JP2007168394A

JP2007168394A - Manufacturing method of droplet discharge head

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Publication number: JP2007168394A
Application number: JP2005372881A
Authority: JP
Inventors: Hideki Fukunaga; 秀樹福永; Yuji Nishimura; 裕治西村; Hiroshi Inoue; 洋井上
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a droplet discharge head preventing deterioration in the property of a water-repellent film caused by heating upon the bonding of a laminated body. <P>SOLUTION: The droplet discharge head 1 is manufactured by a manufacturing method including a first step, a second step, and a third step. In the first step, a first laminated body S1 having a nozzle plate 1 which has a nozzle 2a for discharging liquid with the water-repellent film 10 overlying the surface thereof and a reservoir plate 3 bonded to the back surface of the nozzle plate 1 and having a communication hole 3a communicating with the nozzle 2a and a liquid reservoir 3b is prepared. In the second step, a second laminated body S2 having a pressure generation chamber 6a comprised of a plurality of bonded plates 4, 5, 6, and 7 for supplying liquid to the nozzle 2a via the communication hole 3a is prepared. In the third step, the second laminated body S2 is bonded to the back surface of the first laminated body S1 at a temperature equal to or lower than the allowable temperature of the water-repellent film 10. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ノズルを有するノズルプレートの表面に撥水膜が形成された積層体を加熱下で他の積層体と接合する工程を含む、インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。さらに詳しくは、積層体の接合時の、加熱による撥水膜の膜質の劣化を防止することが可能な、液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a droplet discharge head such as an inkjet head, which includes a step of bonding a laminated body in which a water repellent film is formed on the surface of a nozzle plate having nozzles to another laminated body under heating. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a droplet discharge head that can prevent deterioration of the film quality of a water-repellent film due to heating at the time of bonding of laminates.

液滴吐出ヘッド（例えば、ノズルから、インクを微細な液滴状にして吐出することにより画像記録を行うためのインクジェットヘッド）は、ノズルを有するノズルプレートの吐滴側表面に、撥水性を付与すべく撥水膜を形成して、液滴の付着を防止し、ノズルプレートの表面の均一性を高め、液滴の吐出方向性の安定化を図ることが行われているが、このような撥水膜を、保護部材によって被覆した後、ノズルの形成を行う場合に、保護部材とノズルプレート材料表面との間の密着性を高め、ノズル形成後の撥水膜の剥離を防止することが要請される。このような要請に対応して、ノズルプレート材料表面におけるインク吐出口が形成される部位の周辺に凹部を形成する工程と、ノズルプレート材料表面に撥インク膜を形成する工程と、撥インク膜の表面に保護部材を加熱及び加圧することにより密着させて貼付する工程と、保護部材が貼付されたノズルプレート材料にインク吐出口を形成する工程と、保護部材を除去する工程と、を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００３−２７６２０４号公報 A droplet discharge head (for example, an inkjet head for performing image recording by discharging ink in the form of fine droplets from a nozzle) imparts water repellency to the discharge side surface of a nozzle plate having nozzles. A water-repellent film is formed as much as possible to prevent the adhesion of droplets, improve the uniformity of the surface of the nozzle plate, and stabilize the discharge direction of the droplets. When the nozzle is formed after the water-repellent film is coated with the protective member, the adhesion between the protective member and the surface of the nozzle plate material can be improved, and the water-repellent film can be prevented from peeling after the nozzle is formed. Requested. In response to such a request, a step of forming a recess around the portion of the nozzle plate material surface where the ink discharge port is formed, a step of forming an ink repellent film on the surface of the nozzle plate material, A step of attaching the protective member to the surface by heating and pressurizing and adhering the protective member, a step of forming an ink discharge port in the nozzle plate material to which the protective member is attached, and a step of removing the protective member. A manufacturing method of an ink jet head that is characterized is disclosed (see Patent Document 1).
JP 2003-276204 A

しかしながら、特許文献１に開示された発明には、以下のような問題があった。すなわち、特許文献１に開示された発明の場合、ノズルプレートにテーパをもった段差を設け、その上に撥水膜を形成した後、撥水膜を保護膜で被覆してレーザー加工によりノズルを形成しているが、このようなノズルの形成後、ノズルプレートをインクマニュホールド（インク供給中継部材）やアクチュエータ基板に接着する必要がある。しかし、ノズルプレートをポリイミド樹脂等から構成し、接着剤や樹脂自体の融着性を利用してインクマニュホールドやアクチュエータ基板と接着する場合、ノズルプレート（ポリイミド樹脂）とインクマニュホールドやアクチュエータ基板との密着性が低いため、ＳＵＳ同士を接着剤で接着する場合に比べて高温で加熱しなければならず、このような高温加熱によって撥水膜の膜質が劣化してしまうという問題があった。 However, the invention disclosed in Patent Document 1 has the following problems. That is, in the case of the invention disclosed in Patent Document 1, a nozzle plate is provided with a tapered step, a water repellent film is formed thereon, the water repellent film is covered with a protective film, and the nozzle is formed by laser processing. However, after such nozzles are formed, it is necessary to bond the nozzle plate to an ink manifold (ink supply relay member) or an actuator substrate. However, when the nozzle plate is made of polyimide resin or the like and bonded to the ink manifold or actuator substrate using the adhesiveness of the adhesive or the resin itself, the nozzle plate (polyimide resin) and the ink manifold or actuator substrate Therefore, there is a problem that the quality of the water-repellent film deteriorates due to such high temperature heating as compared to the case where SUSs are bonded with an adhesive.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、積層体の接合時の、加熱による撥水膜の膜質の劣化を有効に防止することが可能な、液滴吐出ヘッド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-described problems, and is a method for manufacturing a droplet discharge head that can effectively prevent deterioration of the quality of a water-repellent film due to heating at the time of bonding of laminates. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、本発明の一態様は、以下の液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, one aspect of the present invention provides the following method for manufacturing a droplet discharge head.

［１］液体を吐出するノズルを有するとともに、表面に撥水膜が形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートの裏面に接合され、前記ノズルに連通する連通孔を有するプールプレートとを備えた第１の積層体を準備する第１の工程と、複数の板を接合して構成され、前記連通孔を介して前記ノズルに前記液体を供給する圧力発生室を有する第２の積層体を準備する第２の工程と、前記第１の積層体の裏面に前記第２の積層体を前記撥水膜の耐熱温度以下の温度で接合する第３の工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 [1] A nozzle plate having a nozzle for discharging a liquid and having a water repellent film formed on the surface, and a pool plate having a communication hole joined to the back surface of the nozzle plate and communicating with the nozzle. A first step of preparing one laminate and a second laminate having a pressure generating chamber configured by joining a plurality of plates and supplying the liquid to the nozzle through the communication hole are prepared. Droplet discharge characterized by including a second step and a third step of bonding the second laminated body to the back surface of the first laminated body at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the water-repellent film. Manufacturing method of the head.

