JP2007069415A - Method for manufacturing nozzle plate, nozzle plate, and inkjet recording head - Google Patents

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伸行 上田
Kazuhiko Tsuboi
一彦 坪井
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肇志 平野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a nozzle plate capable of making the surface of the nozzle plate to be uniformly rough and forming a uniform ink repellent layer on the surface in a simple process. <P>SOLUTION: This method for forming a nozzle plate comprises a process of making a surface of a nozzle plate substrate to be rough by irradiating the surface with a laser light and a process of forming an ink repellent film on the rough surface of the nozzle plate substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ノズルプレートの製造方法、ノズルプレート及びインクジェット記録ヘッドに関し、詳しくは、インクジェット記録ヘッドに用いられるノズルプレートの製造方法、ノズルプレート及びそれを有するインクジェット記録ヘッドに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle plate, a nozzle plate, and an ink jet recording head, and more particularly to a method for manufacturing a nozzle plate used in an ink jet recording head, a nozzle plate, and an ink jet recording head having the same.

インクジェット記録ヘッドにおいて、ノズルプレートのノズル孔周縁部に不均一なインクの溜りがあると、吐出するインク滴が正規の飛翔方向から離脱したり、さらには上記インク溜りによりインク滴形成時のメニスカスの安定性が低下して吐出異常になり良好な記録が行なえなくなる。   In the ink jet recording head, if there is a non-uniform ink pool at the peripheral edge of the nozzle hole of the nozzle plate, the ejected ink droplets will deviate from the normal flight direction. Stability is reduced and ejection becomes abnormal, and good recording cannot be performed.

このような問題を解決する手段として、ノズルプレートのノズル孔周囲の濡れ性を改善するために、ノズルプレートのノズル孔の周囲にフッ素系樹脂でできた撥インク剤を塗布し、ノズル孔周囲に撥インク膜を形成する技術も知られている。しかし、撥インク膜とノズルプレートの密着性が問題となっている。   As a means for solving such a problem, in order to improve the wettability around the nozzle hole of the nozzle plate, an ink repellent agent made of a fluororesin is applied around the nozzle hole of the nozzle plate, and around the nozzle hole. A technique for forming an ink repellent film is also known. However, the adhesion between the ink repellent film and the nozzle plate is a problem.

そこで、ノズルプレートの表面をプラズマエッチングにより表面加工して微細な凹凸を形成し、該表面上に撥インク膜を形成する技術が開示されている（特許文献１参照）。
特開平４−１７６６５６号公報 Thus, a technique is disclosed in which the surface of the nozzle plate is processed by plasma etching to form fine irregularities, and an ink repellent film is formed on the surface (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 4-176656

特許文献１に開示されたプラズマエッチングによりノズルプレート表面に微細な凹凸を形成する技術では、表面の微細な凹凸が不均一になりやすく、その不均一な凹凸の上に均一な撥インク層を形成することができず、十分にインクをはじくことができない場合があった。   In the technique for forming fine irregularities on the surface of the nozzle plate by plasma etching disclosed in Patent Document 1, the fine irregularities on the surface are likely to be uneven, and a uniform ink-repellent layer is formed on the uneven irregularities. In some cases, the ink could not be repelled sufficiently.

また、プラズマエッチングは、真空系の処理装置を用いるので、生産効率が低い。   In addition, since plasma etching uses a vacuum processing apparatus, production efficiency is low.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な工程により、ノズルプレートの表面を均一に粗面化し、該表面上に均一な撥インク膜を形成することができ、撥インク膜の密着性及び撥インク性に優れたノズルプレートの製造方法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 can easily roughen the surface of the nozzle plate and form a uniform ink repellent film on the surface by a simple process. An object of the present invention is to provide a method for producing a nozzle plate having excellent film adhesion and ink repellency.

また、簡易な工程により、ノズルプレートの表面が均一に粗面化され、該表面上に均一な撥インク膜が形成された、撥インク膜の密着性及び撥インク性に優れたノズルプレートを提供することを目的とする。   In addition, the nozzle plate surface is uniformly roughened by a simple process, and a uniform ink repellent film is formed on the surface, providing a nozzle plate with excellent ink repellent film adhesion and ink repellency. The purpose is to do.

また、簡易な工程により、ノズルプレートの表面を均一に粗面化され、該表面上に均一な撥インク層が形成され、撥インク膜の密着性及び撥インク性に優れたノズルプレートを有するインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。   In addition, an inkjet having a nozzle plate with a uniform rough surface, a uniform ink repellent layer formed on the surface, and excellent adhesion and ink repellency of the ink repellent film by a simple process. An object is to provide a recording head.

