JP2015227027A - Liquid discharge head, method for manufacturing the same, and image forming apparatus - Google Patents

Liquid discharge head, method for manufacturing the same, and image forming apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid discharge head capable of preventing degradation of water repellency in the vicinity of a peripheral edge of nozzle holes resulting from reduction of a water repellent film in the vicinity of the peripheral edge of the nozzle holes due to wiping, and comprising a nozzle plate having excellent wiping-durability in the vicinity of the peripheral edge of the nozzle holes.SOLUTION: The liquid discharge head includes at least a nozzle plate comprising: a nozzle substrate which has a plurality of recesses on one surface thereof and is provided with nozzle holes in the recesses; and a water repellent film which is arranged on the surface having the plurality of recesses in the nozzle substrate and contains a perfluoropolyether compound. The difference of a maximum thickness and a minimum thickness of the water repellent film is not less than 1.0 μm, and a thickness of the water repellent film in the vicinity where the nozzle holes are positioned is larger than a thickness of the water repellent film in a part where the recesses are not positioned.

Description

本発明は、液体吐出ヘッド及びその製造方法、並びに前記液体吐出ヘッドを備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head, a manufacturing method thereof, and an image forming apparatus including the liquid discharge head.

従来より、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、又はこれらの複合機等の画像形成装置としては、例えば、液体吐出ヘッドを有する液体吐出記録方式の画像形成装置が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, a plotter, or a composite machine thereof, for example, a liquid discharge recording type image forming apparatus having a liquid discharge head is known.

前記液体吐出ヘッドは、ノズル板に穿設された複数のノズル孔からインクを液滴として吐出するため、前記ノズル板のインク液滴が吐出される液体吐出面の表面特性がインク液滴の吐出安定性に大きな影響を与える。そこで、前記ノズル板の液体吐出面に撥水膜を形成し、前記ノズル孔の周縁近傍へのインクの付着を防止することにより、インク液滴の吐出安定性を向上させることが行われている。
一方、前記液体吐出記録方式の画像形成装置は、前記ノズル板の液体吐出面に付着したインクをブレードでワイピングして除去するクリーニング手段を備えている。
Since the liquid discharge head discharges ink as droplets from a plurality of nozzle holes formed in the nozzle plate, the surface characteristics of the liquid discharge surface on which the ink droplets of the nozzle plate are discharged are determined as ink droplet discharge. Greatly affects stability. In view of this, the ink droplet ejection stability is improved by forming a water-repellent film on the liquid ejection surface of the nozzle plate to prevent ink from adhering to the vicinity of the periphery of the nozzle hole. .
On the other hand, the liquid discharge recording type image forming apparatus includes a cleaning unit that wipes and removes ink adhering to the liquid discharge surface of the nozzle plate with a blade.

前記ノズル板の液体吐出面の撥水性を向上させるため、例えば、撥水膜材料としてパーフルオロポリエーテル化合物を用いたノズル板が提案されている(特許文献1参照)。
しかし、前記特許文献1の前記ノズル板は、油性インク及び溶剤系インクに対しては十分な撥水性が得られず、前記撥水膜は、繰り返しワイピングに対する十分な耐久性を有していない。
そこで、前記撥水膜とノズル基板との密着性を向上させるため、例えば、前記ノズル基板の液体吐出側の面にSiO膜を設け、前記SiO膜上にパーフルオロポリエーテル鎖の末端にアルコキシシラン残基を有する化合物が結合した撥水膜を有するノズル板を備えた液体吐出ヘッドが提案されている(特許文献2参照)。この提案によれば、油性インク及び溶剤系インクのいずれに対しても十分な撥水性が得られ、前記ノズル基板と前記撥水膜との密着性も向上する。
In order to improve the water repellency of the liquid ejection surface of the nozzle plate, for example, a nozzle plate using a perfluoropolyether compound as a water-repellent film material has been proposed (see Patent Document 1).
However, the nozzle plate of Patent Document 1 cannot obtain sufficient water repellency for oil-based inks and solvent-based inks, and the water-repellent film does not have sufficient durability against repeated wiping.
Therefore, in order to improve the adhesion between the water repellent film and the nozzle substrate, for example, a SiO 2 film is provided on the surface of the nozzle substrate on the liquid discharge side, and the end of the perfluoropolyether chain is formed on the SiO 2 film. A liquid discharge head including a nozzle plate having a water repellent film to which a compound having an alkoxysilane residue is bonded has been proposed (see Patent Document 2). According to this proposal, sufficient water repellency can be obtained for both the oil-based ink and the solvent-based ink, and the adhesion between the nozzle substrate and the water-repellent film can be improved.

しかしながら、前記特許文献2に記載の前記ノズル板は、図1Aに示すように、前記ノズル板2の液体吐出面3をブレード9でワイピングする前には、ノズル基板8の液体吐出側の面13上に形成された前記撥水膜4がノズル孔1の周縁近傍を含む前記ノズル板2全体が平坦な(前記撥水膜4の厚みが均一な)状態となっている。そのため、前記ノズル板2の液体吐出面3を前記ブレード9で繰り返しワイピングすると、図1Bに示すように、前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4が一部剥れたり、摩耗する。更に、前記撥水膜4を構成するパーフルオロポリエーテル化合物はオイル状であるため、前記撥水膜4を形成した後も前記ブレード9でワイピングすると、前記ノズル孔1の周縁近傍から他の位置に前記撥水膜4が移動してしまうことがある。これらの結果、前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4が減少し、前記ノズル基板8が露出して、前記ノズル孔1の周縁近傍の撥水性が低下することにより、インク液滴の吐出安定性が低下してしまう。即ち、前記特許文献2に記載の前記ノズル板は、前記ノズル孔1の周縁近傍が十分なワイピング耐久性を備えていない。   However, as shown in FIG. 1A, the nozzle plate described in Patent Document 2 has a surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 before wiping the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 2 with a blade 9. The entire nozzle plate 2 including the vicinity of the periphery of the nozzle hole 1 is flat (the thickness of the water repellent film 4 is uniform). Therefore, when the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 2 is repeatedly wiped with the blade 9, the water repellent film 4 near the periphery of the nozzle hole 1 is partially peeled off or worn as shown in FIG. 1B. Further, since the perfluoropolyether compound constituting the water repellent film 4 is oily, if the blade 9 is wiped even after the water repellent film 4 is formed, another position from the vicinity of the periphery of the nozzle hole 1 is obtained. In some cases, the water repellent film 4 may move. As a result, the water-repellent film 4 near the periphery of the nozzle hole 1 is reduced, the nozzle substrate 8 is exposed, and the water repellency near the periphery of the nozzle hole 1 is reduced, so that Discharge stability will fall. That is, the nozzle plate described in Patent Document 2 does not have sufficient wiping durability near the periphery of the nozzle hole 1.

本発明の液体吐出ヘッドは、一方の面に複数の凹部を有し、前記凹部にノズル孔が設けられたノズル基板と、
前記ノズル基板における前記複数の凹部を有する面上に配された、パーフルオロポリエーテル化合物を含む撥水膜と、
を有するノズル板を少なくとも備えてなり、
前記撥水膜における最大厚みと最小厚みとの差が1.0μm以上であり、
前記ノズル孔が位置する近傍の前記撥水膜の厚みが、前記凹部が位置していない部分の前記撥水膜の厚みよりも厚いものである。
The liquid discharge head of the present invention has a plurality of recesses on one surface, and a nozzle substrate provided with nozzle holes in the recesses;
A water repellent film containing a perfluoropolyether compound disposed on a surface of the nozzle substrate having the plurality of recesses;
A nozzle plate having at least
The difference between the maximum thickness and the minimum thickness in the water repellent film is 1.0 μm or more,
The thickness of the water repellent film in the vicinity where the nozzle hole is located is thicker than the thickness of the water repellent film in a portion where the concave portion is not located.

本発明によると、ワイピングによるノズル孔の周縁近傍の撥水膜の減少による前記ノズル孔の周縁近傍の撥水性の低下を防止でき、前記ノズル孔の周縁近傍のワイピング耐久性が高いノズル板を有する液体吐出ヘッドを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in water repellency in the vicinity of the periphery of the nozzle hole due to a decrease in the water repellent film in the vicinity of the periphery of the nozzle hole due to wiping, and the nozzle plate having high wiping durability in the vicinity of the periphery of the nozzle hole is provided. A liquid discharge head can be provided.

図1Aは、従来の液体吐出ヘッドにおけるノズル板の液体吐出面をクリーニングする前の状態の一例を示す概略断面図である。FIG. 1A is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a state before cleaning a liquid discharge surface of a nozzle plate in a conventional liquid discharge head. 図1Bは、従来の液体吐出ヘッドにおけるノズル板の液体吐出面をクリーニングしている状態の一例を示す概略断面図である。FIG. 1B is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a state in which the liquid ejection surface of the nozzle plate in the conventional liquid ejection head is being cleaned. 図2Aは、本発明の液体吐出ヘッドに用いられるノズル板の一例を示す概略平面図である。FIG. 2A is a schematic plan view showing an example of a nozzle plate used in the liquid discharge head of the present invention. 図2Bは、図2AのX部の前記ノズル板の部分拡大図である。FIG. 2B is a partially enlarged view of the nozzle plate in the X part of FIG. 2A. 図2Cは、図2Bの前記ノズル板の概略断面図である。FIG. 2C is a schematic cross-sectional view of the nozzle plate of FIG. 2B. 図2Dは、図2Cの前記ノズル板から撥水膜を除いたノズル基板の概略断面図である。2D is a schematic cross-sectional view of a nozzle substrate obtained by removing a water repellent film from the nozzle plate of FIG. 2C. 図2Eは、図2CのY部の概略拡大図である。FIG. 2E is a schematic enlarged view of a Y portion in FIG. 2C. 図3は、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一例の手順を示す工程表である。FIG. 3 is a process chart showing a procedure of an example of a method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention. 図4は、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法におけるノズル基板研磨工程の一例を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of a nozzle substrate polishing step in the method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention. 図5は、研磨前のノズル基板の一例を示す部分拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged sectional view showing an example of the nozzle substrate before polishing. 図6は、弾性体を介してノズル基板の液室接合面側から前記ノズル基板を押圧した状態の一例を示す部分拡大断面図である。FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view illustrating an example of a state in which the nozzle substrate is pressed from the liquid chamber bonding surface side of the nozzle substrate via an elastic body. 図7は、弾性体で押圧した状態のノズル基板の液体吐出側の面を研磨している状態の一例を示す部分拡大断面図である。FIG. 7 is a partial enlarged cross-sectional view showing an example of a state in which the surface on the liquid discharge side of the nozzle substrate pressed by an elastic body is polished. 図8は、ノズル基板の液体吐出側の面を研磨後、弾性体による押圧を解除した状態の一例を示す部分拡大断面図である。FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating an example of a state in which the pressure applied by the elastic body is released after polishing the surface of the nozzle substrate on the liquid discharge side. 図9Aは、ノズル基板研磨工程における研磨後のノズル基板の一例を示す部分拡大断面図である。FIG. 9A is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of a nozzle substrate after polishing in the nozzle substrate polishing step. 図9Bは、パーフルオロポリエーテル化合物を含む液中に研磨後の前記ノズル基板を浸漬した状態の一例を示す部分拡大断面図である。FIG. 9B is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of a state in which the nozzle substrate after polishing is immersed in a liquid containing a perfluoropolyether compound. 図9Cは、浸漬後の前記ノズル基板を常温で自然乾燥した状態の一例を示す部分拡大断面図である。FIG. 9C is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of a state in which the nozzle substrate after immersion is naturally dried at room temperature. 図9Dは、撥水膜を形成したノズル基板の液体吐出側の面に保護フィルムを貼り付けた後、液室接合面側から撥水膜の除去を行っている状態の一例を示す部分拡大断面図である。FIG. 9D is a partially enlarged cross section showing an example of a state in which the water repellent film is removed from the liquid chamber bonding surface side after a protective film is attached to the liquid discharge side surface of the nozzle substrate on which the water repellent film is formed. FIG. 図9Eは、ノズル基板の液体吐出側の面に撥水膜を形成したノズル板の一例を示す部分拡大断面図である。FIG. 9E is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of a nozzle plate in which a water repellent film is formed on the surface of the nozzle substrate on the liquid ejection side. 図10は、本発明の液体吐出ヘッドの一例を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic view showing an example of the liquid discharge head of the present invention. 図11は、本発明の液体吐出ヘッドを搭載した本発明の画像形成装置の一例を示す概略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing an example of the image forming apparatus of the present invention on which the liquid discharge head of the present invention is mounted. 図12は、図11の画像形成装置の概略側面図である。FIG. 12 is a schematic side view of the image forming apparatus of FIG. 図13Aは、実施例1の液体吐出ヘッドにおけるノズル板の液体吐出面をブレードでワイピングする前の状態の一例を示す概略断面図である。FIG. 13A is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a state before the liquid ejection surface of the nozzle plate in the liquid ejection head of Example 1 is wiped with a blade. 図13Bは、図13Aの液体吐出ヘッドにおけるノズル板の液体吐出面をブレードでワイピングしている状態の一例を示す概略断面図である。FIG. 13B is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a state in which the liquid ejection surface of the nozzle plate in the liquid ejection head of FIG. 13A is wiped with a blade. 図14は、油性マジックインクでノズル板のノズル孔の周縁近傍を塗り潰した状態を示す平面図である。FIG. 14 is a plan view showing a state in which the vicinity of the periphery of the nozzle hole of the nozzle plate is filled with oil-based magic ink. 図15Aは、実施例1のノズル板の液体吐出面をブレードでワイピングする前のノズル孔の周縁近傍の油性マジックインクの状態を示す図である。FIG. 15A is a diagram illustrating a state of the oil-based magic ink in the vicinity of the periphery of the nozzle hole before wiping the liquid ejection surface of the nozzle plate of Example 1 with a blade. 図15Bは、実施例1のノズル板の液体吐出面をブレードでワイピング後のノズル孔の周縁近傍の油性マジックインクの状態を示す図である。FIG. 15B is a diagram illustrating a state of the oil-based magic ink in the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole after wiping the liquid discharge surface of the nozzle plate of Example 1 with a blade. 図16Aは、比較例6のノズル板の液体吐出面をブレードでワイピングする前のノズル孔の周縁近傍の油性マジックインクの状態を示す図である。FIG. 16A is a diagram illustrating a state of the oil-based magic ink in the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole before wiping the liquid discharge surface of the nozzle plate of Comparative Example 6 with a blade. 図16Bは、比較例6のノズル板の液体吐出面をブレードでワイピング後のノズル孔の周縁近傍の油性マジックインクの状態を示す図である。FIG. 16B is a diagram illustrating a state of the oil-based magic ink in the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole after wiping the liquid ejection surface of the nozzle plate of Comparative Example 6 with a blade.