このように構成することによって、積層体の接合時の、加熱による撥水膜の膜質の劣化を防止することができる。ノズルプレートの表面のノズル周辺に撥水膜を形成することにより、ノズルから吐出される液滴がノズルに対して垂直方向に吐出されるようになる。 By comprising in this way, the deterioration of the film quality of the water-repellent film by heating at the time of joining of the laminates can be prevented. By forming a water-repellent film around the nozzle on the surface of the nozzle plate, droplets ejected from the nozzle are ejected in a direction perpendicular to the nozzle.

［２］前記ノズルプレートとして、前記ノズルプレートの表面の前記ノズルの周囲部分に凸部が形成されるとともに、前記撥水膜が前記ノズルプレートの表面、および前記凸部の表面および側面に形成されたものを用いることを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、凸部を設けることにより、撥水膜をワイピング等による機械的な磨耗から保護することができる。 [2] As the nozzle plate, a convex portion is formed on a peripheral portion of the nozzle on the surface of the nozzle plate, and the water-repellent film is formed on the surface of the nozzle plate, and on the surface and side surfaces of the convex portion. The method for manufacturing a droplet discharge head according to [1], wherein a liquid droplet discharge head is used. With this configuration, by providing the convex portion, the water-repellent film can be protected from mechanical wear due to wiping or the like.

［３］前記凸部は、ＳＵＳから構成されたことを特徴とする前記［２］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。これにより、ノズルプレートの剛性が高くなって、各工程での取り扱いが容易になる他、用紙ジャムによって凸部へ用紙が接触した場合でも、凸部の損傷が無く、高い信頼性が得られる。 [3] The method for manufacturing a droplet discharge head according to [2], wherein the convex portion is made of SUS. As a result, the rigidity of the nozzle plate is increased and handling in each process is facilitated, and even when the paper comes into contact with the convex portion due to the paper jam, the convex portion is not damaged and high reliability is obtained.

［４］前記凸部は、樹脂から構成されたことを特徴とする前記［２］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。これにより、ノズルプレートと第２の積層体を接合させる際、前記凸部が樹脂であった場合は、樹脂の弾性によって接合時にノズルプレートにかかる応力が緩和されるため、接合時の高温高圧下でもノズルプレートのクラックやシワの発生が抑制される。従って、ノズルプレートのクラックやシワに起因した吐出特性の低下が抑えられるという効果が得られる。 [4] The method for manufacturing a droplet discharge head according to [2], wherein the convex portion is made of a resin. As a result, when the convex portion is made of resin when the nozzle plate and the second laminate are bonded, the stress applied to the nozzle plate during bonding is relieved by the elasticity of the resin. However, the generation of cracks and wrinkles in the nozzle plate is suppressed. Therefore, it is possible to obtain an effect that the deterioration of the ejection characteristics due to the cracks and wrinkles of the nozzle plate can be suppressed.

［５］前記撥水膜として、蒸着により形成されたフッ素系撥水膜を用いることを特徴とする前記[１]又は[２]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、撥水膜の密着性を向上させることができる。 [5] The method for manufacturing a droplet discharge head according to [1] or [2], wherein a fluorine-based water-repellent film formed by vapor deposition is used as the water-repellent film. By comprising in this way, the adhesiveness of a water-repellent film can be improved.

［６］前記撥水膜として、前記ノズルプレートの表面上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された撥水層とからなるものを用いるとともに、前記下地層をスパッタリングにより、前記撥水層を蒸着により形成することを特徴とする前記［５］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、撥水膜の密着性をさらに向上させることができる。 [6] The water-repellent film includes a base layer formed on the surface of the nozzle plate and a water-repellent layer formed on the base layer, and the base layer is formed by sputtering. The method for producing a droplet discharge head according to [5], wherein the water repellent layer is formed by vapor deposition. By comprising in this way, the adhesiveness of a water-repellent film can further be improved.

[７]前記下地層として、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を用いることを特徴とする前記［６］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、耐インク性を向上させることができるとともに、ノズルプレートとして用いるポリイミドのような樹脂及びフッ素系撥水材料との密着性を向上させることができる。 [7] The method for manufacturing a droplet discharge head according to [6], wherein a silicon oxide film or a silicon nitride film is used as the base layer. With such a configuration, ink resistance can be improved, and adhesion between a resin such as polyimide used as a nozzle plate and a fluorine-based water repellent material can be improved.

［８］前記下地層の形成前に、前記ノズルプレートの前記表面上を逆スパッタを施すことを特徴とする前記[６]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。これにより、下地層とノズルプレートとの密着性を向上させることができる。 [8] The method of manufacturing a droplet discharge head according to [6], wherein reverse sputtering is performed on the surface of the nozzle plate before forming the underlayer. Thereby, the adhesiveness of a base layer and a nozzle plate can be improved.

［９］前記撥水層の形成前に、前記下地層をＵＶ洗浄することを特徴とする前記［６］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。これにより、下地層形成後にチャンバーから取り出した場合には、下地層をＵＶ洗浄することで、下地層の表面状態を良好なものに回復させることができる。 [9] The method for manufacturing a droplet discharge head according to [6], wherein the underlayer is subjected to UV cleaning before the water-repellent layer is formed. Accordingly, when the base layer is taken out from the chamber after the formation of the base layer, the surface state of the base layer can be recovered to a good one by UV cleaning the base layer.

［１０］前記ノズルプレートとして、樹脂から構成されたものを用い、前記プールプレートとして、金属から構成されたものを用い、前記第２の積層体を構成する前記複数の板のうち少なくとも前記ノズルプレートと接合される板として、金属から構成されたものを用いることを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、積層体の接合時の、加熱による撥水膜の膜質の劣化を有効に防止することができる。 [10] The nozzle plate is made of resin, the pool plate is made of metal, and at least the nozzle plate among the plurality of plates constituting the second laminate. The method for manufacturing a droplet discharge head according to the above [1], wherein a plate made of metal is used as the plate to be bonded to the substrate. By comprising in this way, deterioration of the film quality of the water-repellent film by heating at the time of joining of the laminate can be effectively prevented.

［１１］前記ノズルプレートとして、自己融着型のポリイミド樹脂から構成されたものを用い、前記ノズルプレートと金属からなる前記少なくとも前記ノズルプレートと接合される前記板とは、前記加熱加圧によって接合することを特徴とする前記［１０］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。この構成によれば、接着剤を用いずにノズルプレートと板とを接合することができる。 [11] A nozzle plate made of self-bonding polyimide resin is used, and the nozzle plate and the plate made of metal and bonded to at least the nozzle plate are bonded by the heating and pressing. The method of manufacturing a droplet discharge head according to [10], wherein: According to this configuration, the nozzle plate and the plate can be joined without using an adhesive.

本発明によって、積層体の接合時の、加熱による撥水膜の膜質の劣化を防止することが可能な、液滴吐出ヘッドの製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a droplet discharge head capable of preventing deterioration of the quality of a water-repellent film due to heating at the time of bonding of laminates.

（液滴吐出ヘッドの構成）
図１および図２は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを示し、図１は平面図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ部詳細図である。 (Configuration of droplet discharge head)
1 and 2 show a droplet discharge head according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view, FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. It is the B section detailed drawing of Fig.2 (a).