本発明の目的は、以下のような構成により達成される。
（１）
ノズルプレート基材の表面にレーザー光を照射することにより該表面を粗面化する工程と、
該粗面化されたノズルプレート基材の表面に撥インク膜を形成する工程と
を有することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
（２）
前記撥インク膜が形成されたノズルプレート基材にレーザー光を照射することによりノズル孔を形成することを特徴とする（１）に記載のノズルプレートの製造方法。
（３）
前記撥インク膜が形成された面とは反対面に対してレーザー光を照射することによりノズル孔を形成することを特徴とする（２）に記載のノズルプレートの製造方法。
（４）
前記撥インク膜の上に保護シートを設け、前記撥インク膜が形成された面とは反対面に対してレーザー光を照射するとともに該保護シートを貫通しないことを特徴とする（３）に記載のノズルプレートの製造方法。
（５）
前記粗面化されたノズルプレート基材にノズル孔を形成する工程と、
該ノズル孔が形成されたノズルプレート基材の該粗面化された表面に撥インク膜を形成する工程と
を有することを（１）に記載のノズルプレートの製造方法。
（６）
ノズルプレート基材にノズル孔を形成する工程と、
該ノズル孔が形成されたノズルプレート基材の表面にレーザー光を照射することにより該表面を粗面化する工程と、
該粗面化されたノズルプレート基材の表面に撥インク膜を形成する工程と
を有することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
（７）
前記レーザー光が紫外線レーザー光であることを特徴とする（１）乃至（６）のいずれか１つに記載のノズルプレートの製造方法。
（８）
前記ノズルプレート基材が樹脂であることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれか１つに記載のノズルプレートの製造方法。
（９）
（１）乃至（８）のいずれか１つに記載のノズルプレートの製造方法により製造されたことを特徴とするノズルプレート。
（１０）
（１）乃至（８）のいずれか１つに記載のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレートを有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 The object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1)
A step of roughening the surface by irradiating the surface of the nozzle plate substrate with laser light;
And a step of forming an ink repellent film on the surface of the roughened nozzle plate substrate.
(2)
The method for producing a nozzle plate according to (1), wherein the nozzle hole is formed by irradiating a laser beam onto the nozzle plate substrate on which the ink repellent film is formed.
(3)
(2) The method for producing a nozzle plate according to (2), wherein the nozzle hole is formed by irradiating a laser beam onto a surface opposite to the surface on which the ink repellent film is formed.
(4)
(3) The protective sheet is provided on the ink repellent film, the surface opposite to the surface on which the ink repellent film is formed is irradiated with laser light and does not penetrate the protective sheet. Nozzle plate manufacturing method.
(5)
Forming nozzle holes in the roughened nozzle plate substrate;
The method for producing a nozzle plate according to (1), further comprising a step of forming an ink repellent film on the roughened surface of the nozzle plate base material in which the nozzle holes are formed.
(6)
Forming nozzle holes in the nozzle plate substrate;
A step of roughening the surface by irradiating a laser beam on the surface of the nozzle plate substrate on which the nozzle holes are formed;
And a step of forming an ink repellent film on the surface of the roughened nozzle plate substrate.
(7)
The method for manufacturing a nozzle plate according to any one of (1) to (6), wherein the laser light is ultraviolet laser light.
(8)
The method for manufacturing a nozzle plate according to any one of (1) to (7), wherein the nozzle plate base material is a resin.
(9)
A nozzle plate manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to any one of (1) to (8).
(10)
An ink jet recording head comprising a nozzle plate manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to any one of (1) to (8).

本発明によれば、簡易な工程により、ノズルプレートの表面を均一に粗面化し、該表面上に均一な撥インク膜を形成することができ、撥インク膜の密着性及び撥インク性に優れたノズルプレートの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, the surface of the nozzle plate can be uniformly roughened by a simple process, and a uniform ink repellent film can be formed on the surface, and the ink repellent film has excellent adhesion and ink repellency. In addition, a method for manufacturing a nozzle plate can be provided.

また、簡易な工程により、ノズルプレートの表面が均一に粗面化され、該表面上に均一な撥インク膜が形成された、撥インク膜の密着性及び撥インク性に優れたノズルプレートを提供することができる。   In addition, the nozzle plate surface is uniformly roughened by a simple process, and a uniform ink repellent film is formed on the surface, providing a nozzle plate with excellent ink repellent film adhesion and ink repellency. can do.

また、簡易な工程により、ノズルプレートの表面を均一に粗面化され、該表面上に均一な撥インク層が形成され、撥インク膜の密着性及び撥インク性に優れたノズルプレートを有するインクジェット記録ヘッドを提供することができる。   In addition, an inkjet having a nozzle plate with a uniform rough surface, a uniform ink repellent layer formed on the surface, and excellent adhesion and ink repellency of the ink repellent film by a simple process. A recording head can be provided.

以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。   Although the example of embodiment regarding this invention is shown below, the aspect of this invention is not limited to these.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の製造方法で製造されたノズルプレート及び該ノズルプレートを有するインクジェット記録ヘッドを示す概略説明図である。   FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a nozzle plate manufactured by the manufacturing method of the present invention and an ink jet recording head having the nozzle plate.

本発明に係るインクジェット記録ヘッドは、ノズルプレートのノズル孔からインク滴を吐出するように構成されたものであれば、インクを吐出するエネルギーを発生するための構造はどのようなタイプでもよいが、ここではインクチャネルを構成する側壁が分極された圧電性材料により形成され、この側壁に電界を印加することにより側壁をせん断変形させてインクチャネル内のインクを吐出する、いわゆるシェヤーモードタイプの記録ヘッドを例に挙げて説明する。   As long as the inkjet recording head according to the present invention is configured to eject ink droplets from the nozzle holes of the nozzle plate, any type of structure for generating energy for ejecting ink may be used. In this case, the side wall constituting the ink channel is formed of a polarized piezoelectric material, and an electric field is applied to the side wall to shear the side wall to discharge ink in the ink channel. The head will be described as an example.

図１は、インクジェットヘッドの一例であるマルチチャネル型インクジェットヘッドの構造例を示す一部破断斜視図である。   FIG. 1 is a partially broken perspective view showing a structural example of a multi-channel type ink jet head which is an example of an ink jet head.

同図において、１はヘッドチップ、２はノズルプレート、３はバックプレート、４はインクマニホールドである。   In the figure, 1 is a head chip, 2 is a nozzle plate, 3 is a back plate, and 4 is an ink manifold.

同図に示すヘッドチップ１は、アクチュエータ基板１１と、該アクチュエータ基板１１の上面に接合されたカバー基板１２とにより構成されている。   The head chip 1 shown in FIG. 1 includes an actuator substrate 11 and a cover substrate 12 bonded to the upper surface of the actuator substrate 11.

アクチュエータ基板１１は、電界を印加することにより変形を生じる２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂを、分極方向を互いに反対に向けてエポキシ系接着剤等を用いて上下に接合されてなり、それら２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂに亘って円盤状の砥石（ダイシングブレード）等の公知の研削機を用いて所定ピッチで互いに平行な複数列の溝が加工されることにより、チャネル１３と隔壁１４とが交互に形成されている。   The actuator substrate 11 is formed by joining two piezoelectric material substrates 11a and 11b, which are deformed by applying an electric field, with an epoxy adhesive or the like with their polarization directions opposite to each other. Channels 13 and partition walls 14 are formed by processing a plurality of rows of grooves parallel to each other at a predetermined pitch using a known grinding machine such as a disk-shaped grindstone (dicing blade) over the piezoelectric material substrates 11a and 11b. And are formed alternately.