(液体吐出ヘッド)
本発明の液体吐出ヘッドは、ノズル板を少なくとも備えてなり、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
(Liquid discharge head)
The liquid discharge head according to the present invention includes at least a nozzle plate, and further includes other members as necessary.

本発明は、ワイピングによるノズル孔の周縁近傍の撥水膜の減少による前記ノズル孔の周縁近傍の撥水性の低下を防止でき、前記ノズル孔の周縁近傍のワイピング耐久性が高いノズル板を有する液体吐出ヘッドを提供するものである。
本発明の液体吐出ヘッドは、一方の面に複数の凹部を有し、前記凹部にノズル孔が設けられたノズル基板と、
前記ノズル基板における前記複数の凹部を有する面上に配された、パーフルオロポリエーテル化合物を含む撥水膜と、
を有するノズル板を少なくとも備えてなり、
前記撥水膜における最大厚みと最小厚みとの差が1.0μm以上であり、
前記ノズル孔が位置する近傍の前記撥水膜の厚みが、前記凹部が位置していない部分の前記撥水膜の厚みよりも厚く形成されている。
The present invention can prevent a decrease in water repellency near the periphery of the nozzle hole due to a decrease in the water-repellent film near the periphery of the nozzle hole due to wiping, and a liquid having a nozzle plate with high wiping durability near the periphery of the nozzle hole. An ejection head is provided.
The liquid discharge head of the present invention has a plurality of recesses on one surface, and a nozzle substrate provided with nozzle holes in the recesses;
A water repellent film containing a perfluoropolyether compound disposed on a surface of the nozzle substrate having the plurality of recesses;
A nozzle plate having at least
The difference between the maximum thickness and the minimum thickness in the water repellent film is 1.0 μm or more,
The water repellent film in the vicinity where the nozzle hole is located is formed thicker than the water repellent film in the portion where the recess is not located.

ここで、図面を参照して、本発明の前記液体吐出ヘッドに用いられる前記ノズル板について説明する。
図2Aは、本発明の前記液体吐出ヘッドに用いられる前記ノズル板2の一例を示す概略平面図であり、図2Bは、図2AのX部の部分拡大図であり、図2Cは、図2Bの前記ノズル板2の概略断面図である。図2Dは、図2Cの前記ノズル板2から前記撥水膜4を除いた前記ノズル基板8の概略断面図である。図2Eは、図2CのY部分の拡大図である。
Here, the nozzle plate used in the liquid discharge head of the present invention will be described with reference to the drawings.
2A is a schematic plan view showing an example of the nozzle plate 2 used in the liquid discharge head of the present invention, FIG. 2B is a partially enlarged view of a portion X in FIG. 2A, and FIG. It is a schematic sectional drawing of the said nozzle plate 2. 2D is a schematic cross-sectional view of the nozzle substrate 8 obtained by removing the water repellent film 4 from the nozzle plate 2 of FIG. 2C. FIG. 2E is an enlarged view of a Y portion in FIG. 2C.

図2A〜図2Cに示すように、前記ノズル板2は、液体を吐出する側の面である液体吐出面3に複数のノズル孔1を有している。
図2Dに示すように、前記ノズル基板8は、液体吐出側の面13に複数の凹部5を有しており、前記凹部5の底部に前記ノズル孔1が設けられている。前記凹部5の底部は、前記凹部5の最も深い位置を含む部位である。
前記ノズル基板8における複数の前記凹部5を含む液体吐出側の面13上には、パーフルオロポリエーテル化合物を含む前記撥水膜4が形成されている。
As shown in FIGS. 2A to 2C, the nozzle plate 2 has a plurality of nozzle holes 1 on a liquid discharge surface 3 that is a surface on the liquid discharge side.
As shown in FIG. 2D, the nozzle substrate 8 has a plurality of recesses 5 on the surface 13 on the liquid discharge side, and the nozzle holes 1 are provided at the bottom of the recesses 5. The bottom of the recess 5 is a part including the deepest position of the recess 5.
The water repellent film 4 containing a perfluoropolyether compound is formed on the liquid discharge side surface 13 including the plurality of recesses 5 in the nozzle substrate 8.

図2Dに示すように、前記ノズル孔1が位置する近傍の前記ノズル基板8の厚みは、前記凹部5が位置していない部分の前記ノズル基板8の厚みよりも薄く形成されている。これにより、前記凹部5上に形成される前記撥水膜4の厚みを前記凹部5が位置していない部分の前記撥水膜4の厚みより厚く形成することができ、前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4が減少することを抑制でき、ワイピング耐久性が向上する。
図2Dに示すように、前記ノズル基板8における前記凹部5は、前記凹部5の外縁7から前記ノズル孔1が位置する近傍に向かって前記ノズル基板8の厚みが漸次減少する形状であることが好ましい。
図2Eに示すように、前記ノズル基板8における前記ノズル孔1が位置する近傍とは、前記ノズル基板8における撥水膜4(前記ノズル基板8における液体吐出側の面13)側の前記ノズル孔1の開口端100を意味する。
As shown in FIG. 2D, the thickness of the nozzle substrate 8 in the vicinity where the nozzle hole 1 is located is thinner than the thickness of the nozzle substrate 8 where the recess 5 is not located. Thereby, the thickness of the water-repellent film 4 formed on the concave portion 5 can be formed thicker than the thickness of the water-repellent film 4 where the concave portion 5 is not located. It can suppress that the said water-repellent film 4 of the vicinity reduces, and wiping durability improves.
As shown in FIG. 2D, the recess 5 in the nozzle substrate 8 has a shape in which the thickness of the nozzle substrate 8 gradually decreases from the outer edge 7 of the recess 5 toward the vicinity where the nozzle hole 1 is located. preferable.
As shown in FIG. 2E, the vicinity of the nozzle hole 1 in the nozzle substrate 8 is the nozzle hole on the water repellent film 4 (the liquid discharge side surface 13 of the nozzle substrate 8) side of the nozzle substrate 8. One open end 100 is meant.

図2Eに示すように、前記ノズル孔1が位置する近傍の前記ノズル基板8の厚みは、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1の開口端100を通り前記ノズル板2の厚み方向に描いた垂線Hが前記ノズル板2の液室接合面6における前記撥水膜4とは反対側の面(水平面と仮想)と交差する点101と、前記ノズル孔1の開口端100との間の距離であり、この距離を任意に前記ノズル孔1の10箇所について測定したときの最小値が前記ノズル基板8の最小厚みである。
前記ノズル基板8における最大厚みは、前記ノズル基板8における前記凹部5が位置していない部分の前記ノズル基板8の厚みを任意に10箇所(ただし、前記ノズル孔1の開口端100を含む)測定し、これらの厚み測定値のうち最大の値を意味する。
As shown in FIG. 2E, the thickness of the nozzle substrate 8 in the vicinity where the nozzle hole 1 is located passes through the opening end 100 of the nozzle hole 1 of the nozzle substrate 8 and is perpendicular to the thickness direction of the nozzle plate 2. The distance between the point 101 where H intersects the surface opposite to the water repellent film 4 on the liquid chamber joint surface 6 of the nozzle plate 2 (imaginary) and the open end 100 of the nozzle hole 1. Yes, the minimum value when this distance is arbitrarily measured at 10 locations of the nozzle hole 1 is the minimum thickness of the nozzle substrate 8.
The maximum thickness of the nozzle substrate 8 is measured at 10 positions (including the opening end 100 of the nozzle hole 1) of the thickness of the nozzle substrate 8 where the recess 5 is not located in the nozzle substrate 8. And it means the maximum value among these measured thickness values.

前記ノズル基板8における最大厚みと最小厚みとの差は1.0μm以上であり、1.0μm〜4.0μmが好ましい。
前記ノズル基板8における最大厚みと最小厚みとの差(最大厚み−最小厚み)は、1.0μm以上が好ましく、1.0μm〜4.0μmがより好ましい。前記差が、1.0μm以上であると、前記ノズル板2の液体吐出面3にワイピングを繰り返し行っても、前記ノズル基板8の前記凹部5(前記ノズル孔1の周縁近傍)に形成した前記撥水膜4の減少を抑制でき、ワイピング耐久性が向上するという利点がある。
前記ノズル基板8における最大厚み及び最小厚みは、例えば、前記ノズル基板8をエポキシ樹脂等で包埋して、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1の開口中心を通る直径部分で切断したサンプルの切断面を、電子顕微鏡(JEM−2100(日本電子株式会社製))を用いて、倍率5000倍で、デジタル画像として記録する。得られたデジタル画像を、画像処理ソフト(Photoshop(adobe社製))を用いて画像処理を行う。得られた処理画像について、「計測」コマンドにより任意の10箇所(ただし、前記ノズル孔1の開口端100を含む)の前記ノズル基板8の厚みを測定し、これらの測定値の最大値と最小値から、前記ノズル基板8における最大厚み及び最小厚みを求めることができる。
The difference between the maximum thickness and the minimum thickness in the nozzle substrate 8 is 1.0 μm or more, preferably 1.0 μm to 4.0 μm.
The difference (maximum thickness−minimum thickness) between the maximum thickness and the minimum thickness in the nozzle substrate 8 is preferably 1.0 μm or more, and more preferably 1.0 μm to 4.0 μm. When the difference is 1.0 μm or more, even if wiping is repeatedly performed on the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 2, the difference formed in the concave portion 5 (near the periphery of the nozzle hole 1) of the nozzle substrate 8. There is an advantage that the reduction of the water repellent film 4 can be suppressed and the wiping durability is improved.
The maximum thickness and the minimum thickness in the nozzle substrate 8 are, for example, cutting of a sample cut by a diameter portion passing through the opening center of the nozzle hole 1 of the nozzle substrate 8 by embedding the nozzle substrate 8 with an epoxy resin or the like. The surface is recorded as a digital image at a magnification of 5000 using an electron microscope (JEM-2100 (manufactured by JEOL Ltd.)). The obtained digital image is subjected to image processing using image processing software (Photoshop (manufactured by Adobe)). With respect to the obtained processed image, the thickness of the nozzle substrate 8 at any 10 locations (including the opening end 100 of the nozzle hole 1) is measured by a “measurement” command, and the maximum and minimum values of these measured values are measured. From the value, the maximum thickness and the minimum thickness in the nozzle substrate 8 can be obtained.

図2C及び図2Eに示すように、前記ノズル孔1が位置する近傍の前記撥水膜4の厚みは、前記凹部5が位置していない部分の前記撥水膜4の厚みよりも厚く形成されている。即ち、前記撥水膜4は、前記ノズル板2における液体吐出面3が平坦となるように、前記ノズル板2における前記凹部5が形成された面が平坦となるように形成されている。
図2Eに示すように、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1が位置する近傍とは、前記ノズル基板8における前記撥水膜4側(前記ノズル基板8における液体吐出側の面13)の前記ノズル孔1の開口端100を意味する。
図2Eに示すように、前記ノズル孔1が位置する近傍の前記撥水膜4の厚みは、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1の開口端100を通り前記ノズル板2の厚み方向に描いた垂線Hが前記ノズル板2の液体吐出面3における前記ノズル基板8とは反対側の面(水平面と仮想)と交差する点102と、前記ノズル孔1の開口端100との間の距離であり、この距離を任意に前記ノズル孔1の10箇所について測定したときの最大値が前記撥水膜4の最大厚みである。
前記撥水膜4における最小厚みは、前記撥水膜4における前記凹部5が位置していない部分の厚みを任意に10箇所(ただし、前記ノズル孔1の開口端100を含む)測定し、これらの厚み測定値のうち最小の値を意味する。
As shown in FIGS. 2C and 2E, the water-repellent film 4 in the vicinity where the nozzle hole 1 is located is thicker than the water-repellent film 4 where the recess 5 is not located. ing. That is, the water repellent film 4 is formed so that the surface of the nozzle plate 2 on which the concave portion 5 is formed is flat so that the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 2 is flat.
As shown in FIG. 2E, the vicinity of the nozzle hole 1 of the nozzle substrate 8 is the nozzle on the water-repellent film 4 side of the nozzle substrate 8 (the liquid discharge side surface 13 of the nozzle substrate 8). The open end 100 of the hole 1 is meant.
As shown in FIG. 2E, the thickness of the water-repellent film 4 in the vicinity where the nozzle hole 1 is located is drawn in the thickness direction of the nozzle plate 2 through the opening end 100 of the nozzle hole 1 of the nozzle substrate 8. The distance between the point H where the perpendicular H intersects the surface of the liquid ejection surface 3 of the nozzle plate 2 opposite to the nozzle substrate 8 (horizontal and virtual) and the open end 100 of the nozzle hole 1. The maximum value when this distance is arbitrarily measured at 10 locations of the nozzle hole 1 is the maximum thickness of the water-repellent film 4.
The minimum thickness of the water-repellent film 4 is determined by arbitrarily measuring the thickness of the portion of the water-repellent film 4 where the concave portion 5 is not located (including the opening end 100 of the nozzle hole 1). This means the smallest value among the measured thickness values.

