JP2007307760A - Inkjet nozzle plate, liquid droplet delivering apparatus, image forming apparatus and method for manufacturing inkjet nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を記録するのに使用するインクジェットヘッド(液滴吐出装置)、これに用いるインクジェットノズル板及びその製造方法、ならびにインクジェット方式で画像を記録するインクジェット記録装置(画像形成装置)に関するものである。 The present invention relates to an ink jet head (droplet discharge device) used for recording an image, an ink jet nozzle plate used therefor, a manufacturing method thereof, and an ink jet recording device (image forming device) for recording an image by an ink jet method. It is.
従来、この種のインクジェット記録装置としては、インクジェットヘッドによって記録体に画像を記録するもの、流路板の表面に複数の吐出孔を有するニッケル等の金属ノズル部材が張力を作用させるように固定されるもの等が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。 Conventionally, as this type of ink jet recording apparatus, an ink jet head is used to record an image on a recording medium, and a metal nozzle member such as nickel having a plurality of discharge holes on the surface of a flow path plate is fixed so that tension is applied. Are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1では、インクジェットヘッドは、インクの流路となる複数の凹部又は貫通穴が形成された流路板の表面に、これら凹部又は貫通穴のそれぞれに連通する複数の吐出孔を有するノズル部材が固定されたインクジェットノズル板を有している。流路板の凹部又は貫通穴は、ノズル部材の吐出孔の径よりも大きな断面積となっており、微小径の吐出孔の裏側でインクを貯留している。
このように貯留されるインクが圧電素子等の加圧手段によって加圧されることで、インクジェットノズル板の吐出孔からインク滴が吐出する。そして、これが記録体に付着することで、画像が記録される。
In Patent Document 1, an ink jet head has a nozzle member having a plurality of ejection holes communicating with each of these recesses or through holes on the surface of a flow path plate in which a plurality of recesses or through holes serving as ink channels are formed. Has an inkjet nozzle plate fixed thereto. The recess or the through hole of the flow path plate has a cross-sectional area larger than the diameter of the discharge hole of the nozzle member, and stores ink on the back side of the discharge hole having a minute diameter.
When the stored ink is pressurized by a pressurizing unit such as a piezoelectric element, ink droplets are ejected from the ejection holes of the inkjet nozzle plate. And this adheres to a recording body, and an image is recorded.
また、特許文献2には、インクの流路となる複数の凹部又は貫通穴が形成された流路板の表面に、これら凹部又は貫通穴のそれぞれに連通する複数の吐出孔を有するニッケル等の金属ノズル部材が張力を作用させるように固定されたインクジェットヘッドが記載されている。
しかしながら、特許文献1のインクジェットノズル板を用いるインクジェット記録装置では、画像を記録するためのインク滴の他に、インクを霧状に吐出させて記録体に付着させてしまう現象、いわゆるミストによって画像を乱すことがあった。高解像度化に伴ってより小さなインク滴を吐出させるようにインクジェットノズル板を構成する近年においては、かかるミストがとくに生じ易くなる傾向にある。
また、特許文献2のインクジェットノズル板を用いるインクジェット記録装置では、ニッケルからなるノズル板に所要の数のノズル開口を列設する工程、ノズル板をエポキシ樹脂等の接着剤、はんだ付け、レーザスポット溶接等の溶接、ネジ止め等である締結等の手段により筐体と位置合わせを正確に行った上で接合する工程というように煩雑な工程を必要とし生産性を悪化させる傾向にある。
However, in the ink jet recording apparatus using the ink jet nozzle plate of Patent Document 1, in addition to ink droplets for recording an image, an image is generated by a phenomenon in which ink is ejected in a mist form and attached to a recording body, so-called mist. I was disturbed. In recent years, in which the inkjet nozzle plate is configured to eject smaller ink droplets as the resolution increases, such mist tends to be particularly likely to occur.
Further, in the ink jet recording apparatus using the ink jet nozzle plate of Patent Document 2, a step of arranging a required number of nozzle openings on a nozzle plate made of nickel, an adhesive such as epoxy resin, soldering, and laser spot welding. Therefore, a complicated process such as a process of joining after accurately aligning with the housing by means such as fastening such as welding, screwing, etc., tends to deteriorate productivity.
