JP2008254027A - Laser beam machining method and method for manufacturing ink-jet head - Google Patents

Laser beam machining method and method for manufacturing ink-jet head Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining method and a method for manufacturing an ink-jet head by which resultants produced from machining can be easily removed by forming, in a plate, through holes having an opening part with a uniform edge shape and a small diameter error. <P>SOLUTION: The laser beam machining method includes steps of: providing an upper face fluidized layer 2a having flowability and an upper face protective film 3 in this order on the laser irradiation surface of an orifice plate 1, which is irradiated with a laser beam 5; providing a lower face fluidized layer 2b having a higher viscosity coefficient than the upper face fluidized layer 2a and a lower face protective film 4 in this order on the ink-jetting face of the orifice plate 1; forming the orifice 8 on the orifice plate 1 by irradiating the laser irradiation surface of the orifice plate 1 with the laser beam 5; removing the upper face protective film 3 and the lower face protective film 4; and removing the upper face fluidized layer 2a and the lower face fluidized layer 2b. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、プレートに貫通孔を形成するレーザ加工方法および上記プレートを備えたインクジェットヘッド製造方法に関するものである。   The present invention relates to a laser processing method for forming a through hole in a plate and a method for manufacturing an ink jet head including the plate.

インクジェットヘッドは、インクを貯蔵するヘッド本体と、インクの吐出口であるオリフィスが形成されたオリフィスプレートとから構成される。オリフィスプレートは、ヘッド本体のインク出口面に設けられた薄い板である。インクジェットヘッドの印字品質を高めるためには、オリフィスプレートに形成された各オリフィスの形状を均一にし、上記オリフィスプレートの表面を清浄にすることが望ましい。   The ink-jet head includes a head main body that stores ink and an orifice plate in which an orifice that is an ink discharge port is formed. The orifice plate is a thin plate provided on the ink outlet surface of the head body. In order to improve the print quality of the inkjet head, it is desirable to make the shape of each orifice formed on the orifice plate uniform and to clean the surface of the orifice plate.

オリフィスは、オリフィスプレートに対してエキシマレーザからレーザ光が照射されることにより形成される。オリフィスプレートにオリフィスを形成することにより、削られた上記オリフィスプレートの樹脂が例えば、カーボンなどの副生成物として生じる。生じた上記副生成物は、オリフィスのインクインク吐出面側およびレーザ照射面側の開口部近傍並びにオリフィスの内壁のインク流路内に堆積する。上記副生成物はオリフィスプレートへの付着力が強く、超音波洗浄などでは完全に除去することが難しい。   The orifice is formed by irradiating the orifice plate with laser light from an excimer laser. By forming the orifice in the orifice plate, the scraped resin of the orifice plate is generated as a by-product such as carbon. The generated by-product accumulates in the vicinity of the opening on the ink ink ejection surface side and laser irradiation surface side of the orifice and in the ink flow path on the inner wall of the orifice. The by-product has strong adhesion to the orifice plate and is difficult to remove completely by ultrasonic cleaning or the like.

上記副生成物がオリフィスのインク吐出面側の開口部近傍に付着した場合であって、オリフィス形成後に撥水膜を形成するとき、該付着箇所において該撥水膜の形成が阻害されることにより、該付着箇所は親水性を示す。また、オリフィスプレートに撥水膜を形成した後にオリフィスを形成する場合にも、オリフィスのインク吐出面側の開口部近傍に付着した上記副生成物を完全に除去することは困難である。そのため、上記付着箇所にインク溜りが発生し、インクの直進性を喪失させる。これにより、インクジェットヘッドの印字品質は低下する。   When the by-product is attached in the vicinity of the opening on the ink ejection surface side of the orifice, and when the water-repellent film is formed after the orifice is formed, the formation of the water-repellent film is inhibited at the attached portion. The adhering site is hydrophilic. Even when the orifice is formed after the water repellent film is formed on the orifice plate, it is difficult to completely remove the by-product attached in the vicinity of the opening on the ink ejection surface side of the orifice. For this reason, an ink pool is generated at the adhering portion, and the straightness of the ink is lost. As a result, the print quality of the inkjet head decreases.

また、上記副生成物がオリフィスのレーザ照射面側の開口部近傍およびインク流路内に付着した場合、該副生成物はインク中に剥離又は浮遊することによりオリフィス内に詰まる。これにより、インクジェットヘッドは、吐出不良となり、印字品質が低下する。   Further, when the by-product adheres to the vicinity of the opening on the laser irradiation surface side of the orifice and in the ink flow path, the by-product is clogged in the orifice by peeling or floating in the ink. As a result, the inkjet head becomes defective in ejection, and the print quality is degraded.

上記問題を解決するための技術が特許文献1および特許文献2に開示されている。特許文献1は、オリフィスプレートのレーザ照射面上に容易に除去可能な液体を塗布することにより、オリフィス形成時に発生する副生成物を液体に転写させ、該液体を除去するものである。これにより、上記オリフィスプレートのレーザ照射面を清浄に保つことができる。また、特許文献2は、プレートのレーザ照射面とは反対側の面に副生成物を除去するための融解物除去材が設けられている。さらに、上記プレートと上記融解物除去材の間には、両者の剥離を容易にするためのキャリアフィルムが設けられている。これにより、上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面を清浄に保つことができる。   Techniques for solving the above problems are disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2. In Patent Document 1, by applying a liquid that can be easily removed onto the laser irradiation surface of an orifice plate, a by-product generated during the formation of the orifice is transferred to the liquid, and the liquid is removed. Thereby, the laser irradiation surface of the orifice plate can be kept clean. In Patent Document 2, a melt removing material for removing by-products is provided on the surface of the plate opposite to the laser irradiation surface. Further, a carrier film is provided between the plate and the melt removing material for facilitating peeling of the both. Thereby, the surface on the opposite side to the laser irradiation surface of the said plate can be kept clean.

しかしながら、上記特許文献1および特許文献2の構成では、オリフィスプレートのレーザ照射面側又はレーザ照射面とは反対側の面のどちらか一方に付着した副生成物は除去できるが、もう一方の面に付着した副生成物を除去することができない。そのため従来では以下のレーザ加工方法が用いられている。以下に、従来のレーザ加工方法について図6を参照して説明する。図6(a)〜(d)は、従来のオリフィスプレートの製造方法を示した断面図である。   However, in the configurations of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, by-products attached to either the laser irradiation surface side of the orifice plate or the surface opposite to the laser irradiation surface can be removed. By-products attached to the surface cannot be removed. Therefore, conventionally, the following laser processing methods are used. A conventional laser processing method will be described below with reference to FIG. 6A to 6D are cross-sectional views showing a conventional method for manufacturing an orifice plate.

図6(a)に示すように、オリフィス形成前のプレート(以下、オリフィスプレートと
いう。)91のレーザ光が照射されるレーザ照射面には、容易に除去可能な粘性を有した、例えば、ポリプロピレングリコールなどの液体92と、上面保護フィルム93とがこの順に設けられている。また、オリフィスプレート91のレーザ照射面とは反対側の面であるインク吐出面には、液体92と、下面保護フィルム94とがこの順に設けられている。そして、上面保護フィルム93の上面に複数の穴が形成された図示しないマスクパターンが設けられる。上記マスクパターンの上から、エキシマレーザによるレーザビーム95が照射されることにより、オリフィス98が形成される。ここでは、レーザビーム95により、上面保護フィルム93と、液体92と、オリフィスプレート91とを通って、下面保護フィルム94の一部までアブレーション加工が行われる。そして、上面保護フィルム93の上面には、オリフィスを形成することにより生じた副生成物96が堆積する。
As shown in FIG. 6A, the laser irradiation surface of the plate 91 before forming the orifice (hereinafter referred to as the orifice plate) 91 is irradiated with laser light and has a viscosity that can be easily removed, for example, polypropylene. A liquid 92 such as glycol and an upper surface protective film 93 are provided in this order. Further, a liquid 92 and a lower surface protective film 94 are provided in this order on the ink ejection surface, which is the surface opposite to the laser irradiation surface of the orifice plate 91. Then, a mask pattern (not shown) having a plurality of holes formed on the upper surface of the upper surface protective film 93 is provided. The orifice 98 is formed by irradiating the excimer laser beam 95 on the mask pattern. Here, ablation processing is performed to a part of the lower surface protective film 94 by the laser beam 95 through the upper surface protective film 93, the liquid 92, and the orifice plate 91. A by-product 96 generated by forming the orifice is deposited on the upper surface of the upper surface protective film 93.

次に、図6(b)に示すように、オリフィス98形成後、上面保護フィルム93および下面保護フィルム94は除去される。そして、オリフィスプレート91のレーザ照射面およびインク吐出面に塗布された液体92は、有機溶剤で超音波洗浄される。それにより、図6(c)に示すように、副生成物96が付着していない、清浄なオリフィスプレート91が得られる。   Next, as shown in FIG. 6B, after the orifice 98 is formed, the upper surface protective film 93 and the lower surface protective film 94 are removed. The liquid 92 applied to the laser irradiation surface and the ink ejection surface of the orifice plate 91 is ultrasonically cleaned with an organic solvent. Thereby, as shown in FIG.6 (c), the clean orifice plate 91 in which the by-product 96 does not adhere is obtained.

次に、図6(d)に示すように、オリフィスプレート91の吐出面に撥水層97が形成される。
特表平10−505557号公報(国際公開日平成8年3月21日) 特開2003−340818号公報(公開日平成15年12月2日)
Next, as shown in FIG. 6D, a water repellent layer 97 is formed on the ejection surface of the orifice plate 91.
JP 10-505557 Gazette (International publication date March 21, 1996) Japanese Patent Laying-Open No. 2003-340818 (Publication date: December 2, 2003)

しかしながら、上記従来の構成では、図7および図8に示すように、オリフィス98のインク吐出面側およびレーザ照射面側における開口部のエッジの形状がいびつとなる。図7は、図6に示した従来のレーザ加工方法により形成されたオリフィス98のインク吐出面側のSEM写真を示した図である。また、図8は図6に示した従来のレーザ加工方法により形成されたオリフィス98のレーザ照射面側のSEM写真を示した図である。   However, in the conventional configuration, as shown in FIGS. 7 and 8, the shape of the edge of the opening on the ink ejection surface side and the laser irradiation surface side of the orifice 98 is distorted. FIG. 7 is a view showing an SEM photograph of the ink ejection surface side of the orifice 98 formed by the conventional laser processing method shown in FIG. FIG. 8 is an SEM photograph of the laser irradiation surface side of the orifice 98 formed by the conventional laser processing method shown in FIG.

オリフィスを形成する際には、上面保護フィルム93の上に複数の穴が設けられたマスクパターンを設け、その上からレーザビーム95が照射される。これにより、一度に複数個のオリフィス98がオリフィスプレート91に形成される。従来のレーザ加工方法では、マスクパターンに形成された穴の真円度(円の直径のばらつき)が0.1μmであるのに対し、形成されたオリフィス98の真円度は1.5μmとなっている。   When forming the orifice, a mask pattern provided with a plurality of holes is provided on the upper surface protective film 93, and a laser beam 95 is irradiated from the mask pattern. As a result, a plurality of orifices 98 are formed in the orifice plate 91 at a time. In the conventional laser processing method, the roundness of the hole formed in the mask pattern (variation of the diameter of the circle) is 0.1 μm, whereas the roundness of the formed orifice 98 is 1.5 μm. ing.