前記撥水膜4の最大厚みと最小厚みとの差(最大厚み−最小厚み)は、1.0μm以上であり、1.0μm〜4.0μmがより好ましい。前記差が、1.0μm以上であると、前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4の厚みが十分に厚くなるので、前記ノズル板1の液体吐出面3のワイピング耐久性を向上させることができる。
撥水膜の厚みは、上述した電子顕微鏡による観察方法を用いて電子顕微鏡観察をし、ノズル基板上に塗布された撥水膜とエポキシ樹脂とのコントラストから判断した。図2Cに表すように、ノズル基板は、ノズル孔に向けて厚みが薄くなるよう傾斜しているのに対し、撥水膜は、ノズル孔付近とノズル孔から離れた部分とで、略直線状になっていることから、前記撥水膜4の最大厚みと最小厚みとの差(最大厚み−最小厚み)は、前記ノズル基板8における最大厚みと最小厚みとの差に等しいことが確認された。
The difference (maximum thickness−minimum thickness) between the maximum thickness and the minimum thickness of the water repellent film 4 is 1.0 μm or more, and more preferably 1.0 μm to 4.0 μm. When the difference is 1.0 μm or more, the thickness of the water repellent film 4 in the vicinity of the periphery of the nozzle hole 1 is sufficiently increased, so that the wiping durability of the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 1 is improved. be able to.
The thickness of the water repellent film was determined by observation with an electron microscope using the above-described observation method using an electron microscope, and the contrast between the water repellent film applied on the nozzle substrate and the epoxy resin. As shown in FIG. 2C, the nozzle substrate is inclined so that the thickness decreases toward the nozzle hole, whereas the water-repellent film is substantially linear in the vicinity of the nozzle hole and the part away from the nozzle hole. Therefore, it was confirmed that the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the water-repellent film 4 (maximum thickness-minimum thickness) was equal to the difference between the maximum thickness and the minimum thickness in the nozzle substrate 8. .

図2Dに示すように、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1における孔径は、前記撥水膜4側から漸次増加するテーパー状であることが好ましい。これにより、前記ノズル板2の液体吐出面3からの液体の吐出特性が向上する。
前記ノズル基板8の液室接合面6の孔径としては、10μm〜50μmが好ましい。一方、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13の孔径としては、15μm〜30μmが好ましい。なお、前記ノズル孔1の孔形状が円形でない場合には、前記ノズル孔1の孔形状に相当する外接円を描き、前記外接円の直径から前記ノズル孔1の孔径を求めることができる。
As shown in FIG. 2D, it is preferable that the hole diameter in the nozzle hole 1 of the nozzle substrate 8 has a tapered shape that gradually increases from the water repellent film 4 side. Thereby, the discharge characteristic of the liquid from the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 2 is improved.
The hole diameter of the liquid chamber bonding surface 6 of the nozzle substrate 8 is preferably 10 μm to 50 μm. On the other hand, the hole diameter of the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 is preferably 15 μm to 30 μm. In addition, when the hole shape of the nozzle hole 1 is not circular, a circumscribed circle corresponding to the hole shape of the nozzle hole 1 is drawn, and the hole diameter of the nozzle hole 1 can be obtained from the diameter of the circumscribed circle.

<ノズル板>
前記ノズル板2は、前記ノズル基板8と、前記ノズル基板8上に前記撥水膜4とを有する。
<Nozzle plate>
The nozzle plate 2 includes the nozzle substrate 8 and the water-repellent film 4 on the nozzle substrate 8.

―ノズル基板―
前記ノズル基板8は、一方の面に複数の前記凹部5を有し、前記凹部5に前記ノズル孔1が設けられており、その形状、大きさ、材質、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ノズル基板8は、前記凹部5を有する側の面である前記ノズル孔1から液体が吐出される液体吐出側の面13と、前記液体吐出側の面13とは反対側に位置する液室接合面6とを有する。
前記撥水膜4は、前記ノズル基板8の前記凹部5を有する前記液体吐出側の面13に形成されている。
―Nozzle substrate―
The nozzle substrate 8 has a plurality of the concave portions 5 on one surface, and the nozzle holes 1 are provided in the concave portions 5, and there are no particular restrictions on the shape, size, material, structure, and the like. Can be appropriately selected according to the purpose.
The nozzle substrate 8 has a liquid discharge side surface 13 through which liquid is discharged from the nozzle hole 1, which is a surface on the side having the recess 5, and a liquid chamber located on the opposite side of the liquid discharge side surface 13. And a joining surface 6.
The water-repellent film 4 is formed on the surface 13 on the liquid ejection side having the concave portion 5 of the nozzle substrate 8.

前記ノズル基板8の平面形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、長方形、正方形、菱形、円形、楕円形などが挙げられる。また、前記ノズル基板8の断面形状としては、例えば、平板状、プレート状などが挙げられる。
前記ノズル基板8の大きさとしては、特に制限はなく、前記ノズル板2の大きさに応じて適宜選択することができる。
There is no restriction | limiting in particular as a planar shape of the said nozzle substrate 8, According to the objective, it can select suitably, For example, a rectangle, a square, a rhombus, a circle, an ellipse etc. are mentioned. Examples of the cross-sectional shape of the nozzle substrate 8 include a flat plate shape and a plate shape.
There is no restriction | limiting in particular as a magnitude | size of the said nozzle substrate 8, According to the magnitude | size of the said nozzle plate 2, it can select suitably.

前記ノズル基板8の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、Al、Bi、Cr、InSn、ITO、Nb、Nb、NiCr、Si、SiO、Sn、Ta、Ti、W、ZAO(ZnO+Al)、Znなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、防錆性の点から、ステンレス鋼が好ましい。 The material of the nozzle substrate 8 is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, for example, stainless steel, Al, Bi, Cr, InSn , ITO, Nb, Nb 2 O 5, NiCr, Si , SiO 2 , Sn, Ta 2 O 5 , Ti, W, ZAO (ZnO + Al 2 O 3 ), Zn, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, stainless steel is preferable from the viewpoint of rust prevention.

前記ステンレス鋼としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記オーステナイト系ステンレス鋼としては、例えば、SUS201、SUS202、SUS301、SUS302、SUS303、SUS303Se、SUS304、SUS304L、SUS304N1、SUS304N2、SUS304LN、SUS305、SUS309S、SUS310S、SUS316、SUS316L、SUS316N、SUS316LN、SUS316J1、SUS316J1L、SUS317、SUS317L、SUS317J1、SUS321、SUS347、SUSXM7、SUSXM15J1、SUS329J1などが挙げられる。
前記フェライト系ステンレス鋼としては、例えば、SUS405、SUS410L、SUS430、SUS430F、SUS434、SUS447J1、SUSXM27などが挙げられる。
前記マルテンサイト系ステンレス鋼としては、例えば、SUS403、SUS410、SUS410J1、SUS416、SUS420J1、SUS420F、SUS431、SUS440A、SUS440B、SUS440C、SUS440Fなどが挙げられる。
前記析出硬化系ステンレス鋼としては、例えば、SUS630、SUS631などが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as said stainless steel, According to the objective, it can select suitably, For example, austenitic stainless steel, ferritic stainless steel, martensitic stainless steel, precipitation hardening stainless steel, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the austenitic stainless steel include SUS201, SUS202, SUS301, SUS302, SUS303, SUS303Se, SUS304, SUS304L, SUS304N1, SUS304N2, SUS304LN, SUS305, SUS309S, SUS310S, SUS316L, SUS316L, SUS316L, SUS316L, SUS316L, SUS316L, SUS316L, SUS316L Examples include SUS317, SUS317L, SUS317J1, SUS321, SUS347, SUSXM7, SUSXM15J1, and SUS329J1.
Examples of the ferritic stainless steel include SUS405, SUS410L, SUS430, SUS430F, SUS434, SUS447J1, and SUSXM27.
Examples of the martensitic stainless steel include SUS403, SUS410, SUS410J1, SUS416, SUS420J1, SUS420F, SUS431, SUS440A, SUS440B, SUS440C, and SUS440F.
Examples of the precipitation hardening stainless steel include SUS630 and SUS631.

前記ノズル基板8の液体吐出側の面13は、前記撥水膜4と前記ノズル基板8との密着性を向上させる点から、酸素プラズマ処理を行って水酸基を導入してもよい。   The surface 13 on the liquid ejection side of the nozzle substrate 8 may be subjected to oxygen plasma treatment to introduce hydroxyl groups from the viewpoint of improving the adhesion between the water repellent film 4 and the nozzle substrate 8.

―凹部―
前記凹部5は、前記ノズル基板8における一方の平坦面である液体吐出側の面13に設けられ、内部に前記ノズル孔1を有していれば、その形状、大きさ、数、配列、間隔などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記凹部5の形状としては、前記ノズル基板8における一方の平坦面である液体吐出側の面13を基準面としたとき、前記基準面である前記平坦面よりも窪んだ形状であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記凹部5の外縁7から前記ノズル孔1が位置する近傍に向かって前記ノズル基板8の厚みが漸次減少する形状であることが、前記凹部5上に形成する前記撥水膜4の厚みを厚く形成でき、ワイピング耐久性が向上する点から好ましい。
前記凹部5の数、配列、間隔などについては、特に制限はなく、後述する前記ノズル孔1の数、配列、間隔などに応じて適宜選定することができる。
前記凹部5は、前記凹部5の最も深い位置を含む底部に前記ノズル孔1を有していることが好ましい。
ここで、図2D及び図2Eに示すように、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13には複数の前記凹部5が形成されている。前記凹部5の底部(前記凹部5の最も深い位置)には前記ノズル孔1が設けられている。前記凹部5は、前記凹部5の外縁7から前記ノズル孔1が位置する近傍に向かって前記ノズル基板8の厚みが漸次減少する形状に形成されており、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1の開口端100で前記ノズル基板8の厚みが最小Dとなっている。
前記凹部5の形状としては、平面視で略円形状であることが好ましい。この場合、前記略円形状の前記凹部5の略直径に相当する長さ(前記凹部5の外縁7と外縁7との間の最大長さ)は、10μm〜50μmが好ましい。
前記凹部5の形成方法については、後述する前記液体吐出ヘッドの製造方法において詳細に説明する。
―Recesses―
If the concave portion 5 is provided on the liquid ejection side surface 13 which is one flat surface of the nozzle substrate 8 and has the nozzle hole 1 therein, the shape, size, number, arrangement, and interval thereof are provided. There is no restriction | limiting in particular about etc., According to the objective, it can select suitably.
The shape of the recess 5 is not particularly limited as long as it is a shape that is recessed from the flat surface that is the reference surface when the liquid discharge side surface 13 that is one flat surface of the nozzle substrate 8 is used as a reference surface. It can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the thickness of the water repellent film 4 formed on the recess 5 is such that the thickness of the nozzle substrate 8 gradually decreases from the outer edge 7 of the recess 5 toward the vicinity where the nozzle hole 1 is located. Can be formed thick, and this is preferable from the viewpoint of improving wiping durability.
There are no particular restrictions on the number, arrangement, spacing, etc. of the recesses 5, which can be appropriately selected according to the number, arrangement, spacing, etc. of the nozzle holes 1 described later.
The recess 5 preferably has the nozzle hole 1 at the bottom including the deepest position of the recess 5.
Here, as shown in FIGS. 2D and 2E, a plurality of the recesses 5 are formed on the surface 13 of the nozzle substrate 8 on the liquid discharge side. The nozzle hole 1 is provided at the bottom of the recess 5 (the deepest position of the recess 5). The recess 5 is formed in a shape in which the thickness of the nozzle substrate 8 gradually decreases from the outer edge 7 of the recess 5 toward the vicinity where the nozzle hole 1 is located. The nozzle substrate 8 has a minimum thickness D at the open end 100.
The shape of the recess 5 is preferably substantially circular in plan view. In this case, the length corresponding to the substantially diameter of the substantially circular recess 5 (the maximum length between the outer edge 7 and the outer edge 7 of the recess 5) is preferably 10 μm to 50 μm.
The method for forming the recess 5 will be described in detail in the method for manufacturing the liquid discharge head described later.

―ノズル孔―
前記ノズル孔1としては、前記凹部5内に設けられていれば、その数、配列、間隔、開口形状、開口の大きさ、開口の断面形状などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ノズル孔1の配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、複数の前記ノズル孔1が、前記ノズル基板8の長さ方向に沿って等間隔に並んで配列されている態様などが挙げられる。
前記ノズル孔1の配列は、吐出する液体(インク)の種類に応じて適宜選定することができるが、1列〜複数列が好ましく、1列〜4列がより好ましい。
前記1列当たりの前記ノズル孔1の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、10個〜10,000個が好ましく、50個〜500個がより好ましい。
隣接する前記ノズル孔1の中心間の最短距離である間隔(ピッチ)Pとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、21μm〜169μmが好ましい。
換言すると、前記ノズル孔の数、及び前記間隔(ピッチ)Pは、150dpi(ピッチは169μm)〜1,200dpi(ピッチは21μm)の範囲が好ましく、例えば、300dpiの場合はピッチは84μmである。
前記ノズル孔1の開口形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円形、楕円形、四角形などが挙げられる。これらの中でも、インク液滴を吐出する点から、円形が好ましい。
―Nozzle hole―
As long as the nozzle hole 1 is provided in the recess 5, the number, arrangement, interval, opening shape, opening size, opening cross-sectional shape, and the like are not particularly limited, depending on the purpose. It can be selected appropriately.
There is no restriction | limiting in particular as an arrangement | sequence of the said nozzle hole 1, According to the objective, it can select suitably, For example, the said several nozzle hole 1 is located in a line at equal intervals along the length direction of the said nozzle board | substrate 8. And the like are arranged.
The arrangement of the nozzle holes 1 can be appropriately selected according to the type of liquid (ink) to be ejected, but is preferably 1 to 4 rows, more preferably 1 to 4 rows.
There is no restriction | limiting in particular as the number of the said nozzle holes 1 per said row | line | column, Although it selects suitably according to the objective, 10-10,000 are preferable and 50-500 are more preferable.
There is no restriction | limiting in particular as the space | interval (pitch) P which is the shortest distance between the centers of the said adjacent nozzle hole 1, Although it can select suitably according to the objective, For example, 21 micrometers-169 micrometers are preferable.
In other words, the number of nozzle holes and the interval (pitch) P are preferably in the range of 150 dpi (pitch is 169 μm) to 1,200 dpi (pitch is 21 μm). For example, in the case of 300 dpi, the pitch is 84 μm.
There is no restriction | limiting in particular as an opening shape of the said nozzle hole 1, According to the objective, it can select suitably, For example, circular, an ellipse, a square etc. are mentioned. Among these, a circular shape is preferable from the viewpoint of discharging ink droplets.