各隔壁１４の壁面には該隔壁１４に電界を印加するための金属電極（図示せず）が形成されている。この金属電極の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、めっき法等の公知の手段を用いることができる。図示する態様では、隔壁１４は分極方向の異なる２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂからなるため、各金属電極は、それら両圧電材料基板１１ａ、１１ｂを駆動させるべく、少なくとも各隔壁１４を構成している圧電材料基板１１ａ及び１１ｂに亘る側面の全面に形成されている。   A metal electrode (not shown) for applying an electric field to the partition wall 14 is formed on the wall surface of each partition wall 14. As a method for forming the metal electrode, known means such as a vapor deposition method, a sputtering method, or a plating method can be used. In the illustrated embodiment, since the partition wall 14 is composed of two piezoelectric material substrates 11a and 11b having different polarization directions, each metal electrode constitutes at least each partition wall 14 in order to drive both the piezoelectric material substrates 11a and 11b. The piezoelectric material substrates 11a and 11b are formed on the entire side surface.

カバー基板１２は、アクチュエータ基板１１のチャネル１３が形成されている上面にエポキシ系接着剤等を用いて接合される。このカバー基板１２には、アクチュエータ基板１１に用いられているものと同じ圧電材料基板を脱分極して使用すると、貼り合せた時にソリ、変形、熱膨張係数の差による剥離等が起こらないために好ましい。   The cover substrate 12 is bonded to the upper surface of the actuator substrate 11 where the channel 13 is formed using an epoxy adhesive or the like. When the same piezoelectric material substrate as that used for the actuator substrate 11 is depolarized and used for the cover substrate 12, there is no warping, deformation, peeling due to a difference in thermal expansion coefficient, etc. when the substrates are bonded together. preferable.

ヘッドチップ１の前端面には、ヘッドチップ１の複数のチャネル１３に対応するように形成されたインク吐出用のノズル孔２１を有するノズルプレート２が、また、ヘッドチップ１の後端面には、インク導入孔３１を有するバックプレート３を介してチャネル１３内にインクを供給するインクマニホールド４が接着剤を用いてそれぞれ接合されている。   A nozzle plate 2 having ink ejection nozzle holes 21 formed so as to correspond to the plurality of channels 13 of the head chip 1 is formed on the front end surface of the head chip 1. The ink manifolds 4 for supplying ink into the channels 13 are joined to each other using an adhesive via the back plate 3 having the ink introduction holes 31.

次に、本発明の特徴である上記ノズルプレート２の製造工程及び該ノズルプレート２を有するインクジェット記録ヘッドの製造工程について説明する。   Next, the manufacturing process of the nozzle plate 2 and the manufacturing process of the ink jet recording head having the nozzle plate 2 which are features of the present invention will be described.

第１の工程は、複数のノズルプレートが作製可能なシート状のノズルプレート基材の片面にレーザー光を照射することにより該表面を粗面化する工程である。   A 1st process is a process of roughening this surface by irradiating the laser beam to the single side | surface of the sheet-like nozzle plate base material which can produce several nozzle plates.

ここで、複数のノズルプレートが作製可能な、というのは、インクジェット記録ヘッド複数個分の大きさであることを意味する。複数ヘッド分の大きさのノズルプレート基材に粗面化処理を効率的に行うことができる。予め、１枚分の大きさに加工されたノズルプレートに対して粗面化処理をしても良い。   Here, the fact that a plurality of nozzle plates can be produced means that the nozzle plate has a size corresponding to a plurality of inkjet recording heads. A roughening process can be efficiently performed on a nozzle plate substrate having a size corresponding to a plurality of heads. A surface roughening process may be performed on a nozzle plate that has been processed into a size corresponding to one sheet in advance.

図３には、シート状のノズルプレート基材２００が示されており、このノズルプレート基材２００は、３つのノズルプレート２ａ、２ｂ、２ｃに分割可能な大きさであり（図中の破線は、後述の切断加工の仮想線）、記録ヘッド３個分の大きさより若干大きなサイズを有している。   FIG. 3 shows a sheet-like nozzle plate base material 200. The nozzle plate base material 200 has a size that can be divided into three nozzle plates 2a, 2b, and 2c. , A virtual line for cutting processing described later), which is slightly larger than the size of three recording heads.

ノズルプレート基材２００の材料としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、アロマティツクポリアミドなどの樹脂シートを好ましく用いることができる。金属、セラミック、ガラス、シリコン等の無機材料を用いることも可能である。本実施形態では、ポリイミドを用いている。   As a material of the nozzle plate substrate 200, a resin sheet such as polyester, polyimide, polysulfone, polyetherimide, polyamide, and aromatic polyamide can be preferably used. It is also possible to use inorganic materials such as metal, ceramic, glass, and silicon. In this embodiment, polyimide is used.

またノズルプレート基材２００はシート状に形成されるため、その厚さは、例えば５０〜１３０μｍの範囲が好ましい。   Moreover, since the nozzle plate base material 200 is formed in a sheet shape, the thickness thereof is preferably in the range of 50 to 130 μm, for example.