また、図9は図7に示した従来のレーザ加工方法により、一括形成されたオリフィス98のインク吐出面側における開口部の直径を測定したグラフである。なお、図中において、Y軸は開口部の直径を示し、1目盛は0.5μmである。また、X軸は一括形成されたオリフィスの数(以下、チャンネル数と呼ぶ)を示す。図9に示すように、チャンネル毎の開口部の直径は、最大で約1.2μmのばらつきを示す。   FIG. 9 is a graph obtained by measuring the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifices 98 formed in a lump by the conventional laser processing method shown in FIG. In the figure, the Y axis indicates the diameter of the opening, and one scale is 0.5 μm. The X axis indicates the number of orifices formed at once (hereinafter referred to as the number of channels). As shown in FIG. 9, the diameter of the opening for each channel shows a variation of about 1.2 μm at the maximum.

このように、従来のレーザ加工方法では、形成されたオリフィス98のインク吐出面側およびレーザ照射面側における開口部のエッジの形状がいびつになる。また、オリフィス98のインク吐出面側における開口部の直径のばらつきが大きい。オリフィス98のインク吐出面側およびレーザ照射面側における開口部のエッジの形状がいびつになると、オリフィスから吐出されるインクの方向にばらつきが生じる。また、オリフィス98のインク吐出面側における開口部の直径がばらつくと、インクジェットヘッドから吐出されるインクの量が各オリフィスで異なってしまう。この結果、従来のレーザ加工方法によりオリフィスが形成されたオリフィスプレートを備えたインクジェットヘッドは印字品質が低下す
る。
As described above, in the conventional laser processing method, the shape of the edge of the opening on the ink ejection surface side and the laser irradiation surface side of the formed orifice 98 becomes distorted. Further, the variation in the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifice 98 is large. When the shape of the edge of the opening on the ink ejection surface side and the laser irradiation surface side of the orifice 98 is distorted, the direction of the ink ejected from the orifice varies. In addition, if the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifice 98 varies, the amount of ink ejected from the inkjet head differs for each orifice. As a result, the print quality of the ink jet head including the orifice plate having the orifice formed by the conventional laser processing method is deteriorated.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、開口部のエッジの形状が均一で、該開口部の直径の誤差が小さい貫通孔をプレートに形成し、加工によって生じた生成物を容易に除去できるレーザ加工方法およびインクジェットヘッド製造方法を提供する。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to form a through-hole in the plate with a uniform edge shape of the opening and a small error in the diameter of the opening. Provided are a laser processing method and an ink jet head manufacturing method capable of easily removing a generated product.

本発明のレーザ加工方法は、上記課題を解決するために、レーザ光によりプレートに貫通孔を形成するレーザ加工方法において、上記プレートのレーザ光が照射されるレーザ照射面に、流動性を有した第1流動層と、第1保護フィルムとをこの順に設ける工程と、上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面に、上記第1流動層よりも粘性率が高い第2流動層と、第2保護フィルムとをこの順に設ける工程と、上記プレートのレーザ照射面に対してレーザ光を照射し、上記プレートに貫通孔を形成する工程と、上記第1保護フィルムおよび上記第2保護フィルムを除去する工程と、上記第1流動層および上記第2流動層を除去する工程とを含むことを特徴としている。   In order to solve the above problems, the laser processing method of the present invention has fluidity on the laser irradiation surface of the plate irradiated with the laser light in the laser processing method of forming a through hole in the plate with laser light. A step of providing a first fluidized bed and a first protective film in this order; a second fluidized bed having a viscosity higher than that of the first fluidized bed; A step of providing two protective films in this order, a step of irradiating the laser irradiation surface of the plate with laser light to form a through hole in the plate, and removing the first protective film and the second protective film. And a step of removing the first fluidized bed and the second fluidized bed.

従来のレーザ加工方法では、プレートのレーザ照射面とは反対側の面に塗布された液体の粘性率が低いため、プレートの安定性が低い。そのため、レーザを上記プレートに照射した際、該プレートが動くことにより、レーザのフォーカス位置ずれが生じる。そして、レーザのフォーカス位置ずれが生じることにより、形成された貫通孔の上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面における開口部の直径にばらつきが生じる。また、プレートと上記液体の上に設けられた保護フィルムとの間の密着が弱く、レーザ照射の衝撃が該液体に分散してしまう。そして、上記液体に分散された衝撃により、形成された貫通孔の上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面側における開口部のエッジの形状がいびつになる。   In the conventional laser processing method, since the viscosity of the liquid applied to the surface of the plate opposite to the laser irradiation surface is low, the stability of the plate is low. For this reason, when the plate is irradiated with a laser, the plate moves to cause a focus position shift of the laser. Then, when the laser focus position shifts, the diameters of the openings in the surface of the formed through hole on the side opposite to the laser irradiation surface of the plate vary. In addition, the adhesion between the plate and the protective film provided on the liquid is weak, and the impact of laser irradiation is dispersed in the liquid. Then, due to the impact dispersed in the liquid, the shape of the edge of the opening on the surface side of the formed through hole opposite to the laser irradiation surface of the plate becomes distorted.

また、従来のレーザ加工方法では、プレートのレーザ照射面に塗布された液体の粘性率が高いことにより、該液体がレーザ照射面全体に広がらず、該液体の上に設けられた保護フィルムにうねりが生じる。その結果、上記保護フィルムの上面から上記プレートのレーザ照射面までの厚みが場所によって変化してしまう。そして、上記保護フィルムの上面にフォーカスをあわせて照射されたレーザは、フォーカスの位置ずれを生じる。これにより、形成された貫通孔の上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面側における開口部の直径にばらつきが生じ、かつ、該貫通孔のレーザ照射面側における開口部のエッジの形状がいびつになる。   Further, in the conventional laser processing method, since the viscosity of the liquid applied to the laser irradiation surface of the plate is high, the liquid does not spread over the entire laser irradiation surface and undulates on the protective film provided on the liquid. Occurs. As a result, the thickness from the upper surface of the protective film to the laser irradiation surface of the plate changes depending on the location. The laser irradiated with the focus on the upper surface of the protective film causes a focus shift. As a result, the diameter of the opening on the side opposite to the laser irradiation surface of the plate of the formed through hole varies, and the shape of the edge of the opening on the laser irradiation surface side of the through hole is I'm in trouble.

本発明では、上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面に第1流動層よりも粘性率の高い第2流動層を設け、その上に第2保護フィルムを設けることにより、該プレートと該第2保護フィルムとの安定性および密着性を高めることができる。また、上記プレートのレーザ照射面側に第2流動層よりも粘性率の低い第1流動層を設けることにより、該第1流動層は該プレート上にまんべんなく広がり、該第1流動層の上に設けられた第1保護フィルムに生じるうねりが抑制される。そのため、レーザ照射によるフォーカス位置ずれが抑制され、形成された貫通孔のレーザ照射面とは反対側の面における開口部の直径のばらつきを小さくすることができる。また、上記貫通孔のレーザ照射面側およびレーザ照射面とは反対側の面側における開口部のエッジの形状を均一にすることができる。   In the present invention, a second fluidized bed having a higher viscosity than the first fluidized bed is provided on the surface opposite to the laser irradiation surface of the plate, and a second protective film is provided thereon, whereby the plate and the plate Stability and adhesion with the second protective film can be enhanced. In addition, by providing the first fluidized bed having a lower viscosity than the second fluidized bed on the laser irradiation surface side of the plate, the first fluidized bed spreads evenly on the plate, and on the first fluidized bed. The wave | undulation which arises in the provided 1st protective film is suppressed. Therefore, the focus position shift due to the laser irradiation is suppressed, and the variation in the diameter of the opening on the surface opposite to the laser irradiation surface of the formed through hole can be reduced. In addition, the shape of the edge of the opening on the laser irradiation surface side and the surface opposite to the laser irradiation surface of the through hole can be made uniform.

また、上記プレートのレーザ照射面とレーザ照射面とは反対側の面との両面に、第1保護フィルムおよび第2保護フィルムを設けることにより、貫通孔を形成することにより生じた副生成物が該プレートに付着することを防止する。そして、上記第1流動層および上記第2流動層は容易に除去することができるため、精巧な貫通孔を有した清浄なプレート
を得ることができる。
Further, by providing a first protective film and a second protective film on both sides of the laser irradiation surface and the surface opposite to the laser irradiation surface of the plate, a by-product generated by forming a through hole is obtained. Prevents adhesion to the plate. And since the said 1st fluidized bed and the said 2nd fluidized bed can be removed easily, the clean plate which has an elaborate through-hole can be obtained.

また、本発明のレーザ加工方法では、上記プレートは、波長248nmのエキシマレーザに対する光吸収係数が1000cm−1以上のポリマーから構成されていることが好ましい。 In the laser processing method of the present invention, the plate is preferably made of a polymer having a light absorption coefficient of 1000 cm −1 or more for an excimer laser having a wavelength of 248 nm.

一般的に、エキシマレーザを用いた加工では、アブレーション加工が中心となる。そのため、加工される材料の加工状態は該材料の光吸収係数に依存する。すなわち、上記材料の光吸収係数がある閾値以下では、所定のパワーを有するエキシマレーザでは加工できない。そのため、上記プレートの光吸収係数をある程度の値以上にする必要がある。上記構成では、上記プレートが1000cm−1以上の光吸収係数を有するポリマーから構成されることにより、波長248nmのエキシマレーザを用いて容易にアブレーション加工することが可能となる。 In general, ablation processing is the center of processing using an excimer laser. Therefore, the processing state of the material to be processed depends on the light absorption coefficient of the material. That is, if the light absorption coefficient of the material is less than a certain threshold value, it cannot be processed with an excimer laser having a predetermined power. Therefore, the light absorption coefficient of the plate needs to be a certain value or more. In the above configuration, since the plate is made of a polymer having a light absorption coefficient of 1000 cm −1 or more, it is possible to easily perform ablation using an excimer laser having a wavelength of 248 nm.

また、本発明のレーザ加工方法では、上記プレートは、ポリイミド誘導体を含む材料から構成されていてもよい。   Moreover, in the laser processing method of this invention, the said plate may be comprised from the material containing a polyimide derivative.

これにより、上記プレートは波長248nmのエキシマレーザにより好適にレーザ加工ができる光吸収係数を有する。そのため、上記プレートは、エキシマレーザを用いて容易にアブレーション加工することが可能となる。   Accordingly, the plate has a light absorption coefficient that can be suitably processed by an excimer laser having a wavelength of 248 nm. Therefore, the plate can be easily ablated using an excimer laser.

また、本発明のレーザ加工方法では、上記第1流動層の粘性率は、25℃で220cP以下であることが好ましい。   In the laser processing method of the present invention, the viscosity of the first fluidized bed is preferably 220 cP or less at 25 ° C.

これにより、第1流動層はプレートのレーザ照射面全体にまんべんなく広がり、該第1流動層の上に設けられた保護フィルムに生じるうねりを抑制することができる。そのため、レーザ照射によるフォーカス位置ずれが抑制され、形成された貫通孔のレーザ照射面とは反対側の面における開口部の直径のばらつきを小さくすることができる。また、上記貫通孔のレーザ照射面側における開口部のエッジの形状を均一にすることができる。   Thereby, a 1st fluidized bed spreads over the whole laser irradiation surface of a plate, and can suppress the waviness which arises in the protective film provided on this 1st fluidized bed. Therefore, the focus position shift due to the laser irradiation is suppressed, and the variation in the diameter of the opening on the surface opposite to the laser irradiation surface of the formed through hole can be reduced. Further, the shape of the edge of the opening on the laser irradiation surface side of the through hole can be made uniform.