本発明者の研究によれば、ミストを引き起こす原因は、近年におけるインク滴を吐出させるための吐出孔を形成するノズル部材の厚みがより薄くなって来ていることにある可能性が高いと結論付けるに至った。
すなわち、より小径のインク滴を吐出させる場合においては、インク滴を吐出させるための吐出孔をより小径にするとともに、その吐出孔を形成するノズル部材の厚みをより薄くしている。
According to the inventor's research, it is concluded that the cause of the mist is likely due to the fact that the thickness of the nozzle member that forms the ejection hole for ejecting ink droplets in recent years is becoming thinner. It came to attach.
That is, when ejecting ink droplets with a smaller diameter, the ejection holes for ejecting ink droplets are made smaller in diameter, and the thickness of the nozzle member that forms the ejection holes is made thinner.
ノズル部材の厚みが大きいと、インク滴の大きさが吐出方向に大きくなってしまい、十分に小径なインク滴を吐出することが困難になるからである。このようなノズル部材は、シート状あるいはフィルム状の薄厚なものであるため、吐出の際に流路内のインクが加圧されるのに伴って、吐出孔の周囲を吐出側に撓ませながらインク滴を吐出させる。
かかる撓みは、吐出後の加圧力の解放に伴って吐出孔の周囲をリバウンドさせ、その反動によって吐出孔内のインクを霧(ミスト)状に飛び散らせている可能性が十分にあると考えられる。
そこで、本発明の目的は、ミストによる画像の乱れを抑えることができるインクジェットノズル板及びその製造方法、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することにある。
This is because if the thickness of the nozzle member is large, the size of the ink droplet increases in the ejection direction, making it difficult to eject a sufficiently small diameter ink droplet. Since such a nozzle member is a thin sheet or film, while the ink in the flow path is pressurized at the time of discharge, the periphery of the discharge hole is bent toward the discharge side. Ink droplets are ejected.
It is considered that such a deflection sufficiently rebounds the periphery of the ejection hole with the release of the applied pressure after ejection, and the reaction in the rebound causes the ink in the ejection hole to be scattered in a mist shape. .
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet nozzle plate, a method for manufacturing the ink jet nozzle plate, an ink jet head, and an ink jet recording apparatus that can suppress image disturbance due to mist.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、インクの流路となる凹部又は貫通穴が形成された流路板と、この流路板に固定されかつ前記凹部又は貫通穴に連通させるように前記凹部又は貫通穴を流通してきたインクを液滴として吐出するための吐出孔を有する樹脂製ノズルシートとを備えるインクジェットノズル板において、前記ノズルシートは張力を掛けた状態で前記流路板に紫外線硬化材料で固定されているインクジェットノズル板を特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、液滴を吐出するためのインクジェットノズル板と、このインクジェットノズル板内のインクを加圧する加圧手段とを備える液滴吐出装置において、前記インクジェットノズル板として、請求項1記載のインクジェットノズル板を用いる液滴吐出装置を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a flow path plate in which a recess or a through hole serving as an ink flow path is formed, and the recess or the through hole fixed to the flow path plate. In an inkjet nozzle plate comprising a resin nozzle sheet having ejection holes for ejecting ink that has circulated through the recesses or through-holes as droplets so as to communicate with the nozzle sheet, the nozzle sheet is in a state in which tension is applied It features an inkjet nozzle plate that is fixed to the flow path plate with an ultraviolet curable material.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a droplet discharge device including an inkjet nozzle plate for discharging droplets and a pressurizing unit that pressurizes ink in the inkjet nozzle plate. A droplet discharge apparatus using the inkjet nozzle plate according to claim 1.
また、請求項3に記載の発明は、液滴吐出装置から吐出した液滴を記録体に付着させて画像を記録する画像形成装置において、前記液滴吐出装置として、請求項2記載の液滴吐出装置を用いる画像形成装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、流路板に固定されかつこの流路板の凹部又は貫通穴に連通させるように前記凹部又は貫通穴を流通してきたインクを液滴として吐出するための吐出孔を有する樹脂製ノズルシートとを備えるインクジェットノズル板を製造するインクジェットノズルの製造方法において、前記流路板と前記樹脂からなるノズルシートに張力をかけた状態で紫外線硬化材料を介して密着させ、前記ノズルシートに紫外光を照射することにより吐出孔を設け、前記紫外線硬化材料に紫外光を照射し、前記流路板と前記ノズルシートとを接着固定させるインクジェットノズルの製造方法を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus for recording an image by attaching the liquid droplet ejected from the liquid droplet ejecting apparatus to a recording medium, the liquid droplet ejecting apparatus according to claim 2 is used as the liquid droplet ejecting apparatus. An image forming apparatus using a discharge device is characterized.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the ink for discharging the ink fixed to the flow path plate and flowing through the recess or the through hole so as to communicate with the recess or the through hole of the flow path plate. An inkjet nozzle manufacturing method for manufacturing an inkjet nozzle plate comprising a resin nozzle sheet having discharge holes, wherein the flow path plate and the nozzle sheet made of resin are in close contact with each other via an ultraviolet curable material. And a method of manufacturing an inkjet nozzle in which an ejection hole is provided by irradiating the nozzle sheet with ultraviolet light, the ultraviolet curable material is irradiated with ultraviolet light, and the flow path plate and the nozzle sheet are bonded and fixed. .