―撥水膜―
前記撥水膜4は、前記ノズル基板8における複数の前記凹部5を有する液体吐出側の面13上に形成されており、その形状、構造、材質、厚みなどについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
弾く性質の意味合いは、ワイパーで拭き取った後に液体吐出側の面がインクで濡れない状態を指しており、そのためにはある程度接触角が高い方(例えば30度以上)がその性質を表現するのに合致している。前記接触角は、純水をインクに変えてJIS R−3257に準拠して測定することができる。
-Water repellent film-
The water repellent film 4 is formed on the liquid discharge side surface 13 having the plurality of recesses 5 in the nozzle substrate 8, and the shape, structure, material, thickness and the like are not particularly limited, It can be selected as appropriate according to the conditions.
The meaning of the repelling property means that the surface on the liquid ejection side does not get wet with ink after wiping with a wiper. For that purpose, the one with a relatively high contact angle (for example, 30 degrees or more) expresses the property. It matches. The contact angle can be measured according to JIS R-3257 by replacing pure water with ink.

前記撥水膜4の材質としては、水性インク、油性インク、溶剤インク等に対する撥水性に優れている点から、パーフルオロポリエーテル化合物が用いられる。前記パーフルオロポリエーテル化合物としては、例えば、末端に極性基を有するパーフルオロポリエーテル化合物が好適に挙げられる。   As the material of the water repellent film 4, a perfluoropolyether compound is used because it is excellent in water repellency with respect to water-based ink, oil-based ink, solvent ink, and the like. Suitable examples of the perfluoropolyether compound include perfluoropolyether compounds having a polar group at the terminal.

前記末端の極性基としては、例えば、アルコキシシラン残基、−OH、C=O、−COOH、−NH、−NO、−NH、−CNなどが挙げられる。これらの中でも、ノズル基板との密着性の点から、アルコキシシラン残基が好ましい。 Examples of the terminal polar group include an alkoxysilane residue, —OH, C═O, —COOH, —NH 2 , —NO 2 , —NH 3 , —CN, and the like. Among these, an alkoxysilane residue is preferable from the viewpoint of adhesion to the nozzle substrate.

前記末端にアルコキシシラン残基を有するパーフルオロポリエーテル化合物としては、例えば、下記一般式(1)〜(8)で表される化合物などが挙げられる。
ただし、前記一般式(1)〜(8)中X、Yは、パーフルオロポリエーテル鎖とアルコキシシラン残基との結合部位を表し、Rは、アルキル基を表す。nは、0以上の整数を表す。
Examples of the perfluoropolyether compound having an alkoxysilane residue at the terminal include compounds represented by the following general formulas (1) to (8).
However, in said general formula (1)-(8), X and Y represent the coupling | bond part of a perfluoropolyether chain | strand and an alkoxysilane residue, and R represents an alkyl group. n represents an integer of 0 or more.

前記結合部位X、Yとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、下記構造式で表される置換基などが挙げられる。
The binding sites X and Y are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include substituents represented by the following structural formulas.

前記アルキル基としては、例えば、炭素数が1〜25のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、C1225、C1429、C1633、C1837、C2449などが挙げられる。
前記nは、0以上の整数を表し、0〜10が好ましい。
As the alkyl group, for example, an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group. , neopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, an octyl group, nonyl group, decyl group, C 12 H 25, C 14 H 29, C 16 H 33, C 18 H 37, C 24 , etc. H 49 and the like.
Said n represents an integer greater than or equal to 0, and 0-10 are preferable.

前記パーフルオロポリエーテル化合物としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
前記市販品としては、例えば、krytoxFSL、krytoxFSH(いずれも、DuPont社製)、FomblinZ、FLUOROLINKS10、FLUOROLINKC10(いずれも、ソルベイソレクシス社製)、モレスコホスファロールA20HモレスコホスファロールADOH、モレスコホスファロールDDOH(いずれも、松村石油研究所製)、フロロサーフFG5010、フロロサーフFG5020、フロロサーフFG5060、フロロサーフFG5070(いずれも、フロロテクノロジー社製)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
As the perfluoropolyether compound, an appropriately synthesized product or a commercially available product may be used.
Examples of the commercially available products include krytoxFSL, krytoxFSH (all manufactured by DuPont), FomblinZ, FLUOROLINKS10, FLUOROLLINKC10 (all manufactured by Solvay Solexis), Morescophospharol A20H Morescophospharol ADOH, Scophosphorol DDOH (all manufactured by Matsumura Oil Research Institute), Fluorosurf FG5010, Fluorosurf FG5020, Fluorosurf FG5060, Fluorosurf FG5070 (all manufactured by FluoroTechnology) These may be used alone or in combination of two or more.

なお、前記撥水膜の成膜方法については、後述する液体吐出ヘッドの製造方法において詳細に説明する。   The method for forming the water repellent film will be described in detail in the method for manufacturing a liquid discharge head described later.

<液体>
前記液体としては、前記液体吐出ヘッドで吐出可能な液体であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、インク、インクジェット用インク、光重合性インク、前処理液、定着処理液、レジスト、パターン形成材料、などが挙げられる。これらの中でも、インクジェット用インクが特に好ましい。
<Liquid>
The liquid is not particularly limited as long as it is a liquid that can be discharged by the liquid discharge head, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, ink, inkjet ink, photopolymerizable ink, pretreatment liquid, Fixing treatment liquid, resist, pattern forming material and the like can be mentioned. Among these, inkjet ink is particularly preferable.

<その他の部材>
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加圧室、刺激発生手段などが挙げられる。
<Other members>
There is no restriction | limiting in particular as said other member, According to the objective, it can select suitably, For example, a pressurization chamber, a stimulus generation means, etc. are mentioned.

―加圧室―
前記加圧室は、前記ノズル板2に設けられた複数の前記ノズル孔1に個別に対応して配置され、前記ノズル孔1と連通する複数の個別流路であり、インク流路、加圧液室、圧力室、吐出室、液室などと称することもある。
―Pressurizing chamber―
The pressurizing chamber is a plurality of individual flow paths that are individually arranged corresponding to the plurality of nozzle holes 1 provided in the nozzle plate 2 and communicate with the nozzle holes 1. It may be called a liquid chamber, a pressure chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, etc.

―刺激発生手段―
前記刺激発生手段は、液体(インク)に印加する刺激を発生する手段である。
前記刺激発生手段における刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱(温度)、圧力、振動、光などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱、圧力が好適に挙げられる。
前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライトなどが挙げられる。前記刺激発生手段としては、具体的には、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどが挙げられる。
―Stimulus generation means―
The stimulus generating means is means for generating a stimulus to be applied to the liquid (ink).
There is no restriction | limiting in particular as a stimulus in the said stimulus generation means, According to the objective, it can select suitably, For example, heat | fever (temperature), a pressure, a vibration, light etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, heat and pressure are preferable.
Examples of the stimulus generating means include a heating device, a pressurizing device, a piezoelectric element, a vibration generating device, an ultrasonic oscillator, and a light. Specific examples of the stimulus generating means include a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a thermal actuator that uses a phase change caused by liquid film boiling using an electrothermal transducer such as a heating resistor, and a metal phase change caused by a temperature change. Shape memory alloy actuators using electrostatic force, electrostatic actuators using electrostatic force, and the like.

前記刺激が「熱」の場合、前記液体吐出ヘッド内の液体(インク)に対し、記録信号に対応した熱エネルギーを、例えば、サーマルヘッド等を用いて付与する。前記熱エネルギーにより前記インクに気泡を発生させ、前記気泡の圧力により、前記ノズル板2の前記ノズル孔1から前記インクを液滴として吐出させる方法などが挙げられる。
前記刺激が「圧力」の場合、例えば、前記液体吐出ヘッド内のインク流路内にある前記圧力室と呼ばれる位置に接着された前記圧電素子に電圧を印加することにより、前記圧電素子が撓む。それにより、前記圧力室の容積が収縮して、前記液体吐出ヘッドの前記ノズル孔1から前記液体(インク)を液滴として吐出させる方法などが挙げられる。
これらの中でも、ピエゾ素子に電圧を印加して液体(インク)を飛翔させるピエゾ方式が好ましい。
When the stimulus is “heat”, thermal energy corresponding to the recording signal is applied to the liquid (ink) in the liquid ejection head using, for example, a thermal head. Examples include a method in which bubbles are generated in the ink by the thermal energy, and the ink is ejected as droplets from the nozzle holes 1 of the nozzle plate 2 by the pressure of the bubbles.
When the stimulus is “pressure”, for example, by applying a voltage to the piezoelectric element bonded to the position called the pressure chamber in the ink flow path in the liquid ejection head, the piezoelectric element bends. . As a result, the volume of the pressure chamber shrinks, and the liquid (ink) is ejected as droplets from the nozzle holes 1 of the liquid ejection head.
Among these, a piezo method in which a voltage (applied to a piezo element and a liquid (ink) is allowed to fly is preferable.

ここで、本発明の前記液体吐出ヘッドの一例について図10を参照して説明する。
前記液体吐出ヘッドは、流路ユニット31と、アクチュエータユニット32とをフレーム33を介して一体に固定して構成されている。
前記流路ユニット31は、前記ノズル板2、チャンバープレート35、及び振動板36を積層してなり、前記アクチュエータユニット32の圧力発生手段である個々の圧電振動子37の伸縮により圧力室38を収縮乃至膨張させてインク液滴を吐出するように構成されている。
Here, an example of the liquid discharge head of the present invention will be described with reference to FIG.
The liquid discharge head is configured by integrally fixing a flow path unit 31 and an actuator unit 32 via a frame 33.
The flow path unit 31 is formed by laminating the nozzle plate 2, the chamber plate 35, and the vibration plate 36, and the pressure chamber 38 is contracted by expansion and contraction of individual piezoelectric vibrators 37 that are pressure generating means of the actuator unit 32. The ink droplets are discharged after being expanded.

前記ノズル板2には、前記圧力室38に連通する複数の前記ノズル孔1が穿設されている。
前記チャンバープレート35は、前記圧力室38と、流体抵抗34とから形成されている。
前記振動板36には、前記圧電振動子37の先端に当接する凸部42と、弾性変形可能なダイヤフラム部43と各圧力室38に対向するように設けられている。
前記フレーム33に設けられた共通液室41からの液体供給口45が形成されている。
前記共通液室41に面する領域にも前記ダイヤフラム部43と同様のダイヤフラム部44が構成されている。
The nozzle plate 2 is formed with a plurality of nozzle holes 1 communicating with the pressure chamber 38.
The chamber plate 35 is formed by the pressure chamber 38 and a fluid resistance 34.
The diaphragm 36 is provided so as to face the convex portion 42 that contacts the tip of the piezoelectric vibrator 37, the elastically deformable diaphragm portion 43, and the pressure chambers 38.
A liquid supply port 45 from a common liquid chamber 41 provided in the frame 33 is formed.
A diaphragm portion 44 similar to the diaphragm portion 43 is also formed in the region facing the common liquid chamber 41.

前記流路ユニット31は、ステンレス鋼製チャンバープレート35と前記ノズル板2と前記振動板36を接合したものである。   The flow path unit 31 is formed by joining a stainless steel chamber plate 35, the nozzle plate 2, and the vibration plate 36.

前記振動板36は、圧延製金属板48に、前記圧電振動子37の変位により弾性変形が可能で、前記インクに対する耐蝕性を備えた、例えば、ポリイミド(PI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂等の高分子フィルム49を積層して構成されている。
前記振動板36は、要所に貫通孔からなる位置決め孔が穿設されており、前記ダイヤフラム部43、44を形成する領域をエッチングして圧延製金属板48により前記凸部42が形成されている。
The vibration plate 36 can be elastically deformed by the displacement of the piezoelectric vibrator 37 on the rolled metal plate 48 and has corrosion resistance to the ink, for example, polyimide (PI), polyphenylene sulfide (PPS) resin, or the like. The polymer film 49 is laminated.
The diaphragm 36 is provided with positioning holes including through-holes at important points, and the convex portions 42 are formed by a rolled metal plate 48 by etching a region where the diaphragm portions 43 and 44 are formed. Yes.

前記ノズル板2の液体吐出面3には、液体との撥水性を確保するため、前記パーフルオロポリエーテル化合物を含む撥水膜が形成されている。   A water repellent film containing the perfluoropolyether compound is formed on the liquid ejection surface 3 of the nozzle plate 2 in order to ensure water repellency with the liquid.

