン以外では例えばTiNなどの高融点金属材料も好ましい。また、個別電極16はパッド配線31を介して外部の電極パッド32と接続されている。   A polysilicon film is used as the individual electrode 14 and the diaphragm electrode 26. As the material of the electrode, a material having high temperature resistance, excellent workability, and less unevenness on the film formation surface is preferable. Other than polysilicon, a high melting point metal material such as TiN is also preferable. The individual electrode 16 is connected to an external electrode pad 32 via a pad wiring 31.

また、個別電極14及び振動板電極26の対向面側に形成した個別電極側絶縁膜23及び振動板側絶縁膜25は、当接時の短絡、放電による損傷を防止するとともに、犠牲層24の残存部分と相俟ってギャップ13のスペーサーを兼ねるようしている。さらに、振動板12上に形成し、エッチングホール28を封止する封止接液膜29としては、PBO膜(ポリベンゾオキサゾール膜)が好ましい。   Further, the individual electrode side insulating film 23 and the diaphragm side insulating film 25 formed on the opposing surface side of the individual electrode 14 and the diaphragm electrode 26 prevent damage due to short circuit and discharge at the time of contact, and the sacrificial layer 24. Combined with the remaining portion, it also serves as a spacer for the gap 13. Furthermore, as the sealing wetted film 29 formed on the vibration plate 12 and sealing the etching hole 28, a PBO film (polybenzoxazole film) is preferable.

以上のように構成したヘッドにおいては、振動板12を共通電極とし、個別電極14との間に駆動パルス電圧を印加することによって、振動板12と個別電極14間に発生した静電力によって振動板12が個別電極14側に変形変位する。その後、駆動パルス電圧を放電することによって、振動板12が復帰変形して、液室6の内容積の変化、及び圧力の作用によってノズル4からインク滴が吐出する。   In the head configured as described above, the diaphragm 12 is used as a common electrode, and a driving pulse voltage is applied between the individual electrode 14, whereby the diaphragm is generated by the electrostatic force generated between the diaphragm 12 and the individual electrode 14. 12 is deformed and displaced toward the individual electrode 14. Thereafter, by discharging the drive pulse voltage, the diaphragm 12 is restored and deformed, and ink droplets are ejected from the nozzles 4 due to the change in the internal volume of the liquid chamber 6 and the action of pressure.

なお、ここでは、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して製造した液滴吐出ヘッドとして、アクチュエータユニットに静電型アクチュエータを用いる例で説明したが、これに限るものではなく、電気機械変換素子などの圧電型アクチュエータ、電気熱変換素子に膜沸騰を利用するサーマル型アクチュエータなどを用いることもできる。ただし、静電型アクチュエータは、小型化、高速化、高密度化、省電力化において他の方式に比べて優位な点を有している。   Here, as an example of using an electrostatic actuator as an actuator unit as a droplet discharge head manufactured by applying the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, the present invention is not limited to this. Piezoelectric actuators such as electromechanical transducers, thermal actuators utilizing film boiling for electrothermal transducers, and the like can also be used. However, the electrostatic actuator has advantages over other methods in terms of downsizing, high speed, high density, and power saving.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第1実施形態について図5ないし図7を参照して説明する。なお、図5は本発明の実施に用いるフェムト秒レーザ加工装置のマスクパターン投影光学系概略光路図、図6はノズル・液室ユニットのレーザ加工前の断面説明図、図7は同ユニットのレーザ加工後の断面説明図である。   Next, a first embodiment of a method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 is a schematic optical path diagram of the mask pattern projection optical system of the femtosecond laser processing apparatus used for carrying out the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional explanatory diagram of the nozzle / liquid chamber unit before laser processing, and FIG. 7 is a laser of the unit. It is sectional explanatory drawing after a process.

まず、フェムト秒レーザ加工装置の概要について図5を参照して説明すると、短パルス発振レーザ本体から発振された光束41は、フライアイレンズ42で複数の光束に分解され、分解された光束はフィールドレンズ43を経由してマスクパターンを有するフォトマスク44で重ね合わされ、フォトマスク44をに均一に照射する。フォトマスク44上に形成されたマスクパターンは、アパーチャ45及び投影レンズ46を介して被加工物47上に投影結像され、レーザ発振によって被加工物47の加工が行われる。この加工物47を後述するようにノズル・液室ユニット51とすること連通口5及びノズル4を加工形成する。   First, an outline of a femtosecond laser processing apparatus will be described with reference to FIG. 5. A light beam 41 oscillated from a short pulse oscillation laser body is decomposed into a plurality of light beams by a fly-eye lens 42, and the decomposed light beam is A photomask 44 having a mask pattern is superimposed through the lens 43, and the photomask 44 is uniformly irradiated. The mask pattern formed on the photomask 44 is projected and imaged on the workpiece 47 via the aperture 45 and the projection lens 46, and the workpiece 47 is processed by laser oscillation. The workpiece 47 is used as a nozzle / liquid chamber unit 51 as described later, and the communication port 5 and the nozzle 4 are processed and formed.

そこで、本発明では、図6に示すように、まず、加工後に前述したノズル・液室ユニット10となるノズル・液室ユニット51を製作する。このノズル・液室ユニット51は、前述したノズル基板3となるノズル形成部材53と流路基板2となる液室構成部材52とをエポキシ系接着剤54で接合したものであり、ノズル形成部材53の表面にはフッ素系撥水剤をコーティングしてフッ素系撥水膜30を形成している。   Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 6, first, the nozzle / liquid chamber unit 51 to be the nozzle / liquid chamber unit 10 described above is manufactured after processing. The nozzle / liquid chamber unit 51 is obtained by joining the nozzle forming member 53 to be the nozzle substrate 3 and the liquid chamber constituting member 52 to be the flow path substrate 2 with an epoxy adhesive 54. A fluorine-based water repellent film 30 is formed by coating the surface of the substrate with a fluorine-based water repellent.

また、このノズル・液室ユニット51のノズル側表面、すなわち、フッ素系撥水膜30の表面には粘着剤56付き保護フィルム57を貼付している。   A protective film 57 with an adhesive 56 is attached to the nozzle side surface of the nozzle / liquid chamber unit 51, that is, the surface of the fluorine-based water repellent film 30.