この液滴吐出ヘッド１は、図１に示すように、略平行四辺形の振動板７と、振動板７上に配置された複数の圧電素子８と、複数の圧電素子８に対向する位置に形成された複数のノズル２ａとを有し、圧電素子８を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル２ａから液滴として吐出するように構成されている。なお、７ａは、振動板７に設けられ、図示しない液体タンクから液体がヘッド１内部に供給される供給孔である。 As shown in FIG. 1, the droplet discharge head 1 includes a substantially parallelogram-shaped diaphragm 7, a plurality of piezoelectric elements 8 disposed on the diaphragm 7, and positions facing the plurality of piezoelectric elements 8. It has a plurality of nozzles 2a formed and by driving the piezoelectric element 8, the liquid stored inside is ejected as droplets from the nozzle 2a. Reference numeral 7a denotes a supply hole that is provided in the diaphragm 7 and through which liquid is supplied from a liquid tank (not shown) to the inside of the head 1.

また、液滴吐出ヘッド１は、図２（ａ）に示すように、ノズル２ａが形成されたノズルプレート２を有し、このノズルプレート２の吐出側と反対側の面（裏面）に、連通孔３ａおよび液プール３ｂを有するプールプレート３と、連通孔４ａおよび供給孔４ｂを有する供給孔プレート４と、連通孔５ａおよび供給路５ｂを有する供給路プレート５と、圧力発生室６ａを有する圧力発生室プレート６と、上記振動板７と、上記圧電素子８とを順次積層して構成されている。また、液プール３ｂからは、供給孔４ｂおよび供給路５ｂを介して圧力発生室６ａに連通し、圧力発生室６ａからは連通孔５ａ，４ａ，３ａを介してノズル２ａに連通している。 Further, as shown in FIG. 2A, the droplet discharge head 1 has a nozzle plate 2 on which nozzles 2a are formed, and communicates with a surface (back surface) opposite to the discharge side of the nozzle plate 2. Pool plate 3 having hole 3a and liquid pool 3b, supply hole plate 4 having communication hole 4a and supply hole 4b, supply path plate 5 having communication hole 5a and supply path 5b, and pressure having pressure generation chamber 6a The generation chamber plate 6, the diaphragm 7, and the piezoelectric element 8 are sequentially stacked. The liquid pool 3b communicates with the pressure generation chamber 6a via the supply hole 4b and the supply path 5b, and the pressure generation chamber 6a communicates with the nozzle 2a via the communication holes 5a, 4a and 3a.

さらに、液滴吐出ヘッド１は、図２（ｂ）に示すように、ノズルプレート２の吐出側の面（表面）に、ノズル２ａ周辺に凸部９ａが形成されるように凸部プレート９が接合されており、ノズルプレート２のノズル２ａ周辺の表面、および凸部９ａの表面および側面に下地層１０ａおよび撥水層１０ｂからなる撥水膜１０を形成している。ノズル２ａの周辺に撥水膜１０を形成することにより、ノズル２ａから吐出する液滴がノズル２ａに対して垂直方向に吐出されるようになる。また、ノズル２ａの周辺に凸部９ａを設けることにより、ノズル２ａ周辺の撥水膜１０をワイピング等による機械的な摩耗から保護することができる。 Further, as shown in FIG. 2B, the droplet discharge head 1 has a convex plate 9 on the discharge side surface (front surface) of the nozzle plate 2 so that a convex portion 9a is formed around the nozzle 2a. The water repellent film 10 including the base layer 10a and the water repellent layer 10b is formed on the surface around the nozzle 2a of the nozzle plate 2 and on the surface and side surfaces of the convex portion 9a. By forming the water repellent film 10 around the nozzle 2a, the liquid droplets discharged from the nozzle 2a are discharged in a direction perpendicular to the nozzle 2a. Further, by providing the convex portion 9a around the nozzle 2a, the water repellent film 10 around the nozzle 2a can be protected from mechanical wear due to wiping or the like.

圧電素子８は、上面と下面に電極がスパッタリング等により形成されており、下面の電極は、導電性接着剤により振動板７に電気的に接続され、振動板７を介して接地されている。圧電素子８の上面の電極は、ハンダにより図示しないフレキシブルプリント基板の導電パターンに接続されている。また、圧電素子８は、圧力発生室６ａに対応する振動板７の部分に接合されている。 In the piezoelectric element 8, electrodes are formed on the upper surface and the lower surface by sputtering or the like, and the electrodes on the lower surface are electrically connected to the diaphragm 7 by a conductive adhesive and are grounded via the diaphragm 7. The electrode on the upper surface of the piezoelectric element 8 is connected to a conductive pattern of a flexible printed board (not shown) by solder. The piezoelectric element 8 is joined to the portion of the diaphragm 7 corresponding to the pressure generating chamber 6a.

なお、図１、図２では、１つの液滴吐出ヘッド１を示すが、複数の液滴吐出ヘッド１を組み合わせて液滴吐出ヘッドユニット（図示せず）として、また、複数の液滴吐出ヘッドユニットを配列して液滴吐出ヘッドアレイ（図示せず）として用いることができる。 1 and 2 show one droplet discharge head 1, but a plurality of droplet discharge heads 1 are combined to form a droplet discharge head unit (not shown), and a plurality of droplet discharge heads. The units can be arranged and used as a droplet discharge head array (not shown).

（液滴吐出ヘッドの製造方法）
図３は、本液滴吐出ヘッド１の全体の製造工程を示す。本液滴吐出ヘッド１の全体の製造工程は、ノズル２ａを有するノズルプレート２、連通孔３ａおよび液プール３ｂを有するプールプレート３、凸部９ａを有する凸部プレート９、および撥水膜１０から構成された第１の積層体Ｓ１を準備する第１の工程（図２（ａ）、図４（ａ）〜（ｆ）参照）と、供給孔プレート４、供給路プレート５、圧力発生室プレート６、振動板７および圧電素子８から構成された第２の積層体Ｓ２を準備する第２の工程（図２（ａ）、図４（ｇ）参照）と、第１の積層体Ｓ１と第２の積層体Ｓ２とを接合する第３の工程（図２（ａ）、図４（ｈ）参照）とを含むものである。以下、第１乃至第３の工程を詳細に説明する。 (Method for manufacturing droplet discharge head)
FIG. 3 shows the entire manufacturing process of the present droplet discharge head 1. The entire manufacturing process of the droplet discharge head 1 includes a nozzle plate 2 having a nozzle 2a, a pool plate 3 having a communication hole 3a and a liquid pool 3b, a convex plate 9 having a convex portion 9a, and a water repellent film 10. First step (see FIGS. 2 (a) and 4 (a) to (f)) for preparing the configured first laminated body S1, a supply hole plate 4, a supply path plate 5, and a pressure generation chamber plate 6, a second step (see FIGS. 2 (a) and 4 (g)) of preparing a second laminate S2 composed of the diaphragm 7 and the piezoelectric element 8, and the first laminate S1 and the first laminate And a third step (see FIG. 2A and FIG. 4H) for joining the two stacked bodies S2. Hereinafter, the first to third steps will be described in detail.

