JP2006205678A - ノズルプレート製造方法及び液体吐出ヘッド並びにこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ノズル周辺に撥液膜を均一に精度良く形成する。
【解決手段】ノズルが形成されるノズルプレートに保護シートを貼る工程と、前記ノズルプレートの前記保護シートを貼った側の裏面側から、前記ノズルプレートを貫通し、前記保護シート内部に底を有する穴を形成する工程と、前記穴に対して、充填材を前記裏面側から充填する工程と、前記保護シートを剥がす工程と、前記保護シートを剥がした後のノズルプレート表面に撥液膜を形成する工程と、前記充填材を除去する工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法を提供することにより前記課題を解決する。
【選択図】 図8

Description

本発明は、ノズルプレートの製造方法及び液体吐出ヘッド並びにこれを備えた画像形成装置に係り、特に、液体を吐出する微細な液体吐出口(ノズル)が多数形成されたノズルプレートの表面に撥液膜を形成する技術及びこのノズルプレートを用いた液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。
従来より、画像形成装置として、インク(液体)を吐出する多数のノズル(吐出口)を配列させたインクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)を有し、このインクジェットヘッドと被記録媒体を相対的に移動させながら、ノズルからインクを吐出することにより、被記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置(インクジェットプリンタ)が知られている。
インクジェット記録装置におけるインク吐出方法としては、従来から様々な方法が知られている。例えば、圧電素子(ピエゾ素子)の変形によって圧力室の一部を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式が知られている。
このようなインクジェット記録装置においては、インクジェットヘッドのノズルが形成されたノズルプレート表面に撥水(撥液)処理が施されていないと、ノズルプレート表面のノズル周辺に付着したインクにより、ノズルから吐出されたインク滴の飛翔方向が曲がる等の吐出異常を起こすことがある。
これに対し、ノズルプレート表面に撥水膜を形成することで、ノズル周辺の汚れを除去し易くしたり、ノズルからのインクの滲み出しを小さくして、インクの吐出方向や吐出量を安定化するようにしている。またこのとき、ノズルプレート表面のノズル周辺の撥液膜の形成が不均一であると、やはり飛翔曲がり等の吐出異常が生じる。
そこで従来から、ノズルプレート表面のノズル周辺に均一に精度良く撥液膜を形成する方法がいろいろ提案されている。ノズル周辺に均一に撥液膜を形成する方法として、ノズルプレート表面に撥液膜を形成する前に充填材をノズルに埋め込んでノズル孔内に撥液膜が入り込まないようにして撥液膜を形成する方法がある。このとき、充填材を埋め込むときにノズルプレート表面にノズル孔を被覆するシート(被覆材)を貼る方法と、貼らない方法とがある。
例えば、シートを貼る方法として、次のような撥液膜形成方法が知られている(例えば、特許文献1等参照)。これによれば、まずノズル孔が形成されたノズルプレートの表面(インク吐出面)の全面をドライフィルムレジストで被覆し、ノズルプレートの裏面から紫外線を照射してドライフィルムレジストのノズル孔を被覆する部分のみが現像液に対して不溶となるようにした後、ノズルプレート裏面から充填材を流し込み、ノズルプレート裏面及びノズル孔内部を充填材で被覆する。その後、ドライフィルムレジストを現像して、ノズル孔を被覆する部分以外のノズルプレート表面のドライフィルムレジストを除去し、ノズル孔以外のノズルプレート表面に撥液膜を形成し、最後に、ノズル孔部分に残ったドライフィルムレジストと全ての充填材を除去することにより、ノズル孔以外のノズルプレート表面に撥液膜が形成されたノズルプレートが得られる。
また、シートを貼らない方法として、例えば次のような撥液膜形成方法が知られている(例えば、特許文献2等参照)。これによれば、ノズルプレートに形成されたノズル孔にドライフィルムレジストを充填し、ノズルプレートのノズル開口部表面をエッチングによって削り、ノズル孔部分のドライフィルムレジストをノズル開口部表面に突出させる。そして、ノズル孔以外のノズル開口部表面に表面処理層(撥液膜)を形成した後、ドライフィルムレジストを除去することにより、ノズル孔以外の表面に撥液膜が形成されたノズルプレートが形成される。
またさらに、シートを貼る方法として、例えば次のような撥液膜形成方法も知られている(例えば、特許文献3等参照)。これによれば、ノズルが形成されたノズルプレート表面(ノズル開口部側の面)上に、被覆材として透明なマスクテープを貼付し、反対側から充填材あるいは撥インク性樹脂皮膜用溶液をはじく物質として紫外線硬化型接着剤を充填し、その両面から紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させ、ノズル面のマスクテープを除去した後、ノズル面に撥インク性樹脂皮膜用溶液を塗布して乾燥・加熱し、撥インク性樹脂皮膜を形成し、最後にノズル内に充填していた紫外線硬化型接着剤を除去することによってノズル面に撥インク性の膜が形成されたノズルプレートが形成される。
特開平8−309997号公報 特開平9−76492号公報 特開2000−108359号公報
しかしながら、撥液膜がノズル孔に入り込まないようにするための充填材をノズルに充填する際、ノズルプレートのノズル面にシートを貼らない方法では、充填材がノズルからはみ出し、そのはみ出しが不均一になるなどして撥液膜も不均一になることが考えられる。例えば、上記特許文献2に記載のものでは、ノズルプレート表面を削ってノズル孔からドライフィルムレジストを突出させる際、ノズルプレート表面の面内均一性がとれず、その後形成される撥液膜にノズル毎のばらつきが生じるという問題がある。
また、充填材をノズルに充填する際ノズル面にシートを貼る方法では、充填材をノズルに埋め込む際、気体が残り充填材が均一に埋め込まれず、撥液膜も不均一になることが考えられる。例えば、上記特許文献1または特許文献3に記載のものでは、ノズルに充填材を埋め込むときに、均一に埋め込まれず、撥液膜が不均一になるという問題がある。また、特に、特許文献1に記載のものは、ドライフィルムレジストを現像する工程が必要であり、工数がかかるという問題もある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノズル周辺に撥液膜を均一に精度良く形成することのできるノズルプレートの製造方法及び液体吐出ヘッド並びにこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ノズルが形成されるノズルプレートに保護シートを貼る工程と、前記ノズルプレートの前記保護シートを貼った側の裏面側から、前記ノズルプレートを貫通し、前記保護シート内部に底を有する穴を形成する工程と、前記穴に対して、充填材を前記裏面側から充填する工程と、前記保護シートを剥がす工程と、前記保護シートを剥がした後のノズルプレート表面に撥液膜を形成する工程と、前記充填材を除去する工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法を提供する。