なお、図6では、簡略化のために、液室構成部材52には液室となる凹部などの流路(液室)パターンを図示していないが、前述した流路基板2の液室6となる凹部などの流路を周知のパターニング技術で形成している。また、ここでは、液室構成部材52の材料にはシリコン、ノズル形成部材53の材料にはポリイミドフィルムを使用している。   In FIG. 6, for simplification, the liquid chamber constituent member 52 does not show a flow path (liquid chamber) pattern such as a recess serving as a liquid chamber, but the liquid chamber 6 of the flow path substrate 2 described above. A flow path such as a concave portion is formed by a well-known patterning technique. Here, silicon is used as the material for the liquid chamber constituting member 52, and polyimide film is used as the material for the nozzle forming member 53.

このように構成したノズル・液室ユニット51に対して、図7に示すように、液室構成部材52側からフェムト秒レーザ光58を照射して、連通口(ノズル連通路)5及びノズル孔4を順次加工形成する。つまり、フェムト秒レーザのレーザ光58を液室構成部材52側から照射することで、シリコンの液室構成部材52、エポキシ接着剤54、ポリイミドフィルムのノズル形成部材53、フッ素系撥水剤55を順次レーザでエッチングして連通口5及びノズル4となる孔(以下、「ノズル孔4」という。)を形成する。   As shown in FIG. 7, the femtosecond laser beam 58 is irradiated from the liquid chamber constituting member 52 side to the nozzle / liquid chamber unit 51 configured as described above, and the communication port (nozzle communication path) 5 and the nozzle hole are irradiated. 4 are sequentially processed and formed. That is, by irradiating the femtosecond laser beam 58 from the liquid chamber constituting member 52 side, the silicon liquid chamber constituting member 52, the epoxy adhesive 54, the polyimide film nozzle forming member 53, and the fluorine-based water repellent 55 are obtained. Etching is sequentially performed with a laser to form a hole (hereinafter referred to as “nozzle hole 4”) to be the communication port 5 and the nozzle 4.

このとき、粘着剤56付き保護フィルム57の層の途中まで加工を行っている。このように、保護フィルム57の層の途中までレーザ加工を行うことにより、ノズル孔4の出口が綺麗に加工されてノズル径精度が向上するとともに、保護フィルム57の層の途中で加工を止めることにより、加工された部分以外のノズル形成部材53表面は保護フィルム57で覆われた状態が保たれるため、副生成物による汚染を防止することができる。   At this time, processing is performed up to the middle of the layer of the protective film 57 with the adhesive 56. In this way, by performing laser processing to the middle of the protective film 57 layer, the outlet of the nozzle hole 4 is processed beautifully, the nozzle diameter accuracy is improved, and processing is stopped in the middle of the protective film 57 layer. Thus, since the surface of the nozzle forming member 53 other than the processed part is kept covered with the protective film 57, contamination by by-products can be prevented.

なお、レーザ加工の深さについては、レーザのエネルギー密度とショット数で決まるため、ショット数を選択することにより、適切な加工の深さを得ることができる。また、図7では加工された連通口5及びノズル孔4のテーパ角度を誇張して大きく図示しているが、テーパー角度はレーザの出力を変えることによって調整することができ、構成部材の厚さなどに応じて適宜選択することができる。   Since the laser processing depth is determined by the laser energy density and the number of shots, an appropriate processing depth can be obtained by selecting the number of shots. In FIG. 7, the taper angles of the processed communication port 5 and the nozzle hole 4 are exaggerated and greatly illustrated, but the taper angle can be adjusted by changing the laser output, and the thickness of the constituent members It can be appropriately selected according to the above.

その後、保護フィルム57を粘着剤56とともにノズル・液室ユニット51から剥離することによって、前述したノズル・液室ユニット10が得られる。   Thereafter, the protective film 57 is peeled off from the nozzle / liquid chamber unit 51 together with the adhesive 56 to obtain the nozzle / liquid chamber unit 10 described above.

このように、ノズル形成部材と液室構成部材とを接合して一体化したノズル・液室ユニットを形成した後、このノズル・液室ユニットに対して、フェムト秒レーザを用いて連通口及びノズルを形成することによって、ノズル・液室ユニットを移動することなく連通口及びノズルを順次形成することができるようになり、連通口とノズルとの位置ズレをなくすことができ、両者の位置ズレによる滴飛翔方向の曲がりなどが生じることがなく、優れた滴吐出特性が得られ、画像品質の向上を図ることができる。   After forming the nozzle / liquid chamber unit by joining the nozzle forming member and the liquid chamber constituent member in this way, the communication port and the nozzle are connected to the nozzle / liquid chamber unit using a femtosecond laser. By forming the nozzle, the communication port and the nozzle can be formed sequentially without moving the nozzle / liquid chamber unit, and the positional deviation between the communication port and the nozzle can be eliminated. Bending in the droplet flight direction does not occur, and excellent droplet ejection characteristics can be obtained, and image quality can be improved.

また、フェムト秒レーザを用いて液室構成部材に設ける連通口とノズル形成部材に設けるノズル孔を加工することで、両部材に使用できる材料の選定に対する制約がほとんどなくなり、剛性、接液耐性、その他の加工、組立性などに最適な材料を選択することが可能となる。   In addition, by processing the communication port provided in the liquid chamber constituent member using the femtosecond laser and the nozzle hole provided in the nozzle forming member, there are almost no restrictions on the selection of materials that can be used for both members, rigidity, liquid contact resistance, It becomes possible to select the most suitable material for other processing and assembly.

さらに、撥水層の表面に剥離可能なフィルム部材を密着させた状態で、ノズルを形成する加工を行うことにより、副生成物発生の少ないフェムト秒レーザといえども、僅かには副生成物が発生するが、この副生成物がノズル孔出口表面に付着することを防止することができ、より確実に噴射方向の乱れが発生すること防止できる。   Furthermore, by performing the process of forming the nozzle with the peelable film member in close contact with the surface of the water-repellent layer, even a femtosecond laser with little by-product generation, a slight amount of by-product is generated. Although generated, this by-product can be prevented from adhering to the nozzle hole outlet surface, and it can be more reliably prevented that the injection direction is disturbed.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第2実施形態について図8を参照して説明する。
本実施形態の製造方法で製作したノズル・液室ユニット51は、液室構成部材52に形成する連通口5のノズル形成部材53側の開口径をノズル孔4の液室構成部材52側の開口径よりも大きく形成され、連通口5とノズル孔4との間に段差部60が形成されている。
Next, a second embodiment of the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIG.
The nozzle / liquid chamber unit 51 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment has an opening diameter on the nozzle forming member 53 side of the communication port 5 formed in the liquid chamber constituting member 52 and the opening diameter of the nozzle hole 4 on the liquid chamber constituting member 52 side. A stepped portion 60 is formed between the communication port 5 and the nozzle hole 4.