また、本発明のレーザ加工方法では、上記第1流動層の粘性率は、25℃で56cP以下であることがさらに好ましい。   In the laser processing method of the present invention, the viscosity of the first fluidized bed is more preferably 56 cP or less at 25 ° C.

これにより、第1流動層はプレートのレーザ照射面全体によりまんべんなく広がり、該第1流動層の上に設けられた保護フィルムに生じるうねりをさらに抑制することができる。そのため、レーザ照射によるフォーカス位置ずれがさらに抑制され、形成された貫通孔のレーザ照射面とは反対側の面における開口部の直径のばらつきをより小さくすることができる。また、上記貫通孔のレーザ照射面側における開口部のエッジの形状をより均一にすることができる。   Thereby, a 1st fluidized bed spreads uniformly by the whole laser irradiation surface of a plate, and can further suppress the undulation which arises in the protective film provided on this 1st fluidized bed. Therefore, the focus position shift due to the laser irradiation is further suppressed, and the variation in the diameter of the opening on the surface opposite to the laser irradiation surface of the formed through hole can be further reduced. Further, the shape of the edge of the opening on the laser irradiation surface side of the through hole can be made more uniform.

また、本発明のレーザ加工方法では、上記第2流動層の粘性率は、25℃で650cP以上であることが好ましい。   In the laser processing method of the present invention, the viscosity of the second fluidized bed is preferably 650 cP or more at 25 ° C.

これにより、プレートのレーザ照射面とは反対側の面と第2流動層の上に設けられた保護フィルムとの安定性と密着性を高めることができる。そのため、形成された貫通孔は、上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面において開口部のエッジの形状が均一で、かつ、該開口部の直径のばらつきが小さい。   Thereby, stability and adhesiveness of the surface on the opposite side to the laser irradiation surface of a plate and the protective film provided on the 2nd fluidized bed can be improved. Therefore, in the formed through hole, the shape of the edge of the opening is uniform on the surface opposite to the laser irradiation surface of the plate, and the variation in the diameter of the opening is small.

また、本発明のレーザ加工方法では、上記第1流動層および上記第2流動層は、ポリプロピレングリコールから構成されていてもよい。   In the laser processing method of the present invention, the first fluidized bed and the second fluidized bed may be composed of polypropylene glycol.

上記方法では、ポリプロピレングリコールは、プレートとの反応性が低いため、流動層として用いることにより、該プレートに与える影響を小さくすることができる。また、ポリプロピレングリコールは揮発性が低いため、上記プレートと上記流動層の上に設けられた保護フィルムとの間の距離を一定に長時間維持することができる。このため、精巧な貫通孔を有したより清浄なプレートを得ることができる。   In the above method, since polypropylene glycol has low reactivity with the plate, the influence on the plate can be reduced by using it as a fluidized bed. In addition, since polypropylene glycol has low volatility, the distance between the plate and the protective film provided on the fluidized bed can be kept constant for a long time. For this reason, a cleaner plate having an elaborate through hole can be obtained.

また、本発明のレーザ加工方法では、上記第1保護フィルムは、波長248nmのエキシマレーザに対する光吸収係数が1000cm−1以上のポリマーから構成されていることが好ましい。 Moreover, in the laser processing method of this invention, it is preferable that the said 1st protective film is comprised from the polymer whose optical absorption coefficient with respect to the excimer laser with a wavelength of 248 nm is 1000 cm < -1 > or more.

上記方法では、第1保護フィルムおよびプレートの両方を波長248nmのエキシマレーザに対する光吸収係数が1000cm−1以上のポリマーから構成することにより、より精巧な貫通孔を有した清浄なプレートを得ることができる。 In the above method, by forming both the first protective film and the plate from a polymer having an optical absorption coefficient of 1000 cm −1 or more for an excimer laser having a wavelength of 248 nm, it is possible to obtain a clean plate having more elaborate through holes. it can.

本発明のインクジェットヘッド製造方法は、レーザ光によりオリフィスプレートにオリフィスを形成するインクジェットヘッド製造方法において、上記オリフィスプレートのレーザ光が照射されるレーザ照射面とは反対側の面に撥水膜を形成する工程と、上記プレートのレーザ照射面に、流動性を有した第1流動層と、第1保護フィルムとをこの順に設ける工程と、上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面に、上記第1流動層よりも粘性率が高い第2流動層と、第2保護フィルムとをこの順に設ける工程と、上記プレートのレーザ照射面に対してレーザ光を照射し、上記プレートにオリフィスを形成する工程と、上記第1保護フィルムおよび上記第2保護フィルムを除去する工程と、上記第1流動層および上記第2流動層を除去する工程とを含むことを特徴としている。   The inkjet head manufacturing method of the present invention is a method of manufacturing an inkjet head in which an orifice is formed on an orifice plate by laser light. A step of providing a fluidized first fluidized layer and a first protective film in this order on the laser irradiation surface of the plate, and a surface on the side opposite to the laser irradiation surface of the plate. A step of providing a second fluidized bed having a higher viscosity than the first fluidized bed and a second protective film in this order, and irradiating the laser irradiation surface of the plate with laser light to form an orifice in the plate A step, a step of removing the first protective film and the second protective film, and a step of removing the first fluidized bed and the second fluidized bed. It is characterized in that it comprises a.

上記方法では、オリフィスプレートのレーザ照射面とは反対側の面に対し、オリフィス形成前に撥水膜を形成する。これにより、オリフィスを形成することにより生じた副生成物が撥水膜の形成に影響を与えることなく、オリフィス形成後に撥水膜を形成する従来の方法と比較して、より清浄なオリフィスプレートを得ることが可能である。   In the above method, a water repellent film is formed on the surface of the orifice plate opposite to the laser irradiation surface before forming the orifice. As a result, a by-product generated by forming the orifice does not affect the formation of the water-repellent film, and a cleaner orifice plate can be formed as compared with the conventional method of forming the water-repellent film after forming the orifice. It is possible to obtain.

また、オリフィスプレートのレーザ照射面とは反対側の面に第1流動層よりも粘性率の高い第2流動層を設け、その上に第2保護フィルムを設けることにより、該オリフィスプレートと該第2保護フィルムとの安定性および密着性を高めることができる。また、上記オリフィスプレートのレーザ照射面側に第2流動層よりも粘性率の低い第1流動層を設けることにより、該第1流動層は該オリフィスプレート上にまんべんなく広がり、該第1流動層の上に設けられる第1保護フィルムに生じるうねりが抑制される。そのため、レーザ照射によるフォーカス位置ずれが抑制され、形成されたオリフィスのレーザ照射面とは反対側の面における開口部の直径のばらつきを小さくすることができる。また、上記オリフィスのレーザ照射面側およびレーザ照射面とは反対側の面側における開口部のエッジの形状を均一にすることができる。   Further, by providing a second fluidized bed having a higher viscosity than the first fluidized bed on the surface opposite to the laser irradiation surface of the orifice plate and providing a second protective film thereon, the orifice plate and the first 2 Stability and adhesion with the protective film can be improved. Further, by providing the first fluidized bed having a lower viscosity than the second fluidized bed on the laser irradiation surface side of the orifice plate, the first fluidized bed spreads evenly on the orifice plate, and the first fluidized bed The wave | undulation which arises in the 1st protective film provided on the top is suppressed. Therefore, the focus position shift due to the laser irradiation is suppressed, and the variation in the diameter of the opening on the surface opposite to the laser irradiation surface of the formed orifice can be reduced. Further, the shape of the edge of the opening on the laser irradiation surface side and the surface side opposite to the laser irradiation surface of the orifice can be made uniform.

また、上記オリフィスプレートのレーザ照射面とレーザ照射面とは反対側の面との両面に、第1保護フィルムおよび第2保護フィルムを設けることにより、オリフィスを形成することにより生じた副生成物が該オリフィスプレートに付着することを防止する。そして、上記第1流動層および上記第2流動層は容易に除去することができるため、精巧なオリフィスを有した清浄なオリフィスプレートを得ることができる。   Further, by providing the first protective film and the second protective film on both the laser irradiation surface and the surface opposite to the laser irradiation surface of the orifice plate, a by-product generated by forming the orifice is obtained. It is prevented from adhering to the orifice plate. And since the said 1st fluidized bed and the said 2nd fluidized bed can be removed easily, the clean orifice plate which has an elaborate orifice can be obtained.

また、本発明のインクジェットヘッド製造方法では、上記撥水膜は、フッ素系シランカップリング剤から構成されることが好ましい。   In the inkjet head manufacturing method of the present invention, the water repellent film is preferably composed of a fluorine-based silane coupling agent.

これにより、上記撥水膜を非常に薄く形成することができる。これは、フッ素系シランカップリング剤が、単分子膜(2〜3nm)でも撥水特性を有するためであり、他の撥水材料に比べ非常に薄く撥水膜を形成することができる。このため、上記オリフィスプレートの吐出面側におけるオリフィスの形状に与える影響を小さくすることができる。また、他の撥水材料と比較して、適用できるレーザ加工条件の範囲が広く、容易にオリフィスを形成することができる。   Thereby, the water-repellent film can be formed very thin. This is because the fluorine-based silane coupling agent has water repellency even with a monomolecular film (2 to 3 nm), and a water-repellent film can be formed very thin compared to other water-repellent materials. For this reason, the influence on the shape of the orifice on the discharge surface side of the orifice plate can be reduced. In addition, the range of applicable laser processing conditions is wider than other water-repellent materials, and an orifice can be easily formed.

また、本発明のインクジェットヘッド製造方法では、上述したレーザ加工方法により形成されたプレートの貫通孔をインク吐出口とすることを特徴としている。   Further, the ink jet head manufacturing method of the present invention is characterized in that the through hole of the plate formed by the laser processing method described above is used as an ink discharge port.

上記方法により、上述したレーザ加工方法により形成されたプレートの貫通孔は、インクジェットヘッドのインク吐出口として用いられる。これにより、精巧な貫通孔を有した清浄なプレートを用いてインクジェットヘッドを製造することができる。   By the above method, the through-hole of the plate formed by the laser processing method described above is used as an ink discharge port of the inkjet head. Thereby, an inkjet head can be manufactured using the clean plate which has an elaborate through-hole.

本発明のレーザ加工方法は、以上のように、上記プレートのレーザ光が照射されるレーザ照射面に、流動性を有した第1流動層と、第1保護フィルムとをこの順に設ける工程と、上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面に、上記第1流動層よりも粘性率が高い第2流動層と、第2保護フィルムとをこの順に設ける工程とを含んでいる。   In the laser processing method of the present invention, as described above, the step of providing the fluidized first fluidized layer and the first protective film in this order on the laser irradiation surface irradiated with the laser beam of the plate, A step of providing a second fluidized bed having a higher viscosity than the first fluidized bed and a second protective film in this order on the surface of the plate opposite to the laser irradiation surface.