図２に示すように、ノズルプレート基材２００の表面２００Ａ側よりエキシマレーザー光３００を照射し、粗面化を行なう。この時の照射エネルギーは、ノズル孔の加工時の照射エネルギーより小さなエネルギーを照射し、レーザ加工機の光路中に用いられるマスクに開けられた開口は、ノズル穴加工時に用いたマスクの開口をより大きくしたものを用い、レーザー光が広い面積に照射されるようにする。即ち、エキシマレーザー光がノズルプレート基材２００全体に照射されるようなマスク４００を用いればよい。   As shown in FIG. 2, excimer laser light 300 is irradiated from the surface 200 </ b> A side of the nozzle plate substrate 200 to roughen the surface. The irradiation energy at this time irradiates energy smaller than the irradiation energy at the time of nozzle hole processing, and the opening opened in the mask used in the optical path of the laser processing machine is more than the opening of the mask used at the time of nozzle hole processing. Use a larger one so that a large area is irradiated with laser light. That is, a mask 400 that irradiates the entire nozzle plate substrate 200 with excimer laser light may be used.

また、粗面化処理は、撥インク膜が形成される領域と同等以上の領域に行えば良く、例えば、ノズルプレート基材のノズル孔の周囲のみに撥インク膜を形成する場合は、撥インク膜を形成する領域のみか、あるいは、それより広い領域、例えば本実施形態のようにノズルプレート基材全面に粗面化処理すればよい、後者の場合は、ノズル孔周辺が撥インク処理され、その回りが粗面化により親水化処理されたノズルプレートを容易に作製できる。   Further, the surface roughening treatment may be performed in an area equal to or greater than the area where the ink repellent film is formed. For example, when the ink repellent film is formed only around the nozzle holes of the nozzle plate base material, It is only necessary to roughen the entire surface of the nozzle plate base material as in the present embodiment, or only in the region where the film is formed, for example, in the case of the present embodiment, in the latter case, the nozzle hole periphery is subjected to ink repellent treatment, It is possible to easily produce a nozzle plate whose periphery has been subjected to a hydrophilic treatment by roughening.

一般にノズルプレート基材２００として上述のような樹脂を用いた場合、それらの樹脂の分子間は強い結合力に結びついている。しかし、このレーザー光照射領域では、エキシマレーザー光の照射により分子間の結合が断ち切れた状態となり均一に粗面化される。この状態のノズルプレート基材２００の表面に、撥インク膜を形成すれば、均一な撥インク膜が形成できる。   In general, when the above-described resins are used as the nozzle plate substrate 200, the molecules of these resins are linked to a strong bonding force. However, in this laser beam irradiation region, the intermolecular bond is broken by the excimer laser beam irradiation, and the surface is uniformly roughened. If an ink repellent film is formed on the surface of the nozzle plate substrate 200 in this state, a uniform ink repellent film can be formed.

レーザーとしては、エキシマレーザー、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー等が例示されるが、エキシマレーザー等の紫外線レーザーが好ましい。エキシマレーザー等の紫外線レーザーを使用して粗面化加工すると、前述のようにアブレーション加工と呼ばれる分子の結合を切って、物質を蒸散・除去させる加工が行われるため、従来の熱加工で見られる熱影響が無く、レーザー光を照射した箇所だけの高品質な加工が可能となる。   Examples of the laser include an excimer laser, a carbon dioxide laser, and a YAG laser, but an ultraviolet laser such as an excimer laser is preferable. Roughening using an ultraviolet laser such as an excimer laser cuts the molecular bonds called ablation, as described above, to process the material to evaporate and remove, so it can be found in conventional thermal processing. There is no thermal effect, and high-quality processing is possible only at the location irradiated with laser light.

また、レーザー照射は、所定以上の酸素ガスの雰囲気下で、ノズルプレート基材２００Ａ側からレーザー光を照射し、粗面化することがこのましい。   In addition, laser irradiation is preferably performed by irradiating a laser beam from the nozzle plate base material 200A side in an atmosphere of oxygen gas of a predetermined level or more to roughen the surface.

酸素ガスは、孔加工面１ｃｍ2あたり０．１１／ｍｉｎ（２０℃）以上吹きかけながら、レーザー光を照射して加工することが好ましい。 The oxygen gas is preferably processed by irradiating with laser light while spraying at least 0.11 / min (20 ° C.) per 1 cm 2 of the hole processing surface.

レーザー光を照射してノズルプレート基材を粗面化する時に発生するススが酸化してできたガスを取り除き、レーザー光を照射して発生する飛散物の吹き出し部分に、常に消費される以上の酸素ガスを供給することが重要である。   The gas generated by oxidizing the soot generated when the nozzle plate substrate is roughened by irradiating the laser beam is removed, and the blowout part of the scattered matter generated by irradiating the laser beam is more than always consumed. It is important to supply oxygen gas.

また、レーザー光を照射して粗面化する時に発生するススが、所定以上の酸素ガスの雰囲気下で燃焼して除去され、粗面化後にノズルプレート基材を洗浄することが不要になり、その分加工コストを削減することができる。また、粗面化された凹みにススが詰まることがなくなり、粗面化の品質精度が向上する。   In addition, soot generated when roughening by irradiating with laser light is removed by burning in an atmosphere of oxygen gas of a predetermined amount or more, and it becomes unnecessary to clean the nozzle plate substrate after roughening, Accordingly, the processing cost can be reduced. In addition, soot is not clogged in the roughened recess, and the quality accuracy of the roughened surface is improved.

第２の工程は、該粗面化されたノズルプレート基材の表面に撥インク膜を形成する工程である。   The second step is a step of forming an ink repellent film on the roughened surface of the nozzle plate substrate.

図３に示すノズルプレート基材２００の粗面化された片面（図面では上面２００Ａ）は、撥インク膜が形成されるが、かかる撥インク膜の形成の方法としては、例えば撥インク剤のコーティングなどが採用される。コーティング剤としては、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、パーフルオロシクロポリマー等のフッ素樹脂が好ましい。   An ink repellent film is formed on the roughened one surface (upper surface 200A in the drawing) of the nozzle plate substrate 200 shown in FIG. 3. As a method for forming such an ink repellent film, for example, an ink repellent agent is coated. Etc. are adopted. As the coating agent, fluororesins such as PTFE, FEP, PFA, and perfluorocyclopolymer are preferable.

第３の工程は、前記ノズルプレート基材の撥インク処理面に保護シートの貼り付けを行う工程である。   The third step is a step of attaching a protective sheet to the ink repellent surface of the nozzle plate base material.