つまり、前述した第1実施形態では、連通口5とノズル孔4とを連続して加工することによってエポキシ接着剤54で接着された部分も含めて連通口5とノズル孔4は段差なく直線的に形成される。この場合、連通口5とノズル孔4の厚さを併せた孔の深さが深くなる、例えばこの深さが30μm以上となると、インク(液体)が連通口5及びノズル孔4を通過して吐出されるときに、壁面の流体抵抗が大きくなり、滴の大きさにバラツキが生じ、あるいは滴吐出速度が不安定になるなどの不都合が生じる。   That is, in the first embodiment described above, the communication port 5 and the nozzle hole 4 are linear without any step including the portion bonded by the epoxy adhesive 54 by processing the communication port 5 and the nozzle hole 4 continuously. Formed. In this case, when the depth of the hole including the thickness of the communication port 5 and the nozzle hole 4 becomes deep, for example, when the depth becomes 30 μm or more, the ink (liquid) passes through the communication port 5 and the nozzle hole 4. When ejected, the fluid resistance of the wall surface increases, resulting in inconveniences such as variations in droplet sizes or unstable droplet ejection speed.

そこで、この第2実施形態では、液室構成部材52に形成される連通口5の径をノズル孔4の径よりも大きくすることによって、インクに対する流体抵抗の増大を抑制し、滴吐出特性の安定化を図っている。   Therefore, in the second embodiment, the diameter of the communication port 5 formed in the liquid chamber constituting member 52 is made larger than the diameter of the nozzle hole 4 to suppress an increase in fluid resistance against ink, and the droplet ejection characteristics. Stabilization is planned.

ただし、段差部60の寸法が大きくなりすぎる(連通口5の開口径とノズル孔4の開口径の差が大きくなりすぎる)と、インク充填時のインクの流れが阻害され、淀みができることにより気泡がトラップされるおそれがあるため、図8に破線点線で示すように、連通口5とノズル孔4のテーパー角度を異ならせて、連通口5を大きくしつつノズル孔4との間で段差が生じないような形状に加工することもできる。   However, if the size of the stepped portion 60 becomes too large (the difference between the opening diameter of the communication port 5 and the opening diameter of the nozzle hole 4 becomes too large), the flow of ink at the time of ink filling is obstructed, and bubbles are formed due to stagnation. 8 is trapped. As shown by the dotted line in FIG. 8, the taper angle of the communication port 5 and the nozzle hole 4 is varied to increase the level of the communication port 5 and make a step between the nozzle hole 4 and the nozzle hole 4. It can also be processed into a shape that does not occur.

なお、ここでは、液室構成部材52とノズル形成部材53の境界部に連通口5とノズル孔4との段差部を形成したが、境界部に段差部60を形成する必然性はなく、図9あるいは図10に示すように境界部からずらした位置に段差部60を形成しても構わない。   Here, the step portion between the communication port 5 and the nozzle hole 4 is formed at the boundary portion between the liquid chamber constituting member 52 and the nozzle forming member 53, but the step portion 60 is not necessarily formed at the boundary portion. Or you may form the level | step-difference part 60 in the position shifted from the boundary part as shown in FIG.

つまり、図9に示す例は、段差部60が液室構成部材52内で形成されるように、連通口5を液室側の相対的に大きな径の穴部5aとこの穴部5aよりも小さな径のノズル側の穴部5bとで形成している。この場合、図9に破線で示すように、連通口5を構成する穴部5aと穴部5bとの間の段差部60がなくなるように穴部5aを絞って形成することもできる。   That is, in the example shown in FIG. 9, the communication port 5 is formed with a relatively large diameter hole portion 5 a on the liquid chamber side and the hole portion 5 a so that the step portion 60 is formed in the liquid chamber constituting member 52. It is formed with a hole 5b on the nozzle side having a small diameter. In this case, as shown by a broken line in FIG. 9, the hole 5a can be narrowed so that the stepped portion 60 between the hole 5a and the hole 5b constituting the communication port 5 is eliminated.

また、図10に示す例は、段差部60がノズル形成部材53内で形成されるように、液室構成部材52の連通口5に連続し、ノズル孔4よりも大きな径の穴部4aをノズル形成部材53に形成している。この場合も、図10に破線で示すように、連通口5から穴部4aまでの壁面を連続的なテーパー面としてノズル4との間の段差部60をなくすることができる。   Further, in the example shown in FIG. 10, a hole portion 4 a having a diameter larger than that of the nozzle hole 4 is formed continuously to the communication port 5 of the liquid chamber constituting member 52 so that the step portion 60 is formed in the nozzle forming member 53. The nozzle forming member 53 is formed. Also in this case, as shown by a broken line in FIG. 10, the stepped portion 60 between the nozzle 4 and the wall surface from the communication port 5 to the hole 4a can be eliminated by using a continuous tapered surface.

このように構成することにより、ノズル形成部材53の剛性とノズル孔4の壁面の流体抵抗を独立して設定することができるようになり、構造設計の自由度を大きくすることができる。   With this configuration, the rigidity of the nozzle forming member 53 and the fluid resistance of the wall surface of the nozzle hole 4 can be set independently, and the degree of freedom in structural design can be increased.

そこで、本実施形態の製造工程について、図8の構成例で図11及び図12を参照して説明する。
まず、図11(a)に示すように、ノズル・液室ユニット51を構成するノズル形成部材53を準備する。ここでは、ノズル形成部材53として、樹脂フィルムであるポリイミドフィルムを使用している。例えば、宇部興産製ポリイミドフィルムであるユーピレックス(商品名)やデュポン製カプトン(商品名)などが適している。
Therefore, the manufacturing process of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12 in the configuration example of FIG.
First, as shown in FIG. 11A, a nozzle forming member 53 constituting the nozzle / liquid chamber unit 51 is prepared. Here, a polyimide film that is a resin film is used as the nozzle forming member 53. For example, Upilex (trade name) which is a polyimide film made by Ube Industries, or Kapton (trade name) made by DuPont is suitable.