また、本発明のインクジェットヘッド製造方法は、以上のように、上記プレートのレーザ照射面に、流動性を有した第1流動層と、第1保護フィルムとをこの順に設ける工程と、上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面に、上記第1流動層よりも粘性率が高い第2流動層と、第2保護フィルムとをこの順に設ける工程とを含んでいる。   In addition, as described above, the inkjet head manufacturing method of the present invention includes a step of providing a fluidized first fluidized layer and a first protective film in this order on the laser irradiation surface of the plate; And a step of providing a second fluidized bed having a higher viscosity than the first fluidized bed and a second protective film in this order on the surface opposite to the laser irradiation surface.

それゆえ、開口部のエッジの形状が均一で、該開口部の直径の誤差が小さい貫通孔をプレートに形成し、加工によって生じた生成物を容易に除去できるレーザ加工方法およびインクジェットヘッド製造方法を提供できるという効果を奏する。   Therefore, there is provided a laser processing method and an inkjet head manufacturing method in which a through-hole having a uniform edge shape and a small error in the diameter of the opening is formed in the plate, and a product generated by the processing can be easily removed. There is an effect that it can be provided.

本発明の一実施形態について以下に説明する。なお、最初に従来のレーザ加工方法の検討について説明する。   One embodiment of the present invention will be described below. First, a study of a conventional laser processing method will be described.

〔従来のレーザ加工方法の検討〕
上述したように、従来のレーザ加工方法では、形成されたオリフィスのレーザ照射面およびインク吐出面側における開口部のエッジの形状がいびつになる。また、上記オリフィスのインク吐出面側における開口部の直径にばらつきが生じる。上記問題は、オリフィスプレートのレーザ照射面およびインク吐出面に塗布された粘性を有する液体に原因があると考えられる。そこで、上記問題が生じる原因について、図10〜図13を参照して検討する。
[Examination of conventional laser processing methods]
As described above, in the conventional laser processing method, the shape of the edge of the opening on the laser irradiation surface side and the ink ejection surface side of the formed orifice is distorted. Further, the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifice varies. The above problem is considered to be caused by the viscous liquid applied to the laser irradiation surface and the ink ejection surface of the orifice plate. Therefore, the cause of the above problem will be discussed with reference to FIGS.

図10(a)は、オリフィスプレートのレーザ照射面側に塗布された液体がオリフィス形成に与える影響を検討するための構成を示した断面図である。また、図10(b)は、オリフィスプレートのインク吐出面側に塗布された液体がオリフィス形成に与える影響を検討するための構成を示した断面図である。   FIG. 10A is a cross-sectional view showing a configuration for examining the influence of the liquid applied to the laser irradiation surface side of the orifice plate on the orifice formation. FIG. 10B is a cross-sectional view showing a configuration for examining the influence of the liquid applied to the ink ejection surface side of the orifice plate on the formation of the orifice.

まず、図10(a)に示すように、オリフィスプレート11のレーザ照射面には、液体12が塗布され、その上に上面保護フィルム13が設けられる。そして、上面保護フィルム13の上面に対し、石英基板上にクロム蒸着形成されたマスクパターンを通して、レーザビーム15が照射される。そして、レーザビーム15が照射されることにより、上面保
護フィルム13およびオリフィスプレート11が削られ、上面保護フィルム13の上に副生成物16が堆積する。副生成物16の主成分は炭素であるため、アッシングによる除去は可能であるが、オリフィスプレート11へのプラズマダメージが発生する。
First, as shown in FIG. 10A, the liquid 12 is applied to the laser irradiation surface of the orifice plate 11, and the upper surface protective film 13 is provided thereon. Then, the upper surface of the upper surface protective film 13 is irradiated with a laser beam 15 through a mask pattern formed by chromium deposition on a quartz substrate. By irradiating the laser beam 15, the upper surface protective film 13 and the orifice plate 11 are scraped, and a by-product 16 is deposited on the upper surface protective film 13. Since the main component of the by-product 16 is carbon, it can be removed by ashing, but plasma damage to the orifice plate 11 occurs.

上記工程において、液体12にはポリプロピレングリコール(PPG:分子量2000、25℃での粘性率163.7cP)が用いられ、オリフィスプレート11には厚み50μmのポリイミドフィルムが用いられ、上面保護フィルム13には厚み12.5μmのポリイミドフィルムが用いられる。レーザビーム15は、波長243nmのエキシマレーザにより照射される。上記エキシマレーザは、発振条件がレーザパワー:680mJ/cm2、周波数:100Hz、ショット数:450ショットに設定される。これにより、オリフィスのレーザ照射面側における開口部の直径が約40μm、インク吐出面側における開口部の直径が約20μmとなる。   In the above process, the liquid 12 is made of polypropylene glycol (PPG: molecular weight 2000, viscosity of 163.7 cP at 25 ° C.), the orifice plate 11 is made of a polyimide film having a thickness of 50 μm, and the upper surface protective film 13 is made of A polyimide film having a thickness of 12.5 μm is used. The laser beam 15 is irradiated by an excimer laser having a wavelength of 243 nm. In the excimer laser, the oscillation conditions are set to laser power: 680 mJ / cm 2, frequency: 100 Hz, and number of shots: 450 shots. As a result, the diameter of the opening on the laser irradiation surface side of the orifice is about 40 μm, and the diameter of the opening on the ink ejection surface side is about 20 μm.

また、オリフィスプレートのインク吐出面側に塗布された液体がオリフィス形成に与える影響を検討するために、図10(b)に示すように、オリフィスプレート11のインク吐出面に、液体12が塗布され、その上に下面保護フィルム14が設けられる。そして、オリフィスプレート11のレーザ照射面に対し、上記マスクパターンを通して、レーザビーム15が照射される。上記工程において、下面保護フィルム14には厚み75μmのポリイミドフィルムが用いられる。なお、他の部材については、図10(a)において用いた部材と同様のものを使用する。   Further, in order to study the influence of the liquid applied to the ink discharge surface side of the orifice plate on the orifice formation, the liquid 12 is applied to the ink discharge surface of the orifice plate 11 as shown in FIG. The lower surface protective film 14 is provided thereon. Then, the laser beam 15 is irradiated onto the laser irradiation surface of the orifice plate 11 through the mask pattern. In the above process, a polyimide film having a thickness of 75 μm is used for the lower surface protective film 14. In addition, about the other member, the thing similar to the member used in Fig.10 (a) is used.

上記方法により、オリフィスプレート11のレーザ照射面およびインク吐出面に塗布された液体12がオリフィス形成に与える影響を確認することができる。   By the above method, it is possible to confirm the influence of the liquid 12 applied to the laser irradiation surface and the ink ejection surface of the orifice plate 11 on the orifice formation.

図11(a)および図11(b)は、図10(a)および図10(b)の構成で形成されたオリフィスのレーザ照射面の顕微鏡写真を示した図である。ここでは、オリフィス形成後、オリフィスプレート11を中性洗剤又は有機溶剤を用いて超音波洗浄を行っている。   11 (a) and 11 (b) are micrographs of the laser irradiation surface of the orifice formed with the configuration of FIGS. 10 (a) and 10 (b). Here, after the orifice is formed, the orifice plate 11 is subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent or an organic solvent.

図10(a)の構成では、レーザ加工により生じた副生成物16は、上面保護フィルム13上に堆積する。そのため、上面保護フィルム13をオリフィスプレート11から剥離し、液体12を洗浄することにより、図11(a)に示すように、清浄な状態のオリフィスプレート11を得ることができる。一方、図10(b)の構成では、レーザ加工により生じた副生成物16は、オリフィスプレート11上に直接堆積する。この場合、洗浄を行っても副生成物16を完全に除去できず、図11(b)に示すように、オリフィスプレート11のレーザ照射面側におけるオリフィスの開口部の周囲には副生成物16が堆積している。   In the configuration of FIG. 10A, the by-product 16 generated by laser processing is deposited on the upper surface protective film 13. Therefore, by removing the upper surface protective film 13 from the orifice plate 11 and washing the liquid 12, the orifice plate 11 in a clean state can be obtained as shown in FIG. On the other hand, in the configuration of FIG. 10B, the by-product 16 generated by the laser processing is directly deposited on the orifice plate 11. In this case, the by-product 16 cannot be completely removed even by cleaning, and the by-product 16 is formed around the orifice opening on the laser irradiation surface side of the orifice plate 11 as shown in FIG. Is deposited.

また、図示していないが、一括形成された各オリフィスのインク吐出面側における開口部の直径のばらつきは、図10(a)の構成でレーザ加工を行った場合に比べ、図10(b)の構成でレーザ加工を行った場合の方が大きい。また、図示していないが、オリフィスのインク吐出面側における開口部のエッジの形状は、図10(a)の構成でレーザ加工を行った場合に比べ、図10(b)の構成でレーザ加工を行った場合の方がいびつとなる。また、図10(a)の構成では、形成されたオリフィスのレーザ照射面側における開口部のエッジが、図8に示したようないびつな形状になる。以降、図10(a)の構成において、形成されたオリフィスのレーザ照射面側における開口部のエッジの形状がいびつなオリフィスプレート11を不良品とする。   Although not shown, the variation in the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifices formed in a lump is different from that in the case where laser processing is performed in the configuration of FIG. The case where the laser processing is performed with the configuration is larger. Although not shown, the shape of the edge of the opening on the ink ejection surface side of the orifice is the laser processing with the configuration of FIG. 10B compared to the case of laser processing with the configuration of FIG. If you do, you will be more angry. Further, in the configuration of FIG. 10A, the edge of the opening on the laser irradiation surface side of the formed orifice has an irregular shape as shown in FIG. Hereinafter, in the configuration of FIG. 10A, the orifice plate 11 having an irregular edge shape on the laser irradiation surface side of the formed orifice is regarded as a defective product.

このように、図10(a)の構成でレーザ加工を行った場合は、図10(b)の構成でレーザ加工を行った場合と比較して、形成されたオリフィスのインク吐出面側における開
口部の直径のばらつきが小さく、該開口部のエッジの形状が均一である。しかし、上記オリフィスのレーザ照射面側における開口部のエッジの形状は、不均一となっている。このことから、オリフィスプレート11のレーザ照射面に設けられた液体12は、形成されたオリフィスのレーザ照射面側の形状に影響を与えると判断される。また、オリフィスプレート11のインク吐出面に設けられた液体12は、形成されたオリフィスのインク吐出面側の形状に影響を与えると判断される。
As described above, when laser processing is performed with the configuration of FIG. 10A, the opening on the ink ejection surface side of the formed orifice is compared with the case where laser processing is performed with the configuration of FIG. 10B. The variation in the diameter of the portion is small, and the shape of the edge of the opening is uniform. However, the shape of the edge of the opening on the laser irradiation surface side of the orifice is not uniform. From this, it is determined that the liquid 12 provided on the laser irradiation surface of the orifice plate 11 affects the shape of the formed orifice on the laser irradiation surface side. Further, it is determined that the liquid 12 provided on the ink ejection surface of the orifice plate 11 affects the shape of the formed orifice on the ink ejection surface side.

そこで、まず、図10(a)の構成において、液体12の粘性率の違いがオリフィスプレート11に形成されたオリフィスのレーザ照射面側における開口部のエッジの形状に与える影響について、図12を参照して説明する。   Therefore, first, in the configuration of FIG. 10A, refer to FIG. 12 for the influence of the difference in the viscosity of the liquid 12 on the shape of the edge of the opening on the laser irradiation surface side of the orifice formed in the orifice plate 11. To explain.