これにより、ノズルプレートと保護シートを同時に加工することで、穴加工工数を削減して保護シートにノズルと同じ径の穴(有底穴)を加工し、保護シートまで充填材を十分に埋め込むことができ、撥液膜をノズル周辺に均一に形成することができる。
また、同様に前記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、ノズルが形成されたノズルプレートに保護シートを貼る工程と、前記ノズルプレートの前記保護シートを貼った側の裏面側から、前記保護シート内部に底を有する穴を形成する工程と、前記穴に対して、充填材を前記裏面側から充填する工程と、前記保護シートを剥がす工程と、前記保護シートを剥がした後のノズルプレート表面に撥液膜を形成する工程と、前記充填材を除去する工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法を提供する。
これにより、保護シートに穴を形成する際、ノズルプレート自体をマスクとして使用することで、レジストの現像工程が不要となるとともに、ノズルと同径の穴を容易に形成することができ、また保護シートまで充填材を十分に埋め込むことができ、撥液膜をノズル周辺に均一に形成することができる。
また、同様に前記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、ノズルが形成されるノズルプレートに保護シートを貼る工程と、前記ノズルプレートの前記保護シートを貼った側の裏面側から、前記ノズルプレート及び前記保護シートを貫通する穴を形成する工程と、前記穴に対して、前記裏面側から少なくとも前記保護シートの部分に達するまで充填材を充填する工程と、前記保護シートを剥がす工程と、前記保護シートを剥がした後のノズルプレート表面に撥液膜を形成する工程と、前記充填材を除去する工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法を提供する。
これにより、充填材を充填する際、その充填状況を確認することができ、十分に充填でき、充填不足による撥液膜の不均一を防止することができる。
また、同様に前記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、ノズルが形成されたノズルプレートに保護シートを貼る工程と、前記ノズルプレートの前記保護シートを貼った側の裏面側から、前記ノズルに連続し前記保護シートを貫通する穴を形成する工程と、前記穴に対して、前記裏面側から少なくとも前記保護シートの部分に達するまで充填材を充填する工程と、前記保護シートを剥がす工程と、前記保護シートを剥がした後のノズルプレート表面に撥液膜を形成する工程と、前記充填材を除去する工程と、を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法を提供する。
これにより、穴を形成する際、ノズルプレート自体をマスクとして使用することで、レジストの現像工程が不要となるとともに、充填材を充填する際、その充填状況を確認することができ、十分に充填でき、充填不足による撥液膜の不均一を防止することができる。
また、請求項5に示すように、前記底を有する穴の底の厚さを、前記充填材の充填時に前記底の反対側から前記充填材の充填状況を観察可能な薄さにし、充填状況を観察しながら前記充填材を充填するようにしたことを特徴とする。
これにより、充填材を十分に充填することができ、充填不足による撥液膜の不均一を防止することができる。
また、請求項6に示すように、前記穴の形成を、ドライエッチングまたはレーザ加工によって行うようにしたことを特徴とする。
これにより、ドライエッチングの場合には、全面同時加工が可能で、加工精度が良好であり、またレーザ加工の場合には、大面積加工が可能で、ノズルプレートと撥液膜の穴径をそろえることができその間に段差が生じることがない。
また、請求項7に示すように、前記穴を形成した後、前記充填材を充填する前に前記穴の内部を洗浄するようにしたことを特徴とする。
これにより、充填材の充填不良や、これによる撥液膜の不均一な形成を防止することができる。
また、請求項8に示すように、前記保護シートは、光照射または加熱により粘着力が失われるシートを用い、前記保護シートを剥がす際は粘着力を失わせてから剥がすようにしたことを特徴とする。
これにより、保護シートをノズルプレートから剥がす際、ノズルプレートに大きな応力がかかり変形するのを防止することができる。
また、同様に前記目的を達成するために、請求項9に記載の発明は、前記ノズルプレート製造方法によって製造されたノズルプレートを有することを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
また、同様に前記目的を達成するために、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の液体吐出ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
これにより、ノズル周辺に均一に撥液膜が形成されたノズルプレートを有する液体吐出ヘッドにより高精度に画像を形成することができる。
以上説明したように、本発明によれば、保護シートにノズルと同じ径の穴(有底穴)を加工し、保護シートまで充填材を十分に埋め込むことができ、撥液膜をノズル周辺に均一に形成することができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明に係るノズルプレートの製造方法及び液体吐出ヘッド並びにこれを備えた画像形成装置について詳細に説明する。
図1は、本発明に係る液体吐出ヘッドを有する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の第1実施形態の概略を示す全体構成図である。
図1に示すように、このインクジェット記録装置10は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド(液体吐出ヘッド)12K、12C、12M、12Yを有する印字部12と、各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、前記印字部12のノズル面(インクを吐出するノズルが形成されたノズルプレートの表面)に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、印字部12による印字結果を読み取る印字検出部24と、印画済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26とを備えている。
図1では、給紙部18の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
ロール紙を使用する装置構成の場合、図1のように、裁断用のカッター28が設けられており、該カッター28によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター28は、記録紙16の搬送路幅以上の長さを有する固定刃28Aと、該固定刃28Aに沿って移動する丸刃28Bとから構成されており、印字裏面側に固定刃28Aが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃28Bが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター28は不要である。