そして、図11(b)に示すように、樹脂フィルムからなるノズル形成部材53の表面にフッ素系撥水剤をコーティングしてフッ素系撥水層30を形成する。ここではフッ素系撥水剤として液体状のFEP(FEPディスパージョン)を使用して、これをコーティングしている。撥水剤としてFEPを用いることにより、ワイピング耐久性が高く、インクの接液耐性にも優れた撥水膜を得ることが可能となる。   Then, as shown in FIG. 11B, a fluorine-based water repellent layer 30 is formed by coating the surface of the nozzle forming member 53 made of a resin film with a fluorine-based water repellent. Here, liquid FEP (FEP dispersion) is used as a fluorine-based water repellent, and this is coated. By using FEP as the water repellent, it is possible to obtain a water repellent film having high wiping durability and excellent ink contact resistance.

コーティング方法としては、ディッピングコート、スピンコータ、ロールコータ、スクリーン印刷、スプレーコータなどの方法が知られているが、ここでは、ディッピング後に加熱をして溶剤を除去し、撥水膜をポリイミドフィルムに密着させる、ディッピングコートの方法を用いている。   As coating methods, methods such as dipping coat, spin coater, roll coater, screen printing, spray coater, etc. are known, but here, after dipping, the solvent is removed by heating and the water repellent film is adhered to the polyimide film. The dipping coating method is used.

FEPのコート層は、薄すぎれば膜に形成ムラができ、撥水効率の悪い部分が生じてしまい、厚すぎると表面を均一状態に保つことが困難である。実験によると、撥水膜30の厚さが0.5μmから5μmの範囲内に収まるように形成することが好ましい。   If the FEP coat layer is too thin, unevenness of the formation of the film can occur, and a portion with poor water repellency efficiency is produced. If it is too thick, it is difficult to keep the surface uniform. According to experiments, it is preferable to form the water repellent film 30 so that the thickness falls within the range of 0.5 μm to 5 μm.

従来のエキシマレーザ加工では、FEP膜は加工性が悪く綺麗な真円状のノズル孔4が得られないという不都合が生じていたが、本発明ではフェムト秒レーザを用いてノズル孔を加工するので、エキシマレーザ加工に伴う問題点の多くを解決することができる。   In the conventional excimer laser processing, the FEP film has a problem that the processability is poor and a beautiful round nozzle hole 4 cannot be obtained. In the present invention, however, the femtosecond laser is used to process the nozzle hole. Many of the problems associated with excimer laser processing can be solved.

その後、図11(c)に示すように、エッチングにより所定の液室パターン(図示しない)が形成された液室構成部材52の接合面側にエポキシ接着剤54を塗布した後、撥水加工済のノズル形成部材(ポリイミドフィルム)53と接合してノズル・液室ユニット51を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 11 (c), an epoxy adhesive 54 is applied to the joint surface side of the liquid chamber constituent member 52 in which a predetermined liquid chamber pattern (not shown) is formed by etching, and then water-repellent processed. The nozzle / liquid chamber unit 51 is formed by bonding with the nozzle forming member (polyimide film) 53.

このとき、液室構成部材52とノズル形成部材53の接合面に気泡が生じると、完成後の液滴吐出ヘッドでインク漏れが発生する恐れがあるので、気泡が混入しないように注意を払う必要がある。また、接着剤54として1液性エポキシ接着剤を使用しているが、常温で硬化させる場合は時間がかかるため、加熱をすることにより硬化時間の短縮を図ることができる。   At this time, if bubbles are generated on the joint surface between the liquid chamber constituting member 52 and the nozzle forming member 53, ink leakage may occur in the completed droplet discharge head, so care must be taken not to mix bubbles. There is. Further, although a one-component epoxy adhesive is used as the adhesive 54, it takes time to cure at room temperature, so that the curing time can be shortened by heating.

また、液室構成部材52に用いる材料としては、フェムト秒レーザで連通口5を加工する場合、連通口加工面からの制約はないが、液室の剛性面からみるとSiやセラミックが適しており、その他の加工性からみるとポリイミドやPPSなどの樹脂が適している。これらの材料を使用することで、ヘッドの製作工程が簡単になり、低コストで高品質のヘッドを得ることができる。   In addition, as a material used for the liquid chamber constituent member 52, when processing the communication port 5 with a femtosecond laser, there is no restriction from the processing surface of the communication port, but Si or ceramic is suitable from the viewpoint of the rigidity of the liquid chamber. In view of other workability, resins such as polyimide and PPS are suitable. By using these materials, the head manufacturing process is simplified, and a high-quality head can be obtained at low cost.

次いで、図11(d)に示すように、撥水膜30の表面に保護フィルム57を貼り付ける。ここでは、保護フィルム57として粘着剤56が塗布されたものを用いて、フッ素系撥水膜30の面に貼付している。この場合も、接合面に気泡が生じないように注意を払うことが必要である。気泡が混入した場合、気泡のある位置に開けられたノズル孔4は、レーザ加工時に副生成物等が付着し、品質が損なわれる恐れがある。   Next, as shown in FIG. 11 (d), a protective film 57 is attached to the surface of the water repellent film 30. Here, a protective film 57 coated with an adhesive 56 is used and attached to the surface of the fluorine-based water repellent film 30. Also in this case, it is necessary to pay attention so that bubbles do not occur on the joint surface. When bubbles are mixed, the nozzle holes 4 opened at the positions where the bubbles are present may cause by-products or the like to adhere to the nozzle during laser processing, resulting in a loss of quality.

ここで、保護フィルム57として、粘着剤56付きのものを用いているが、加工条件によっては、レーザ加工後、保護フィルム57を剥離するときに、ノズル孔4周辺に粘着剤56が残存することにより、撥水性が損なわれ、滴吐出方向が曲げられるなど支障をきたす場合がある。   Here, although the thing with the adhesive 56 is used as the protective film 57, depending on processing conditions, when peeling the protective film 57 after laser processing, the adhesive 56 remains in the nozzle hole 4 periphery. As a result, the water repellency is impaired and the droplet discharge direction may be bent.

そこで、保護フィルム57を貼付する媒体として粘着剤56を使用せず、液体を用いることもできる。保護フィルムは液体を介在させて貼り付けることにより、粘着材がノズル孔周辺に残ることもなく、フィルム剥離後正常なノズル面を得ることができる。   Therefore, it is possible to use a liquid instead of the adhesive 56 as a medium to which the protective film 57 is attached. By sticking the protective film with a liquid interposed, the adhesive material does not remain around the nozzle holes, and a normal nozzle surface can be obtained after the film is peeled off.