図４に示すように、撥インク処理されたノズルプレート基材２００に、撥インク処理面２００Ａの面に粘着剤２０１を介して保護シート２０２を貼付けることによりノズルプレート材２０３を得る。なお、図４は、図３に示すＸ方向から見た図である。   As shown in FIG. 4, a nozzle plate material 203 is obtained by sticking a protective sheet 202 to the surface of the ink repellent treated surface 200 </ b> A via an adhesive 201 on the ink repellent treated nozzle plate substrate 200. 4 is a view seen from the X direction shown in FIG.

保護シート２０２は、ノズルプレート基材２００より面積が大きく、ノズルプレート基材２００に貼り付けられた状態で、ノズルプレート基材２００からはみ出るタグ部２０２Ａ、２０２Ｂを有していることが好ましい。   The protective sheet 202 has a larger area than the nozzle plate substrate 200, and preferably has tag portions 202A and 202B that protrude from the nozzle plate substrate 200 in a state of being attached to the nozzle plate substrate 200.

タグ部２０２Ａ、２０２Ｂを有していると、その後の各工程でタグ部をつかんで作業ができるので、ノズルプレート基材２００の保護シートが無い側の汚れを低減できる。また最後の保護シートを剥離する際も、タグ部をつかんで容易に剥離することができる。   When the tag portions 202A and 202B are provided, the work can be performed by grasping the tag portion in each subsequent process, so that the dirt on the side without the protective sheet of the nozzle plate substrate 200 can be reduced. Further, when the last protective sheet is peeled off, it can be easily peeled off by grasping the tag portion.

保護シート２０２としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が用いられ、厚さは、粘着剤２０１の厚さと保護シート２０２の厚さの合計で、例えば５０〜３００μｍの範囲が好ましく、１５０〜３００μｍがより好ましい。後述する切断工程やノズル孔加工工程においては、保護シート２０２を貫通させないことが重要であり、厚めに設定することが好ましい。また、保護シート２０２は、一枚のシートに限らず、シート材料を複数枚積層して所望の厚みになるように形成しても良い。   As the protective sheet 202, for example, polyethylene terephthalate (PET) is used, and the thickness is the sum of the thickness of the pressure-sensitive adhesive 201 and the thickness of the protective sheet 202, for example, preferably in the range of 50 to 300 μm, more preferably 150 to 300 μm. preferable. In the cutting step and nozzle hole processing step described later, it is important that the protective sheet 202 is not penetrated, and it is preferable to set it thick. Further, the protective sheet 202 is not limited to a single sheet, and a plurality of sheet materials may be stacked to form a desired thickness.

粘着剤２０１としては、ゴム系粘着剤が好ましく用いられる。   As the pressure-sensitive adhesive 201, a rubber-based pressure-sensitive adhesive is preferably used.

また、保護シート２０２は粘着剤付きシートであってもよく、その場合、紫外線照射等によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであることが好ましい。保護シート２０２を剥離する時に、保護シートに紫外線を照射することで粘着剤の粘着力が低下し、容易に保護シート２０２のみを剥離することができ、作業性が向上する効果を有する。また撥インク膜上の粘着剤残りや、撥インク膜のはがれも防止できる。   Further, the protective sheet 202 may be a sheet with an adhesive. In that case, the protective sheet 202 is preferably a sheet with an adhesive whose adhesive strength is reduced by ultraviolet irradiation or the like. When the protective sheet 202 is peeled off, the adhesive power of the pressure-sensitive adhesive is reduced by irradiating the protective sheet with ultraviolet rays, and only the protective sheet 202 can be easily peeled off, thereby improving workability. Further, the adhesive remaining on the ink repellent film and the peeling of the ink repellent film can be prevented.

また、保護シート２０２は、熱により粘着力が低下する粘着剤付きシートであることも好ましい。   Moreover, it is also preferable that the protective sheet 202 is a sheet with an adhesive whose adhesive strength is reduced by heat.

このように熱や紫外線などの付加的処理により粘着力が低下する粘着剤で保護シート２０２を貼りつければ、剥離が容易になり、撥インク膿上の粘着剤残りや、撥インク膜のはがれも防止できる。   In this way, if the protective sheet 202 is attached with an adhesive whose adhesive strength is reduced by additional treatment such as heat and ultraviolet rays, peeling becomes easy, and the adhesive remaining on the ink repellent and the ink repellent film peel off. Can be prevented.

なお、この第３の工程は必ずしも必要ではないが、この第３の工程を有することにより、その後のノズル孔加工工程において、精度良くノズル孔を形成できるので好ましい。特に本発明の粗面化処理により、均一な撥インク膜が形成できるので、この保護シートとの密着性が向上し、精度良くノズル孔を形成できる。   Although this third step is not always necessary, it is preferable to have this third step because the nozzle hole can be formed with high accuracy in the subsequent nozzle hole processing step. In particular, since the uniform ink repellent film can be formed by the roughening treatment of the present invention, the adhesion to the protective sheet is improved and the nozzle holes can be formed with high accuracy.

第４の工程は、前記ノズルプレート基材を複数のノズルプレートに切断加工する工程である。   The fourth step is a step of cutting the nozzle plate base material into a plurality of nozzle plates.

図５に示すように、ノズルプレート基材２００側からエキシマレーザー光２０５を照射し、ノズルプレート材２０３の外形の切断加工を保護シート２０２を貫通しない位置まで行う。この切断加工の位置３０５を基準として、その後のノズル孔加工を精度良く行うことができる。なお、図５は、図３に示すＸ方向から見た図である。   As shown in FIG. 5, excimer laser light 205 is irradiated from the nozzle plate base material 200 side, and cutting of the outer shape of the nozzle plate material 203 is performed up to a position that does not penetrate the protective sheet 202. Subsequent nozzle hole machining can be performed with high accuracy using the cutting position 305 as a reference. 5 is a view seen from the X direction shown in FIG.