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
給紙部18から送り出される記録紙16はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部20においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム30で記録紙16に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
デカール処理後、カットされた記録紙16は、吸着ベルト搬送部22へと送られる。吸着ベルト搬送部22は、ローラー31、32間に無端状のベルト33が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する部分が平面(フラット面)をなすように構成されている。
ベルト33は、記録紙16幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔(図示省略)が形成されている。図1に示したとおり、ローラー31、32間に掛け渡されたベルト33の内側において印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー34が設けられており、この吸着チャンバー34をファン35で吸引して負圧にすることによってベルト33上の記録紙16が吸着保持される。
ベルト33が巻かれているローラー31、32の少なくとも一方にモータ(図示省略)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図1において、時計回り方向に駆動され、ベルト33上に保持された記録紙16は、図1の左から右へと搬送される。
縁無しプリント等を印字するとベルト33上にもインクが付着するので、ベルト33の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部36が設けられている。ベルト清掃部36の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
なお、吸着ベルト搬送部22に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
吸着ベルト搬送部22により形成される用紙搬送路上において印字部12の上流側には、加熱ファン40が設けられている。加熱ファン40は、印字前の記録紙16に加熱空気を吹きつけ、記録紙16を加熱する。印字直前に記録紙16を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
印字部12は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている(図2参照)。
図2に示すように、各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yは、本インクジェット記録装置10が対象とする最大サイズの記録紙16の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口(ノズル)が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
記録紙16の搬送方向(紙搬送方向)に沿って上流側(図1の左側)から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順に各色インクに対応した印字ヘッド12K、12C、12M、12Yが配置されている。記録紙16を搬送しつつ各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙16上にカラー画像を形成し得る。
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部12によれば、紙搬送方向(副走査方向)について記録紙16と印字部12を相対的に移動させる動作を一回行うだけで(すなわち、一回の副走査で)記録紙16の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向(主走査方向)に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
なお、ここで主走査方向及び副走査方向とは、次に言うような意味で用いている。すなわち、記録紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時、(1)全ノズルを同時に駆動するか、(2)ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、(3)ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動するか、等のいずれかのノズルの駆動が行われ、用紙の幅方向(記録紙の搬送方向と直交する方向)に1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される1ライン(帯状領域の長手方向)の示す方向を主走査方向という。
一方、上述したフルラインヘッドと記録紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。結局、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
また本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。
図1に示したように、インク貯蔵/装填部14は、各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yと連通されている。また、インク貯蔵/装填部14は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段等)を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
印字検出部24は、印字部12の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ(ラインセンサ等)を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
本例の印字検出部24は、少なくとも各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yによるインク吐出幅(画像記録幅)よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤(R)の色フィルタが設けられた光電変換素子(画素)がライン状に配列されたRセンサ列と、緑(G)の色フィルタが設けられたGセンサ列と、青(B)の色フィルタが設けられたBセンサ列とからなる色分解ラインCCDセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
印字検出部24は、各色の印字ヘッド12K、12C、12M、12Yにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
印字検出部24の後段には、後乾燥部42が設けられている。後乾燥部42は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