この場合、液体は水でもよいが、表面張力が低く、液膜を薄く均一に形成することが可能な界面活性剤溶液又はアルコールを用いることにより、優れた接合性を得ることができる。また、アルコールの中では1価アルコール(C=1〜3)がより適している。アルコールを用いることで、より均一に保護フィルムを密着させることができるとともに、剥離後速やかに、また残留物もなくきれいに蒸発するので、ノズル出口表面の清浄度を保つことができる。   In this case, the liquid may be water, but excellent bondability can be obtained by using a surfactant solution or alcohol that has a low surface tension and can form a liquid film thinly and uniformly. Moreover, monohydric alcohol (C = 1-3) is more suitable in alcohol. By using alcohol, the protective film can be more uniformly adhered, and it can be evaporated immediately after peeling and without residue, so that the cleanliness of the nozzle outlet surface can be maintained.

その後、図12(a)に示すように、液室構成部材52側から1次のフェムト秒レーザ加工を行う。この1次のフェムト秒レーザ加工においては、前述した図5に示すフォトマスク44に設けたやや径の大きい第1のフォトマスクパターンを使用して、液室構成部材52の加工を実施する。ここでは、液室構成部材52の厚さとほぼ同じ深さまでレーザエッチングを行い、一旦レーザの発振を停止する。この1次のフェムト秒レーザ加工によって連通口5が形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 12A, primary femtosecond laser processing is performed from the liquid chamber constituting member 52 side. In the primary femtosecond laser processing, the liquid chamber constituting member 52 is processed using the first photomask pattern having a slightly larger diameter provided on the photomask 44 shown in FIG. Here, laser etching is performed to a depth substantially equal to the thickness of the liquid chamber constituting member 52, and laser oscillation is temporarily stopped. The communication port 5 is formed by this primary femtosecond laser processing.

その後、図12(b)に示すように、2次のフェムト秒レーザ加工を行う。ここでは、上述したように1次の加工後レーザ発振を一旦止めた状態で、前述した図5に示すフォトマスク44を移動させて、1次のフェムト秒レーザ加工で使用した第1のフォトマスクパターンに隣接して設けた、やや径の小さい第2のフォトマスクパターンに変更する。   Thereafter, as shown in FIG. 12B, secondary femtosecond laser processing is performed. Here, as described above, the first photomask used in the primary femtosecond laser processing is performed by moving the photomask 44 shown in FIG. 5 with the laser oscillation after the primary processing temporarily stopped as described above. A second photomask pattern having a slightly smaller diameter provided adjacent to the pattern is changed.

そして、粘着剤56付き保護フィルム57の層の途中部分までエッチングが進んだところで加工をストップする。この2次のフェムト秒レーザ加工によってノズル孔4が形成される。   Then, the processing is stopped when the etching progresses to the middle of the layer of the protective film 57 with the adhesive 56. The nozzle hole 4 is formed by this secondary femtosecond laser processing.

このように、第1のマスクを用いて液室構成部材側から連通口を形成する加工を行った後、第2のマスクを用いてノズルを形成する加工を行うことで、径の異なったマスクを使用して連通口径をノズル孔径とは独立して設定できるようになり、前述したように、流体抵抗の増加を抑制した適正な径を選定することができる。   Thus, after performing the process which forms a communicating port from the liquid chamber structural member side using the 1st mask, and performing the process which forms a nozzle using the 2nd mask, the mask from which a diameter differs Thus, the communication port diameter can be set independently of the nozzle hole diameter, and as described above, an appropriate diameter that suppresses an increase in fluid resistance can be selected.

なお、図11及び図12では、ノズル孔1個分しか図示していないが、実際には複数のノズル孔及び連通口の加工を行うとともに、更に、図12(a)、(b)の工程を繰り返して必要なノズル数の加工を行うことになる。   Although only one nozzle hole is shown in FIGS. 11 and 12, actually, a plurality of nozzle holes and communication ports are processed, and further, the steps of FIGS. 12 (a) and 12 (b) are performed. This process is repeated for the required number of nozzles.

そして、ノズル孔加工が全て終了した後、図12(c)に示すように、粘着剤56付き保護フィルム57を剥離し、連通口5及びノズル孔4が形成されたノズル・液室ユニットを得る。なお、複数のノズル・液室ユニットを一体化した状態で同時に図11(a)ないし図12(b)までの工程を行う場合は、個々のノズル・液室ユニットに分割(切断)する工程を行った後、保護フィルム57を剥離することが好ましい。   Then, after all the nozzle hole processing is completed, as shown in FIG. 12C, the protective film 57 with the adhesive 56 is peeled off to obtain the nozzle / liquid chamber unit in which the communication port 5 and the nozzle hole 4 are formed. . In addition, when performing the process from FIG. 11A to FIG. 12B in a state where a plurality of nozzle / liquid chamber units are integrated, the process of dividing (cutting) into individual nozzle / liquid chamber units is performed. After performing, it is preferable to peel off the protective film 57.

そこで、この複数のノズル・液室ユニット51が一体化された状態で加工を行い、その後部材を切断して個々のノズル・液室ユニット51(チップ)に分割する例について図13及び図14を参照して説明する。   Therefore, an example in which processing is performed in a state where the plurality of nozzle / liquid chamber units 51 are integrated, and then the member is cut and divided into individual nozzle / liquid chamber units 51 (chips) is shown in FIGS. 13 and 14. The description will be given with reference.

まず、図13に示すように、例えば、約500×1000mmのシート71を単位として撥水膜30を形成した後、例えば約150×120mmのサイズの複数のノズル形成部材53を形成するためのフィルムシート73に切断する。   First, as shown in FIG. 13, for example, a film for forming a plurality of nozzle forming members 53 having a size of about 150 × 120 mm, for example, after forming the water-repellent film 30 with a sheet 71 of about 500 × 1000 mm as a unit. Cut into sheets 73.

一方、図14に示すように、例えば6インチのSiウエハ72に、液室構成部材52となる領域を割り付けて、一般的に知られている半導体製作用のフォトリソプロセス等を用いて、各液室構成部材52となる部分に所定の液室パターンを形成する。なお、図14は6インチウエハに42個の液室構成部材52(チップ)を割り付ける配列例を示している。   On the other hand, as shown in FIG. 14, for example, an area to be the liquid chamber constituting member 52 is allocated to a 6-inch Si wafer 72, and each liquid is used by using a generally known photolithographic process of semiconductor manufacturing. A predetermined liquid chamber pattern is formed in a portion that becomes the chamber constituting member 52. FIG. 14 shows an arrangement example in which 42 liquid chamber constituting members 52 (chips) are allocated to a 6-inch wafer.