本発明によれば、複数の吐出孔を有する薄肉のノズルシートが張力を掛けた状態で流路板に紫外線硬化材料で固定されているので、張力を掛けないで固定された従来のノズルシートに比べて、インク滴を吐出する際の加圧による撓みが小さくなる。これにより、撓みがリバウンドする際の反動による吐出孔内からのインクの飛び散りが少なくなり、これによって、ミストによる画像の乱れを抑えることができる。
また、紫外光を照射することにより吐出孔を設けると同時に、紫外線硬化材料に紫外光を照射し、流路板と、樹脂性ノズルシートとを接着固定させるので、紫外光のエネルギロスが少なくなる上、複数の工程が必要なくなるため容易にノズルを製造できる。また、接着固定部にスポット的に紫外光を照射できるため、余剰の硬化材料を硬化させることなく、容易に洗い流すことができる。
According to the present invention, since the thin nozzle sheet having a plurality of discharge holes is fixed to the flow path plate with the ultraviolet curable material in a tensioned state, the conventional nozzle sheet fixed without being tensioned is used. In comparison, bending due to pressurization when ejecting ink droplets is reduced. Thereby, the scattering of ink from the inside of the ejection hole due to the reaction when the deflection rebounds is reduced, and thereby the disturbance of the image due to the mist can be suppressed.
In addition, the discharge hole is provided by irradiating ultraviolet light, and at the same time, the ultraviolet curable material is irradiated with ultraviolet light, and the flow path plate and the resin nozzle sheet are bonded and fixed, so that the energy loss of ultraviolet light is reduced. Moreover, since a plurality of processes are not required, the nozzle can be easily manufactured. Moreover, since the ultraviolet light can be irradiated to the adhesive fixing portion in a spot manner, it can be easily washed away without curing the excessive curable material.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明に係わるインクジェットプリンタを示す斜視図である。以下、本発明を適用したインクジェット記録装置(画像形成装置)として、インクジェットプリンタ(以下、単にプリンタという)の実施の形態について説明する。
図1において、プリンタ1は、互いに所定の距離をおいて相対向する2枚の側板2、2を有する筺体3を備えている。これら2枚の側板2、2には、両者間を架橋するように2本のガイドレール4、5が互いに平行になるように固定されている。
棒状のガイドレール4、5は、キャリッジ6をガイドレールの長手方向に沿って移動可能に保持している。このキャリッジ6は、インクジェットヘッド(液滴吐出装置)7を搭載しており、図示しないモータ等の駆動源によってガイドレールの長手方向に往復移動可能になっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an ink jet printer according to the present invention. Hereinafter, an embodiment of an ink jet printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described as an ink jet recording apparatus (image forming apparatus) to which the present invention is applied.
In FIG. 1, a printer 1 includes a housing 3 having two side plates 2 and 2 facing each other at a predetermined distance. Two guide rails 4 and 5 are fixed to these two side plates 2 and 2 so as to be parallel to each other so as to bridge the two.
The bar-shaped guide rails 4 and 5 hold the carriage 6 so as to be movable along the longitudinal direction of the guide rail. The carriage 6 is equipped with an ink jet head (droplet discharge device) 7 and can be reciprocated in the longitudinal direction of the guide rail by a driving source such as a motor (not shown).
このように往復移動可能なキャリッジ6には、図示しない駆動源によって回転駆動される搬送ローラ8が対面している。また、筺体3の図中後部には、用紙Pを複数枚重ねた紙束の状態で載置する用紙ガイド板9が固定されている。
この用紙ガイド板9上に載置された紙束の一番上の用紙Pは、搬送ローラ8に圧接するように配置される。そして、搬送ローラ8の回転に伴って、キャリッジ6との対向位置である印字位置に向けて搬送される。
In this way, the carriage 6 that can reciprocate is opposed to a conveyance roller 8 that is rotationally driven by a drive source (not shown). A paper guide plate 9 is fixed to the rear portion of the housing 3 in the drawing in which a plurality of paper sheets P are stacked in a stacked state.