後乾燥部42の後段には、加熱・加圧部44が設けられている。加熱・加圧部44は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー45で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
このようにして生成されたプリント物は、排紙部26から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置10では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部26A、26Bへと送るために排紙経路を切り換える選別手段(図示省略)が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)48によってテスト印字の部分を切り離す。カッター48は、排紙部26の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター48の構造は前述した第1のカッター28と同様であり、固定刃48Aと丸刃48Bとから構成されている。
また、図示を省略したが、本画像の排出部26Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
次に、印字ヘッド(液体吐出ヘッド)のノズル(液体吐出口)の配置について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号50によって印字ヘッドを表すものとし、図3に印字ヘッド50の平面透視図を示す。
図3に示すように、本実施形態の印字ヘッド50は、インクを液滴として吐出するノズル51、インクを吐出する際インクに圧力を付与する圧力室52、図3では図示を省略した供給液室から圧力室52にインクを供給するインク供給口53を含んで構成される圧力室ユニット54が千鳥状の2次元マトリクス状に配列され、ノズル51の高密度化が図られている。
図3に示す例においては、各圧力室52を上方から見た場合に、その平面形状は略正方形状をしているが、圧力室52の平面形状はこのような正方形に限定されるものではない。圧力室52には、図3に示すように、その対角線の一方の端にノズル51が形成され、他方の端の側にインク供給口53が設けられている。
また、図4は他の印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。図4に示すように、複数の短尺ヘッド50’を2次元の千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、これらの複数の短尺ヘッド50’全体で印字媒体の全幅に対応する長さとなるようにして1つの長尺のフルラインヘッドを構成するようにしてもよい。
また、図3中の5−5線に沿った断面図を図5に示す。
図5に示すように、圧力室ユニット54は、その一番下層にインクを吐出するノズル51が形成されたノズルプレート151が形成されている。圧力室ユニット54は、このノズル51と連通する圧力室52によって主に形成される。また圧力室52は、ノズル51と連通するとともに、インク供給口53を介してインクを供給する供給液室55と連通する。圧力室52の一面(図では天面)は振動板56で構成され、その上部には、振動板56に圧力を付与して振動板56を変形させる圧電素子58が接合され、圧電素子58の上面には個別電極57が形成されている。また、振動板56は共通電極を兼ねている。
圧電素子58は、共通電極(振動板56)と個別電極57によって挟まれており、これら2つの電極56、57に駆動電圧を印加することによって変形する。圧電素子58の変形によって振動板56が押され、圧力室52の容積が縮小されてノズル51からインクが吐出されるようになっている。2つの電極56、57間への電圧印加が解除されると圧電素子58がもとに戻り、圧力室52の容積が元の大きさに回復し、供給液室55からインク供給口53を通って新しいインクが圧力室52に供給されるようになっている。
図6はインクジェット記録装置10におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク60は印字ヘッド50にインクを供給するための基タンクであり、図1で説明したインク貯蔵/装填部14に設置される。インクタンク60の形態には、インク残量が少なくなった場合に、補充口(図示省略)からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を替える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。なお、図6のインクタンク60は、先に記載した図1のインク貯蔵/装填部14と等価のものである。
図6に示したように、インクタンク60と印字ヘッド50を繋ぐ管路の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ62が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは印字ヘッド50のノズル径と同等若しくはノズル径以下(一般的には、20μm程度)とすることが好ましい。
なお、図6には示さないが、印字ヘッド50の近傍又は印字ヘッド50と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
また、インクジェット記録装置10には、ノズルの乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ64と、ノズル面(ノズルプレート151の表面)50Aの清掃手段としてのクリーニングブレード66とが設けられている。
これらキャップ64及びクリーニングブレード66を含むメンテナンスユニットは、図示を省略した移動機構によって印字ヘッド50に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド50下方のメンテナンス位置に移動される。
キャップ64は、図示しない昇降機構によって印字ヘッド50に対して相対的に昇降変位される。昇降機構は、電源OFF時や印刷待機時にキャップ64を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド50に密着させることにより、ノズル面50Aのノズル領域をキャップ64で覆うようになっている。
クリーニングブレード66は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したブレード移動機構により印字ヘッド50のインク吐出面(ノズル面50A)に摺動可能である。ノズル面50Aにインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード66をノズル面50Aに摺動させることでノズル面50Aを拭き取り、ノズル面50Aを清浄するようになっている。
印字中又は待機中において、特定のノズル51の使用頻度が低くなり、そのノズル51近傍のインク粘度が上昇した場合、粘度が上昇して劣化したインクを排出すべく、キャップ64に向かって予備吐出が行われる。
また、印字ヘッド50内のインク(圧力室52内のインク)に気泡が混入した場合、印字ヘッド50にキャップ64を当て、吸引ポンプ67で圧力室52内のインク(気泡が混入したインク)を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク68へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われ、粘度が上昇して固化した劣化インクが吸い出され除去される。