その後、シリコンウエハ72のノズル形成部材53と接合する面に接着剤薄膜転写装置等でエポキシ接着剤54を1〜2μmの厚みで塗布し、前述したように樹脂シート71をカットして形成したフィルムシート73を貼り付ける。このフィルムシート73の貼り付けについては、精度の高い位置合わせは必要でなく、チップエリア(液室構成部材52となる領域)からフィルムシート73が外れない程度の位置合わせで良い。   Thereafter, a film formed by applying an epoxy adhesive 54 with a thickness of 1 to 2 μm to the surface of the silicon wafer 72 to be bonded to the nozzle forming member 53 with an adhesive thin film transfer device or the like, and cutting the resin sheet 71 as described above. A sheet 73 is pasted. The film sheet 73 need not be aligned with high accuracy, and may be aligned so that the film sheet 73 does not come off from the chip area (the region that becomes the liquid chamber constituting member 52).

なお、ここで用いる接着剤としては、エポキシ系接着剤(例えば、日本エイブルスティック社製のエポキシ系1液接着剤「Ablebond GA−4」(商品名))などが適している。また、これらの接着剤の硬化に必要とされる加熱温度は、通常50ないし70℃程度とさほど高くないため、ノズル形成部材53と液室構成部材52との熱膨張係数差はここでは問題にならない。   As the adhesive used here, an epoxy adhesive (for example, an epoxy one-component adhesive “Ablebond GA-4” (trade name) manufactured by Nippon Able Stick Co., Ltd.) is suitable. In addition, since the heating temperature required for curing these adhesives is usually not so high as about 50 to 70 ° C., the difference in thermal expansion coefficient between the nozzle forming member 53 and the liquid chamber constituting member 52 is a problem here. Don't be.

このようにして、シリコンウエハ72とフィルムシート73を接合一体化したノズル・液室ユニット集合体75に対して、保護フィルム57を貼り付けた後、フェムト秒レーザ加工装置で連通口5及びノズル孔4の加工を行う。   In this way, after the protective film 57 is attached to the nozzle / liquid chamber unit assembly 75 in which the silicon wafer 72 and the film sheet 73 are joined and integrated, the communication port 5 and the nozzle hole are formed by a femtosecond laser processing apparatus. Process 4 is performed.

このように、ウエハ単位でフェムト秒レーザ加工をした後、例えば、一般的なICの製造工程で用いられるダイシング工程を応用して個々のチップに切断する。   As described above, after femtosecond laser processing is performed on a wafer basis, for example, a dicing process used in a general IC manufacturing process is applied to cut into individual chips.

まず、フェムト秒レーザ加工後のウエハを、UV硬化型粘着テープ側を加工テーブル側としてダイシングマシンに設置し、図14に仮想線で示すチップ外形に沿ってダイシング加工を行う。ここで、ダイシングの深さは、UV硬化型粘着テープ層の中間程度に設定するのが好ましい。こうすることで、ノズル・液室ユニット51として完全に切断されると共に、次の工程におけるUV硬化型粘着テープのエキスパンドが実施しやすくなる。   First, the wafer after the femtosecond laser processing is set in a dicing machine with the UV curable adhesive tape side as the processing table side, and dicing is performed along the chip outline indicated by a virtual line in FIG. Here, it is preferable to set the depth of dicing to about the middle of the UV curable adhesive tape layer. By doing so, the nozzle / liquid chamber unit 51 is completely cut, and the UV curable adhesive tape expands in the next step.

なお、ダイシングマシンを使用する場合、洗浄ステーションが併設されており、ダイシング後の切粉等の洗浄が連続的に実施することが可能であるものを使用するのが、洗浄効果をより向上する観点から好ましい。   In addition, when using a dicing machine, there is a washing station, and using a machine that can continuously wash chips after dicing can improve the cleaning effect. To preferred.

このように形成されたチップサイズのノズル・液室ユニット51は、別途の工程で製作されたアクチュエータ基板1と位置合わせ、接合され、液滴吐出ヘッドを構成することになる。   The chip-sized nozzle / liquid chamber unit 51 formed in this way is aligned with and bonded to the actuator substrate 1 manufactured in a separate process, thereby constituting a droplet discharge head.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法により製造した、液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置としてのインクジェット記録装置の機構部の一例について図15及び図16を参照して説明する。なお、図15は同装置の斜視説明図、図16は同装置の機構部の側面説明図である。   Next, an example of a mechanism part of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus equipped with a droplet discharge head manufactured by the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. . 15 is a perspective explanatory view of the apparatus, and FIG. 16 is a side explanatory view of a mechanism portion of the apparatus.

このインクジェット記録装置は、記録装置本体111の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した本発明に係るインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部112等を収納し、装置本体111の下方部には前方側から多数枚の用紙113を積載可能な給紙カセット114を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙113を手差しで給紙するための手差しトレイ115を開倒することができ、給紙カセット114或いは手差しトレイ115から給送される用紙113を取り込み、印字機構部112によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ116に排紙する。   This ink jet recording apparatus includes a carriage movable in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 111, a recording head comprising the ink jet head according to the present invention mounted on the carriage, an ink cartridge for supplying ink to the recording head, and the like. A sheet feeding cassette 114 capable of stacking a large number of sheets 113 from the front side can be removably attached to the lower part of the apparatus main body 111, and the sheets 113 can be manually inserted. The manual feed tray 115 for feeding the paper can be opened up, the paper 113 fed from the paper feed cassette 114 or the manual feed tray 115 is taken in, a required image is recorded by the printing mechanism unit 112, and then the rear side The paper is discharged to a paper discharge tray 116 attached to the printer.

印字機構部112は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド121と従ガイドロッド122とでキャリッジ123を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ123にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドからなるヘッド124を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ123にはヘッド124に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ125を交換可能に装着している。なお、本発明に係るインクカートリッジを搭載する構成とすることもできる。   The printing mechanism 112 holds a carriage 123 slidably in the main scanning direction by a main guide rod 121 and a sub guide rod 122 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). (Y), cyan (C), magenta (M), black (Bk) each head is composed of an ink jet head that is a liquid droplet ejection head according to the present invention for ejecting ink droplets of each color, and a plurality of ink ejection openings are mainly used. They are arranged in a direction crossing the scanning direction and mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. Also, each ink cartridge 125 for supplying each color ink to the head 124 is replaceably mounted on the carriage 123. The ink cartridge according to the present invention can be mounted.