ノズルプレート２ａ、２ｂ、２ｃの外形加工に使用するレーザは、後述する孔加工と同様にエキシマレーザ等の紫外線レーザが適している。   An ultraviolet laser such as an excimer laser is suitable for the laser used for the outer shape processing of the nozzle plates 2a, 2b, and 2c as in the hole processing described later.

なお、第１の工程で、予め、１枚分の大きさに加工されたノズルプレートに対して粗面化処理を行う場合は、この第４の工程は不要である。   Note that the fourth step is not necessary in the case where the roughening process is performed on the nozzle plate that has been processed into a size corresponding to one sheet in the first step.

第５の工程は、撥インク膜が形成されたノズルプレート基材にノズル孔加工を行う工程である。   The fifth step is a step of performing nozzle hole processing on the nozzle plate substrate on which the ink repellent film is formed.

図６に示すように、ノズルプレート材２０３の保護シート２０２の貼付面の反対面、即ちノズルプレート基材２００底面からノズル孔加工を行うことが好ましい。なお、図６は、ノズル孔２１の位置の断面を図３に示すＸ方向から見た図である。また、図６において、３個のノズル孔２１が表示されているが、紙面の奥行き方向に所定の間隔で、それぞれ７個のノズル孔が設けられ、計２１個のノズル孔２１が加工される。   As shown in FIG. 6, it is preferable to perform nozzle hole processing from the opposite surface of the protective plate 202 to the nozzle plate material 203, that is, from the bottom surface of the nozzle plate substrate 200. FIG. 6 is a cross-sectional view of the nozzle hole 21 as viewed from the X direction shown in FIG. In FIG. 6, three nozzle holes 21 are displayed. Seven nozzle holes are provided at predetermined intervals in the depth direction of the paper surface, and a total of 21 nozzle holes 21 are processed. .

ノズル孔加工は、レーザー加工により行うことが好ましい。本発明においては、ノズル孔加工の方法はレーザー加工以外に、プレス加工やエッチング加工など何でも良く、特に制限されない。   The nozzle hole processing is preferably performed by laser processing. In the present invention, the nozzle hole processing method may be anything other than laser processing, such as press processing or etching processing, and is not particularly limited.

ノズルプレート材２０３のノズル孔加工に使用するレーザは、前述の理由によりエキシマレーザ等の紫外線レーザが適している。所定以上の酸素ガスの雰囲気下で、ノズルプレート基材２００側からエキシマレーザー光２０５を照射し、ノズルプレート基材２００、粘着剤２０１を貫通して保護シート２０２に至るまでノズル孔加工を行い、ノズル孔２１を形成する。この際、保護シート２０２を貫通しないようにすることで、その後の各工程でノズル孔２１内へのゴミの進入を低減することができる。   An ultraviolet laser such as an excimer laser is suitable for the laser used for the nozzle hole processing of the nozzle plate material 203 for the reasons described above. Exciter laser light 205 is irradiated from the nozzle plate base material 200 side in an atmosphere of oxygen gas of a predetermined level or more, and nozzle hole processing is performed through the nozzle plate base material 200 and the adhesive 201 to the protective sheet 202, A nozzle hole 21 is formed. At this time, by preventing the protective sheet 202 from penetrating, it is possible to reduce entry of dust into the nozzle hole 21 in each subsequent process.

また、切断から孔加工までレーザー加工で連続的に行えるので効率が良い。   In addition, it is efficient because it can be continuously performed by laser processing from cutting to drilling.

酸素ガスは、孔加工面１ｃｍ2あたり０．１１／ｍｉｎ（２０℃）以上吹きかけながら、エキシマレーザー光２０５を照射して加工することが好ましい。 The oxygen gas is preferably processed by irradiating the excimer laser beam 205 while spraying 0.11 / min (20 ° C.) or more per 1 cm 2 of the hole processing surface.

エキシマレーザー光２０５を照射してノズル孔２１を加工する時に発生するススが酸化してできたガスを取り除き、レーザー光２０５を照射して発生する飛散物の吹き出し部分に、常に消費される以上の酸素ガスを供給することが重要である。このように、エキシマレーザー光２０５を照射して、ノズル孔２１がノズルプレート基材２００、粘着剤２０１を貫通して保護シート２０２にまで加工され、ノズル孔２１を高精度に加工することができる。   The gas generated by oxidizing the soot generated when the nozzle hole 21 is processed by irradiating the excimer laser beam 205 is removed, and the blowout part of the scattered matter generated by irradiating the laser beam 205 is more than always consumed. It is important to supply oxygen gas. As described above, the excimer laser beam 205 is irradiated so that the nozzle hole 21 penetrates the nozzle plate base material 200 and the adhesive 201 to the protective sheet 202, and the nozzle hole 21 can be processed with high accuracy. .

このように、エキシマレーザー光２０５を照射して、ノズル孔２１がノズルプレート基材２００、粘着剤２０１を貫通して保護シート２０２にまで加工されるが、ノズル孔２１の奥側端部２１ａを粘着剤２０１により保持した状態で加工することで、奥側端部２１ａが確実に切断された状態になりノズル孔２１を高精度に加工することが可能である。   Thus, the excimer laser beam 205 is irradiated, and the nozzle hole 21 passes through the nozzle plate base material 200 and the adhesive 201 and is processed to the protective sheet 202. However, the back end 21a of the nozzle hole 21 is By processing while being held by the pressure-sensitive adhesive 201, the back end 21a is reliably cut, and the nozzle hole 21 can be processed with high accuracy.

また、エキシマレーザー光２０５を照射してノズル孔２１を加工する時に発生するススが、所定以上の酸素ガスの雰囲気下で燃焼して除去され、加工後にノズルプレート材２０３を洗浄することが不要になり、その分加工コストを削減することができる。また、ノズル孔２１にススが詰まることがなくなり、ノズル孔加工の品質精度が向上する。   Further, soot generated when the nozzle hole 21 is processed by irradiating the excimer laser beam 205 is burned and removed in an atmosphere of oxygen gas of a predetermined level or more, and it is unnecessary to clean the nozzle plate material 203 after the processing. Therefore, the machining cost can be reduced accordingly. Further, the nozzle hole 21 is not clogged with soot, and the quality accuracy of the nozzle hole processing is improved.