The uppermost sheet P of the sheet bundle placed on the sheet guide plate 9 is disposed so as to be in pressure contact with the transport roller 8. Then, along with the rotation of the conveyance roller 8, the conveyance roller 8 is conveyed toward a printing position that is a position facing the carriage 6.
インクジェットヘッド7は、キャリッジ6の往復移動に伴い、用紙Pの搬送方向である副走査方向と直交する主走査方向に移動しながら、インク滴(液滴)を噴射させて用紙Pに画像を記録する。
キャリッジ6は、かかる構成のインクジェットヘッド7を、その吐出孔が下方に向く状態で保持している。なお、キャリッジ6には、インクジェットヘッド7にインクを供給するためのインクカートリッジが交換可能に装着されている。
The ink-jet head 7 records an image on the paper P by ejecting ink droplets (droplets) while moving in the main scanning direction orthogonal to the sub-scanning direction that is the conveyance direction of the paper P as the carriage 6 reciprocates. To do.
The carriage 6 holds the ink jet head 7 having such a configuration in a state where the discharge hole faces downward. An ink cartridge for supplying ink to the inkjet head 7 is replaceably mounted on the carriage 6.
図2はインクジェットヘッドの先端に固定されるインクジェットノズル板をインク吐出側からみた平面図である。図2に示されるように、インクジェットヘッド7の先端にはインクジェットノズル板10が固定されている。このインクジェットノズル板10は、38[mm]×5[mm]の平面内に形成された複数の吐出孔10aを有している。これらの吐出孔10aからのインクの吐出は、それぞれ個別に適宜制御されるようになっている。
FIG. 2 is a plan view of an ink jet nozzle plate fixed to the tip of the ink jet head as seen from the ink discharge side. As shown in FIG. 2, an
図3はインクジェットノズル板の要部を示す部分拡大断面図である。図4はインクジェットノズル板をインク流入側から見た部分拡大平面図である。これらの図において、インクジェットノズル板10は、SiO2からなる厚さ70〜100[μm]の流路板11と、この表面に固定された厚さ25[μm]のポリイミド、ポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートからなるノズルシート12とを有している。
流路板11は、SiO2からなる厚さ75〜100[μm]の基板に対して、その厚さ方向に貫通する複数の貫通穴11aが異方性エッチングによって形成されたものである。これらの貫通穴11aは、それぞれ流入側(図3中、上側)から流出側(図3中、下側)に向けてのインクの流路となるもので、その平面形状は、図4に示すように菱形状になっている。菱形の一辺の長さは100[μm]程度である。
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the main part of the inkjet nozzle plate. FIG. 4 is a partially enlarged plan view of the ink jet nozzle plate viewed from the ink inflow side. In these drawings, an
In the
ノズルシート12は、流路板11の貫通穴11aを流通してきたインクをインク滴として吐出するための複数の吐出孔10a(インクジェットノズル板10の吐出孔と同じ)を、流路板11の貫通穴11aのそれぞれに対して1対1で連通させるように、流路板11の表面に固定されている。
吐出孔10aは、平面形状が直径26[μm]の真円状となっており、図4に示すように、ノズルシート12の平面上で2列に並ぶように複数形成されている。それぞれの列の延在する方向は用紙に対する副走査方向に対応しており、1列内では194個の吐出孔10aが一直線状に約150[μm]のピッチで並んでいる。
194個の吐出孔10aからなる孔列が用紙に対する主走査方向に2列に並んでいる。それぞれの列内における吐出孔10aの副走査方向における位置は、1/2ピッチずつずれている。これにより、インクジェットヘッド7(図1)が主走査方向に1回動作する毎に、最大で388滴のインク滴が吐出され、用紙に388ドットが記録される。なお、吐出孔10aは、後述されるエキシマレーザによって穿孔加工されたものである。