インクカートリッジ125は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。   The ink cartridge 125 has an air port that communicates with the atmosphere upward, a supply port that supplies ink to the inkjet head below, and a porous body filled with ink inside, and the capillary force of the porous body Thus, the ink supplied to the inkjet head is maintained at a slight negative pressure.

また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド124を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個のヘッドでもよい。   Further, although the heads 124 of the respective colors are used here as the recording heads, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used.

ここで、キャリッジ123は後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド121に摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド122に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ123を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ127で回転駆動される駆動プーリ128と従動プーリ129との間にタイミングベルト130を張装し、このタイミングベルト130をキャリッジ123に固定しており、主走査モータ127の正逆回転によりキャリッジ123が往復駆動される。   Here, the carriage 123 is slidably fitted to the main guide rod 121 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and is slidably mounted on the sub guide rod 122 on the front side (upstream side in the paper conveyance direction). doing. In order to move and scan the carriage 123 in the main scanning direction, a timing belt 130 is stretched between a driving pulley 128 and a driven pulley 129 that are rotationally driven by a main scanning motor 127. The carriage 123 is reciprocally driven by forward and reverse rotations of the main scanning motor 127.

一方、給紙カセット114にセットした用紙113をヘッド124の下方側に搬送するために、給紙カセット114から用紙113を分離給装する給紙ローラ131及びフリクションパッド132と、用紙113を案内するガイド部材133と、給紙された用紙113を反転させて搬送する搬送ローラ134と、この搬送ローラ134の周面に押し付けられる搬送コロ135及び搬送ローラ134からの用紙113の送り出し角度を規定する先端コロ136とを設けている。搬送ローラ134は副走査モータ137によってギヤ列を介して回転駆動される。   On the other hand, in order to convey the sheet 113 set in the sheet cassette 114 to the lower side of the head 124, the sheet 113 is guided from the sheet feeding cassette 114 to the sheet feeding roller 131 and the friction pad 132. A guide member 133, a transport roller 134 that reverses and transports the fed paper 113, a transport roller 135 that is pressed against the peripheral surface of the transport roller 134, and a tip that defines the feed angle of the paper 113 from the transport roller 134 A roller 136 is provided. The transport roller 134 is rotationally driven by a sub-scanning motor 137 through a gear train.

そして、キャリッジ123の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ134から送り出された用紙113を記録ヘッド124の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材139を設けている。この印写受け部材139の用紙搬送方向下流側には、用紙113を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ141、拍車142を設け、さらに用紙113を排紙トレイ116に送り出す排紙ローラ143及び拍車144と、排紙経路を形成するガイド部材145,146とを配設している。   A printing receiving member 139 is provided as a paper guide member that guides the paper 113 fed from the transport roller 134 on the lower side of the recording head 124 corresponding to the movement range of the carriage 123 in the main scanning direction. On the downstream side of the printing receiving member 139 in the paper conveyance direction, a conveyance roller 141 and a spur 142 that are rotationally driven to send the paper 113 in the paper discharge direction are provided, and paper discharge that further feeds the paper 113 to the paper discharge tray 116. A roller 143 and a spur 144, and guide members 145 and 146 forming a paper discharge path are disposed.

記録時には、キャリッジ123を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド124を駆動することにより、停止している用紙113にインクを吐出して1行分を記録し、用紙113を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙113の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙113を排紙する。   At the time of recording, the recording head 124 is driven according to the image signal while moving the carriage 123, thereby ejecting ink onto the stopped sheet 113 to record one line. Record the line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the sheet 113 reaches the recording area, the recording operation is terminated and the sheet 113 is discharged.

また、キャリッジ123の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド124の吐出不良を回復するための回復装置147を配置している。回復装置147はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ123は印字待機中にはこの回復装置147側に移動されてキャッピング手段でヘッド124をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。   A recovery device 147 for recovering defective ejection of the head 124 is disposed at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 123. The recovery device 147 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 123 is moved to the recovery device 147 side during printing standby, and the head 124 is capped by the capping unit, and the ejection port portion is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. Further, by ejecting ink that is not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant and stable ejection performance is maintained.

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド124の吐出口(ノズル)を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜(不図示)に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   When a discharge failure occurs, the discharge port (nozzle) of the head 124 is sealed by the capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the discharge port by the suction unit through the tube. Is removed by the cleaning means to recover the ejection failure. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

このように、このインクジェット記録装置においては本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によるインクジェットヘッドを搭載しているので、インク滴の吐出特性のバラツキが少なく、高い画像品質の画像を記録できる画像形成装置が得られる。   As described above, since the ink jet recording apparatus is equipped with the ink jet head according to the method of manufacturing a liquid droplet ejecting head according to the present invention, there is little variation in ink droplet ejection characteristics, and an image capable of recording an image with high image quality. A forming device is obtained.

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造した液滴吐出ヘッドの平断面図である。It is a plane sectional view of a droplet discharge head manufactured by a method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention. 同ヘッドを分解した状態の平面説明図である。It is a plane explanatory view in the state where the same head was disassembled. 図2のA−A線に沿う断面説明図である。FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view taken along line AA in FIG. 2. 図2のB−B線に沿う断面説明図である。FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view taken along line BB in FIG. 2. 本発明の実施に用いるフェムト秒レーザ加工装置のマスクパターン投影光学系概略光路図である。It is a schematic optical path diagram of the mask pattern projection optical system of the femtosecond laser processing apparatus used for carrying out the present invention. 本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第1実施形態の説明に供するノズル・液室ユニットのレーザ加工実施前の断面説明図である。FIG. 4 is a cross-sectional explanatory diagram of the nozzle / liquid chamber unit before laser processing for the first embodiment of the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention. 同実施形態のレーザ加工後のノズル・液室ユニットの断面説明図である。It is a cross-sectional explanatory view of the nozzle / liquid chamber unit after laser processing of the same embodiment. 同じく第2実施形態のレーザ加工後のノズル・液室ユニットの断面説明図である。Similarly, it is sectional explanatory drawing of the nozzle and the liquid chamber unit after the laser processing of 2nd Embodiment. 同実施形態の異なる例を示す断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which shows the example from which the embodiment differs. 同実施形態の他の異なる例を示す断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which shows the other different example of the embodiment. 同実施形態に係るノズル・液室ユニットの製造工程の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the manufacturing process of the nozzle and the liquid chamber unit which concerns on the same embodiment. 図11に続く工程の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the process following FIG. ノズル・液室ユニットのバッチ処理による製作工程の説明に供する平面説明図である。It is plane explanatory drawing with which it uses for description of the manufacturing process by the batch process of a nozzle and a liquid chamber unit. 同じくウエハ単位の平面説明図である。It is a plane explanatory drawing of a wafer unit similarly. 本発明に係る画像形成装置の一例を説明する斜視説明図である。1 is a perspective explanatory view illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention. 同装置の機構部の側面説明図である。It is side surface explanatory drawing of the mechanism part of the apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…アクチュエータ基板
2…流路基板
3…ノズル基板
4…ノズル
5…ノズル連通路
6…液室
7…流体抵抗部
8…インク供給孔
9…液室間隔壁
10…ノズル・液室ユニット
11…アクチュエータ素子
12…振動板
13…ギャップ(空隙)
14…電極(個別電極)
41…レーザ光
42…フライアイレンズ
43…フィールドレンズ
44…フォトマスク
45…アバーチャ
46…投影レンズ
47…ノズルプレート
51…ノズル・液室ユニット
52…液室構成部材
53…ノズル形成部材
53…エポキシ接着剤
55…フッ素系撥水層
56…粘着剤
57…保護フィルム