なお、このノズル孔加工工程は、後述の第７の工程の後に行うようにしても良い。即ち、前記ノズルプレートをインク流路を有するアクチュエータ基板に接着する工程の後に、ノズルプレート基材にインク吐出側からレーザー光を照射することによりノズル孔を加工する。ノズル孔の位置とインクチャネルの位置との相対的な位置精度が向上する。   This nozzle hole processing step may be performed after a seventh step described later. That is, after the step of adhering the nozzle plate to the actuator substrate having the ink flow path, the nozzle hole is processed by irradiating the nozzle plate base material with laser light from the ink discharge side. The relative positional accuracy between the nozzle hole position and the ink channel position is improved.

また、このノズル孔加工工程は、前述の第１の工程の前に行っても良い。この場合、ノズル孔が形成されたノズルプレート基材の表面にレーザー光を照射することにより該表面を粗面化される。従って、ノズル孔の内面も同時に粗面化して親水化処理することができる。また、ノズル孔加工工程と粗面化工程を連続して行うことも可能になる。   Further, this nozzle hole processing step may be performed before the first step described above. In this case, the surface of the nozzle plate substrate on which the nozzle holes are formed is roughened by irradiating the surface with laser light. Therefore, the inner surface of the nozzle hole can also be roughened at the same time for hydrophilic treatment. Moreover, it becomes possible to perform a nozzle hole processing process and a roughening process continuously.

また、このノズル孔加工工程は、前述の第１の工程と第２の工程の間に行っても良い。この場合、粗面化されたノズルプレート基材にノズル孔を形成することになる。この場合も、ノズル孔加工工程と粗面化工程を連続して行うことも可能になる。   Further, this nozzle hole processing step may be performed between the first step and the second step described above. In this case, nozzle holes are formed in the roughened nozzle plate substrate. Also in this case, the nozzle hole processing step and the roughening step can be performed continuously.

このように、本発明においては、ノズル孔の加工の順番については特に制限しない。   Thus, in the present invention, the order of processing the nozzle holes is not particularly limited.

第６の工程は、保護シート２０２を剥がすことにより、図７に示すように、３個分のノズルプレート２ａ、２ｂ、２ｃが得られる。   In the sixth step, by removing the protective sheet 202, three nozzle plates 2a, 2b, and 2c are obtained as shown in FIG.

この第６の工程までが、ノズルプレートの製造工程である。   Up to the sixth step is the nozzle plate manufacturing step.

第７の工程は、前記ノズルプレート２の撥インク膜２０１が形成されていない側の面をインク流路を有するアクチュエータ基板に接着する工程である。   The seventh step is a step of bonding the surface of the nozzle plate 2 on which the ink repellent film 201 is not formed to an actuator substrate having an ink flow path.

図８に示すように、第６の工程で得られた記録ヘッド１個分の大きさのノズルプレート２をアクチュエータ基板１１に貼り付ける。   As shown in FIG. 8, the nozzle plate 2 having a size corresponding to one recording head obtained in the sixth step is attached to the actuator substrate 11.

該貼り付けは前記ノズルプレート２の撥インク膜２０１が形成されていない側の面をインク流路部材の一例であるアクチュエータ基板１１に接着することにより行う。   The attachment is performed by adhering the surface of the nozzle plate 2 on which the ink repellent film 201 is not formed to an actuator substrate 11 which is an example of an ink flow path member.

アクチュエータ基板１１とノズルプレート２との接合に用いられる接着剤には、大別して熱硬化型接着剤、例えば熱硬化エポキシ接着剤、熱可塑性樹脂接着剤、加熱硬化シリコーン接着剤、フェノール樹脂系接着剤、付加型シリコーン接着剤等と、常温硬化型接着剤、例えば２液混合エポキシ接着剤、紫外線硬化接着剤、シアノアクリレート接着剤、溶剤揮発型接着剤、ＲＴＶシリコーン接着剤等とがあり、本発明においてはそのいずれを用いることもできる。   Adhesives used for joining the actuator substrate 11 and the nozzle plate 2 are roughly classified into thermosetting adhesives such as thermosetting epoxy adhesives, thermoplastic resin adhesives, heat-curing silicone adhesives, and phenol resin adhesives. , Addition type silicone adhesives, etc., and room temperature curable adhesives such as two-component mixed epoxy adhesives, UV curable adhesives, cyanoacrylate adhesives, solvent volatile adhesives, RTV silicone adhesives, etc. Any of them can be used.

以上のように、ノズルプレート基材の表面にレーザー光を照射することにより該表面を粗面化する工程と、該粗面化されたノズルプレート基材の表面に撥インク膜を形成する工程とを有することをノズルプレートの製造方法、あるいは、ノズルプレート基材にノズル孔を形成する工程と、該ノズル孔が形成されたノズルプレート基材の表面にレーザー光を照射することにより該表面を粗面化する工程と、該粗面化されたノズルプレート基材の表面に撥インク膜を形成する工程とを有することをノズルプレートの製造方法のいずれかにより本発明のノズルプレートが製造される。   As described above, the step of roughening the surface by irradiating the surface of the nozzle plate substrate with laser light, and the step of forming an ink repellent film on the surface of the roughened nozzle plate substrate; A nozzle plate manufacturing method, or a step of forming nozzle holes in the nozzle plate substrate, and irradiating the surface of the nozzle plate substrate on which the nozzle holes are formed with a laser beam to roughen the surface. The nozzle plate of the present invention is manufactured by any one of the methods for manufacturing a nozzle plate, including the step of forming a surface and the step of forming an ink-repellent film on the surface of the roughened nozzle plate substrate.