すなわち、印字ヘッド50は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用の圧力発生手段(図示省略、後述)が動作してもノズル51からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で(圧力発生手段の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で)、インク受けに向かって圧力発生手段を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面50Aの清掃手段として設けられているクリーニングブレード66等のワイパーによってノズル面50Aの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル51内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。
また、ノズル51や圧力室52内に気泡が混入したり、ノズル51内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、上述したような吸引動作を行う。
すなわち、ノズル51や圧力室52のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル51内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧力発生手段を動作させてもノズル51からインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド50のノズル面50Aに、キャップ64を当てて圧力室52内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ67で吸引する動作が行われる。
ただし、上記の吸引動作は、圧力室52内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。なお、図6で説明したキャップ64は、吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能し得る。
また、好ましくは、キャップ64の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とする。
図7はインクジェット記録装置10のシステム構成を示す要部ブロック図である。
図7に示すように、インクジェット記録装置10は、通信インターフェース70、システムコントローラ72、画像メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78、プリント制御部80、画像バッファメモリ82、ヘッドドライバ84等を備えている。
通信インターフェース70は、ホストコンピュータ86から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース70にはUSB、IEEE1394、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(図示省略)を搭載してもよい。ホストコンピュータ86から送出された画像データは通信インターフェース70を介してインクジェット記録装置10に取り込まれ、一旦画像メモリ74に記憶される。画像メモリ74は、通信インターフェース70を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ72を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ74は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなどの磁気媒体を用いてもよい。
システムコントローラ72は、通信インターフェース70、画像メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ72は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ86との間の通信制御、画像メモリ74の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ88やヒーター89を制御する制御信号を生成する。
モータドライバ76は、システムコントローラ72からの指示に従ってモータ88を駆動するドライバ(駆動回路)である。ヒータドライバ78は、システムコントローラ72からの指示にしたがって後乾燥部42等のヒーター89を駆動するドライバである。
プリント制御部80は、システムコントローラ72の制御に従い、画像メモリ74内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号(印字データ)をヘッドドライバ84に供給する制御部である。プリント制御部80において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ84を介して印字ヘッド50のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
プリント制御部80には画像バッファメモリ82が備えられており、プリント制御部80における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ82に一時的に格納される。なお、図7において画像バッファメモリ82はプリント制御部80に付随する態様で示されているが、画像メモリ74と兼用することも可能である。また、プリント制御部80とシステムコントローラ72とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
ヘッドドライバ84はプリント制御部80から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド50の圧力発生手段を駆動する。ヘッドドライバ84にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
印字検出部24は、図1で説明したように、ラインセンサー(図示省略)を含むブロックであり、記録紙16に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況(吐出の有無、打滴のばらつきなど)を検出し、その検出結果をプリント制御部80に提供するものである。
プリント制御部80は、必要に応じて印字検出部24から得られる情報に基づいて印字ヘッド50に対する各種補正を行うようになっている。
以下、本発明に係るノズルプレート製造方法について説明する。
図8に、本発明の第1実施形態に係るノズルプレート製造方法の工程を示す。図8は、特にノズルプレートに撥水膜を形成する工程を示したものである。
本実施形態は、ノズルプレートがポリイミド等の樹脂の場合であり、まだノズル孔が形成されていないノズルプレートに保護シートを貼り、ノズル孔形成と連続して保護シートにも、充填材を充填するための穴を形成するものである。
まず、図8(a)に示すように、まだノズル孔の形成されていないノズルプレート151の表面に保護シート100を貼り付ける。ここで、ノズルプレート151は、例えばポリイミド等の樹脂であり、保護シート100は、例えば粘着剤あるいは接着剤付きのポリイミド等の樹脂シートである。また、ノズルプレート151の厚さは、大体30μmぐらいであり、保護シート100の厚さは、100μm〜500μm程度とする。