The
The discharge holes 10a have a perfect circular shape with a diameter of 26 [μm], and a plurality of the discharge holes 10a are formed in two rows on the plane of the
A hole array composed of 194
流路板11の各貫通穴11a内は、図示しないインクカートリッジから導かれてきたインクで満たされる。そして、インクジェットヘッド7は、図示しない圧電素子を用いた周知の技術によって、各貫通穴11a内のインクを、貫通穴11a毎に個別に加圧するようになっている。加圧されたインクは、ノズルシート12の吐出孔10aからインク滴として吐出される。
本インクジェット記録装置(画像形成装置)のインクジェットヘッド(液滴吐出装置)のように、吐出孔10aが厚さ25[μm]程度の薄厚のノズルシート12に形成されたインクジェットノズル板10を用いるものでは、吐出の際に以下に述べるような現象によるミストを引き起こす可能性が十分にある。
Each through
An
図5はインク吐出時のノズルシートの撓みを説明する部分拡大断面図である。すなわち、図示のように、流路板11の貫通穴11a内のインクの加圧に伴って、ノズルシート12における吐出孔10aの周囲の箇所が吐出側に大きく撓むようになる。ここで、貫通穴11a内のインクが加圧力から解消されると、それまで撓んでいたシート箇所がリバウンドし、その反動によって吐出孔10aからインクがミスト状(霧状)に飛び出す。これをミスト現象と称している。
そこで、本インクジェット記録装置では、インクジェットノズル板10として、ノズルシート12を、テンション(張力)を掛けた状態で流路板11に固定したものを用いている。
かかる構成のインクジェットノズル板10のノズルシート12は、張力を掛けないで固定された従来のノズルシートに比べて、インク滴を吐出する際の加圧による撓みが小さくなる。これにより、撓みがリバウンドする際の反動による吐出孔10a内からのインクの飛び散りが少なくなる。よって、ミストによる画像の乱れを抑えることができる。
FIG. 5 is a partial enlarged cross-sectional view for explaining the deflection of the nozzle sheet during ink ejection. That is, as shown in the drawing, the portion around the
Therefore, in the present ink jet recording apparatus, as the ink
The
次に、本インクジェット記録装置に搭載されるインクジェットノズル板10を製造するインクジェットノズル板の製造方法について説明する。このインクジェットノズル板の製造方法では、異方性エッチング等の技術により、流路となる複数の貫通穴11aを形成した流路板11の表面に、ノズルシート12を接着剤によって固定してインクジェットノズル板10を得る。
この固定の際、テンショナ(図示せず)によってテンションを掛けたノズルシート12、あるいは、テンショナによってテンションを掛けて枠に固定された後、テンションを維持した状態でテンショナが取り外されたノズルシート12を用いる。
Next, the manufacturing method of the inkjet nozzle plate which manufactures the
At the time of fixing, the
テンショナとしては、印刷マスク製造の分野などで用いられる周知のものを用いることができるが、本出願人が特開平11−268230号公報で提案した円形テンショナを用いることが望ましい。この円形テンショナは、テンション付与対象となるシート材の中心側から外縁側に向けて、法線方向に均一なテンションを掛けることができる。
なお、ノズルシート12については、テンションを掛けた状態で流路板11に固定してから、エキシマレーザの照射により複数の吐出孔12aを形成してもよいし、吐出孔12aを形成してから、テンションを掛けた状態で流路板11に固定してもよい。
As the tensioner, a well-known one used in the field of printing mask manufacture or the like can be used. However, it is desirable to use a circular tensioner proposed by the applicant in Japanese Patent Laid-Open No. 11-268230. This circular tensioner can apply a uniform tension in the normal direction from the center side to the outer edge side of the sheet material to be tensioned.