（１）第１の工程
図４Ａ（ａ）に示すように、ノズル２ａが形成されることとなるノズルプレート２の吐出側の面（表面）に凸部９ａを形成する。 (1) First Step As shown in FIG. 4A (a), a convex portion 9a is formed on the discharge side surface (front surface) of the nozzle plate 2 where the nozzle 2a is to be formed.

ノズルプレート２としては、ノズル２ａの形成が容易である点から合成樹脂から構成されたものが好ましく、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等を挙げることができる。中でも、自己融着型のポリイミド樹脂が好ましい。ノズルプレート２の厚さは、５〜５０μｍであることが好ましい。 The nozzle plate 2 is preferably made of a synthetic resin because the nozzle 2a can be easily formed. For example, a polyimide resin, a polyethylene terephthalate resin, a liquid crystal polymer, an aromatic polyamide resin, a polyethylene naphthalate resin, or a polysulfone resin is preferable. Etc. Among these, a self-bonding polyimide resin is preferable. The thickness of the nozzle plate 2 is preferably 5 to 50 μm.

ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成する方法としては、例えば、自己融着型のポリイミドフィルムから構成されたノズルプレート２にＳＵＳ等の金属から構成された平板状の凸部プレート９を加熱加圧（３００〜３５０℃、２５０〜４５０ｋｇｆ）することによって接合し、次いで、凸部プレート９上にフォトリソグラフィ法によって、所望の形状となるようレジストをパターニングし、このパターニングされたレジストをマスクとして凸部プレート９をエッチングし、ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成する方法を挙げることができる。凸部９ａの高さは、１０〜２０μｍが好ましい。なお、ノズルプレート２として自己融着型のポリイミドフィルムを用いない場合は、接合に接着剤等を用いてもよい。 As a method for forming the convex portion 9a on the surface of the nozzle plate 2, for example, the flat convex plate 9 made of a metal such as SUS is heated on the nozzle plate 2 made of a self-bonding polyimide film. Bonding is performed by applying pressure (300 to 350 ° C., 250 to 450 kgf), and then a resist is patterned on the convex plate 9 by a photolithography method so as to have a desired shape, and the patterned resist is used as a mask. A method of etching the convex plate 9 to form the convex portion 9a on the surface of the nozzle plate 2 can be mentioned. As for the height of the convex part 9a, 10-20 micrometers is preferable. In the case where a self-bonding polyimide film is not used as the nozzle plate 2, an adhesive or the like may be used for bonding.

また、ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成する別の方法としては、自己融着型のポリイミドフィルムから構成されたノズルプレートに、ポリイミドあるいはエポキシ等の感光性樹脂から構成されたフィルムを常圧もしくは低圧中で加熱加圧（８０〜１５０℃、５〜１０ｋｇｆ）で貼り合わせ、次いでフォトリソグラフィ法によって、所望の形状となるようフィルムをパターニングし、ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成する方法を挙げることもできる。 As another method for forming the convex portion 9a on the surface of the nozzle plate 2, a film made of a photosensitive resin such as polyimide or epoxy is usually applied to the nozzle plate made of a self-bonding polyimide film. Bonded by heating and pressurization (80 to 150 ° C., 5 to 10 kgf) under pressure or low pressure, and then patterning the film so as to have a desired shape by photolithography, and forming the convex portion 9a on the surface of the nozzle plate 2 The method of doing can also be mentioned.

次に、図４Ａ（ｂ）に示すように、ノズルプレート２の凸部９ａを形成した側の面とは反対側の面（裏面）に連通孔３ａおよび液プール３ｂを有するプールプレート３を形成する。なお、図２Ａ（ｂ）では、連通孔３ａの周辺のみを図示する。 Next, as shown in FIG. 4A (b), the pool plate 3 having the communication hole 3a and the liquid pool 3b is formed on the surface (back surface) opposite to the surface on which the convex portion 9a of the nozzle plate 2 is formed. To do. FIG. 2A (b) shows only the periphery of the communication hole 3a.

プールプレート３としては、連通孔３ａおよび液プール３ｂを有し、材質が、耐インク性等の点からＳＵＳから構成されたものを好適例として挙げることができる。プールプレート３の厚さは、２５〜１５０μｍであることが好ましい。 A preferred example of the pool plate 3 is one having a communication hole 3a and a liquid pool 3b and made of SUS from the viewpoint of ink resistance and the like. The thickness of the pool plate 3 is preferably 25 to 150 μm.

ノズルプレート２の裏面とプールプレート３の表面とを接合する具体的な方法としては、例えば、自己融着型のポリイミドフィルムから構成されたノズルプレート２の裏面に、プールプレート３の表面を加熱加圧（２８０〜３５０℃、２５０〜４５０ｋｇｆ）することにより接合する方法を挙げることができる。ノズルプレート２として自己融着型のポリイミドフィルムを用いない場合は、接着剤等を用いてもよい。 As a specific method for joining the back surface of the nozzle plate 2 and the surface of the pool plate 3, for example, the surface of the pool plate 3 is heated on the back surface of the nozzle plate 2 made of a self-bonding polyimide film. Examples of the bonding method include pressure (280 to 350 ° C., 250 to 450 kgf). When a self-bonding polyimide film is not used as the nozzle plate 2, an adhesive or the like may be used.

上記ノズルプレート２と凸部プレート９、およびノズルプレート２とプールプレート３とを接着剤により接合する場合は、接着剤として、ポリイミド，ポリスチレン等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。 When the nozzle plate 2 and the convex plate 9 and the nozzle plate 2 and the pool plate 3 are bonded with an adhesive, a thermoplastic resin such as polyimide or polystyrene, or a heat such as phenol resin or epoxy resin is used as the adhesive. A curable resin can be used.

次に、図４Ａ（ｃ）に示すように、ノズルプレート２および凸部プレート９の表面に撥水膜１０を形成する。 Next, as shown in FIG. 4A (c), a water repellent film 10 is formed on the surfaces of the nozzle plate 2 and the convex plate 9.

撥水膜１０としては、例えば、フッ素系撥水膜、シリコーン系撥水膜、プラズマ重合保護膜、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ニッケル共析めっき等を挙げることができる。撥水膜１０の厚さは、耐摩耗性や加工性の点で１５〜１００ｎｍであることが好ましい。 Examples of the water repellent film 10 include a fluorine water repellent film, a silicone water repellent film, a plasma polymerization protective film, and polytetrafluoroethylene (PTFE) nickel eutectoid plating. The thickness of the water repellent film 10 is preferably 15 to 100 nm in terms of wear resistance and workability.