前記振動板36の面外側(前記圧力室38と反対面側)に、前記圧力室38に対応して圧力発生手段としての前記圧電振動子37を接合している。
前記振動板36と前記圧電振動子37によって、前記振動板36の可動部分である前記ダイヤフラム部43を変形させる圧電型アクチュエータを構成している。
The piezoelectric vibrator 37 serving as a pressure generating unit is joined to the outer side of the diaphragm 36 (on the side opposite to the pressure chamber 38) corresponding to the pressure chamber 38.
The diaphragm 36 and the piezoelectric vibrator 37 constitute a piezoelectric actuator that deforms the diaphragm portion 43 that is a movable part of the diaphragm 36.

前記液体吐出ヘッドでは、前記圧電振動子37を溝加工(スリット加工)によって分断することなく形成する。前記圧電振動子37の一端面には前記各圧電振動子37に駆動波形を与えるためのFPCケーブル50を接続している。   In the liquid discharge head, the piezoelectric vibrator 37 is formed without being divided by groove processing (slit processing). An FPC cable 50 for giving a driving waveform to each piezoelectric vibrator 37 is connected to one end face of the piezoelectric vibrator 37.

前記圧電振動子37の圧電方向としてd33方向の変位を用いて前記圧力室38内の液体を加圧する構成とすることもできる。
前記圧電振動子37の圧電方向としてd31方向の変位を用いて前記圧力室内の液体を加圧する構成とすることもできる。
本実施形態ではd33方向の変位を用いた構成をとっている。
A configuration in which the liquid in the pressure chamber 38 is pressurized using a displacement in the d33 direction as the piezoelectric direction of the piezoelectric vibrator 37 may be employed.
The piezoelectric vibrator 37 may be configured to pressurize the liquid in the pressure chamber using a displacement in the d31 direction as the piezoelectric direction.
In the present embodiment, a configuration using displacement in the d33 direction is adopted.

ベース部材51は金属材料で形成することが好ましい。前記ベース部材51の材質(材料)が金属であれば、前記圧電振動子37の自己発熱による蓄熱を防止することができる。
前記圧電振動子37と前記ベース部材51は接着剤により接着接合しているが、チャンネル数が増えると、前記圧電振動子37の自己発熱により100℃近くまで温度が上昇し、接合強度が著しく低下することになる。
The base member 51 is preferably formed of a metal material. If the material (material) of the base member 51 is a metal, heat storage due to self-heating of the piezoelectric vibrator 37 can be prevented.
The piezoelectric vibrator 37 and the base member 51 are bonded and bonded by an adhesive. However, when the number of channels increases, the temperature rises to near 100 ° C. due to self-heating of the piezoelectric vibrator 37, and the bonding strength decreases significantly. Will do.

また、自己発熱によりヘッド内部の温度上昇が発生し、液体温度が上昇するが、前記液体温度が上昇すると、液体粘度が低下し、噴射特性に大きな影響を与える。したがって、前記ベース部材51を金属材料で形成して前記圧電振動子37の自己発熱による蓄熱を防止することで、これらの接合強度の低下、液体粘度の低下による噴射特性の劣化を防止することができる。   Further, due to self-heating, the temperature inside the head increases, and the liquid temperature rises. However, when the liquid temperature rises, the liquid viscosity decreases and the jetting characteristics are greatly affected. Therefore, by forming the base member 51 from a metal material and preventing heat storage due to self-heating of the piezoelectric vibrator 37, it is possible to prevent deterioration in jetting characteristics due to a decrease in bonding strength and a decrease in liquid viscosity. it can.

前記FPCケーブル50には各チャンネル(前記各圧力室38に対応する)を駆動する駆動波形(電気信号)を印加するためのドライバIC52を複数搭載している。
前記振動板36の周囲には前記フレーム33を接着剤で接合している。前記フレーム33には、前記ドライバIC52と少なくとも前記ベース部材51を挟んで反対側に配置されるように、前記圧力室38に外部から液体を供給するための前記共通液室41を形成している。
前記共通液室41は、前記振動板36の液体供給口45を介して前記流体抵抗部34及び前記圧力室38に連通している。
前記共通液室41には、前記ダイヤフラム部44によってダンパー室53が形成され、液体吐出によって前記共通液室41内に発生する圧力波を減衰させ、液体吐出を安定化させる。
The FPC cable 50 is equipped with a plurality of driver ICs 52 for applying drive waveforms (electric signals) for driving each channel (corresponding to each pressure chamber 38).
The frame 33 is joined around the diaphragm 36 with an adhesive. The common liquid chamber 41 for supplying a liquid from the outside to the pressure chamber 38 is formed in the frame 33 so as to be disposed on the opposite side of the driver IC 52 and at least the base member 51. .
The common liquid chamber 41 communicates with the fluid resistance portion 34 and the pressure chamber 38 via a liquid supply port 45 of the vibration plate 36.
A damper chamber 53 is formed in the common liquid chamber 41 by the diaphragm portion 44, and a pressure wave generated in the common liquid chamber 41 by liquid discharge is attenuated to stabilize liquid discharge.

前記圧電振動子37は、圧電層(圧電材料層)54と、内部電極55A及び内部電極55Bとを交互に積層し、両端面に共通側外部電極56と個別側外部電極57とを設けた状態で、スリット加工(溝加工)を施して溝を入れることにより、複数の前記圧電振動子37を形成している。   In the piezoelectric vibrator 37, piezoelectric layers (piezoelectric material layers) 54, internal electrodes 55A and internal electrodes 55B are alternately stacked, and common-side external electrodes 56 and individual-side external electrodes 57 are provided on both end faces. Thus, a plurality of the piezoelectric vibrators 37 are formed by slitting (grooving) to form grooves.

以上のように構成した前記液体吐出ヘッドにおいては、前記圧電振動子37の駆動部に対して選択的に20V〜50Vの駆動パルス電圧を印加する。これにより、前記駆動パルス電圧が印加された前記駆動部が積層方向に伸びてダイヤフラム部44を液体吐出方向に変形させ、前記圧力室38の容積又は体積変化によって前記圧力室38内の液体が加圧され、前記ノズル孔1から液滴が吐出される。   In the liquid discharge head configured as described above, a drive pulse voltage of 20 V to 50 V is selectively applied to the drive unit of the piezoelectric vibrator 37. As a result, the drive unit to which the drive pulse voltage is applied extends in the stacking direction to deform the diaphragm unit 44 in the liquid discharge direction, and the liquid in the pressure chamber 38 is added by the volume or volume change of the pressure chamber 38. The liquid droplets are discharged from the nozzle hole 1.

(液体吐出ヘッドの製造方法)
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、ノズル基板研磨工程を少なくとも含み、撥水膜形成工程を含むことが好ましく、更に必要に応じて、洗浄工程、保護フィルム貼付工程、撥水膜除去工程、接合工程等のその他の工程を含んでなる。
(Liquid discharge head manufacturing method)
The method for producing a liquid discharge head of the present invention includes at least a nozzle substrate polishing step, and preferably includes a water-repellent film forming step. Further, if necessary, a cleaning step, a protective film attaching step, a water-repellent film removing step, It includes other processes such as a bonding process.

<ノズル基板研磨工程>
前記ノズル基板研磨工程は、複数の前記ノズル孔1が形成された前記ノズル基板8における一方の面を弾性体10を介して押圧し、前記ノズル基板8における他方の面を研磨部材11に当接させて研磨する工程である。
前記ノズル基板8における前記一方の面が液体吐出側の面13であり、前記ノズル基板8における前記他方の面が液室接合面6である。
<Nozzle substrate polishing process>
In the nozzle substrate polishing step, one surface of the nozzle substrate 8 in which the plurality of nozzle holes 1 are formed is pressed through an elastic body 10, and the other surface of the nozzle substrate 8 is brought into contact with the polishing member 11. And polishing.
The one surface of the nozzle substrate 8 is the surface 13 on the liquid discharge side, and the other surface of the nozzle substrate 8 is the liquid chamber bonding surface 6.

前記ノズル基板研磨工程を行うことにより、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13における前記ノズル孔1の周縁近傍が選択的に研磨されて前記凹部5が形成される。ここで、前記凹部5の形成のメカニズムについて、図面を用いて説明する。
図5に示すように、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1の周縁近傍は剛性が弱く、前記ノズル孔1の孔径が前記ノズル基板8の液体吐出側の面13から液室接合面6に向かって漸次増加するテーパー状であると、更に前記ノズル基板8の前記ノズル孔1の周縁近傍の剛性が弱くなると考えられる。
このような前記ノズル基板8を、図6に示すように、研磨装置における加圧手段(図示を省略)により弾性体10を介して、前記ノズル基板8の液室接合面6から液体吐出側の面13に向かって押圧すると、前記弾性体10が、前記液室接合面6から前記ノズル孔1に侵入する(図6中10a)と共に、剛性が弱くなっている前記ノズル孔1の周縁近傍8aが液体吐出側の面13に略円錐台状に突出する。前記ノズル孔1の周縁近傍8aが略円錐台状に突出した状態で、図7に示すように、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13を前記研磨部材11の研面15に当接させて研磨する。すると、略円錐台状に突出した前記ノズル孔1の周縁近傍8aを含む、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13の全体が研磨され、平坦化される。
そして、前記弾性体10による前記ノズル基板8に対する押圧を解くと、図8に示すように、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に平面視すると略円形(前記ノズル基板8の厚み方向の断面が略テーパー状)の前記凹部5が形成される。前記凹部5における底部(前記凹部5の最も深い位置)に前記ノズル孔1が位置する。
図8に示すように、前記凹部5は、前記凹部5の外縁7から前記ノズル孔1が位置する近傍に向かって前記ノズル基板8の厚みが漸次減少するように形成されている。
前記ノズル孔1が位置する近傍とは、前記ノズル基板8の撥水膜4側(液体吐出側の面13)の前記ノズル孔1の開口端100を意味する。
By performing the nozzle substrate polishing step, the vicinity of the periphery of the nozzle hole 1 on the surface 13 of the nozzle substrate 8 on the liquid discharge side is selectively polished to form the recess 5. Here, the formation mechanism of the recess 5 will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 5, the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole 1 of the nozzle substrate 8 is weak in rigidity, and the hole diameter of the nozzle hole 1 extends from the liquid discharge side surface 13 of the nozzle substrate 8 toward the liquid chamber bonding surface 6. If the taper is gradually increased, the rigidity of the nozzle substrate 8 in the vicinity of the periphery of the nozzle hole 1 is considered to be further weakened.
As shown in FIG. 6, such a nozzle substrate 8 is connected to the liquid discharge side from the liquid chamber bonding surface 6 of the nozzle substrate 8 through an elastic body 10 by a pressurizing means (not shown) in a polishing apparatus. When pressed toward the surface 13, the elastic body 10 enters the nozzle hole 1 from the liquid chamber joint surface 6 (10a in FIG. 6), and the rigidity of the peripheral edge 8a of the nozzle hole 1 is weakened. Protrudes substantially in the shape of a truncated cone on the surface 13 on the liquid discharge side. In the state where the peripheral edge 8a of the nozzle hole 1 protrudes in a substantially truncated cone shape, the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 is brought into contact with the polishing surface 15 of the polishing member 11 as shown in FIG. And polish. Then, the entire surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 including the peripheral edge 8a of the nozzle hole 1 protruding in a substantially truncated cone shape is polished and flattened.
Then, when the pressure applied to the nozzle substrate 8 by the elastic body 10 is released, as shown in FIG. 8, the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 is substantially circular (in the thickness direction of the nozzle substrate 8). The concave portion 5 having a substantially tapered cross section is formed. The nozzle hole 1 is located at the bottom of the recess 5 (the deepest position of the recess 5).
As shown in FIG. 8, the recess 5 is formed so that the thickness of the nozzle substrate 8 gradually decreases from the outer edge 7 of the recess 5 toward the vicinity where the nozzle hole 1 is located.
The vicinity where the nozzle hole 1 is located means the opening end 100 of the nozzle hole 1 on the water-repellent film 4 side (surface 13 on the liquid discharge side) of the nozzle substrate 8.

前記ノズル基板8としては、前記液体吐出ヘッドで説明したものと同様のものを用いることができるが、ステンレス鋼が好ましい。
前記ノズル基板8の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20μm〜75μmが好ましい。前記平均厚みが、20μm〜75μmの範囲であると、前記弾性体10の押圧によって前記ノズル基板8が適度に変形し、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に前記凹部5を効率よく形成することができる。
The nozzle substrate 8 may be the same as that described for the liquid discharge head, but is preferably stainless steel.
There is no restriction | limiting in particular in the average thickness of the said nozzle substrate 8, Although it can select suitably according to the objective, 20 micrometers-75 micrometers are preferable. When the average thickness is in the range of 20 μm to 75 μm, the nozzle substrate 8 is appropriately deformed by the pressing of the elastic body 10, and the concave portion 5 is efficiently formed on the liquid discharge side surface 13 of the nozzle substrate 8. can do.

前記弾性体10としては、前記ノズル基板8を押圧時に弾性力を有するものであれば、その形状、材質、硬度、厚み、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記弾性体10の形状としては、例えば、シート状、フィルム状、板状などが挙げられる。
前記弾性体10の材質としては、例えば、ゴム、エラストマーなどが挙げられる。前記ゴムとしては、例えば、ウレタンゴムなどが挙げられる。前記エラストマーとしては、例えば、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。
前記弾性体10の硬度としては、ショアAで、40度〜60度が好ましい。前記硬度ショアAが、40度〜60度の範囲であると、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に前記凹部5を効率よく形成でき、ワイピング耐久性の高い前記ノズル板2を効率よく製造することができる。
前記弾性体10の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.5mm〜10mmが好ましい。
The elastic body 10 is not particularly limited as long as it has an elastic force when the nozzle substrate 8 is pressed, and the shape, material, hardness, thickness, structure, and the like are not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. Can do.
Examples of the shape of the elastic body 10 include a sheet shape, a film shape, and a plate shape.
Examples of the material of the elastic body 10 include rubber and elastomer. Examples of the rubber include urethane rubber. Examples of the elastomer include thermoplastic elastomers.
The hardness of the elastic body 10 is preferably 40 degrees to 60 degrees for Shore A. When the hardness shore A is in the range of 40 degrees to 60 degrees, the concave portion 5 can be efficiently formed on the liquid discharge side surface 13 of the nozzle substrate 8, and the nozzle plate 2 having high wiping durability can be efficiently formed. Can be manufactured.
There is no restriction | limiting in particular as average thickness of the said elastic body 10, Although it can select suitably according to the objective, 0.5 mm-10 mm are preferable.