このようなノズルプレートの製造方法により、簡易な工程により、ノズルプレートの表面を均一に粗面化し、該表面上に均一な撥インク膜を形成することができ、撥インク膜の密着性及び撥インク性に優れたノズルプレートの製造方法を提供することができる。   According to such a nozzle plate manufacturing method, the surface of the nozzle plate can be uniformly roughened by a simple process, and a uniform ink repellent film can be formed on the surface. A method for producing a nozzle plate having excellent ink properties can be provided.

また、このようなノズルプレートを有するインクジェット記録ヘッドは、ノズルプレートの表面が均一に粗面化され、該表面上に均一な撥インク層を形成されているので、撥インク膜の密着性及び撥インク性に優れ、インクの吐出安定性に優れる。   In addition, the ink jet recording head having such a nozzle plate has a uniform rough surface on the surface of the nozzle plate and a uniform ink repellent layer formed on the surface. Excellent ink properties and excellent ink ejection stability.

マルチチャネル型インクジェットヘッドの構造例を示す一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the structural example of a multichannel type inkjet head. ノズルプレート基材にエキシマレーザー光を照射し、粗面化処理する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of irradiating an excimer laser beam to a nozzle plate base material, and performing a roughening process. ノズルプレート基材の粗面化処理された面に撥インク膜を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming an ink repellent film | membrane on the surface by which the roughening process of the nozzle plate base material was carried out. 撥インク膜の上に保護シートを貼り付ける工程を示す図である。It is a figure which shows the process of affixing a protection sheet on an ink repellent film. ノズルプレート基材をエキシマレーザーにより複数枚のノズルプレートに切断する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of cut | disconnecting a nozzle plate base material into a some nozzle plate with an excimer laser. エキシマレーザー光によりノズル孔加工をする工程を示す図である。It is a figure which shows the process of performing a nozzle hole process with an excimer laser beam. 保護シートを剥がし、複数枚のノズルプレートに分離する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of peeling off a protection sheet and isolate | separating into a several nozzle plate. ノズルプレートを記録ヘッドのアクチュエーター基板に接着する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of adhere | attaching a nozzle plate on the actuator board | substrate of a recording head.

符号の説明Explanation of symbols

１ ヘッドチップ
２ ノズルプレート
２１ ノズル孔
２１ａ 奥側端部
３ バックプレート
４ インクマニホールド
１１ アクチュエータ基板（インク流路部材）
１２ カバー基板
１３ チャネル（インク室）
１４ 隔壁
２００ ノズルプレート基材
２００Ａ 撥インク処理面
２０１ 粘着剤
２０２ 保護シート
２０２Ａ、２０２Ｂ タグ部
２０３ ノズルプレート材
３００ エキシマレーザー光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head chip 2 Nozzle plate 21 Nozzle hole 21a Back side edge part 3 Back plate 4 Ink manifold 11 Actuator board (ink flow path member)
12 Cover substrate 13 Channel (ink chamber)
14 Partition 200 Nozzle plate base material 200A Ink repellent surface 201 Adhesive 202 Protection sheet 202A, 202B Tag part 203 Nozzle plate material 300 Excimer laser light

Claims (10)

ノズルプレート基材の表面にレーザー光を照射することにより該表面を粗面化する工程と、
該粗面化されたノズルプレート基材の表面に撥インク膜を形成する工程と
を有することを特徴とするノズルプレートの製造方法。 A step of roughening the surface by irradiating the surface of the nozzle plate substrate with laser light;
And a step of forming an ink repellent film on the surface of the roughened nozzle plate substrate. 前記撥インク膜が形成されたノズルプレート基材にレーザー光を照射することによりノズル孔を形成することを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法。 2. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein the nozzle hole is formed by irradiating a laser beam onto the nozzle plate substrate on which the ink repellent film is formed. 前記撥インク膜が形成された面とは反対面に対してレーザー光を照射することによりノズル孔を形成することを特徴とする請求項２に記載のノズルプレートの製造方法。 3. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 2, wherein the nozzle hole is formed by irradiating a laser beam to a surface opposite to the surface on which the ink repellent film is formed. 前記撥インク膜の上に保護シートを設け、前記撥インク膜が形成された面とは反対面に対してレーザー光を照射するとともに該保護シートを貫通しないことを特徴とする請求項３に記載のノズルプレートの製造方法。 The protective sheet is provided on the ink repellent film, and a laser beam is irradiated to a surface opposite to the surface on which the ink repellent film is formed, and the protective sheet is not penetrated. Nozzle plate manufacturing method. 前記粗面化されたノズルプレート基材にノズル孔を形成する工程と、
該ノズル孔が形成されたノズルプレート基材の該粗面化された表面に撥インク膜を形成する工程と
を有することを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法。 Forming nozzle holes in the roughened nozzle plate substrate;
2. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 1, further comprising: forming an ink repellent film on the roughened surface of the nozzle plate base material in which the nozzle holes are formed. ノズルプレート基材にノズル孔を形成する工程と、
該ノズル孔が形成されたノズルプレート基材の表面にレーザー光を照射することにより該表面を粗面化する工程と、
該粗面化されたノズルプレート基材の表面に撥インク膜を形成する工程と
を有することを特徴とするノズルプレートの製造方法。 Forming nozzle holes in the nozzle plate substrate;
A step of roughening the surface by irradiating a laser beam on the surface of the nozzle plate substrate on which the nozzle holes are formed;
And a step of forming an ink repellent film on the surface of the roughened nozzle plate substrate. 前記レーザー光が紫外線レーザー光であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。 The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein the laser beam is an ultraviolet laser beam. 前記ノズルプレート基材が樹脂であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。 The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein the nozzle plate base material is a resin. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法により製造されたことを特徴とするノズルプレート。 A nozzle plate manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to any one of claims 1 to 8. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法により製造されたノズルプレートを有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。   An inkjet recording head comprising a nozzle plate manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1.
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