The
図6は流路板に固定される前のノズルシートと、流路板の前駆体であるポリイミドフィルムとを示す概略斜視図である。図6には、流路板11(図3)に固定される前のノズルシート12と、流路板11の前駆体であるポリイミドフィルム13とを示している。
図6において、ノズルシート12は、上述の円形テンショナによってテンションを掛けた状態でリング状の枠14に接着された後、そのテンションを維持した状態で円形テンショナが取り外されたものである。ノズルシート12における枠14内の箇所には、テンションが掛かっている状態である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a nozzle sheet before being fixed to the flow path plate and a polyimide film which is a precursor of the flow path plate. FIG. 6 shows the
In FIG. 6, the
一方、流路板11の前駆体であるポリイミドフィルム13には、複数の貫通穴13aが異方性エッチング等によって形成されている。これらの貫通穴13aは、ポリイミドフィルム13の円形平面で、194個×2列=388個からなる1つの穴パターン(これはインクジェットヘッド1個分に相当する)を形成している。
そして、ポリイミドフィルム13には、このように388個の貫通穴13aからなる穴パターンが、アレイ状に並んで複数形成されている。すなわち、ポリイミドフィルム13には、インクジェットヘッド複数分の貫通穴13aが形成されている。このポリイミドフィルム13の貫通穴13aは、後工程でポリイミドフィルム13が切断されてフィルム表面が複数に分割された複数の流路板11になった際に、流路板11の貫通穴11aとなる。
On the other hand, a plurality of through
In the
上述のようにしてテンションが掛けられて枠14に固定されたノズルシート12にも、インクヘッドヘッド1個分ではなく、複数個分に対応する数の吐出孔12aが形成されている。
ポリイミドフィルムの表面には、UV硬化接着剤等が塗布された後、枠14に固定されたノズルシート12が接着固定される。そして、ノズルシート12及びにエキシマレーザの照射により複数の吐出孔12aを形成し、接着剤が乾いたら、ポリイミドフィルムの表面に密着させたノズルシート12の表側から、吐出孔12aを形成するために利用したエキシマレーザの余剰の光を充分に減衰した紫外光を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させかつ接着させる。
枠14からノズルシート12がくり抜かれた後、図6のポリイミドフィルム13に示した分割線の位置で、ノズルシート12及びポリイミドフィルム13が複数に分割されて、複数のインクジェットノズル板が得られる。
The
After the UV curable adhesive or the like is applied to the surface of the polyimide film, the
After the
図7はノズルシートに複数の吐出孔を穿孔加工する際に用いられるエキシマレーザ加工装置を示す概略構成図である。図7には、ノズルシート12に複数の吐出孔12aを穿孔加工する際に用いられるエキシマレーザ加工装置を示している。
同図において、レーザ発振器15から出射されたエキシマレーザ光Lは、ホモジェナイザ16、フィールドレンズ17、そのアパーチャマスク18、結像レンズ19を順次通過した後、図示しないX−Yテーブルの底板、天板を経てマザー基板に到達する。
図示のレーザ照射部には、できるだけコンパクトにする目的で、エキシマレーザ光Lの進行方向をその光路の途中で変化させる複数の反射ミラーを設けているが、同図においては、便宜上、それら反射ミラーの図示を省略している。エキシマレーザによる加工対象となる図示しないノズルシートは、図示しないX−Yテーブル上に固定されている。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an excimer laser processing apparatus used when a plurality of discharge holes are formed in a nozzle sheet. FIG. 7 shows an excimer laser processing apparatus used when punching a plurality of discharge holes 12 a in the
In this figure, an excimer laser beam L emitted from a
The illustrated laser irradiation unit is provided with a plurality of reflecting mirrors that change the traveling direction of the excimer laser light L in the middle of its optical path for the purpose of making it as compact as possible. In FIG. Is omitted. A nozzle sheet (not shown) to be processed by the excimer laser is fixed on an XY table (not shown).
図8はレーザ照射部のホモジェナイザを拡大して示す拡大構成図である。図7および図8を参照して、ホモジェナイザ16は、第1レンズアレイ対20と、第2レンズアレイ対23と、分散抑制用集光レンズ26とを有している。
第1レンズアレイ対20及び第2レンズアレイ対23は、それぞれ、y軸分割レンズアレイ21、24と、x軸分割レンズアレイ22、25とから構成されている。
ホモジェナイザ16内では、2枚のy軸分割レンズアレイ21、24、2枚のx軸分割レンズアレイ22、25と、1枚の分散抑制用集光レンズ26が、エキシマレーザ光Lの光軸C上に一直線状に並ぶように配設されている。