前記研磨部材11と加圧手段16とを有する研磨装置としては、例えば、超精密揺動型片面ポリシングマシン(株式会社荏原製作所製)などが挙げられる。
前記研磨部材11としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリウレタンパッドなどが挙げられる。
前記研磨剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、FUJIMI社製のPOLIPLA103を純水で4倍希釈(POLIPLA103:純水=1:3(体積比))したものなどが挙げられる。
前記弾性部材10としては、例えば、硬度ショアAが40度〜60度のウレタンゴムシートなどが挙げられる。
前記研磨部材11としてのポリウレタンパッドで前記弾性体10を介して前記ノズル基板8を押圧する際の押圧力、前記ポリウレタンパッドを回転させる際の回転速度(rpm)、前記研磨剤の量、研磨時間などを適宜調整する。これにより、前記ノズル孔1の周縁近傍を含めて、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13を平坦化できると共に、前記ノズル基板8の表面粗さRaを1μm以下とすることができる。
前記弾性体10による押圧は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1の周縁近傍の突出量が1.0μm〜4.0μmとなる程度が好ましい。
Examples of the polishing apparatus having the polishing member 11 and the pressurizing means 16 include an ultraprecision swing type single-side polishing machine (manufactured by Ebara Corporation).
There is no restriction | limiting in particular as the said polishing member 11, According to the objective, it can select suitably, For example, a polyurethane pad etc. are mentioned.
There is no restriction | limiting in particular as said abrasive | polishing agent, According to the objective, it can select suitably, For example, POLIPLA103 by FUJIMI company is diluted 4 times with a pure water (POLIPLA103: pure water = 1: 3 (volume ratio)). And the like.
Examples of the elastic member 10 include a urethane rubber sheet having a hardness Shore A of 40 degrees to 60 degrees.
The pressing force when pressing the nozzle substrate 8 through the elastic body 10 with the polyurethane pad as the polishing member 11, the rotation speed (rpm) when rotating the polyurethane pad, the amount of the polishing agent, the polishing time Adjust as appropriate. Thereby, the surface 13 on the liquid ejection side of the nozzle substrate 8 including the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole 1 can be flattened, and the surface roughness Ra of the nozzle substrate 8 can be 1 μm or less.
The pressing by the elastic body 10 is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. However, the protruding amount in the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole 1 of the nozzle substrate 8 is 1.0 μm to 4.0 μm. The degree is preferred.

前記ノズル基板8の液体吐出側の面13の表面粗さRaが、0.1μm以下であると、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に、前記撥水膜4を効率よく形成することができ、ワイピングの繰り返しによる前記撥水膜4の剥がれを防止することができる。
前記ノズル基板8の液体吐出側の面13の表面粗さ(Ra)は、JIS 0601に従って測定することができ、例えば、触針式表面形状測定装置(Dektak150、アルバック社製)を用いて測定することができる。
When the surface roughness Ra of the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 is 0.1 μm or less, the water repellent film 4 is efficiently formed on the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8. It is possible to prevent the water-repellent film 4 from peeling off due to repeated wiping.
The surface roughness (Ra) of the surface 13 on the liquid ejection side of the nozzle substrate 8 can be measured according to JIS 0601. For example, the surface roughness is measured using a stylus type surface shape measuring device (Dektak 150, manufactured by ULVAC). be able to.

<洗浄工程>
前記洗浄工程は、前記ノズル基板研磨工程で研磨された前記ノズル基板8を超音波洗浄する工程である。
前記ノズル基板研磨工程で研磨後の前記ノズル基板8は、研磨された前記ノズル基板8の表面が乾燥しないように、ウェット環境下、溶媒を用いて超音波洗浄を行うことが好ましい。前記ウェット環境としては、湿度50%RH以上であることが、乾燥防止の点から好ましい。
前記溶媒としては、例えば、純水、アセトン、エタノール、イソプロパノール等のアルコール;ノベック(住友3M株式会社製)、バートレル(DuPont社製)、ガルデン(ソルベイソレクシス社製)等のハイドロフルオロエーテルなどが挙げられる。
前記超音波洗浄以外の洗浄方法としては、例えば、スクラブ洗浄、シャワー洗浄(例えば、高圧スプレー洗浄、超音波シャワー洗浄等)、浸漬洗浄(例えば、流水洗浄、噴流洗浄、バブリング洗浄等)、蒸気洗浄などが挙げられる。
前記洗浄後の前記ノズル基板8は、酸素プラズマ処理を行うことが好ましい。前記酸素プラズマ処理を行うことにより、前記ノズル基板8の表面に水酸基を導入することができ、前記撥水膜4と前記ノズル基板8との密着性が向上する。
<Washing process>
The cleaning step is a step of ultrasonically cleaning the nozzle substrate 8 polished in the nozzle substrate polishing step.
The nozzle substrate 8 after being polished in the nozzle substrate polishing step is preferably subjected to ultrasonic cleaning using a solvent in a wet environment so that the surface of the polished nozzle substrate 8 is not dried. The wet environment is preferably a humidity of 50% RH or more from the viewpoint of drying prevention.
Examples of the solvent include pure water, alcohols such as acetone, ethanol, and isopropanol; hydrofluoroethers such as Novec (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Bertrell (manufactured by DuPont), Galden (manufactured by Solvay Solexis), and the like. Can be mentioned.
As cleaning methods other than the ultrasonic cleaning, for example, scrub cleaning, shower cleaning (for example, high pressure spray cleaning, ultrasonic shower cleaning, etc.), immersion cleaning (for example, running water cleaning, jet cleaning, bubbling cleaning, etc.), steam cleaning Etc.
The nozzle substrate 8 after the cleaning is preferably subjected to oxygen plasma treatment. By performing the oxygen plasma treatment, a hydroxyl group can be introduced into the surface of the nozzle substrate 8 and the adhesion between the water repellent film 4 and the nozzle substrate 8 is improved.

<撥水膜形成工程>
前記撥水膜形成工程は、前記ノズル基板研磨工程により研磨した前記ノズル基板における前記他方の面上に、パーフルオロポリエーテル化合物を含む撥水膜を形成する工程である。
前記ノズル基板8における前記他方の面とは、前記ノズル基板8における液体吐出側の面13である。
<Water repellent film forming process>
The water repellent film forming step is a step of forming a water repellent film containing a perfluoropolyether compound on the other surface of the nozzle substrate polished by the nozzle substrate polishing step.
The other surface of the nozzle substrate 8 is the surface 13 on the liquid ejection side of the nozzle substrate 8.

前記パーフルオロポリエーテル化合物としては、前記液体吐出ヘッドで説明したものと同様のものを用いることができる。
前記パーフルオロポリエーテル化合物を含む液は、溶媒を用いて前記パーフルオロポリエーテル化合物の含有量が0.1質量%〜1質量%となるように調製される。
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フッ素系溶媒などが挙げられる。
前記フッ素系溶媒としては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、ノベックHFE7000、ノベックHFE7100ノベックHFE7200、ノベックHFE7300、ノベックHFE711PA、FC−72、FC−77、PF−5060、PF−5080(いずれも、住友3M株式会社製)、バートレル(DuPont社製)、ガルデン(ソルベイソレクシス社製)等のハイドロフルオロエーテルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
As the perfluoropolyether compound, the same compounds as those described for the liquid discharge head can be used.
The liquid containing the perfluoropolyether compound is prepared using a solvent so that the content of the perfluoropolyether compound is 0.1% by mass to 1% by mass.
There is no restriction | limiting in particular as said solvent, According to the objective, it can select suitably, For example, a fluorine-type solvent etc. are mentioned.
As the fluorine-based solvent, commercially available products can be used. -5080 (both manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Bertrell (manufactured by DuPont), Galden (manufactured by Solvay Solexis), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

前記パーフルオロポリエーテル化合物を含む液を前記ノズル基板8に塗布し、常温で自然乾燥することが好ましい。前記パーフルオロポリエーテル化合物を含む液は、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13及び液室接合面6の少なくともいずれかに塗布することが好ましい。
まず、前記ノズル基板研磨工程で研磨され、液体吐出側の面13に前記凹部5が形成された前記ノズル基板8に対して、前記パーフルオロポリエーテル化合物を含む液を塗布し、常温で自然乾燥する。その際に、前記ノズル基板8に形成された前記撥水膜4は前記パーフルオロポリエーテル化合物を含む液の表面張力によって、その表面積が最小となろうとする力で安定する。そのため、前記撥水膜4が前記ノズル基板8の表面に平坦となった状態で形成される。
前記塗布における常温とは、20℃〜30℃であり、前記温度で30分間〜2時間自然乾燥することが好ましく、25℃で1時間自然乾燥することがより好ましい。
前記パーフルオロポリエーテル化合物を含む液を前記ノズル基板8に塗布する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、浸漬法、ローラ塗布法、スプレー塗布法、スピンコート法などが挙げられる。これらの中でも、浸漬法が好ましい。前記浸漬法によると、図9Cに示したように、前記ノズル基板8の両面(液体吐出側の面13及び液室接合面6)に効率よく、平坦な状態の前記撥水膜4を形成することができる。
前記浸漬法では、前記パーフルオロポリエーテル化合物を含む液中に前記ノズル基板8を30秒間〜2分間浸漬し、1mm/sec〜5mm/secの速度で前記ノズル基板8を引き上げると、前記ノズル基板8の両面に前記撥水膜4が形成される。
It is preferable that a liquid containing the perfluoropolyether compound is applied to the nozzle substrate 8 and naturally dried at room temperature. The liquid containing the perfluoropolyether compound is preferably applied to at least one of the liquid discharge side surface 13 and the liquid chamber bonding surface 6 of the nozzle substrate 8.
First, a liquid containing the perfluoropolyether compound is applied to the nozzle substrate 8 polished in the nozzle substrate polishing step and having the recess 5 formed on the surface 13 on the liquid discharge side, and then naturally dried at room temperature. To do. At that time, the water-repellent film 4 formed on the nozzle substrate 8 is stabilized by a force to minimize the surface area by the surface tension of the liquid containing the perfluoropolyether compound. Therefore, the water repellent film 4 is formed on the surface of the nozzle substrate 8 in a flat state.
The normal temperature in the coating is 20 ° C. to 30 ° C., preferably naturally dried at the temperature for 30 minutes to 2 hours, and more preferably naturally dried at 25 ° C. for 1 hour.
There is no restriction | limiting in particular as a method of apply | coating the liquid containing the said perfluoro polyether compound to the said nozzle substrate 8, It can select suitably according to the objective, For example, a dipping method, a roller coating method, a spray coating method, Examples include spin coating. Among these, the dipping method is preferable. According to the dipping method, as shown in FIG. 9C, the water-repellent film 4 in a flat state is efficiently formed on both surfaces (the liquid discharge side surface 13 and the liquid chamber bonding surface 6) of the nozzle substrate 8. be able to.
In the immersion method, when the nozzle substrate 8 is immersed in a liquid containing the perfluoropolyether compound for 30 seconds to 2 minutes and the nozzle substrate 8 is pulled up at a speed of 1 mm / sec to 5 mm / sec, the nozzle substrate The water-repellent film 4 is formed on both surfaces of 8.

次に、前記ノズル基板8に形成された前記撥水膜4を、80℃〜120℃で1時間〜10時間程度加熱処理することにより、前記ノズル基板8に前記撥水膜4を固定することができる。
なお、前記ノズル基板8に前記パーフルオロポリエーテル化合物が過剰に付着した場合には、フッ素系溶媒中で超音波洗浄することにより除去することができる。前記超音波洗浄の時間は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、3分間〜10分間が好ましい。
前記フッ素系溶媒としては、例えば、ノベックHFE7100、ノベックHFE7200(いずれも、住友3M株式会社製)、バートレル(DuPont社製)などが挙げられる。
Next, the water-repellent film 4 formed on the nozzle substrate 8 is heated at 80 ° C. to 120 ° C. for about 1 hour to 10 hours to fix the water-repellent film 4 to the nozzle substrate 8. Can do.
If the perfluoropolyether compound adheres excessively to the nozzle substrate 8, it can be removed by ultrasonic cleaning in a fluorine-based solvent. There is no restriction | limiting in particular in the time of the said ultrasonic cleaning, Although it can select suitably according to the objective, 3 minutes-10 minutes are preferable.
Examples of the fluorine-based solvent include Novec HFE7100, Novec HFE7200 (both manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Vertrel (manufactured by DuPont), and the like.

前記撥水膜形成工程を行うことにより、前記ノズル基板8上に前記撥水膜4を有する前記ノズル板2を作製することができる。なお、前記浸漬法により前記ノズル基板8の両面(液体吐出側の面13及び液室接合面6)に前記撥水膜4が形成された場合には、以下に説明する保護フィルム貼付工程及び撥水膜除去工程を行うことにより、前記ノズル板2を作製することができる。   By performing the water repellent film forming step, the nozzle plate 2 having the water repellent film 4 on the nozzle substrate 8 can be produced. When the water repellent film 4 is formed on both surfaces (the liquid discharge side surface 13 and the liquid chamber bonding surface 6) of the nozzle substrate 8 by the dipping method, a protective film attaching step and a repellent property described below are performed. By performing the water film removing step, the nozzle plate 2 can be produced.