図12は、図10(a)の構成において、液体12として4段階の異なる粘性率を有したPPGを用いることにより形成されたオリフィスプレート11の良品率とPPGの粘性率との関係を示すグラフである。なお、ここでオリフィスプレートの良品率とは、図10(a)の構成において一括形成されたオリフィスのなかに、上記不良品が含まれていない割合を示す。ここで液体12として用いられるPPGの粘性率は、分子量が400(25℃での粘性率:40cP)、分子量が800(25℃での粘性率:60cP)、分子量が2000(25℃での粘性率:163.7cP)、分子量が2200(25℃での粘性率:200cP)の4段階である。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the non-defective product ratio of the orifice plate 11 formed by using PPG having four different viscosity ratios as the liquid 12 in the configuration of FIG. It is. Here, the non-defective product ratio of the orifice plate indicates a ratio in which the defective product is not included in the orifices collectively formed in the configuration of FIG. Here, the PPG used as the liquid 12 has a molecular weight of 400 (viscosity at 25 ° C .: 40 cP), a molecular weight of 800 (viscosity at 25 ° C .: 60 cP), and a molecular weight of 2000 (viscosity at 25 ° C.). Ratio: 163.7 cP) and molecular weight of 2200 (viscosity at 25 ° C .: 200 cP).

図12に示すように、PPGの粘性率が増加するのに伴い、オリフィスプレート11の良品率は低下していく。そのため、オリフィスプレート11のレーザ照射面に設けられる液体12の粘性率は低い方が好ましいと判断される。PPGの粘性率が約220cPの点で、オリフィスプレート11の良品率は0の状態となる。このことから、良品のオリフィスプレート11を1つでも得るためには、オリフィスプレート11のレーザ照射面に設けられる液体12の粘性率を220cP以下にする必要がある。   As shown in FIG. 12, the non-defective product rate of the orifice plate 11 decreases as the viscosity of PPG increases. For this reason, it is determined that the viscosity of the liquid 12 provided on the laser irradiation surface of the orifice plate 11 is preferably low. At the point where the viscosity of PPG is about 220 cP, the yield rate of the orifice plate 11 is zero. Therefore, in order to obtain even one good orifice plate 11, the viscosity of the liquid 12 provided on the laser irradiation surface of the orifice plate 11 needs to be 220 cP or less.

さらに、オリフィスプレート11をインクジェットヘッドのノズルとして使用する場合には、オリフィスプレート11の良品率が50%以上であることが望ましい。オリフィスプレート11の良品率を50%以上にするためには、図12のグラフより、オリフィスプレート11のレーザ照射面に設けられる液体12の粘性率を約56cP以下にすることが好ましい。   Furthermore, when the orifice plate 11 is used as a nozzle of an inkjet head, it is desirable that the yield rate of the orifice plate 11 is 50% or more. In order to increase the yield rate of the orifice plate 11 to 50% or more, the viscosity of the liquid 12 provided on the laser irradiation surface of the orifice plate 11 is preferably about 56 cP or less from the graph of FIG.

次に、図10(b)の構成において、液体12の粘性率の違いがオリフィスプレート11に形成されたオリフィスのインク吐出面側の開口部に与える影響について、図13を参照して説明する。   Next, the influence of the difference in the viscosity of the liquid 12 on the opening on the ink ejection surface side of the orifice formed in the orifice plate 11 in the configuration of FIG. 10B will be described with reference to FIG.

図13(a)および図13(b)は、図10(b)の構成において、液体12として分子量が3000(25℃での粘性率:650cP)および分子量が2000(25℃での粘性率:163.7cP)のPPGを用いて複数のオリフィスを一括レーザ加工した場合の、オリフィスのインク吐出面側における開口部の直径のばらつきを示した図である。なお、図中において、Y軸は開口部の直径を示し、1目盛は0.5μmである。また、X軸は一括形成されたオリフィスの数(以下、チャンネル数と呼ぶ)を示す。   FIGS. 13 (a) and 13 (b) show a liquid having a molecular weight of 3000 (viscosity at 25 ° C .: 650 cP) and a molecular weight of 2000 (viscosity at 25 ° C. in the configuration of FIG. 10 (b): 163.7 is a diagram showing variation in the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifice when a plurality of orifices are collectively laser processed using PPG of 163.7 cP). In the figure, the Y axis indicates the diameter of the opening, and one scale is 0.5 μm. The X axis indicates the number of orifices formed at once (hereinafter referred to as the number of channels).

図13(a)に示すように、図10(b)の構成において、液体12として分子量が3000(25℃での粘性率:650cP)のPPGを用いてレーザ加工を行った場合は、チャンネル毎の開口部の直径は、最大で約0.7μmのばらつきを示す。また、図13(b)に示すように、図10(b)の構成において、液体12として分子量が2000(25℃での粘性率:163.7cP)のPPGを用いてレーザ加工を行った場合は、チャンネル毎の開口部の直径は、最大で約1.3μmのばらつきを示す。このように、オリフィ
スプレート11のインク吐出面に設けられる液体12の粘性率が小さいほど、形成されたオリフィスのインク吐出面側における開口部の直径のばらつきが大きい。
As shown in FIG. 13A, when laser processing is performed using PPG having a molecular weight of 3000 (viscosity at 25 ° C .: 650 cP) as the liquid 12 in the configuration of FIG. The diameter of the opening of the film shows a variation of about 0.7 μm at the maximum. Further, as shown in FIG. 13B, in the configuration of FIG. 10B, laser processing is performed using PPG having a molecular weight of 2000 (viscosity at 25 ° C .: 163.7 cP) as the liquid 12. The variation of the diameter of the opening for each channel is about 1.3 μm at the maximum. Thus, the smaller the viscosity of the liquid 12 provided on the ink ejection surface of the orifice plate 11, the larger the variation in the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the formed orifice.

また、図示していないが、形成されたオリフィスのインク吐出面側における開口部のエッジの形状は、図13(a)の構成でレーザ加工を行った場合に比べ、図13(b)の構成でレーザ加工を行った場合の方がいびつとなる。また、図示していないが、図10(b)の構成において、液体12として分子量が2500(25℃での粘性率:400cP)のPPGを用いてレーザ加工を行った場合は、図13(b)と同様の結果になった。これらのことから、オリフィスプレート11のインク吐出面に設けられる液体12の粘性率が大きいほど、形成されたオリフィスのインク吐出面側における開口部のエッジの形状が均一で、かつ、該開口部の直径のばらつきが小さくなる。具体的には、オリフィスプレート11のインク吐出面に設けられる液体12の粘性率は、少なくとも650cP以上であることが好ましい。   Although not shown, the shape of the edge of the opening on the ink ejection surface side of the formed orifice is the configuration shown in FIG. 13B compared to the case where laser processing is performed in the configuration shown in FIG. When laser processing is performed at, it becomes more distorted. Although not shown, when laser processing is performed using PPG having a molecular weight of 2500 (viscosity at 25 ° C .: 400 cP) as the liquid 12 in the configuration of FIG. ) And similar results. For these reasons, as the viscosity of the liquid 12 provided on the ink ejection surface of the orifice plate 11 increases, the shape of the edge of the opening on the ink ejection surface side of the formed orifice is uniform, and The variation in diameter is reduced. Specifically, the viscosity of the liquid 12 provided on the ink ejection surface of the orifice plate 11 is preferably at least 650 cP.

〔本実施形態のレーザ加工方法〕
本発明の一実施形態について図1〜図5に基づいて説明すると以下の通りである。
[Laser processing method of this embodiment]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1および図2を参照して、本実施形態のレーザ加工方法について説明する。図1(a)〜(c)は、本実施形態のレーザ加工方法を示す断面図である。図2は、本実施形態のレーザ加工方法を示すフローチャートである。   With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the laser processing method of this embodiment is demonstrated. 1A to 1C are cross-sectional views illustrating a laser processing method according to the present embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the laser processing method of this embodiment.

まず、オリフィスプレート(プレート)1のインク吐出面に撥水膜7が形成される(S1)。   First, the water repellent film 7 is formed on the ink ejection surface of the orifice plate (plate) 1 (S1).

次に、図1(a)に示すように、オリフィスプレート1のレーザが照射されるレーザ照射面に上面流動層(第1流動層)2aが設けられ、上記レーザ照射面とは反対側の面であるインク吐出面に下面流動層(第2流動層)2bが設けられる(S2)。そして、上面流動層2aの上には上面保護フィルム(第1保護フィルム)3が設けられ、下面流動層2bの上には下面保護フィルム(第2保護フィルム)4が設けられる。そして、オリフィスプレート1と、上面流動層2aと、下面流動層2bと、上面保護フィルム3と、下面保護フィルム4とは、室温(25℃)でラミネートされる(S3)。それから、上面保護フィルム3の上からレーザビーム(レーザ光)5が照射され、オリフィス(貫通孔)8が形成される(S4)。レーザビーム5による加工は、上面保護フィルム3の上面から、上面流動層2a、オリフィスプレート1および下面流動層2bを通り、下面保護フィルム4の一部まで行われる。その際、上面保護フィルム3の上面であって、形成されたオリフィス8の開口部近傍に、各部材が削られることにより生じた副生成物6が堆積する。   Next, as shown in FIG. 1A, an upper surface fluidized layer (first fluidized layer) 2a is provided on the laser irradiation surface of the orifice plate 1 where the laser is irradiated, and the surface opposite to the laser irradiation surface. The lower surface fluidized layer (second fluidized layer) 2b is provided on the ink ejection surface (S2). An upper surface protective film (first protective film) 3 is provided on the upper surface fluidized layer 2a, and a lower surface protective film (second protective film) 4 is provided on the lower surface fluidized layer 2b. Then, the orifice plate 1, the upper surface fluidized bed 2a, the lower surface fluidized bed 2b, the upper surface protective film 3 and the lower surface protective film 4 are laminated at room temperature (25 ° C.) (S3). Then, a laser beam (laser light) 5 is irradiated from above the upper surface protective film 3 to form an orifice (through hole) 8 (S4). The processing by the laser beam 5 is performed from the upper surface of the upper surface protective film 3 to a part of the lower surface protective film 4 through the upper surface fluidized layer 2a, the orifice plate 1 and the lower surface fluidized layer 2b. At that time, the by-product 6 generated by scraping each member is deposited on the upper surface of the upper surface protective film 3 and in the vicinity of the opening of the formed orifice 8.

次に、図1(b)に示すように、上面保護フィルム3および下面保護フィルム4を上面流動層2aおよび下面流動層2bから剥離させる(S5)。そして、オリフィスプレート1は有機溶剤を用いて超音波洗浄され、オリフィスプレート1のレーザ照射面およびインク吐出面に設けられた上面流動層2aおよび下面流動層2bが洗浄される(S6)。これにより、図1(c)に示すように、レーザ加工により生じた副生成物6が付着していない清浄なオリフィスプレート1を得ることができる。   Next, as shown in FIG.1 (b), the upper surface protective film 3 and the lower surface protective film 4 are peeled from the upper surface fluidized layer 2a and the lower surface fluidized layer 2b (S5). The orifice plate 1 is ultrasonically cleaned using an organic solvent, and the upper surface fluidized layer 2a and the lower surface fluidized layer 2b provided on the laser irradiation surface and the ink ejection surface of the orifice plate 1 are cleaned (S6). Thereby, as shown in FIG.1 (c), the clean orifice plate 1 in which the by-product 6 produced by laser processing does not adhere can be obtained.