撥水膜１０を形成する具体的な方法としては、例えば、含フッ素樹脂溶液を蒸着又は塗布する方法、含フッ素樹脂分散液を蒸着又は塗布した後、加熱溶融処理を施す方法、シリコーン含有樹脂を塗布する方法、プラズマ重合保護膜を形成する方法、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ニッケル共析めっきを施す方法等を挙げることができる。中でも、含フッ素樹脂を蒸着することによって形成したものが、撥水膜１０の密着性を向上させることができる点で好ましい。なお、含フッ素樹脂としては、例えば、ナノス（株式会社ティーアンドケー社製）を挙げることができる。 Specific methods for forming the water-repellent film 10 include, for example, a method of vapor-depositing or applying a fluorine-containing resin solution, a method of vapor-depositing or applying a fluorine-containing resin dispersion, and performing a heat-melt treatment, and a silicone-containing resin. Examples thereof include a method of coating, a method of forming a plasma polymerization protective film, and a method of performing polytetrafluoroethylene (PTFE) nickel eutectoid plating. Among these, those formed by vapor-depositing a fluorine-containing resin are preferable in that the adhesion of the water-repellent film 10 can be improved. Examples of the fluorine-containing resin include Nanos (manufactured by T & K Corporation).

撥水膜１０は、図４Ａ（ｃ）に示すように、ノズルプレート２の表面側に形成される下地層１０ａと、下地層１０ａ上に形成される撥水層１０ｂとからなるものを用いることが撥水膜の密着性をさらに向上させることができることから好ましい。 As shown in FIG. 4A (c), the water repellent film 10 is made of a base layer 10a formed on the surface side of the nozzle plate 2 and a water repellent layer 10b formed on the base layer 10a. Is preferable because the adhesion of the water-repellent film can be further improved.

具体的には、下地層１０ａとして、例えば、厚さが３０〜１００μｍの、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘ等のシリコン酸化膜、又はＳｉ_２Ｎ_３、ＳｉＮ_ｘ等のシリコン窒化膜を用いることが、耐インク性に優れるとともに、ノズルプレート２として用いるポリイミドのような樹脂及び撥水層１０ｂに用いるフッ素系撥水材料との密着性にも優れていることから好ましい。撥水層１０ｂとしては、上述の撥水膜１０におけるものと同様のものを用いることができる。 Specifically, for example, a silicon oxide film such as SiO, SiO ₂ or SiO _x or a silicon nitride film such as Si ₂ N ₃ or SiN _x having a thickness of 30 to 100 μm is used as the base layer 10a. In addition to being excellent in ink resistance, it is also preferable because it has excellent adhesion to a resin such as polyimide used for the nozzle plate 2 and a fluorine-based water repellent material used for the water repellent layer 10b. As the water repellent layer 10b, the same layer as in the water repellent film 10 described above can be used.

このような撥水膜１０、又は下地層１０ａ及び撥水層１０ｂを形成する具体的な方法としては、例えば、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を挙げることができる。中でも、撥水膜１０、又は下地層１０ａ及び撥水層１０ｂとして、蒸着により形成されたものを用いることが、撥水膜等の密着性を向上させることができることから好ましい。スパッタリング法によって下地層１０ａを形成する場合、下地層１０ａを形成する前に、スパッタリング装置内で逆スパッタリングによりノズルプレート２の表面を処理することによってノズルプレート２と下地層１０ａとの間の密着性を向上させることができる。また、下地層１０ａを形成した後、同一チャンバー内で撥水層１０ｂとしての、例えば、フッ素系撥水層を形成することが好ましい。ただし、撥水層１０ｂを形成する前に、特に、下地層１０ａ形成後にチャンバーから取り出した場合には、紫外線洗浄（ＵＶ照射による処理）をすることによって、下地層１０ａの表面状態を良好なものに回復させることができる。 Specific methods for forming the water repellent film 10 or the base layer 10a and the water repellent layer 10b include, for example, a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, and the like. Especially, it is preferable to use what was formed by vapor deposition as the water-repellent film 10, or the base layer 10a and the water-repellent layer 10b, since adhesiveness, such as a water-repellent film, can be improved. In the case where the underlayer 10a is formed by the sputtering method, the adhesion between the nozzle plate 2 and the underlayer 10a is obtained by treating the surface of the nozzle plate 2 by reverse sputtering in the sputtering apparatus before forming the underlayer 10a. Can be improved. Further, it is preferable to form, for example, a fluorine-based water-repellent layer as the water-repellent layer 10b in the same chamber after forming the base layer 10a. However, before the water repellent layer 10b is formed, particularly when the base layer 10a is taken out of the chamber after the base layer 10a is formed, the surface state of the base layer 10a is improved by performing ultraviolet cleaning (treatment by UV irradiation). Can be recovered.

次に、図４Ａ（ｄ）に示すように、撥水膜１０の表面に、保護層１１を被覆する。 Next, as shown in FIG. 4A (d), the surface of the water repellent film 10 is covered with a protective layer 11.

保護層１１としては、例えば、シート状の粘着テープ類、熱可塑性樹脂類等からなる層を挙げることができる。粘着テープ類としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂等からなる基材上に、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の粘着剤を塗布したものを挙げることができる。また、熱可塑性樹脂類としては、ポリエステル樹脂、エチレンアクリル酸共重合物、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂等を挙げることができ、これらを単独で用いてもよく、基材フィルムに塗布したものを用いてもよい。保護層１１の厚さは、１０〜２００μｍであることが好ましい。 Examples of the protective layer 11 include a layer made of sheet-like pressure-sensitive adhesive tapes, thermoplastic resins, and the like. As adhesive tapes, for example, those obtained by applying an adhesive such as an acrylic adhesive or a rubber adhesive on a substrate made of polyethylene terephthalate resin, polypropylene resin, polyethylene resin, vinyl chloride resin, polyimide resin, etc. Can be mentioned. In addition, examples of the thermoplastic resins include polyester resins, ethylene acrylic acid copolymers, polyamide resins, polyethylene resins, and the like. These may be used alone, or those applied to a base film are used. Also good. The thickness of the protective layer 11 is preferably 10 to 200 μm.

撥水膜１０の表面に、保護層１１を被覆する具体的な方法としては、撥水膜１０の表面に、シート状とした上述の粘着テープ類を真空中で貼付する方法、上述の熱可塑性樹脂類を塗布する方法等を挙げることができる。この場合、真空中で貼付、塗布することによって被覆することが好ましい。また、貼付する場合は加熱加圧（８０〜１５０℃、５〜１０ｋｇｆ）した状態であることがさらに好ましい。 Specific methods for coating the surface of the water-repellent film 10 with the protective layer 11 include a method of applying the above-mentioned adhesive tape in the form of a sheet to the surface of the water-repellent film 10 in a vacuum, and the above-mentioned thermoplasticity. The method etc. which apply | coat resin can be mentioned. In this case, it is preferable to coat by applying and applying in a vacuum. Moreover, when sticking, it is still more preferable that it is the state heated and pressurized (80-150 degreeC, 5-10 kgf).

次に、図４Ａ（ｅ）に示すように、ノズルプレート２の裏面側から、貫通孔を穿設してノズル２ａを形成する。 Next, as shown in FIG. 4A (e), a nozzle 2a is formed by drilling a through hole from the back side of the nozzle plate 2.