次に、図8(b)に示すように、ノズルプレート151の裏面側から、ドライエッチングあるいはレーザ加工により、ノズルプレート151から保護シート100にまで穴102を開ける。この穴加工により、ノズルプレート151を貫通する孔としてノズル51が形成されると同時に保護シート100にもノズル51と同サイズの有底穴100aが形成される。
このように、ノズル形成とともに連続して保護シート100まで穴加工するため、保護シート100にもノズル51と同サイズの穴100aを形成することができ、ノズルプレート151と保護シート100の間で段差や隙間を生じることがなく、さらに工数もかからない。なお、この穴加工については後述する。
次に、図8(c)に示すように、ノズルプレート151裏面側から充填材104を穴102の中に埋め込む。このとき、充填材104は、穴102の中を保護シート100の部分に達するまで入ればよく、保護シート100の有底穴100aの隅々にまで隙間なく充填させる必要はない。
充填材104としては、特に限定はされず、例えばウレタン系のドライフィルムレジスト等が好適に用いられる。他にも、充填材104として、液状のレジストを用いることもできる。また、充填材104の厚さとしては、例えば100μmから300μm程度である。
次に、図8(d)に示すように、保護シート100を剥がす。これにより、ノズルプレート151の表面(ノズル面50A)が露出し、ノズル51から充填材104の一部が突出する。
次に、図8(e)に示すように、ノズルプレート151表面のノズル面50Aに撥液膜106を形成する。このとき、ノズル51から充填材104がノズル面50Aより上に突出し、充填材104によってノズル51が塞がれているため、ノズル51内に撥液膜106が入り込むことはない。
また、このとき、撥液膜106をノズル51周辺に均一に形成するためには、充填材104がノズル51から、撥液膜106の厚さよりも高く突出していなければならない。なお、撥液膜106の厚さは数μmである。
なお、撥液膜としては、特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系樹脂やシリコン系樹脂などを用いることができる。
最後に、図8(f)に示すように、充填材104を除去することにより、ノズル51以外のノズル面50Aに撥液膜106が均一に形成されたノズルプレート151が形成される。
なお、ノズルプレート151及び保護シート100に穴加工した後、穴102の内部に充填材104を埋め込む前に、洗浄を行うようにしてもよい。洗浄は、純水等を用いた液体洗浄でもよいし、エアブローによる洗浄でもよい。このように、充填材104を埋め込む前に洗浄して、穴102内部のゴミを除去することにより、充填材104の埋め込み不良及び撥液膜106の不均一な形成を防止することができる。
また、保護シート100として、紫外線等の光の照射により、あるいは加熱によって粘着力が失われるような性質を有するシートを用いてもよい。このような性質を有する保護シート100を使用することにより、保護シート100剥離前に粘着力を失わせることで、保護シート100を剥がすのが容易となり、保護シート100剥離時にノズルプレート151に大きな応力がかかり変形することを防止することができる。
次に図9により、ノズルプレート151及び保護シート100に図8(b)に示すような穴102を形成する方法について説明する。
まず、図9(a)に示すように、ノズルプレート151に保護シート100を貼った後、図9(b)に示すように、ノズルプレート151の裏面側(保護シート100を貼った側の反対側)にレジスト110を形成する。
次に、図9(c)に示すように、マスク112を用いて露光し、次いで図9(d)に示すように、露光後のレジスト110を現像して穴102を形成するためのマスクを形成する。最後に、図9(e)に示すように、このレジスト110をマスクとしてドライエッチングを行い、ノズルプレート151から保護シート100にまで達する穴102を形成する。
このように、ドライエッチングを用いて穴102を形成するようにすると、加工精度が良く、またノズルプレート151の全面に対し同時加工することができる。ただし、上で説明したようにマスクを形成する工程が必要となり、また、装置の大きさの制約があり大面積を加工することができない。
これに対し、レーザを用いて穴102を加工する方法では、全面にマスクを形成する必要がなく(ただし、ビーム整形用にメタルマスクを使用することはある。)、大面積の加工も可能である。しかし、レーザを用いる方法では、一度に単穴加工あるいはせいぜい数個の穴加工しかできず、穴102の数が多い場合には加工時間が掛かり、またドライエッチングに比較して加工精度が悪いという欠点がある。
以上説明したように、本実施形態によれば、ノズルプレートと保護シートを同時に加工して保護シートにノズルと同じ径の穴(有底穴)を加工し、保護シートまで充填材を埋め込むことにより、ノズル周辺の充填材が均一でノズルに隙間なく埋め込まれているため、撥液膜もノズル周辺に均一に形成することができる。
次に、本発明の第2実施形態に係るノズルプレート製造方法について説明する。本実施形態が、前述した第1実施形態と異なる点は、既にノズルが形成された金属製のノズルプレートに保護シートを貼り、ノズルプレートをマスクとして保護シートを加工してノズルと同じ径の穴を開けるようにする点である。
図10に、本実施形態におけるノズルプレートへの撥水膜形成方法を示す。
まず図10(a)に示すように、金属のノズルプレート151にノズル51を形成した後、ノズル面50Aに保護シート100を貼り付ける。ここで、ノズルプレート151を形成する金属としては、特に限定はされず、例えば、SUSやNi等が好適に例示される。また、保護シート100の素材としては、前述した第1実施形態と同様でよく、例えばポリイミド等の樹脂シート等を用いることができる。
次に、図10(b)に示すように、ノズル51が形成されたノズルプレート151をマスクにして、保護シート100に穴100aを形成する。この穴加工は、ドライエッチングでもよいし、レーザ加工でもよい。レーザを用いる場合には、金属のノズルプレート151は加工せず、樹脂の保護シート100のみを加工するようにその出力を調整するようにする必要があり、ドライエッチングの方が好ましい。
また、この穴加工は、ノズルプレート151そのものをマスクとして行われるため、保護シート100にノズル51と同サイズの穴100aを形成することができ、ノズル51と保護シート100の穴100aとを合わせて、段差のない連続した穴102が形成される。
次に、図10(c)に示すように、ノズルプレート151裏面側から充填材104を穴102の中に埋め込む。このとき、充填材104は、保護シート100にまで達するように埋め込まれる。
次に、図10(d)に示すように、保護シート100を剥がし、ノズル面50Aを露出させるとともに、ノズル51から充填材104がノズル面50Aよりも突出するようにする。
次に、図10(e)に示すように、ノズルプレート151表面のノズル面50Aに撥液膜106を形成する。このとき、ノズル51から充填材104がノズル面50Aより上に突出しているため、ノズル51周辺に均一に撥液膜106を形成することができる。
最後に図10(f)に示すように、充填材104を除去して、ノズル51を除いたノズル面50Aに均一に撥液膜106が形成されたノズルプレート151が形成される。