ホモジェナイザ16に進入したエキシマレーザ光Lは、y軸分割レンズアレイ21、x軸分割レンズアレイ22、y軸分割レンズアレイ24、x軸分割レンズアレイ25、分散抑制用集光レンズ26を順次通過していく。
FIG. 8 is an enlarged configuration diagram showing the homogenizer of the laser irradiation unit in an enlarged manner. 7 and 8, the
The first
In the
The excimer laser light L that has entered the
図9はホモジェナイザにおける4枚のレンズアレイを示す斜視図である。ホモジェナイザ16における4枚のレンズアレイを示している同図において、互いに直交するx軸、y軸、z軸のうち、z軸は、図7に示すエキシマレーザ光Lの光軸Cと平行な軸である。
第1レンズアレイ対20のy軸分割レンズアレイ21は、2mm×24mmという横長形状のシリンドリカルレンズ21aがy軸方向に11個並べられたものである。これら11個のシリンドリカルレンズ21aは、入射してくるエキシマレーザ光Lをy軸方向に11分割する。
一方、第1レンズアレイ対20のx軸分割レンズアレイ22は、22mm×8mmという縦長形状のシリンドリカルレンズ22aがx軸方向に3個並べられたものである。
これら3個のシリンドリカルレンズ22aは、y軸方向で11分割された分割光を、x軸方向に3分割する。ホモジェナイザ16に進入したエキシマレーザ光Lは、第1レンズアレイ対20により、y軸方向、x軸方向にそれぞれ11分割、3分割されて、合計で33本の分割光となる。これら分割光は、y軸方向に11本、x軸方向に3本というマトリクスで並ぶ。
FIG. 9 is a perspective view showing four lens arrays in the homogenizer. In the figure showing the four lens arrays in the
The y-axis
On the other hand, the x-axis
These three
第2レンズアレイ対23のy軸分割レンズアレイ24は、2mm×24mmという横長形状のシリンドリカルレンズ24aがy軸方向に11個並べられたものである。また、第2レンズアレイ対23のx軸分割レンズアレイ25は、22mm×8mmという縦長形状のシリンドリカルレンズ25aがx軸方向に3個並べられたものである。
第1レンズアレイ対20によって得られた33本の分割光は、第2レンズアレイ対23を通過する。第2レンズアレイ対23では、33本の分割光が、それぞれシリンドリカルレンズ間を跨がずに、各シリンドリカルレンズの何れかに収まるように通過していく。
このため、第2レンズアレイ対23内で、33本の分割光が更に分割されることはない。例えば、第2レンズアレイ対23のy軸分割レンズアレイ24では、33本の分割光のうち、同一のx軸上に並ぶ3本ずつが、y軸分割レンズアレイ24に設けられた11個のシリンドリカルレンズ24aのうち、同一のものに進入する。
また、x軸分割レンズアレイ25では、33本の分割光のうち、同一のy軸上に並ぶ11ずつが、x軸分割レンズアレイ25に設けられた3個のシリンドリカルレンズ25aのうち、同一のものに進入する。第2レンズアレイ対23を通過した33本の分割光は、それぞれ、異なる光軸を中心にして、焦点に向けて集光するようになる。
The y-axis
The 33 divided lights obtained by the first
For this reason, the 33 divided lights are not further divided in the second
Further, in the x-axis
先に示した図7において、フィールドレンズ17は、次段に配設されるアパーチャマスク18を介して、結像レンズ19のレンズ入射瞳に結像するように33本の分割光を導くいわゆる絞りとしての役割を担っている。
ホモジェナイザ16からでてくる33本の分割光は、アパーチャマスク18の光入射面上で互いにピッタリと重なり合って、37mm×4.5mmのレーザスポットを形成する。このように各分割光が重なり合うことにより、レーザ発振器15から出射されたガウシアンビームの横断面方向におけるエネルギ強度分布が均一化せしめられ、アパーチャマスク18通過後のマスク処理光がトップハットビームになる。
In FIG. 7 described above, the
The 33 divided lights coming from the
アパーチャマスク18は、上述の194個×2列=388個の吐出孔のうち、33個×2列=66個の開口を有している。アパーチャマスク18の入射面に照射されたエキシマレーザ光は、これらの開口を通過して、66本の加工用レーザ光となる。
そして、これらの加工用レーザ光が図示しないシート部材に一括照射されることにより、ノズルシートに66個の吐出孔が一括加工される。このような66個の吐出孔の一括加工が合計で5回繰り返されることで、ノズルシートに合計で330個の吐出孔が形成される。
この後、アパーチャマスク18が29個×2列=58個の開口を有するものに変更された後、ノズルシートに58個の吐出孔が形成されると、最終的に、ノズルシートに388個の開口が形成される。
The
These processing laser beams are collectively irradiated onto a sheet member (not shown), whereby 66 discharge holes are collectively processed in the nozzle sheet. Such batch processing of 66 discharge holes is repeated 5 times in total, so that 330 discharge holes are formed in the nozzle sheet in total.