本実施の形態において、貫通孔を穿設する（ノズル２ａを形成する）具体的な方法としては、例えば、微細な加工が可能であることからレーザーＲの照射によるレーザー加工を好適例として挙げることができる。このようなレーザー加工に用いられるレーザーとしては、ガスレーザーでも固体レーザーでもよい。ガスレーザーとしては、エキシマレーザーを挙げることができ、固体レーザーとしてはＹＡＧレーザーを挙げることができる。中でも、エキシマレーザーを用いることがノズルの加工品質の点から好ましい。 In the present embodiment, as a specific method of drilling a through hole (forming the nozzle 2a), for example, laser processing by laser R irradiation is preferable because fine processing is possible. Can do. The laser used for such laser processing may be a gas laser or a solid laser. Examples of the gas laser include an excimer laser, and examples of the solid laser include a YAG laser. Among these, the use of an excimer laser is preferable from the viewpoint of nozzle processing quality.

なお、貫通孔を穿設する（ノズル２ａを形成する）タイミングとしては、ノズルプレート２にノズル２ａを形成してから、ノズルプレート２とプールプレート３とを接合してもよい。 In addition, as a timing which drills a through-hole (forms nozzle 2a), after forming nozzle 2a in nozzle plate 2, nozzle plate 2 and pool plate 3 may be joined.

次に、図４Ｂ（ｆ）に示すように、保護層８を剥離する。以上のようにして第１の積層体Ｓ１が形成される。 Next, as shown in FIG. 4B (f), the protective layer 8 is peeled off. The first stacked body S1 is formed as described above.

（２）第２の工程
図４Ｂ（ｇ）に示すように、供給孔プレート４、供給路プレート５、圧力発生室プレート６、振動板７および圧電素子８を接合して第２の積層体Ｓ２を形成する。 (2) Second Step As shown in FIG. 4B (g), the supply hole plate 4, the supply path plate 5, the pressure generation chamber plate 6, the vibration plate 7 and the piezoelectric element 8 are joined to form the second laminate S2. Form.

第２の積層体Ｓ２を構成する供給孔プレート４、供給路プレート５、圧力発生室プレート６、振動板７および圧電素子８のうち少なくとも、第１の積層体Ｓ１を構成するプールプレート３と接合される供給孔プレート４は、ＳＵＳ等の金属から構成されたものであることが、後述する第３の工程において、第１及び第２の積層体Ｓ１、Ｓ２の接合時（具体的には、撥水膜１０の形成された第１の積層体Ｓ１におけるプールプレート３と、第２の積層体Ｓ２の供給孔プレート４との接合時）の温度を、撥水膜１０の耐熱温度以下の温度とすることが容易であり、撥水膜１０の膜質の劣化を有効に防止することができることから好ましい。 Of the supply hole plate 4, the supply path plate 5, the pressure generation chamber plate 6, the vibration plate 7, and the piezoelectric element 8 constituting the second laminate S 2, at least the pool plate 3 constituting the first laminate S 1 is joined The supply hole plate 4 is made of a metal such as SUS. In the third step to be described later, the first and second stacked bodies S1 and S2 are joined (specifically, The temperature of the pool plate 3 in the first laminate S1 on which the water-repellent film 10 is formed and the supply hole plate 4 of the second laminate S2) is equal to or lower than the heat-resistant temperature of the water-repellent film 10. This is preferable because it can easily prevent deterioration of the film quality of the water-repellent film 10.

供給孔プレート４、供給路プレート５、圧力発生室プレート６、および振動板７を接合して第２の積層体Ｓ２を形成する方法としては、例えば、ポリイミド，ポリスチレン等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等の接着剤を用いることができる。 Examples of a method for forming the second laminate S2 by joining the supply hole plate 4, the supply path plate 5, the pressure generation chamber plate 6, and the vibration plate 7 include a thermoplastic resin such as polyimide and polystyrene, and phenol. An adhesive such as a thermosetting resin such as a resin or an epoxy resin can be used.

（３）第３の工程
次に、図４Ｂ（ｈ）に示すように、第１の積層体Ｓ１のプールプレート３と第２の積層体Ｓ２の供給孔プレート４を撥水膜１０の耐熱温度以下の温度で接着剤を用いて接合して、液滴吐出ヘッド１を得る。 (3) Third Step Next, as shown in FIG. 4B (h), the pool plate 3 of the first laminate S1 and the supply hole plate 4 of the second laminate S2 are heat resistant to the water repellent film 10. The droplet discharge head 1 is obtained by bonding with an adhesive at the following temperature.

撥水膜１０の耐熱温度は、撥水膜１０を構成する材料によって異なるが、例えば、材料がナノスの場合は２５０℃、ＮＲ−１００（ダイキン工業製）の場合は３００℃である。従って、撥水膜１０を構成する材料に対応して、それぞれの耐熱温度以下の温度で接合することが好ましい。 The heat-resistant temperature of the water-repellent film 10 varies depending on the material constituting the water-repellent film 10, but is, for example, 250 ° C. when the material is Nanos and 300 ° C. when the material is NR-100 (manufactured by Daikin Industries). Therefore, it is preferable that the bonding is performed at a temperature equal to or lower than the respective heat-resistant temperature corresponding to the material constituting the water-repellent film 10.

（液滴吐出ヘッドの動作）
次に、液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用した場合の動作について説明する。液プール３ｂは、図示しないインクタンク（液タンク）から供給されたインクで満たされており、液プール３ｂからインクが供給孔４ｂおよび供給路５ｂを介して圧力発生室６ａに供給され、圧力発生室６ａにインクが貯留している。画像信号に応じて複数の圧電素子８を選択的に駆動すると、振動板１３は圧電素子８の変形に伴ってたわみ、これにより、圧力発生室６ａ内の容積が変化し、圧力発生室６ａに貯留しているインクが連通孔５ａ，４ａ，３ａを介してノズル２ａから液滴として紙、布、フィルム等の被印刷物上に吐出し、被印刷物に画像を記録する。 (Operation of droplet discharge head)
Next, the operation when the droplet discharge head is applied to an inkjet head will be described. The liquid pool 3b is filled with ink supplied from an ink tank (liquid tank) (not shown), and the ink is supplied from the liquid pool 3b to the pressure generating chamber 6a through the supply hole 4b and the supply path 5b to generate pressure. Ink is stored in the chamber 6a. When the plurality of piezoelectric elements 8 are selectively driven according to the image signal, the diaphragm 13 bends as the piezoelectric elements 8 are deformed. As a result, the volume in the pressure generation chamber 6a changes, and the pressure generation chamber 6a is changed. The stored ink is ejected as droplets from the nozzle 2a through the communication holes 5a, 4a, and 3a onto a printed material such as paper, cloth, or film, and an image is recorded on the printed material.

複数の液滴吐出ヘッド１を図１の紙面の横方向に配列して被印刷物の幅に対応した長さの液滴吐出ヘッドユニットを用いることにより、液滴吐出ヘッドユニットを固定し、被印刷物をヘッドユニットの長手方向に直交する方向に移動させて被印刷物全体に画像を記録することができる。なお、被印刷物を移動させずに液滴吐出ヘッドユニットを移動させてもよい。 A plurality of droplet discharge heads 1 are arranged in the horizontal direction of the paper surface of FIG. 1 and a droplet discharge head unit having a length corresponding to the width of the substrate is used to fix the droplet discharge head unit and Can be moved in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the head unit to record an image on the entire substrate. The droplet discharge head unit may be moved without moving the substrate.