なお、形成されたオリフィス8は、オリフィスプレート1のレーザ照射面からインク吐出面にいくほど、直径が小さくなる、いわゆるテーパー形状をしている。   The formed orifice 8 has a so-called taper shape in which the diameter becomes smaller as it goes from the laser irradiation surface of the orifice plate 1 to the ink ejection surface.

本実施形態のレーザ加工方法は、インクジェットヘッドに備えられるオリフィスプレートのオリフィスを形成するために用いられる。なお、本発明のレーザ加工方法は、上述した用途に限られず、プレートに貫通孔を形成するために用いることができる。   The laser processing method of this embodiment is used for forming an orifice of an orifice plate provided in an ink jet head. In addition, the laser processing method of this invention is not restricted to the use mentioned above, It can be used in order to form a through-hole in a plate.

撥水膜7は、オリフィスプレート1のインク吐出面側にインクが付着することを抑制するためのものである。本実施形態では、オリフィスプレート1のインク吐出面に対し、オリフィス8形成前に撥水膜7が形成される。これにより、オリフィス8を形成することにより生じた副生成物6が撥水膜7の形成に影響を与えることなく、オリフィス形成後に撥水膜を形成する従来の方法と比較して、より清浄なオリフィスプレート1を得ることが可能である。   The water repellent film 7 is for suppressing ink from adhering to the ink ejection surface side of the orifice plate 1. In the present embodiment, the water repellent film 7 is formed on the ink ejection surface of the orifice plate 1 before the orifice 8 is formed. As a result, the by-product 6 generated by forming the orifice 8 does not affect the formation of the water-repellent film 7, and is cleaner than the conventional method of forming the water-repellent film after forming the orifice. It is possible to obtain an orifice plate 1.

また、本実施形態では、撥水膜7はフッ素系シランカップリング剤から構成される。フッ素系シランカップリング剤は、単分子膜(2〜3nm)でも撥水特性を有するため、他の撥水材料に比べ、撥水膜7を非常に薄く形成することができる。このため、撥水膜7がオリフィスプレート1のインク吐出面側におけるオリフィス8の形状に与える影響を小さくすることができる。また、他の撥水材料と比較して、適用できるレーザ加工条件の範囲が広く、容易にオリフィス8を形成することができる。   In the present embodiment, the water repellent film 7 is composed of a fluorine-based silane coupling agent. Since the fluorinated silane coupling agent has water repellency even with a monomolecular film (2 to 3 nm), the water repellent film 7 can be formed very thin compared to other water repellent materials. Therefore, the influence of the water repellent film 7 on the shape of the orifice 8 on the ink ejection surface side of the orifice plate 1 can be reduced. In addition, compared with other water repellent materials, the range of applicable laser processing conditions is wide, and the orifice 8 can be easily formed.

なお、本実施形態では、撥水膜7はオリフィス8形成前にオリフィスプレート1のインク吐出面側に形成されているが、本発明はこれに限られない。つまり、撥水膜7はオリフィス8形成後にオリフィスプレート1のインク吐出面側に形成されてもよい。また、本発明のレーザ加工方法においては、撥水膜7は形成されなくてもかまわない。   In this embodiment, the water repellent film 7 is formed on the ink ejection surface side of the orifice plate 1 before the orifice 8 is formed, but the present invention is not limited to this. That is, the water repellent film 7 may be formed on the ink ejection surface side of the orifice plate 1 after the orifice 8 is formed. In the laser processing method of the present invention, the water repellent film 7 may not be formed.

レーザビーム5は、オリフィスプレート1にオリフィス8を形成するためのものである。レーザビーム5は、波長248nmのエキシマレーザによって照射される。上記エキシマレーザは、発振条件がレーザパワー:680mJ/cm2、周波数:100Hz、ショット数:450ショットに設定される。これにより、オリフィス8のレーザ照射面側における開口部の直径が約40μm、インク吐出面側における開口部の直径が約20μmとなる。   The laser beam 5 is for forming the orifice 8 in the orifice plate 1. The laser beam 5 is irradiated by an excimer laser having a wavelength of 248 nm. In the excimer laser, the oscillation conditions are set to laser power: 680 mJ / cm 2, frequency: 100 Hz, and number of shots: 450 shots. As a result, the diameter of the opening on the laser irradiation surface side of the orifice 8 is about 40 μm, and the diameter of the opening on the ink ejection surface side is about 20 μm.

オリフィスプレート1は、インクジェットヘッドにおいて、インクを吐出するための吐出口であるオリフィスが形成されたものである。一般的に、エキシマレーザを用いた加工では、アブレーション加工が中心となる。そのため、加工される材料の加工状態は該材料の光吸収係数に依存する。すなわち、上記材料の光吸収係数がある閾値以下では、所定のパワーを有するエキシマレーザでは加工できない。そのため、レーザビーム5によりオリフィスプレート1にオリフィス8を形成するためには、オリフィスプレート1の光吸収係数を、ある程度の値以上にする必要がある。   The orifice plate 1 is an ink jet head in which an orifice that is an ejection port for ejecting ink is formed. In general, ablation processing is the center of processing using an excimer laser. Therefore, the processing state of the material to be processed depends on the light absorption coefficient of the material. That is, if the light absorption coefficient of the material is below a certain threshold value, it cannot be processed by an excimer laser having a predetermined power. Therefore, in order to form the orifice 8 in the orifice plate 1 by the laser beam 5, the light absorption coefficient of the orifice plate 1 needs to be a certain value or more.

そこで、本実施形態では、オリフィスプレート1を、波長248nmのエキシマレーザに対して1000cm−1以上の光吸収係数を有するポリマーから構成している。上記ポリマーは、主にポリイミド誘導体が含まれた材料から構成される。また、上記ポリマーとしては、ポリイミド誘導体以外にも、ポリスチレン、ポリアミド、ポリメチルメタクリレートなどを用いることができる。これにより、波長248nmのエキシマレーザを用いて、オリフィスプレート1を容易にアブレーション加工することが可能となる。また、ポリイミド誘導体が含まれた上記ポリマーは耐薬品性に優れているため、インクジェットヘッドのノズルとしても好適に用いることができる。 Therefore, in the present embodiment, the orifice plate 1 is made of a polymer having a light absorption coefficient of 1000 cm −1 or more with respect to an excimer laser having a wavelength of 248 nm. The polymer is mainly composed of a material containing a polyimide derivative. In addition to the polyimide derivative, polystyrene, polyamide, polymethyl methacrylate, and the like can be used as the polymer. Thereby, it becomes possible to easily ablate the orifice plate 1 using an excimer laser having a wavelength of 248 nm. Moreover, since the said polymer containing the polyimide derivative is excellent in chemical resistance, it can be used suitably also as a nozzle of an inkjet head.

上面保護フィルム3は、オリフィス8の形成により生じた副生成物6がオリフィスプレート1のレーザ照射面に付着することを防止するためのものである。また、下面保護フィルム4は、オリフィス8の形成により生じた副生成物6がオリフィスプレート1のインク吐出面に付着することを防止するためのものである。上面保護フィルム3および下面保護フィルム4は、オリフィスプレート1と同様に、波長248nmのエキシマレーザに対する光吸収係数が1000cm−1以上のポリマーにより構成される。用いられるポリマー
は、オリフィスプレート1と同様であるので、説明は省略する。このように、上面保護フィルム3および下面保護フィルム4をオリフィスプレート1と同じ構成の材料から構成することにより、より精巧に形成されたオリフィス8を有する清浄なオリフィスプレート1を得ることができる。なお、本発明では、少なくとも上面保護フィルム3が波長248nmのエキシマレーザに対する光吸収係数が1000cm−1以上のポリマーにより構成されていればよい。
The upper surface protective film 3 is for preventing the by-product 6 generated by the formation of the orifice 8 from adhering to the laser irradiation surface of the orifice plate 1. The lower surface protective film 4 is for preventing the by-product 6 generated by the formation of the orifice 8 from adhering to the ink ejection surface of the orifice plate 1. Similar to the orifice plate 1, the upper surface protective film 3 and the lower surface protective film 4 are made of a polymer having a light absorption coefficient of 1000 cm −1 or more for an excimer laser having a wavelength of 248 nm. Since the polymer used is the same as that of the orifice plate 1, description thereof is omitted. Thus, by forming the upper surface protective film 3 and the lower surface protective film 4 from the same material as that of the orifice plate 1, it is possible to obtain the clean orifice plate 1 having the orifice 8 formed more elaborately. In the present invention, it is only necessary that at least the upper surface protective film 3 is made of a polymer having a light absorption coefficient of 1000 cm −1 or more for an excimer laser having a wavelength of 248 nm.

ここで、図10〜図13に示した従来のレーザ加工方法の検討により得られた結果から、本実施形態のレーザ加工方法に用いられる上面流動層2aおよび下面流動層2bの構成について説明する。   Here, the structure of the upper surface fluidized bed 2a and the lower surface fluidized bed 2b used in the laser processing method of the present embodiment will be described based on the results obtained by examining the conventional laser processing method shown in FIGS.

従来のレーザ加工方法では、オリフィスプレート11のインク吐出面に塗布された液体12の粘性率が低いため、オリフィスプレート11の安定性が低くなる。そのため、レーザビーム15をオリフィスプレート11に照射した際、オリフィスプレート11が動くことにより、レーザビーム15のフォーカス位置ずれが生じる。そして、レーザビーム15のフォーカス位置ずれが生じることにより、オリフィスプレート11に形成されたオリフィスのインク吐出面側における開口部の直径にばらつきが生じる。また、液体12の粘性率が低いためにオリフィスプレート11と下面保護フィルム14との間の密着が弱く、レーザ照射の衝撃が液体12に分散してしまう。そして、液体12に分散された衝撃により、オリフィスプレート11のインク吐出面側における開口部のエッジの形状がいびつになる。   In the conventional laser processing method, the viscosity of the liquid 12 applied to the ink ejection surface of the orifice plate 11 is low, so that the stability of the orifice plate 11 is lowered. For this reason, when the orifice plate 11 is irradiated with the laser beam 15, the focus position of the laser beam 15 is shifted due to the movement of the orifice plate 11. As a result of the focus position shift of the laser beam 15, the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifice formed in the orifice plate 11 varies. Further, since the viscosity of the liquid 12 is low, the adhesion between the orifice plate 11 and the lower surface protective film 14 is weak, and the impact of laser irradiation is dispersed in the liquid 12. Then, due to the impact dispersed in the liquid 12, the shape of the edge of the opening on the ink ejection surface side of the orifice plate 11 becomes distorted.

また、オリフィスプレート11のレーザ照射面に塗布された液体12の粘性率が高いことにより、液体12はレーザ照射面全体に広がらず、液体12の上に設けられた上面保護フィルム13にうねりが生じる。そのため、レーザビーム15を上面保護フィルム13に照射した際、レーザビーム15のフォーカス位置ずれが生じる。そして、レーザビーム15のフォーカス位置ずれが生じることにより、オリフィスプレート11に形成されたオリフィスのインク吐出面側における開口部の直径にばらつきが生じ、かつ、該オリフィスのレーザ照射面側における開口部のエッジの形態が不均一になる。   Further, since the viscosity of the liquid 12 applied to the laser irradiation surface of the orifice plate 11 is high, the liquid 12 does not spread over the entire laser irradiation surface, and undulation occurs in the upper surface protective film 13 provided on the liquid 12. . Therefore, when the upper surface protective film 13 is irradiated with the laser beam 15, a focus position shift of the laser beam 15 occurs. Due to the focus position shift of the laser beam 15, the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifice formed on the orifice plate 11 varies, and the opening on the laser irradiation surface side of the orifice Edge shape is non-uniform.