このように、本実施形態の場合には、ノズルプレート151自身をマスクとして用いるため、前述した第1実施形態のように保護シートに穴を形成する際にマスクを形成する工程が必要でなくなる。
なお、本実施形態のように金属のノズルプレートを用いる場合でも、前記第1実施形態のように、ノズルプレートに保護シートを貼ってから、ノズル及び保護シートに穴加工を行うことも可能である。しかしこの場合、金属のノズルプレートから樹脂の保護シートが剥がれないように工夫する必要があり、また先にノズルプレートにノズルを形成しておいてから保護シートを貼って保護シートのみ穴加工を行う方が各種加工方法を選択できるため好ましい。
また、前記第1実施形態のように、樹脂のノズルプレートの場合でも、ノズルプレートにノズルを形成した後に保護シートを貼って、ノズル及び保護シートに穴加工を行ってもよいが、前述したようにこの場合は同時に加工する方が効率がよい。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
いままで説明した第1実施形態及び第2実施形態では、保護シートに穴加工する時、いずれも、穴は保護シートを貫通せず、有底穴であった。これに対し、本第3実施形態は、保護シートに穴を開けるときに穴を貫通させてしまうものである。
図11に、第3実施形態に係るノズルプレート製造方法の工程を示す。
図11に示すように、本実施形態は、ノズルプレートに保護シートを貼って穴加工するところまでは、上で述べた第1実施形態あるいは第2実施形態と同様である。ただし、図11(b)に示すように、保護シートに開ける穴は保護シートを貫通するように形成する。
そして、図11(c)に示すように、保護シート100が貼られていないノズルプレート151裏面側から、保護シート100を貫通する穴102の中に充填材104を埋め込んでいく。充填材104は、穴102の中に、ノズル面50Aよりも高く保護シート100の部分に達するまで埋め込まれる。
このとき、穴102は保護シート100を貫通しているため、充填材104を埋め込んでいく際、上から充填材104の充填状況を観察することが可能であり、確実に充填することができる。従って、充填不足で充填材104がノズル面50Aよりも上まで埋め込まれず、後で撥液膜を形成するときに不均一となることが防止される。
また、充填材104を埋め込む前に、穴102内を洗浄するときに、有底穴の場合よりもゴミの除去性がよい。
図11(d)〜(f)に示すように、貫通穴102の中に充填材104を埋め込んだ後は、上記実施形態と同様に、保護シート100を剥がし、ノズル面50Aに撥液膜を形成し、充填材104を除去してノズルプレート151が形成される。
また、本実施形態において、充填材104を埋め込む際、充填材104が保護シート100表面上にまではみ出さなければ、多少穴102の上にはみ出してもよいが、図12に示すように、充填材104を埋め込み過ぎて、充填材104が穴102から保護シート100の上にはみ出してしまうと、保護シート100を剥がすのが困難となる。このような場合には、はみ出した充填材104を削りとる必要がある。このとき、保護シート100の表面も一緒に削りとってもよい。
ただし、穴102は貫通穴であるため、上から充填状況を観察しながら充填していけばこのように充填しすぎることはなく、十分に充填することができる。充填状況の観察は、目視でもよいが、センサを用いて自動化してもよい。
また、本実施形態は、充填を確実に行うことができるが、貫通穴を加工するには有底穴の場合よりも加工時間がかかる。一方、前述した第1あるいは第2実施形態の場合には、有底穴であるため、加工時間は短くて済むが、充填の際、充填状況がよくわからない。
そこで、次に説明する第4実施形態では、穴は保護シートを貫通しないが、充填状況がわかる程度に穴の底を薄くするようにした。
図13に、第4実施形態における保護シートの加工状態を示す。
図13に示すように、本実施形態においては、保護シート100に形成される穴102は、前述した第1あるいは第2実施形態の場合よりも深く形成され、穴102の底100bの部分の厚さδが、上からこの保護シートの底100bを通して充填材104の充填状況が見える程度に薄く形成されている。この厚さδは、保護シート100や充填材104等の材質にもよるが、大体50μm〜100μm程度であれば、底100bを通して充填材104を観察可能であると考えられる。
また、このとき充填材104は、底100bを通して見易くなるように着色されていることが好ましい。充填材104の充填時に、上から底100bを通して充填状況を観察しながら充填を行い、色の付いた充填材104が保護シート100の底100bの内面に接したことを、底100bを上から見たときの色の変化で検知することができる。
本実施形態においては、このように充填時に充填状況を観察しながら充填できるため、十分に充填でき、充填不足による撥液膜の形成不良の虞がない。また、十分に充填材を充填できるため、その後の撥液膜形成工程においても、ノズルの周囲に均一に撥液膜を形成することができる。
また、ノズルプレート151及び保護シート100への穴102の形成やその他の構成については、前述した第1あるいは第2実施形態と同様である。充填材104を充填した後、保護シート100を剥がして、ノズル面50A上に撥液膜(図示省略)を形成し、最後に充填材104を除去して、ノズルプレート151が形成される。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
本実施形態は、既にノズルが形成された金属製のノズルプレートに保護シートを貼り、ノズルプレートをマスクとして保護シートに貫通穴を開けるようにしたものである。
図14に本実施形態におけるノズルプレートの撥水膜形成方法を示す。
まず図14(a)に示すように、図10(a)と同様にノズル51の形成されたノズルプレート151のノズル面50Aに保護シート100を貼り付ける。次に図14(b)に示すように、図11(b)と同様に、ノズルプレート151をマスクとして保護シート100に貫通穴102を開ける。
以下、図14(c)から図14(f)の工程において、図11(c)から図11(f)の工程と同様にしてノズル51を除いたノズル面50Aに均一に撥液膜106が形成されたノズルプレート151が形成される。
以上、本発明のノズルプレートの製造方法及び液体吐出ヘッド並びにこれを備えた画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。 図1に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。 印字ヘッドの他の例を示す平面図である。 図3中の5−5線に沿った断面図である。 本実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図である。 本実施形態のインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。 (a)〜(f)は、第1実施形態に係るノズルプレート製造方法を示す工程図である。 (a)〜(e)は、第1実施形態におけるノズル等の穴加工を示す工程図である。 (a)〜(f)は、第2実施形態に係るノズルプレート製造方法を示す工程図である。 (a)〜(f)は、第3実施形態に係るノズルプレート製造方法を示す工程図である。 第3実施形態に係るノズルプレート製造方法における問題を示す説明図である。 第4実施形態に係るノズルプレート製造方法を示す説明図である。 (a)〜(f)は、第5実施形態に係るノズルプレート製造方法を示す工程図である。