また、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）に対応したインク滴を吐出する４つの液滴吐出ヘッドユニットをヘッドユニットの長手方向に直交する方向に配列した液滴吐出ヘッドアレイを用いることにより、被印刷物にカラー画像を記録することができる。 Also, a liquid in which four droplet discharge head units that discharge ink droplets corresponding to yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the head unit. By using the droplet discharge head array, a color image can be recorded on the substrate.

（液滴吐出ヘッドの効果）
上述した本実施の形態の液滴吐出ヘッドによれば、以下の効果が得られる。
（イ）本実施の形態においては、第１の工程で、例えば、ノズルプレート２として自己融着性のポリイミド樹脂を用い、プールプレート３としてＳＵＳ等の金属を用いて、ノズルプレート２を構成するポリイミド樹脂の自己融着性を利用して接合した場合、接合時にノズルプレート２の表面に撥水膜１０は形成されていないから、撥水膜１０の熱的ダメージを考慮する必要がなく、接合温度を高温とすることができる。
（ロ）また、撥水膜１０の形成後は、第３の工程で、例えば、供給孔プレート４としてＳＵＳ等の金属を用いて、第１の積層体Ｓ１と第２の積層体Ｓ２とを接合する場合、金属プレート同士（プールプレート３及び供給孔プレート４）を接着剤で接合するが、この時の接合温度は、ポリイミド樹脂の自己融着性を利用してポリイミド樹脂から構成されたノズルプレート２とＳＵＳ等の金属から構成されたプールプレート３とを接合する場合に比べて、５０℃以上低い温度とすることができる（撥水膜１０の耐熱温度以下で接合することができる）ため、撥水膜１０に対する熱的ダメージを抑制することができる。 (Effect of droplet discharge head)
According to the droplet discharge head of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(A) In the present embodiment, in the first step, for example, a self-bonding polyimide resin is used as the nozzle plate 2 and a metal such as SUS is used as the pool plate 3 to configure the nozzle plate 2. When bonding is performed using the self-bonding property of the polyimide resin, the water-repellent film 10 is not formed on the surface of the nozzle plate 2 at the time of bonding. The temperature can be high.
(B) After the formation of the water repellent film 10, in the third step, for example, using a metal such as SUS as the supply hole plate 4, the first stacked body S 1 and the second stacked body S 2 are combined. When joining, the metal plates (pool plate 3 and supply hole plate 4) are joined with an adhesive, and the joining temperature at this time is a nozzle made of polyimide resin utilizing the self-bonding property of polyimide resin. Compared to the case where the plate 2 and the pool plate 3 made of metal such as SUS are joined, the temperature can be lowered by 50 ° C. or more (it can be joined at a temperature lower than the heat resistant temperature of the water repellent film 10). Further, thermal damage to the water repellent film 10 can be suppressed.

以下、図４を参照しつつ、本発明の実施例に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を説明する。 Hereinafter, a method of manufacturing a droplet discharge head according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図４Ａ（ａ）に示すように、凸部９ａを形成するため、まず、自己融着型のポリイミドフィルムから構成された厚さが５０μｍのノズルプレート２に、厚さが１０μｍのＳＵＳから構成された凸部プレート９を加熱加圧（３００℃、３００ｋｇｆ）により接合した。次に、凸部プレート９上にフォトリソグラフィ法により凸部９ａを形成した。 As shown in FIG. 4A (a), in order to form the convex portion 9a, first, the nozzle plate 2 made of a self-bonding polyimide film is made of 50 μm thick, and made of SUS having a thickness of 10 μm. The raised plate 9 was joined by heating and pressing (300 ° C., 300 kgf). Next, the convex part 9a was formed on the convex part plate 9 by the photolithographic method.

次に、図４Ａ（ｂ）に示すように、ノズルプレート２の裏面に、連通孔３ａを有した厚さが８０μｍのＳＵＳから構成されたプールプレート３を加熱加圧（３００℃、３００ｋｇｆ）によって接合した。 Next, as shown in FIG. 4A (b), the pool plate 3 made of SUS having a communication hole 3a on the back surface of the nozzle plate 2 and having a thickness of 80 μm is heated and pressurized (300 ° C., 300 kgf). Joined.

次に、図４Ａ（ｃ）に示すように、ノズルプレート２の表面及び凸部９ａの表面及び側面に、下地層１０ａとしてスパッタリング法により二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を着膜させて、その後、蒸着法によってＳｉＯ_Ｘから構成された撥水層１０ｂ（耐熱温度：２５０℃）を着膜させた。 Next, as shown in FIG. 4A (c), silicon dioxide (SiO ₂ ) is deposited on the surface of the nozzle plate 2 and the surface and side surfaces of the convex portion 9a as a base layer 10a by sputtering, and then vapor deposition is performed. A water repellent layer 10b (heat resistant temperature: 250 ° C.) made of SiO 2 _X was deposited by the method.

次に、図４Ａ（ｄ）に示すように、撥水層１０ｂの表面を真空中において保護層１１で被覆した。 Next, as shown in FIG. 4A (d), the surface of the water-repellent layer 10b was covered with a protective layer 11 in a vacuum.

次に、図４Ａ（ｅ）に示すように、プールプレート３側からエキシマレーザーを照射することによって貫通孔を穿設してノズル２ａを形成した。 Next, as shown in FIG. 4A (e), a nozzle 2a was formed by drilling a through hole by irradiating an excimer laser from the pool plate 3 side.

次に、図４Ｂ（ｆ）に示すように、保護層１１を剥離して、第１の積層体Ｓ１を得た。 Next, as shown in FIG. 4B (f), the protective layer 11 was peeled off to obtain a first laminate S1.

次に、図４Ｂ（ｇ）に示すように、ＳＵＳから構成された供給孔プレート４、供給路プレート５および圧力発生室プレート６を、接着剤を用いて、加熱加圧（２００℃、４３０ｋｇｆ）により接合し、さらに振動板７および圧電素子８を接着剤により接合して第２の積層体Ｓ２を得た。 Next, as shown in FIG. 4B (g), the supply hole plate 4, the supply path plate 5, and the pressure generating chamber plate 6 made of SUS are heated and pressurized (200 ° C., 430 kgf) using an adhesive. Then, the diaphragm 7 and the piezoelectric element 8 were joined with an adhesive to obtain a second laminate S2.

次に、図４Ｂ（ｈ）に示すように、上述のようにして得られた第１の積層体Ｓ１と第２の積層体Ｓ２とを、接着剤を用いて、撥水膜１０の耐熱温度（２５０℃）より低い加熱加圧（２００℃、４３０ｋｇｆ）で接合し、液滴吐出ヘッド１を得た。 Next, as shown in FIG. 4B (h), the first laminated body S1 and the second laminated body S2 obtained as described above are bonded to the heat-resistant temperature of the water-repellent film 10 using an adhesive. Bonding was performed at a heating pressure (200 ° C., 430 kgf) lower than (250 ° C.) to obtain a droplet discharge head 1.