そこで、本実施形態では、上面流動層2aおよび下面流動層2bの粘性率に特徴を持たせることにより、オリフィス8のインク吐出面側における開口部の直径のばらつきを小さくし、かつ、インク吐出面側およびレーザ照射面側における開口部のエッジの形状を均一にする。   Therefore, in the present embodiment, the viscosity of the upper surface fluidized bed 2a and the lower surface fluidized bed 2b is characterized to reduce the variation in the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifice 8, and the ink ejection surface. The shape of the edge of the opening on the side and the laser irradiation surface side is made uniform.

上面流動層2aは、オリフィスプレート1のレーザ照射面に対し上面保護フィルム3を粘着させるためのものである。従来のレーザ加工方法の検討から、オリフィスプレートのレーザ照射面に設けられる液体は、粘性率が低い方が好ましいと判断される。良品のオリフィスプレート1を少なくとも1つ得るために必要な上面流動層2aの粘性率は、図12に示されるように約220cP以下である。さらに、オリフィスプレート1をインクジェットヘッドのノズルとして用いるためは、良品率が50%以上であることが望ましい。図12より、オリフィスプレート1の良品率を50%以上にするためには、上面流動層2aの粘性率を56cP以下にすることが好ましい。   The upper surface fluidized bed 2 a is for adhering the upper surface protective film 3 to the laser irradiation surface of the orifice plate 1. From the examination of the conventional laser processing method, it is determined that the liquid provided on the laser irradiation surface of the orifice plate preferably has a low viscosity. The viscosity of the upper fluidized bed 2a necessary for obtaining at least one good orifice plate 1 is about 220 cP or less as shown in FIG. Furthermore, in order to use the orifice plate 1 as a nozzle of an ink jet head, it is desirable that the yield rate is 50% or more. From FIG. 12, in order to make the yield rate of the orifice plate 1 50% or more, the viscosity of the upper surface fluidized bed 2a is preferably 56 cP or less.

本実施形態では、上面流動層2aとして分子量400(25℃での粘性率:40cP)のPPGを用いている。これにより、上面流動層2aはオリフィスプレート1のレーザ照射面全体に広がり、上面保護フィルム3はうねりを生じない。そのため、レーザビーム5のフォーカス位置ずれが生じず、オリフィスプレート1に一括形成されたオリフィス8のインク吐出面側における開口部の直径のばらつきが小さく、かつ、オリフィス8のレーザ照射面側における開口部のエッジの形態が均一になる。   In the present embodiment, PPG having a molecular weight of 400 (viscosity at 25 ° C .: 40 cP) is used as the upper surface fluidized bed 2a. Thereby, the upper surface fluidized bed 2a spreads over the entire laser irradiation surface of the orifice plate 1, and the upper surface protective film 3 does not swell. For this reason, the focus position of the laser beam 5 does not shift, the variation in the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifices 8 collectively formed on the orifice plate 1 is small, and the opening on the laser irradiation surface side of the orifice 8. The shape of the edge becomes uniform.

下面流動層2bは、オリフィスプレート1のインク吐出面に対し下面保護フィルム4を粘着させるためのものである。従来のレーザ加工方法の検討から、オリフィスプレートのインク吐出面に設けられる液体は、粘性率が高い方が好ましいと判断される。図13(a)および図13(b)より、下面流動層2bとして好ましい粘性率は、650cP以上である。   The lower surface fluidized bed 2 b is for adhering the lower surface protective film 4 to the ink ejection surface of the orifice plate 1. From the examination of the conventional laser processing method, it is determined that the liquid provided on the ink ejection surface of the orifice plate preferably has a higher viscosity. From FIG. 13 (a) and FIG. 13 (b), the preferred viscosity for the lower fluidized bed 2b is 650 cP or more.

本実施形態では、下面流動層2bとして分子量3000(25℃での粘性率:650cP)のPPGを用いている。これにより、オリフィスプレート1と下面保護フィルム4との安定性と密着性を高めることができる。そのため、本実施形態では、オリフィスプレート1のインク吐出面側における開口部のエッジの形状が均一で、かつ、該開口部の直径のばらつきが小さいオリフィス8を形成することができる。   In the present embodiment, PPG having a molecular weight of 3000 (viscosity at 25 ° C .: 650 cP) is used as the lower surface fluidized bed 2b. Thereby, stability and adhesiveness of the orifice plate 1 and the lower surface protective film 4 can be improved. Therefore, in the present embodiment, it is possible to form the orifice 8 in which the shape of the edge of the opening on the ink ejection surface side of the orifice plate 1 is uniform and the variation in the diameter of the opening is small.

上述のように、本実施形態では上面流動層2aおよび下面流動層2bとして、ポリプロピレングリコール(PPG)を用いている。本発明にPPGが好適に用いられる理由として、PPGが揮発性の低い材料であるため、オリフィスプレート1と上面保護フィルム3および下面保護フィルム4との間において、所定の距離を長時間維持することができるという点、オリフィスプレート1を構成しているポリイミド誘導体を含む材料との反応性が低いため、レーザ加工時に余分な副生成物の発生を防止することができる点、有機溶剤や中性洗剤などを用いてオリフィスプレート1を洗浄することにより、容易に除去できる点が挙げられる。このように、本実施形態では上面流動層2aおよび下面流動層2bとしてPPGを用いることにより、精巧なオリフィス8を有したより清浄なオリフィスプレート1を得ることができる。   As described above, in this embodiment, polypropylene glycol (PPG) is used as the upper surface fluidized bed 2a and the lower surface fluidized bed 2b. The reason why PPG is preferably used in the present invention is that PPG is a material having low volatility, and therefore, a predetermined distance is maintained between the orifice plate 1 and the upper surface protective film 3 and the lower surface protective film 4 for a long time. In view of the fact that the reactivity with the material containing the polyimide derivative constituting the orifice plate 1 is low, it is possible to prevent generation of extra by-products during laser processing, organic solvents and neutral detergents. For example, the orifice plate 1 can be easily removed by washing it. As described above, in the present embodiment, by using PPG as the upper surface fluidized bed 2a and the lower surface fluidized bed 2b, a cleaner orifice plate 1 having a fine orifice 8 can be obtained.

なお、本実施形態では、PPGを室温(25℃)で用いているが、PPGの粘性率を調節するため所定の温度に変更することも可能である。また、本実施形態では、上面流動層2aおよび下面流動層2bの材料としてPPGについて説明しているが、本発明はこれに限られない。例えば、ゾル状のような流動性のある材料であってもかまわない(10000cP以下のものを指す)。   In this embodiment, PPG is used at room temperature (25 ° C.). However, it can be changed to a predetermined temperature in order to adjust the viscosity of PPG. In the present embodiment, PPG is described as the material of the upper surface fluidized bed 2a and the lower surface fluidized bed 2b, but the present invention is not limited to this. For example, a fluid material such as a sol may be used (refers to a material having a viscosity of 10,000 cP or less).

次に、本実施形態のレーザ加工方法によりオリフィス8が形成されたオリフィスプレート1の状態について図3〜図5を参照して述べる。   Next, the state of the orifice plate 1 in which the orifice 8 is formed by the laser processing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図3は、本実施形態のレーザ加工方法により形成されたオリフィスのインク吐出面側のSEM写真を示した図である。本実施形態のレーザ加工方法により形成されたオリフィス8は、図3に示すように、オリフィスプレート1のインク吐出面側において開口部のエッジの形状が均一となる。また、オリフィス8の形成に用いられるマスクパターンの真円度(円の直径のばらつき)が0.1μmであるのに対し、オリフィス8のインク吐出面側における開口部の真円度は0.5μmである。このように、本実施形態のレーザ加工方法を用いることにより、非常に精巧なオリフィス8を形成することができる。   FIG. 3 is a view showing an SEM photograph of the ink ejection surface side of the orifice formed by the laser processing method of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the orifice 8 formed by the laser processing method of this embodiment has a uniform edge shape on the ink ejection surface side of the orifice plate 1. The roundness of the mask pattern used for forming the orifice 8 (variation in the diameter of the circle) is 0.1 μm, whereas the roundness of the opening on the ink ejection surface side of the orifice 8 is 0.5 μm. It is. Thus, by using the laser processing method of this embodiment, it is possible to form a very elaborate orifice 8.

図4は、本実施形態のレーザ加工方法により形成されたオリフィス8のレーザ照射面側の顕微鏡写真を示した図である。ここでは、オリフィス8が形成された後、有機溶剤を用いてオリフィスプレート1を超音波洗浄している。このように、本実施形態のレーザ加工方法により一括形成されたほとんどのオリフィス8は、図4に示すように、オリフィスプレート1のレーザ照射面側において開口部のエッジの形状が均一となる。具体的には、オリフィス8のレーザ照射面側における開口部のエッジの形状がいびつな不良品が製造される割合は、本実施形態のレーザ加工方法では約3%以下を示す。   FIG. 4 is a view showing a micrograph of the laser irradiation surface side of the orifice 8 formed by the laser processing method of the present embodiment. Here, after the orifice 8 is formed, the orifice plate 1 is ultrasonically cleaned using an organic solvent. As described above, most of the orifices 8 collectively formed by the laser processing method according to the present embodiment have a uniform edge shape on the laser irradiation surface side of the orifice plate 1 as shown in FIG. Specifically, the ratio of manufacturing the defective product with the irregular shape of the opening edge on the laser irradiation surface side of the orifice 8 is about 3% or less in the laser processing method of this embodiment.

図5は、本実施形態のレーザ加工方法により、一括形成されたオリフィス8のインク吐
出面側における開口部の直径の測定値を示すグラフである。なお、図中において、Y軸は開口部の直径を示し、1目盛は0.5μmである。また、X軸は一括形成されたオリフィス8の数(以下、チャンネル数と呼ぶ)を示す。従来のレーザ加工方法では、チャンネル毎の開口部の直径は、最大で約1.2μmのばらつきを示したが、本実施形態のレーザ加工方法では、最大で約0.5μmとなる。このように、本実施形態のレーザ加工方法では、形成されたオリフィス8のインク吐出面側における開口部の直径のばらつきは、従来と比べ小さくなる。
FIG. 5 is a graph showing measured values of the diameters of the openings on the ink ejection surface side of the orifices 8 formed collectively by the laser processing method of the present embodiment. In the figure, the Y axis indicates the diameter of the opening, and one scale is 0.5 μm. Further, the X axis indicates the number of orifices 8 formed collectively (hereinafter referred to as the number of channels). In the conventional laser processing method, the diameter of the opening for each channel showed a variation of about 1.2 μm at the maximum, but in the laser processing method of the present embodiment, the diameter is about 0.5 μm at the maximum. As described above, in the laser processing method according to the present embodiment, the variation in the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the formed orifice 8 is smaller than that in the prior art.