<保護フィルム貼付工程>
前記保護フィルム貼付工程は、前記浸漬法で塗布すると前記ノズル基板8の両面に前記撥水膜4が形成されるので、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に形成された前記撥水膜4を保護するため、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13における前記撥水膜4表面に保護フィルム18を貼り付ける工程である。
前記保護フィルム18としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、半導体向けハイクリーン粘着プラスチップテープであるイクロステープ(三井化学株式会社製)などが挙げられる。
<Protective film application process>
Since the water-repellent film 4 is formed on both surfaces of the nozzle substrate 8 when the protective film is applied by the dipping method, the water-repellent film formed on the liquid discharge side surface 13 of the nozzle substrate 8. In order to protect 4, a protective film 18 is attached to the surface of the water repellent film 4 on the surface 13 of the nozzle substrate 8 on the liquid discharge side.
There is no restriction | limiting in particular as the said protective film 18, According to the objective, it can select suitably, For example, the cross tape (made by Mitsui Chemicals) etc. which are the high clean adhesive plus chip tapes for semiconductors are mentioned.

<撥水膜除去工程>
前記撥水膜除去工程は、前記浸漬法で塗布すると前記ノズル基板8の両面に前記撥水膜4が形成されるので、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13とは反対側に位置する液室接合面6からプラズマ処理により前記撥水膜4を除去する工程である。
前記保護フィルム貼付工程において、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に形成された前記撥水膜4表面に前記保護フィルム18を貼り付けた状態で、前記ノズル基板8の液室接合面6側からプラズマ処理を行う。これにより、前記ノズル基板8の液室接合面6及び前記ノズル孔1内壁に付着乃至形成された前記撥水膜4を除去することができる。
前記プラズマ処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プラズマクリーナPDC−510(ヤマト科学株式会社製)を用いて酸素プラズマを照射し、50sccmで1分間逆スパッタする方法などが挙げられる。
<Water repellent film removal process>
When the water-repellent film removing step is applied by the dipping method, the water-repellent film 4 is formed on both surfaces of the nozzle substrate 8, so that the water-repellent film is positioned on the opposite side to the liquid discharge side surface 13 of the nozzle substrate 8. In this step, the water repellent film 4 is removed from the liquid chamber bonding surface 6 by plasma treatment.
In the protective film attaching step, the liquid chamber bonding surface 6 of the nozzle substrate 8 in a state where the protective film 18 is attached to the surface of the water repellent film 4 formed on the liquid discharge side surface 13 of the nozzle substrate 8. Plasma treatment is performed from the side. Thereby, the water-repellent film 4 attached or formed on the liquid chamber bonding surface 6 of the nozzle substrate 8 and the inner wall of the nozzle hole 1 can be removed.
There is no restriction | limiting in particular as said plasma processing, According to the objective, it can select suitably, For example, oxygen plasma is irradiated using plasma cleaner PDC-510 (made by Yamato Scientific Co., Ltd.), and it reverses for 1 minute at 50 sccm. Examples include a sputtering method.

<接合工程>
前記接合工程は、前記ノズル板2の液室接合面6と、液室を形成する流路板とを接着剤を介して接合する工程である。
<Joint process>
The joining step is a step of joining the liquid chamber joining surface 6 of the nozzle plate 2 and the flow path plate forming the liquid chamber via an adhesive.

前記接着剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、常温硬化型エポキシ系接着剤、常温で硬化せず60℃〜100℃で硬化を開始するエポキシ系接着剤などが挙げられる。
前記常温硬化型エポキシ系接着剤としては、例えば、スコッチ・ウェルド二液エポキシ室温硬化型接着剤DP−460EG(住友3M株式会社製)などが挙げられる。
前記常温で硬化せず60℃〜100℃で硬化開始するエポキシ系接着剤としては、例えば、AE901シリーズ(味の素ファインテクノ株式会社製)などが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as said adhesive agent, According to the objective, it can select suitably, For example, the epoxy adhesive which does not harden | cure at normal temperature, and does not harden | cure at 60 to 100 degreeC. Agents and the like.
Examples of the room temperature curable epoxy adhesive include Scotch Weld two-component epoxy room temperature curable adhesive DP-460EG (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.).
Examples of the epoxy adhesive that does not cure at normal temperature and starts curing at 60 ° C. to 100 ° C. include AE901 series (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.).

前記接合工程では、接着状態を長期に維持するため、加熱及び圧着することが好ましい。
前記加熱の温度は、熱による前記インク吐出ヘッドを構成する部材の疲労を回避する点から、80℃以下が好ましく、30℃〜80℃がより好ましい。前記加熱及び圧着時間は、生産性の点から、2時間〜4時間が好ましい。
In the joining step, it is preferable to heat and pressure-bond in order to maintain the adhesion state for a long time.
The heating temperature is preferably 80 ° C. or less, and more preferably 30 ° C. to 80 ° C., from the viewpoint of avoiding fatigue of the members constituting the ink discharge head due to heat. The heating and pressure bonding time is preferably 2 hours to 4 hours from the viewpoint of productivity.

前記接合工程は、前記撥水膜形成工程終了又は前記撥水膜除去工程終了から1日間以内に行うことが好ましい。
前記パーフルオロポリエーテル化合物は、室温においてオイル状で流動性が高く、前記ノズル基板8上に形成した前記撥水膜4の移動度が非常に高い。そのため、前記撥水膜形成工程終了、又は前記撥水膜除去工程終了からの経過時間によっては、前記ノズル基板8の液室接合面6に再度撥水膜4が形成されることがある。このような状態で、前記ノズル板2の液室接合面6と液室を形成する流路板とを接合すると、両者の密着性が低いため、作製した前記液体吐出ヘッドの耐久性が低下する。そこで、前記撥水膜形成工程終了、又は前記撥水膜除去工程終了から1日間以内に前記接合工程を実施することで、作製した前記液体吐出ヘッドの耐久性を大幅に向上させることができる。
The bonding step is preferably performed within one day from the end of the water repellent film forming step or the end of the water repellent film removing step.
The perfluoropolyether compound is oily at room temperature and has high fluidity, and the mobility of the water repellent film 4 formed on the nozzle substrate 8 is very high. Therefore, the water repellent film 4 may be formed again on the liquid chamber bonding surface 6 of the nozzle substrate 8 depending on the elapsed time from the end of the water repellent film forming step or the end of the water repellent film removing step. In such a state, when the liquid chamber bonding surface 6 of the nozzle plate 2 and the flow path plate forming the liquid chamber are bonded, the adhesiveness between the two is low, so that the durability of the manufactured liquid discharge head is lowered. . Therefore, the durability of the manufactured liquid discharge head can be greatly improved by performing the bonding step within one day after the completion of the water repellent film forming step or the water repellent film removing step.

ここで、図3に示す液体吐出ヘッドの製造方法の工程表の手順に基づいて、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法について図面を参照して説明する。なお、前記液体吐出ヘッドの製造方法は、前記浸漬法により前記ノズル基板8の両面に前記撥水膜4を形成し、前記保護フィルム貼付工程及び前記撥水膜除去工程を含むものである。   Here, based on the procedure of the process chart of the manufacturing method of the liquid ejection head shown in FIG. 3, the manufacturing method of the liquid ejection head of the present invention will be described with reference to the drawings. The manufacturing method of the liquid discharge head includes the water repellent film 4 formed on both surfaces of the nozzle substrate 8 by the dipping method, and includes the protective film attaching step and the water repellent film removing step.

まず、図2A、図2B、及び図5に示すような、所定の直径の前記ノズル孔1が、所定の間隔(ピッチ)Pで、所定の個数長さ方向に4列形成されている所定の大きさのステンレス鋼製の前記ノズル基板8を用意する。
次に、図4に示す研磨部材11と加圧手段16とを有するCMP研磨装置を用い、図6及び図7に示すように、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に前記研磨部材11の研面15を当接させる。その状態で、前記弾性体10を介して前記加圧手段16により10kPaの圧力で押圧しながら、研磨剤17と共に、前記研磨部材16を50rpmで回転させて、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13を研磨する(ノズル基板研磨工程)。
First, as shown in FIG. 2A, FIG. 2B, and FIG. 5, the predetermined number of nozzle holes 1 having a predetermined diameter are formed in four rows in a predetermined length direction at a predetermined interval (pitch) P. The nozzle substrate 8 made of stainless steel having a size is prepared.
Next, using a CMP polishing apparatus having the polishing member 11 and the pressurizing means 16 shown in FIG. 4, the polishing member 11 is formed on the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 as shown in FIGS. The polished surface 15 is brought into contact. In that state, while pressing the pressure member 16 through the elastic body 10 with a pressure of 10 kPa, the polishing member 16 and the polishing member 16 are rotated at 50 rpm together with the polishing agent 17, and the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 is rotated. The surface 13 is polished (nozzle substrate polishing step).

前記CMP研磨装置としては、例えば、超精密揺動型片面ポリシングマシン(株式会社荏原製作所製)を用いた。
前記研磨部材11としては、例えば、ポリウレタンパッドを用いた。
前記弾性体10としては、例えば、所定の厚み、硬度ショアAが40度のウレタンゴムシートを用いた。
前記研磨剤17としては、例えば、FUJIMI社製のPOLIPLA103を純水で4倍希釈(POLIPLA103:純水=1:3(体積比))したものを使用した。
As the CMP polishing apparatus, for example, an ultra-precise swing type single-side polishing machine (manufactured by Ebara Corporation) was used.
For example, a polyurethane pad was used as the polishing member 11.
As the elastic body 10, for example, a urethane rubber sheet having a predetermined thickness and a hardness Shore A of 40 degrees was used.
As the abrasive 17, for example, POLIPLA103 manufactured by FUJIMI was diluted 4 times with pure water (POLIPLA103: pure water = 1: 3 (volume ratio)).

前記研磨を行うことにより、図2D、図8、及び図9Aに示すような、研磨後の前記ノズル基板8が得られる。
図2D、図8、及び図9Aに示すように、研磨後の前記ノズル基板8の液体吐出側の面13には複数の前記凹部5が形成されている。前記凹部5の底部には前記ノズル孔1が配されている。そして、前記凹部5の外縁7から前記ノズル孔1が位置する近傍に向かって前記ノズル基板8の厚みが漸次減少する形状に形成されており、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1の開口端100で前記ノズル基板8の厚みが最小となっている。
By performing the polishing, the nozzle substrate 8 after polishing as shown in FIGS. 2D, 8 and 9A is obtained.
As shown in FIGS. 2D, 8, and 9 </ b> A, a plurality of the recesses 5 are formed on the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 after polishing. The nozzle hole 1 is disposed at the bottom of the recess 5. The thickness of the nozzle substrate 8 gradually decreases from the outer edge 7 of the recess 5 toward the vicinity where the nozzle hole 1 is located, and the opening end 100 of the nozzle hole 1 of the nozzle substrate 8 is formed. Thus, the thickness of the nozzle substrate 8 is minimized.

次に、研磨した前記ノズル基板8を、純水で超音波洗浄することにより研磨剤等の異物を除去する(洗浄工程)。
次に、洗浄後の前記ノズル基板8における液体吐出側の面13を、プラズマ処理装置(PDC−510、ヤマト科学株式会社製)を用いて、500W、50sccmで1分間、酸素プラズマ処理を実施する。これにより、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に水酸基を導入することができ、前記撥水膜4と前記ノズル基板8との密着性が向上する。
Next, the polished nozzle substrate 8 is ultrasonically cleaned with pure water to remove foreign substances such as abrasives (cleaning step).
Next, the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 after the cleaning is subjected to oxygen plasma processing at 500 W and 50 sccm for 1 minute using a plasma processing apparatus (PDC-510, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). . Thereby, a hydroxyl group can be introduced into the surface 13 on the liquid ejection side of the nozzle substrate 8, and the adhesion between the water repellent film 4 and the nozzle substrate 8 is improved.

次に、例えば、希釈液としてHFE7100(住友3M株式会社製)を用いて前記パーフルオロポリエーテル化合物(FG5020、フロロテクノロジー社製)を0.2質量%の濃度に希釈した前記パーフルオロポリエーテル化合物を含む液(以下、ディッピング液と称することもある)を調製する。
次に、図9Aに示すように、液体吐出側の面13に複数の凹部5が形成されている前記ノズル基板8を、前記パーフルオロポリエーテル化合物を含むディッピング液中に60秒間浸漬し、3mm/secの速度で引き上げることにより、図9Bに示すように、前記ノズル基板8の両面に前記撥水膜4が形成される。
Next, for example, the perfluoropolyether compound obtained by diluting the perfluoropolyether compound (FG5020, manufactured by Fluoro Technology Co., Ltd.) to a concentration of 0.2% by mass using HFE7100 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) as a diluent. A liquid (hereinafter, also referred to as a dipping liquid) containing is prepared.
Next, as shown in FIG. 9A, the nozzle substrate 8 in which a plurality of recesses 5 are formed on the surface 13 on the liquid ejection side is immersed in a dipping solution containing the perfluoropolyether compound for 60 seconds, and 3 mm By pulling up at a speed of / sec, the water-repellent film 4 is formed on both surfaces of the nozzle substrate 8 as shown in FIG. 9B.

次に、前記撥水膜4を両面に形成した前記ノズル基板8を、常温(25℃)で1時間放置して自然乾燥する。その際、図9Cに示すように、前記パーフルオロポリエーテル化合物を含むディッピング液の表面張力によって、表面積が最小となろうとする力で安定する。そのため、前記撥水膜4が、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13と反対側の面である液室接合面6において、平坦となった状態で形成される。
次に、前記撥水膜4を両面に形成した前記ノズル基板8を120℃にて2時間加熱し、前記撥水膜4を前記ノズル基板8に固定する。
Next, the nozzle substrate 8 on which the water repellent film 4 is formed on both sides is left to stand at room temperature (25 ° C.) for 1 hour to be naturally dried. At that time, as shown in FIG. 9C, the surface tension of the dipping liquid containing the perfluoropolyether compound is stabilized by a force that minimizes the surface area. Therefore, the water repellent film 4 is formed in a flat state on the liquid chamber bonding surface 6 which is the surface opposite to the liquid discharge side surface 13 of the nozzle substrate 8.
Next, the nozzle substrate 8 having the water-repellent film 4 formed on both sides is heated at 120 ° C. for 2 hours to fix the water-repellent film 4 to the nozzle substrate 8.