（撥水膜の熱的ダメージ評価）
得られた液滴吐出ヘッド１の、撥水膜１０に対する熱的ダメージを、インクの接触角を測定することによって撥水性を評価した。 (Evaluation of thermal damage of water repellent film)
The water repellency was evaluated by measuring the contact angle of the ink with respect to the thermal damage to the water repellent film 10 of the obtained droplet discharge head 1.

なお、本発明は、上記実施の形態および上記実施例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、上記実施の形態および上記実施例では、ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成し、それらの表面に撥水層１０を形成したが、ノズルプレート２の表面に凸部９ａを形成せずにノズルプレート２の表面に撥水層１０を形成してもよい。 For example, in the embodiment and the example described above, the convex portion 9a is formed on the surface of the nozzle plate 2 and the water-repellent layer 10 is formed on the surface thereof, but the convex portion 9a is formed on the surface of the nozzle plate 2. Alternatively, the water repellent layer 10 may be formed on the surface of the nozzle plate 2.

また、ノズルプレートに放電加工、フォトエッチング、ポンチによるプレス加工、レーザ加工等の加工を施してノズルの周囲に凸部を形成してもよい。これにより、ノズルプレートと凸部を一体的に形成することができるので、接合工程等を省略することができる。 Further, the nozzle plate may be subjected to processing such as electric discharge processing, photoetching, press processing using a punch, laser processing, or the like to form a convex portion around the nozzle. Thereby, since a nozzle plate and a convex part can be formed integrally, a joining process etc. can be omitted.

また、上記実施の形態では、圧電素子を用いて液滴を吐出したが、本発明は、熱エネルギーの作用で液滴を吐出する熱インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドにも適用することができる。 Further, in the above embodiment, the droplets are ejected using the piezoelectric element, but the present invention can also be applied to a droplet ejection head such as a thermal inkjet head that ejects droplets by the action of thermal energy. .

また、上記実施の形態および上記実施例では、供給孔プレート４、供給路プレート５、圧力発生室プレート６を一旦接合した後、第1の積層体Ｓ１と接合したが、実際には供給孔プレート４、供給路プレート５、圧力発生室プレート６、第1の積層体Ｓ１を一括して接合してもよい。 In the embodiment and the example described above, the supply hole plate 4, the supply path plate 5, and the pressure generation chamber plate 6 are once joined and then joined to the first stacked body S 1. 4. The supply path plate 5, the pressure generation chamber plate 6, and the first laminated body S1 may be joined together.

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出することによって高精細な画像情報のパターンを形成することが要請される各種産業分野、例えば、高分子フィルムやガラス表面上にインクジェット法を用いてインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルタを形成したり、半田ペーストを基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したり、回路基板の配線を形成する等の電気・電子工業分野、ガラス基板等に反応試薬を吐出してサンプルとの反応を検査するバイオチップを製造する医療分野等で有効に利用される。 The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is applicable to various industrial fields in which high-definition image information patterns are required to be formed by discharging droplets, such as an inkjet method on a polymer film or glass surface. Electrical and electronic industries such as forming color filters for displays by ejecting ink using solder, forming bumps for component mounting by ejecting solder paste onto the substrate, forming circuit board wiring, etc. It is effectively used in the medical field for producing a biochip for inspecting a reaction with a sample by discharging a reaction reagent onto a glass substrate or the like.

本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。It is a top view of the droplet discharge head concerning an embodiment of the invention. （ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部詳細図である。(A) is the sectional view on the AA line of FIG. 1, (b) is the B section detailed drawing of (a). 本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの全体の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the whole droplet discharge head which concerns on embodiment of this invention. （ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図である。(A)-(e) is sectional drawing which shows typically the manufacturing method of the droplet discharge head which concerns on embodiment of this invention. （ｆ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図である。(F)-(h) is sectional drawing which shows typically the manufacturing method of the droplet discharge head which concerns on embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１液滴吐出ヘッド
２ノズルプレート
２ａノズル
３プールプレート
３ａ連通孔
３ｂ液プール
４供給孔プレート
４ａ連通孔
４ｂ供給孔
５供給路プレート
５ａ連通孔
５ｂ供給路
６圧力発生室プレート
６ａ圧力発生室
７振動板
７ａ供給孔
８圧電素子
９凸部プレート
９ａ凸部
１０撥水膜
１０ａ下地層
１０ｂ撥水層
１１保護層
Ｓ１第１の積層体
Ｓ２第２の積層体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet discharge head 2 Nozzle plate 2a Nozzle 3 Pool plate 3a Communication hole 3b Liquid pool 4 Supply hole plate 4a Communication hole 4b Supply hole 5 Supply path plate 5a Communication hole 5b Supply path 6 Pressure generation chamber plate 6a Pressure generation chamber 7 Vibration Plate 7a Supply hole 8 Piezoelectric element 9 Protruding plate 9a Protruding portion 10 Water repellent film 10a Underlayer 10b Water repellent layer 11 Protective layer S1 First laminate S2 Second laminate

Claims

A first laminate comprising a nozzle plate having a nozzle for discharging liquid and having a water-repellent film formed on the surface, and a pool plate bonded to the back surface of the nozzle plate and having a communication hole communicating with the nozzle A first step of preparing the body;
A second step of preparing a second laminate having a pressure generating chamber configured by joining a plurality of plates and supplying the liquid to the nozzle through the communication hole;
And a third step of bonding the second laminated body to the back surface of the first laminated body at a temperature lower than the heat resistant temperature of the water repellent film.

As the nozzle plate, a convex portion is formed on a peripheral portion of the nozzle on the surface of the nozzle plate, and the water repellent film is formed on the surface of the nozzle plate, and on the surface and side surfaces of the convex portion. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein the droplet discharge head is used.

The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 2, wherein the convex portion is made of SUS.

The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 2, wherein the convex portion is made of a resin.

The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein a fluorine-based water-repellent film formed by vapor deposition is used as the water-repellent film.

As the water repellent film, a layer comprising a base layer formed on the surface of the nozzle plate and a water repellent layer formed on the base layer is used, and the water repellent layer is formed by sputtering the base layer. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 5, wherein:

The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 6, wherein a silicon oxide film or a silicon nitride film is used as the base layer.

The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 6, wherein reverse sputtering is performed on the surface of the nozzle plate before forming the underlayer.

The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 6, wherein the underlayer is subjected to UV cleaning before the formation of the water repellent layer.

As the nozzle plate, one made of resin is used,
As the pool plate, use one made of metal,
2. The droplet discharge head according to claim 1, wherein at least one of the plurality of plates constituting the second stacked body is made of metal as a plate to be joined to the nozzle plate. 3. Production method.

As the nozzle plate, using a self-bonding type polyimide resin,
The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 10, wherein the nozzle plate and the plate made of metal and bonded to the nozzle plate are bonded by the heating and pressing.