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Actuator board | substrate 2 ... Channel board 3 ... Nozzle board 4 ... Nozzle 5 ... Nozzle communication path 6 ... Liquid chamber 7 ... Fluid resistance part 8 ... Ink supply hole 9 ... Liquid chamber space | interval wall 10 ... Nozzle and liquid chamber unit 11 ... Actuator element 12 ... Diaphragm 13 ... Gap (gap)
14 ... Electrode (individual electrode)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 41 ... Laser beam 42 ... Fly eye lens 43 ... Field lens 44 ... Photomask 45 ... Averter 46 ... Projection lens 47 ... Nozzle plate 51 ... Nozzle and liquid chamber unit 52 ... Liquid chamber component 53 ... Nozzle formation member 53 ... Epoxy adhesion Agent 55 ... Fluorine-based water repellent layer 56 ... Adhesive 57 ... Protective film

Claims (11)

液滴を吐出する複数のノズルを有し、表面に撥水層を形成したノズル形成部材と、前記各ノズルが連通口を介して連通する複数の液室を形成した液室構成部材とを備える液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記ノズル形成部材と液室構成部材とを接合して一体化したノズル・液室ユニットを形成した後、このノズル・液室ユニットに対して、1ピコ秒以下のパルス放射時間にて発振するレーザ発振器から放射される複数パルスのレーザ光によって前記ノズル及び連通口を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   A nozzle forming member having a plurality of nozzles for discharging droplets and having a water repellent layer formed on the surface thereof, and a liquid chamber constituting member having a plurality of liquid chambers in which the nozzles communicate with each other through communication ports. In the method of manufacturing a droplet discharge head, after the nozzle forming member and the liquid chamber constituting member are joined and integrated to form an integrated nozzle / liquid chamber unit, the nozzle / liquid chamber unit is 1 picosecond or less. A method of manufacturing a droplet discharge head, wherein the nozzle and the communication port are formed by a plurality of pulses of laser light emitted from a laser oscillator that oscillates at a pulse emission time of. 請求項1に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記ノズル・液室ユニットを移動することなく、前記連通口及びノズルを順次形成する加工をすることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   2. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein the communication port and the nozzle are sequentially formed without moving the nozzle / liquid chamber unit. Method. 請求項1又は2に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、第1のマスクを用いて前記液室構成部材側から前記連通口を形成する加工を行った後、第2のマスクを用いて前記ノズルを形成する加工を行うことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   3. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein the first mask is used to form the communication port from the liquid chamber constituent member side, and then the second mask is used. A method of manufacturing a droplet discharge head, wherein a process for forming the nozzle is performed. 請求項1ないし3のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記液室構成部材がSi又はセラミックス、若しくはポリイミド又はPPSで形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   4. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein the liquid chamber constituting member is made of Si, ceramics, polyimide, or PPS. Method. 請求項1ないし4のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記ノズル形成部材の吐出側表面に形成された撥水層が、FEPのコート層であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   5. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein the water repellent layer formed on the discharge side surface of the nozzle forming member is a FEP coating layer. Manufacturing method of the discharge head. 請求項5に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記FEPのコート層の厚さが0.5μm〜5μmの範囲内であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   6. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 5, wherein a thickness of the FEP coat layer is in a range of 0.5 to 5 [mu] m. 請求項1ないし6のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記撥水層の表面に剥離可能なフィルム部材を密着させた状態で、前記ノズルを形成する加工を行うことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   7. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein the nozzle is formed while a peelable film member is in close contact with the surface of the water repellent layer. A method for manufacturing a droplet discharge head. 請求項1ないし6のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記撥水層の表面に液体を介して剥離可能なフィルム部材を密着させた状態で前記ノズルを形成する加工を行うことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   7. The method of manufacturing a liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the nozzle is formed in a state where a film member that can be peeled off via a liquid is in close contact with the surface of the water repellent layer. A method for manufacturing a droplet discharge head. 請求項8に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記フィルム部材を密着させる液体として、界面活性剤溶液又は1価アルコールを用いることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   9. The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 8, wherein a surfactant solution or a monohydric alcohol is used as the liquid for closely contacting the film member. 請求項1ないし9のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、ノズル形成部材と複数の液室構成部材が一体に配列された液室構成部材集合体が接合されているユニットに対し、前記ノズル及び連通口の加工を行った後、所定サイズに切断、分離してチップ状の前記ノズル・液室ユニットを形成した後、前記液室内の液体を加圧するためのアクチュエータ基板と接合することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   10. The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein the nozzle forming member and a unit in which a liquid chamber constituent member assembly in which a plurality of liquid chamber constituent members are integrally arranged is joined. After processing the nozzle and the communication port, the chip-shaped nozzle / liquid chamber unit is formed by cutting and separating into a predetermined size, and then joined to an actuator substrate for pressurizing the liquid in the liquid chamber A method for manufacturing a droplet discharge head. ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドを備え、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、前記液滴吐出ヘッドが請求項1ないし10のいずれかに記載の製造方法によって製造された液滴吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus that includes a droplet discharge head that discharges droplets from a nozzle and forms an image on a recording medium. The droplet discharge head is manufactured by the manufacturing method according to claim 1. An image forming apparatus, which is a droplet discharge head.
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