符号の説明
10…インクジェット記録装置、12…印字部、14…インク貯蔵/装填部、16…記録紙、18…給紙部、20…デカール処理部、22…吸着ベルト搬送部、24…印字検出部、26…排紙部、28…カッター、30…加熱ドラム、31、32…ローラー、33…ベルト、34…吸着チャンバー、35…ファン、36…ベルト清掃部、40…加熱ファン、42…後乾燥部、44…加熱・加圧部、45…加圧ローラー、48…カッター、50…印字ヘッド、50A…ノズル面、51…ノズル、52…圧力室、53…インク供給口、54…圧力室ユニット、55…共通液室、56…振動板(共通電極)、57…個別電極、58…圧電素子、60…インクタンク、62…フィルタ、64…キャップ、66…ブレード、67…吸引ポンプ、68…回収タンク、70…通信インターフェース、72…システムコントローラ、74…画像メモリ、76…モータドライバ、78…ヒータドライバ、80…プリント制御部、82…画像バッファメモリ、84…ヘッドドライバ、86…ホストコンピュータ、88…モータ、89…ヒータ、100…保護シート、102…穴、104…充填材、106…撥液膜、151…ノズルプレート

Claims (10)

  1. ノズルが形成されるノズルプレートに保護シートを貼る工程と、
    前記ノズルプレートの前記保護シートを貼った側の裏面側から、前記ノズルプレートを貫通し、前記保護シート内部に底を有する穴を形成する工程と、
    前記穴に対して、充填材を前記裏面側から充填する工程と、
    前記保護シートを剥がす工程と、
    前記保護シートを剥がした後のノズルプレート表面に撥液膜を形成する工程と、
    前記充填材を除去する工程と、
    を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法。
  2. ノズルが形成されたノズルプレートに保護シートを貼る工程と、
    前記ノズルプレートの前記保護シートを貼った側の裏面側から、前記保護シート内部に底を有する穴を形成する工程と、
    前記穴に対して、充填材を前記裏面側から充填する工程と、
    前記保護シートを剥がす工程と、
    前記保護シートを剥がした後のノズルプレート表面に撥液膜を形成する工程と、
    前記充填材を除去する工程と、
    を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法。
  3. ノズルが形成されるノズルプレートに保護シートを貼る工程と、
    前記ノズルプレートの前記保護シートを貼った側の裏面側から、前記ノズルプレート及び前記保護シートを貫通する穴を形成する工程と、
    前記穴に対して、前記裏面側から少なくとも前記保護シートの部分に達するまで充填材を充填する工程と、
    前記保護シートを剥がす工程と、
    前記保護シートを剥がした後のノズルプレート表面に撥液膜を形成する工程と、
    前記充填材を除去する工程と、
    を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法。
  4. ノズルが形成されたノズルプレートに保護シートを貼る工程と、
    前記ノズルプレートの前記保護シートを貼った側の裏面側から、前記ノズルに連続し前記保護シートを貫通する穴を形成する工程と、
    前記穴に対して、前記裏面側から少なくとも前記保護シートの部分に達するまで充填材を充填する工程と、
    前記保護シートを剥がす工程と、
    前記保護シートを剥がした後のノズルプレート表面に撥液膜を形成する工程と、
    前記充填材を除去する工程と、
    を含むことを特徴とするノズルプレート製造方法。
  5. 前記底を有する穴の底の厚さを、前記充填材の充填時に前記底の反対側から前記充填材の充填状況を観察可能な薄さにし、充填状況を観察しながら前記充填材を充填するようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載のノズルプレート製造方法。
  6. 前記穴の形成を、ドライエッチングまたはレーザ加工によって行うようにしたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のノズルプレート製造方法。
  7. 前記穴を形成した後、前記充填材を充填する前に前記穴の内部を洗浄するようにしたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のノズルプレート製造方法。
  8. 前記保護シートは、光照射または加熱により粘着力が失われるシートを用い、前記保護シートを剥がす際は粘着力を失わせてから剥がすようにしたことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のノズルプレート製造方法。
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載のノズルプレート製造方法によって製造されたノズルプレートを有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
  10. 請求項9に記載の液体吐出ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5398175B2 (ja) * 2008-06-03 2014-01-29 富士フイルム株式会社 インクジェット記録ヘッドの製造方法
JP6115255B2 (ja) * 2013-03-29 2017-04-19 セイコーエプソン株式会社 記録装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU941918A1 (ru) * 1976-08-10 1982-07-07 Предприятие П/Я Г-4444 Сухой пленочный фоторезист
JP3196796B2 (ja) * 1992-06-24 2001-08-06 セイコーエプソン株式会社 インクジェット記録ヘッドのノズル形成方法
JP3169032B2 (ja) * 1993-02-25 2001-05-21 セイコーエプソン株式会社 ノズルプレートとその表面処理方法
JPH08309997A (ja) 1995-05-18 1996-11-26 Citizen Watch Co Ltd インクジェットプリンターヘッド用ノズル板の表面処理方法
JP3438797B2 (ja) 1995-09-08 2003-08-18 富士通株式会社 インクジェットヘッドの製造方法
JP3700911B2 (ja) 1998-10-09 2005-09-28 サイテックス・ビジョン・リミテッド インクジェット記録ヘッドの製造方法
JP3826608B2 (ja) * 1999-03-17 2006-09-27 富士写真フイルム株式会社 液体吐出部表面の撥水膜形成
JP2004014956A (ja) * 2002-06-11 2004-01-15 Shinko Electric Ind Co Ltd 微小半導体素子の加工処理方法
KR100438733B1 (ko) * 2002-08-09 2004-07-05 삼성전자주식회사 잉크 젯 프린트 헤드 및 이의 제조 방법

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