以上のように、本実施形態のレーザ加工方法は、オリフィスプレート1のインク吐出面に上面流動層2aよりも粘性率の高い下面流動層2bを設け、その上に下面保護フィルム4を設けることにより、オリフィスプレート1と下面保護フィルム4との安定性および密着性を高めることができる。また、オリフィスプレート1のレーザ照射面側に下面流動層2bよりも粘性率の低い上面流動層2aを設けることにより、上面流動層2aはオリフィスプレート1上にまんべんなく広がるため、上面流動層2aの上に設けられた上面保護フィルム3に生じるうねりが抑制される。そのため、レーザ照射によるフォーカス位置ずれが抑制され、形成されたオリフィス8のレーザ照射面とは反対側の面における開口部の直径のばらつきを小さくすることができる。また、オリフィス8のレーザ照射面側およびインク吐出面側における開口部のエッジの形状を均一にすることができる。   As described above, in the laser processing method of the present embodiment, the lower surface fluidized layer 2b having a higher viscosity than the upper surface fluidized layer 2a is provided on the ink ejection surface of the orifice plate 1, and the lower surface protective film 4 is provided thereon. The stability and adhesion between the orifice plate 1 and the lower surface protective film 4 can be improved. Further, by providing the upper surface fluidized bed 2a having a lower viscosity than the lower surface fluidized bed 2b on the laser irradiation surface side of the orifice plate 1, the upper surface fluidized bed 2a spreads over the orifice plate 1 evenly. The wave | undulation which arises in the upper surface protective film 3 provided in is suppressed. Therefore, the focus position shift due to the laser irradiation is suppressed, and the variation in the diameter of the opening on the surface opposite to the laser irradiation surface of the formed orifice 8 can be reduced. Further, the shape of the edge of the opening on the laser irradiation surface side and the ink ejection surface side of the orifice 8 can be made uniform.

また、オリフィスプレート1のレーザ照射面およびインク吐出面に、上面保護フィルム3および下面保護フィルム4を設けることにより、オリフィス8を形成することにより生じた副生成物6がオリフィスプレート1に付着することを防止する。そして、上面流動層2aおよび下面流動層2bは容易に除去することができるため、精巧なオリフィスを有した清浄なオリフィスプレートを得ることができる。   Further, by providing the upper surface protective film 3 and the lower surface protective film 4 on the laser irradiation surface and the ink discharge surface of the orifice plate 1, the by-product 6 generated by forming the orifice 8 adheres to the orifice plate 1. To prevent. And since the upper surface fluidized bed 2a and the lower surface fluidized bed 2b can be removed easily, a clean orifice plate having an elaborate orifice can be obtained.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、プレートに貫通孔を形成する場合、又はインクジェットヘッドに備えられるオリフィスプレートにオリフィスを形成する場合に好適に用いられる。   The present invention is suitably used when a through hole is formed in a plate, or when an orifice is formed in an orifice plate provided in an ink jet head.

本発明におけるレーザ加工方法の実施の一形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the laser processing method in this invention. 上記レーザ加工方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the said laser processing method. 上記レーザ加工方法により形成されたオリフィスのインク吐出面のSEM写真を示した図である。It is the figure which showed the SEM photograph of the ink discharge surface of the orifice formed by the said laser processing method. 上記レーザ加工方法により形成されたオリフィスのレーザ照射面のSEM写真を示した図である。It is the figure which showed the SEM photograph of the laser irradiation surface of the orifice formed by the said laser processing method. 上記レーザ加工方法により一括形成されたオリフィスのインク吐出面側における開口部の直径の測定値を示すグラフである。It is a graph which shows the measured value of the diameter of the opening part in the ink discharge surface side of the orifice collectively formed by the said laser processing method. (a)〜(d)は、従来のレーザ加工方法を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the conventional laser processing method. 従来のレーザ加工方法により形成されたオリフィスのインク吐出面側のSEM写真を示した図である。It is the figure which showed the SEM photograph by the side of the ink discharge surface of the orifice formed by the conventional laser processing method. 従来のレーザ加工方法により形成されたオリフィスのレーザ照射面側のSEM写真を示した図である。It is the figure which showed the SEM photograph by the side of the laser irradiation surface of the orifice formed by the conventional laser processing method. 従来のレーザ加工方法により一括形成されたオリフィスのインク吐出面側における開口部の直径の測定値を示すグラフである。It is a graph which shows the measured value of the diameter of the opening part in the ink discharge surface side of the orifice collectively formed by the conventional laser processing method. (a)は、オリフィスプレートのレーザ照射面側に塗布された液体がオリフィス形成に与える影響を検討するための構成を示した断面図であり、(b)は、オリフィスプレートのインク吐出面側に塗布された液体がオリフィス形成に与える影響を検討するための構成を示した断面図である。(A) is sectional drawing which showed the structure for examining the influence which the liquid apply | coated to the laser irradiation surface side of an orifice plate has on orifice formation, (b) is the ink discharge surface side of an orifice plate. It is sectional drawing which showed the structure for examining the influence which the apply | coated liquid has on orifice formation. (a)は、図10(a)の構成で形成されたオリフィスのレーザ照射面の顕微鏡写真を示した図であり、(b)は、図10(b)の構成で形成されたオリフィスのレーザ照射面の顕微鏡写真を示した図である。(A) is the figure which showed the microscope picture of the laser irradiation surface of the orifice formed with the structure of Fig.10 (a), (b) is the laser of the orifice formed with the structure of FIG.10 (b). It is the figure which showed the microscope picture of the irradiated surface. 図10(a)の構成において、液体として4段階の異なる粘性率を有したPPGを用いることにより形成されたオリフィスプレートの良品率とPPGの粘性率との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a relationship between a non-defective product rate of an orifice plate formed by using PPG having different viscosity in four stages as a liquid in the configuration of FIG. (a)は、図10(b)の構成において、液体として分子量が3000(25℃での粘性率:650cP)のPPGを用いて複数のオリフィスを一括レーザ加工した場合の、オリフィスのインク吐出面側における開口部の直径の測定値を示した図であり、(b)は、分子量が2000(25℃での粘性率:163.7cP)のPPGを用いて複数のオリフィスを一括レーザ加工した場合の、オリフィスのインク吐出面側における開口部の直径の測定値を示した図である。10A shows an ink ejection surface of an orifice when a plurality of orifices are collectively laser processed using PPG having a molecular weight of 3000 (viscosity at 25 ° C .: 650 cP) as a liquid in the configuration of FIG. It is the figure which showed the measured value of the diameter of the opening part in the side, (b) is the case where several orifices are collectively laser-processed using PPG whose molecular weight is 2000 (viscosity at 25 degreeC: 163.7 cP) FIG. 6 is a diagram showing measured values of the diameter of the opening on the ink ejection surface side of the orifice.

符号の説明Explanation of symbols

1 オリフィスプレート(プレート)
2a 上面流動層(第1流動層)
2b 下面流動層(第2流動層)
3 上面保護フィルム(第1保護フィルム)
4 下面保護フィルム(第2保護フィルム)
5 レーザビーム(レーザ光)
6 副生成物
7 撥水膜
8 オリフィス(貫通孔)
1 Orifice plate (plate)
2a Upper surface fluidized bed (first fluidized bed)
2b Lower surface fluidized bed (second fluidized bed)
3 Top surface protective film (first protective film)
4 Bottom protective film (second protective film)
5 Laser beam (laser light)
6 By-product 7 Water repellent film 8 Orifice (through hole)

Claims (11)

レーザ光によりプレートに貫通孔を形成するレーザ加工方法において、
上記プレートのレーザ光が照射されるレーザ照射面に、流動性を有した第1流動層と、第1保護フィルムとをこの順に設ける工程と、
上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面に、上記第1流動層よりも粘性率が高い第2流動層と、第2保護フィルムとをこの順に設ける工程と、
上記プレートのレーザ照射面に対してレーザ光を照射し、上記プレートに貫通孔を形成する工程と、
上記第1保護フィルムおよび上記第2保護フィルムを除去する工程と、
上記第1流動層および上記第2流動層を除去する工程とを含むことを特徴とするレーザ加工方法。
In a laser processing method for forming a through hole in a plate by laser light,
A step of providing a fluidized first fluidized bed and a first protective film in this order on the laser-irradiated surface irradiated with the laser beam of the plate;
A step of providing a second fluidized bed having a higher viscosity than the first fluidized bed on the surface opposite to the laser irradiation surface of the plate, and a second protective film in this order;
Irradiating the laser irradiation surface of the plate with laser light to form a through hole in the plate;
Removing the first protective film and the second protective film;
And a step of removing the first fluidized bed and the second fluidized bed.
上記プレートは、波長248nmのエキシマレーザに対する光吸収係数が1000cm−1以上のポリマーから構成されていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1, wherein the plate is made of a polymer having a light absorption coefficient of 1000 cm −1 or more for an excimer laser having a wavelength of 248 nm. 上記プレートは、ポリイミド誘導体を含む材料からなることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 1, wherein the plate is made of a material containing a polyimide derivative. 上記第1流動層の粘性率は、25℃で220cP以下であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 1, wherein the viscosity of the first fluidized bed is 220 cP or less at 25 ° C. 上記第1流動層の粘性率は、25℃で56cP以下であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 1, wherein the viscosity of the first fluidized bed is 56 cP or less at 25 ° C. 上記第2流動層の粘性率は、25℃で650cP以上であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 1, wherein the viscosity of the second fluidized bed is 650 cP or more at 25 ° C. 上記第1流動層および上記第2流動層は、ポリプロピレングリコールからなることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 1, wherein the first fluidized bed and the second fluidized bed are made of polypropylene glycol. 上記第1保護フィルムは、波長248nmのエキシマレーザに対する光吸収係数が1000cm−1以上のポリマーから構成されていることを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 2, wherein the first protective film is made of a polymer having a light absorption coefficient of 1000 cm −1 or more for an excimer laser having a wavelength of 248 nm. レーザ光によりオリフィスプレートにオリフィスを形成するインクジェットヘッド製造方法において、
上記オリフィスプレートのレーザ光が照射されるレーザ照射面とは反対側の面に撥水膜を形成する工程と、
上記プレートのレーザ照射面に、流動性を有した第1流動層と、第1保護フィルムとをこの順に設ける工程と、
上記プレートのレーザ照射面とは反対側の面に、上記第1流動層よりも粘性率が高い第2流動層と、第2保護フィルムとをこの順に設ける工程と、
上記プレートのレーザ照射面に対してレーザ光を照射し、上記プレートにオリフィスを形成する工程と、
上記第1保護フィルムおよび上記第2保護フィルムを除去する工程と、
上記第1流動層および上記第2流動層を除去する工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
In an inkjet head manufacturing method for forming an orifice in an orifice plate by laser light,
Forming a water repellent film on a surface opposite to the laser irradiation surface irradiated with the laser light of the orifice plate;
Providing a fluidized first fluidized bed and a first protective film in this order on the laser irradiation surface of the plate;
A step of providing a second fluidized bed having a higher viscosity than the first fluidized bed on the surface opposite to the laser irradiation surface of the plate, and a second protective film in this order;
Irradiating the laser irradiation surface of the plate with laser light to form an orifice in the plate;
Removing the first protective film and the second protective film;
And a step of removing the first fluidized bed and the second fluidized bed.
上記撥水膜は、フッ素系シランカップリング剤から構成されることを特徴とする請求項9に記載のインクジェットヘッド製造方法。   The ink jet head manufacturing method according to claim 9, wherein the water repellent film is made of a fluorine-based silane coupling agent. 請求項1〜8に記載のレーザ加工方法により形成されたプレートの貫通孔をインク吐出口とすることを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。   An ink jet head manufacturing method, wherein a through hole of a plate formed by the laser processing method according to claim 1 is used as an ink discharge port.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010069532A (en) * 2008-02-28 2010-04-02 Wise Micro Technology Co Ltd Through hole forming method and product with through hole

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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