Thereafter, after the
ノズル孔を形成する時の余剰な光を利用する簡単な方法では、特開2004−299320公報のように、ノズル穴10a(図3)貫通後の光を、裏面に反射物を設置し、その光を反射拡散する方法がある。
また、より良い方法では、図7に示すようにアパーチャマスクで、マスク処理光以外の遮光された光は、装置内に拡散反射し消滅する。そこで、この拡散反射する光を、アパーチャマスク上面の反射鏡で結像レンズ19を迂回させながらノズルシートまで伝搬させ照射する方法もある。
In a simple method of using surplus light when forming the nozzle hole, as in JP-A-2004-299320, the light after passing through the
In a better method, as shown in FIG. 7, the light that is blocked by the aperture mask other than the mask processing light is diffusely reflected in the apparatus and disappears. Therefore, there is also a method of irradiating the diffusely reflected light by propagating it to the nozzle sheet while bypassing the
図10はポリイミドフィルムの表面に接着剤を塗布する工程を示す模式図である。同図において、ポリイミドフィルム13は、水平方向に移動可能な固定台27の上に固定されている。
この固定台27の上方には、図示しない駆動系によって回転駆動せしめられる塗布ローラ28と、これに当接しながら連れ回る接着剤供給ローラ29と、接着剤タンク30とが配設されている。
接着剤タンク30内には接着剤Bが貯留されており、接着剤供給ローラ29はその周面の一部を接着剤タンク30内の接着剤に浸すような位置で従動可能に支持されている。ゴム等の弾性材料で形成されたローラ部を有する塗布ローラ28が回転駆動されると、これに当接している接着剤供給ローラ29が連れ回りながら、接着剤タンク内30の接着剤Bを汲み上げる。
FIG. 10 is a schematic view showing a step of applying an adhesive to the surface of the polyimide film. In the figure, the
Above the fixed
The adhesive B is stored in the
そして、表面に付着した接着剤を塗布ローラ28との当接部にて塗布ローラ28の表面に供給する。ポリイミドフィルム13は、固定台27とともに移動する過程で、表面に接着剤が一様な厚みで供給された塗布ローラ28に接触する。そして、この塗布ローラ28によって接着剤が一様な厚みで塗布される。
なお、接着剤Bとしては、溶剤の揮発によって硬化するものの他、2剤混合型エポキシ系接着剤や紫外線硬化樹脂のように、化学的反応によって硬化するものを用いることができる。中でも、紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射によって迅速に硬化するので、製造時間の短縮化を図る上で有利である。
Then, the adhesive adhering to the surface is supplied to the surface of the
As the adhesive B, in addition to those that are cured by the volatilization of the solvent, those that are cured by a chemical reaction such as a two-component mixed epoxy adhesive or an ultraviolet curable resin can be used. Among these, the ultraviolet curable resin is advantageous in terms of shortening the manufacturing time because it is rapidly cured by irradiation with ultraviolet rays.
ノズルシート12として、光を良好に透過させ得るものを用いれば、紫外線硬化樹脂を介してポリイミドフィルム13の表面に密着せしめたノズルシート12の表側から、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることができるため、紫外光であるエキシマレーザによりノズルシート12にノズル孔10aを形成する時の余剰な光を利用して同時に紫外線硬化樹脂を硬化させることができる。
これまで流路として図3に示すように、貫通穴を設けた流路板11に、ノズルシート12を固定したインクジェットノズル板10の例について説明したが、流路として凹部を設けた流路板に、ノズルシートを固定するインクジェットノズル板についても本発明の適用が可能である。かかるインクジェットノズル板としては、特許文献1のものを例示することができる。
If a
The example of the
また、ノズルシート12(図3)がテンションを掛けた状態で流路板11に固定されているか否かについては、ノズルシート12を流路板11から切り取ることによって確認することができる。
具体的には、ノズルシート12の全面のうち、流路板11の凹部又は貫通穴11aに対面しつつ中に浮いている箇所を、凹部又は貫通穴11aの輪郭に沿って切り抜くことによって確認することができる。
この切り抜いた箇所が、凹部又は貫通穴11aの平面よりも小さくなっていれば、それは切り抜きによってテンションから解放されたことに起因して、その箇所が縮んだことを示している。切り抜く方法としては、繊細な刃を用いる方法や、レーザ照射による方法などを挙げることができる。
Further, whether or not the nozzle sheet 12 (FIG. 3) is fixed to the
Specifically, a portion of the entire surface of the
If this cut-out location is smaller than the plane of the recess or through-
1 画像形成装置(インクジェット記録装置、プリンタ)
7 液滴吐出装置(インクジェットヘッド)
10 インクジェットノズル板
10a 吐出孔
11 流路板
11a 貫通穴
12 ノズルシート
13 ポリイミドフィルム(流路板)
14 枠
1 Image forming device (inkjet recording device, printer)
7 Droplet ejection device (inkjet head)
DESCRIPTION OF
14 frames
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JP2006137950A JP2007307760A (en) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | Inkjet nozzle plate, liquid droplet delivering apparatus, image forming apparatus and method for manufacturing inkjet nozzle |
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