次に、図9Dに示すように、前記撥水膜4が両面に形成された前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に前記保護フィルム18としてのイクロステープ(三井化学株式会社製)を貼り付ける(保護フィルム貼付工程)。
次に、前記保護フィルム18を貼り付けた状態で、図9Dに示すように、前記ノズル基板8の液室接合面6側からプラズマクリーナPDC−510(ヤマト科学株式会社製)を用いて酸素プラズマを照射し、50sccmで1分間逆スパッタを行う。これにより、図9Eに示すように、前記ノズル基板8の液室接合面6、及び前記ノズル孔1の内壁に付着乃至形成されていた前記撥水膜4が除去される(撥水膜除去工程)。以上により、前記ノズル板2を作製することができる。
Next, as shown in FIG. 9D, the tape 13 (manufactured by Mitsui Chemicals) as the protective film 18 is applied to the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 on which the water repellent film 4 is formed on both sides. Affix (protective film application process).
Next, as shown in FIG. 9D, oxygen plasma is applied from the liquid chamber bonding surface 6 side of the nozzle substrate 8 using a plasma cleaner PDC-510 (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) with the protective film 18 attached. And reverse sputtering is performed at 50 sccm for 1 minute. As a result, as shown in FIG. 9E, the water repellent film 4 attached or formed on the liquid chamber bonding surface 6 of the nozzle substrate 8 and the inner wall of the nozzle hole 1 is removed (water repellent film removing step). ). As described above, the nozzle plate 2 can be manufactured.

次に、得られた前記ノズル板2の液室接合面6と、液室を形成する流路板とを、例えば、硬化型エポキシ系接着剤(常温で硬化せず60℃〜100℃で硬化開始するタイプの接着剤、AE901シリーズ、味の素ファインテクノ株式会社製)貼り合わせ、70℃にて5時間で加熱及び加圧して接合する(接合工程)。以上により、本発明の前記液体吐出ヘッドを作製することができる。   Next, the liquid chamber joining surface 6 of the obtained nozzle plate 2 and the flow path plate forming the liquid chamber are, for example, curable epoxy adhesive (cured at 60 ° C. to 100 ° C. without curing at normal temperature. Adhesive of the type to be started, AE901 series, manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.), and bonded by heating and pressurizing at 70 ° C. for 5 hours (bonding step). As described above, the liquid discharge head of the present invention can be manufactured.

(画像形成装置)
本発明の画像形成装置は、インク収容手段と、液体吐出ヘッドと、クリーニング手段とを有してなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
(Image forming device)
The image forming apparatus of the present invention includes an ink storage unit, a liquid discharge head, and a cleaning unit, and further includes other units as necessary.

<インク収容手段>
前記インク収容手段は、インクジェット用インクを収容する手段であり、例えば、タンク、インクカートリッジなどが挙げられる。
前記インクカートリッジは、前記インクジェット用インクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材などを有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを有するものなどが好適である。
<Ink storage means>
The ink containing means is means for containing ink jet ink, and examples thereof include a tank and an ink cartridge.
The ink cartridge contains the ink-jet ink in a container, and further includes other members appropriately selected as necessary.
There is no restriction | limiting in particular as said container, The shape, a structure, a magnitude | size, a material, etc. can be suitably selected according to the objective, For example, it has an ink bag etc. which were formed with the aluminum laminate film, the resin film, etc. A thing etc. are suitable.

<液体吐出ヘッド>
前記液体吐出ヘッドは、前記インクジェット用インクに刺激を印加し、前記インクを飛翔させて画像を記録用メディアに記録する手段である。
前記液体吐出ヘッドとしては、本発明の前記液体吐出ヘッドが用いられる。
<Liquid discharge head>
The liquid discharge head is means for applying a stimulus to the ink-jet ink and causing the ink to fly to record an image on a recording medium.
The liquid discharge head of the present invention is used as the liquid discharge head.

−インクジェット用インク−
前記インクジェット用インクとしては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、特開2008−260926号公報、特開2008−38156号公報、特開2005−161834号公報などに開示されているインクなどが挙げられる。
-Inkjet ink-
There is no restriction | limiting in particular as said ink for inkjet, It can select suitably from well-known things, for example, Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-260926, Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-38156, Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-161834, etc. Ink and the like disclosed in the above.

−記録用メディア−
前記記録用メディアとしては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、普通紙、光沢紙、特殊紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス、OHPシート、フィルムなどが挙げられる。
-Recording media-
The recording medium is not particularly limited and may be appropriately selected from known media. For example, plain paper, glossy paper, special paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood , Ceramics, OHP sheet, film and the like.

<クリーニング手段>
前記クリーニング手段は、前記液体吐出ヘッドの前記ノズル板2の液体吐出面3をブレード9でワイピングする手段である。
前記ブレード9としては、その大きさ、材質、形状、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ブレード9の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ブレード9の材質としては、例えば、前記ノズル板2の前記撥水膜4表面をワイピング処理する観点から、ゴム、エラストマーなどが挙げられる。
前記ブレード9の形状としては、ワイピング処理ができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、板状、プレート状などが挙げられる。
<Cleaning means>
The cleaning means is means for wiping the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 2 of the liquid discharge head with a blade 9.
There is no restriction | limiting in particular about the magnitude | size, material, shape, structure, etc. as said blade 9, According to the objective, it can select suitably.
There is no restriction | limiting in particular as a magnitude | size of the said blade 9, According to the objective, it can select suitably.
Examples of the material of the blade 9 include rubber and elastomer from the viewpoint of wiping the surface of the water repellent film 4 of the nozzle plate 2.
The shape of the blade 9 is not particularly limited as long as a wiping process can be performed, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include a plate shape and a plate shape.

<その他の手段>
前記その他の手段としては、例えば、制御手段などが挙げられる。前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
<Other means>
Examples of the other means include control means. The control means is not particularly limited as long as the movement of each means can be controlled, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include devices such as a sequencer and a computer.

ここで、本発明の前記液体吐出ヘッドを搭載した画像形成装置の一例について図11及び図12を参照して説明する。図11は、本発明の前記液体吐出ヘッドを搭載した画像形成装置の一例を示す概略斜視図であり、図12は、図11の画像形成装置の概略側面図である。   Here, an example of an image forming apparatus equipped with the liquid discharge head of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a schematic perspective view showing an example of an image forming apparatus equipped with the liquid discharge head of the present invention, and FIG. 12 is a schematic side view of the image forming apparatus of FIG.

前記画像形成装置は、装置本体81の内部に、主走査方向に移動可能なキャリッジ93と、前記キャリッジ93に搭載した本発明の前記液体吐出ヘッド94と、前記液体吐出ヘッド94に前記インクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部82とを有している。
前記装置本体81の下方部には、前方側から多数枚の用紙83を積載可能な給紙カセット(又は給紙トレイでもよい)84を抜き差し可能に装着することができる。また、前記用紙83を手差しで給紙するための手差しトレイ85を開倒することができる。
前記給紙カセット84又は前記手差しトレイ85から給送される前記用紙83を取り込み、前記印字機構部82によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ86に排紙する。
The image forming apparatus includes a carriage 93 that is movable in the main scanning direction inside the apparatus main body 81, the liquid discharge head 94 of the present invention mounted on the carriage 93, and supplies the ink to the liquid discharge head 94. And a printing mechanism 82 composed of an ink cartridge or the like.
A sheet feeding cassette (or a sheet feeding tray) 84 on which a large number of sheets 83 can be stacked from the front side can be attached to the lower portion of the apparatus main body 81 in a detachable manner. Further, the manual feed tray 85 for manually feeding the paper 83 can be turned over.
The paper 83 fed from the paper feed cassette 84 or the manual feed tray 85 is taken in, and after a required image is recorded by the printing mechanism unit 82, the paper is discharged to a paper discharge tray 86 mounted on the rear side.

前記印字機構部82は、図示を省略している左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド91と従ガイドロッド92とで前記キャリッジ93を主走査方向に摺動可能に保持する。
前記キャリッジ93には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、及びブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する前記液体吐出ヘッド94を複数のノズル孔1を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、前記キャリッジ93には前記液体吐出ヘッド94に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ95を交換可能に装着している。
The printing mechanism 82 holds the carriage 93 slidably in the main scanning direction with a main guide rod 91 and a sub guide rod 92 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown).
The carriage 93 has the liquid discharge head 94 that discharges ink droplets of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) in the plurality of nozzle holes 1 in the main scanning direction. They are arranged in the intersecting direction and mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. In addition, each of the ink cartridges 95 for supplying ink of each color to the liquid discharge head 94 is replaceably mounted on the carriage 93.

前記インクカートリッジ95は、上方に大気と連通する大気口、下方には前記液体吐出ヘッド94に前記インクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、前記多孔質体の毛管力により前記液体吐出ヘッド94へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、前記液体吐出ヘッド94としては、ここでは各色の液体吐出ヘッド94を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズル孔1を有する1個の前記液体吐出ヘッド94でもよい。   The ink cartridge 95 has an air port that communicates with the atmosphere above, a supply port that supplies the ink to the liquid ejection head 94 below, and a porous body filled with ink inside. The ink supplied to the liquid ejection head 94 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Further, as the liquid discharge head 94, the liquid discharge head 94 of each color is used here, but one liquid discharge head 94 having the nozzle holes 1 for discharging ink droplets of each color may be used.

前記キャリッジ93は、後方側(用紙搬送方向下流側)を前記主ガイドロッド91に摺動可能に嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を前記従ガイドロッド92に摺動可能に載置している。そして、前記キャリッジ93を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ97で回転駆動される駆動プーリ98と従動プーリ99との間にタイミングベルト100を張装し、前記タイミングベルト100を前記キャリッジ93に固定しており、前記主走査モータ97の正逆回転により前記キャリッジ93が往復駆動される。   The carriage 93 is slidably fitted to the main guide rod 91 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and slidable on the front guide rod 92 on the front side (upstream side in the paper conveyance direction). It is location. In order to move and scan the carriage 93 in the main scanning direction, a timing belt 100 is stretched between a driving pulley 98 and a driven pulley 99 that are rotationally driven by a main scanning motor 97, and the timing belt 100 is moved to the carriage. The carriage 93 is reciprocated by forward and reverse rotation of the main scanning motor 97.

前記給紙カセット84にセットした前記用紙83を前記液体吐出ヘッド94の下方側に搬送するため、前記給紙カセット84から前記用紙83を分離給装する給紙ローラ101及びフリクションパッド102と、前記用紙83を案内するガイド部材103と、給紙された前記用紙83を反転させて搬送する搬送ローラ104と、前記搬送ローラ104の周面に押し付けられる搬送コロ105及び前記搬送ローラ104からの前記用紙83の送り出し角度を規定する先端コロ106とを有している。
前記搬送ローラ104は、副走査モータ107によってギヤ列を介して回転駆動される。
In order to convey the paper 83 set in the paper feed cassette 84 to the lower side of the liquid discharge head 94, a paper feed roller 101 and a friction pad 102 for separating and feeding the paper 83 from the paper feed cassette 84; A guide member 103 that guides the paper 83, a transport roller 104 that reverses and transports the fed paper 83, a transport roller 105 that is pressed against the peripheral surface of the transport roller 104, and the paper from the transport roller 104 And a tip roller 106 for defining 83 feed angles.
The conveying roller 104 is rotationally driven by a sub-scanning motor 107 through a gear train.

前記キャリッジ93の主走査方向の移動範囲に対応して前記搬送ローラ104から送り出された前記用紙83を前記液体吐出ヘッド94の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材109を有している。
前記印写受け部材109の用紙搬送方向下流側には、前記用紙83を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ111、拍車112を有している。
更に、前記用紙83を前記排紙トレイ86に送り出す前記排紙ローラ113及び拍車114と、排紙経路を形成するガイド部材115、116とを有している。
記録時には、前記キャリッジ93を移動させながら画像信号に応じて前記液体吐出ヘッド94を駆動することにより、停止している前記用紙83に前記インクを吐出して1行分を記録し、前記用紙83を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号、又は前記用紙83の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ、前記用紙83を排紙する。
There is a printing receiving member 109 which is a paper guide member for guiding the paper 83 sent out from the transport roller 104 corresponding to the movement range of the carriage 93 in the main scanning direction on the lower side of the liquid discharge head 94. ing.
On the downstream side of the printing receiving member 109 in the sheet conveyance direction, there are a conveyance roller 111 and a spur 112 that are rotationally driven to send out the sheet 83 in the sheet discharge direction.
Further, the sheet discharge roller 113 and the spur 114 for sending the sheet 83 to the sheet discharge tray 86, and guide members 115 and 116 for forming a sheet discharge path are provided.
At the time of recording, the liquid discharge head 94 is driven in accordance with an image signal while moving the carriage 93, thereby discharging the ink onto the stopped sheet 83 to record one line, and the sheet 83. After the predetermined amount is conveyed, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 83 has reached the recording area, the recording operation is terminated and the paper 83 is discharged.

また、前記キャリッジ93の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、前記液体吐出ヘッド94の吐出不良を回復するための回復装置117を有している。
前記回復装置117は、キャップ手段と、吸引手段と、クリーニング手段とを有している。
前記キャリッジ93は、印字待機中には前記回復装置117側に移動されて前記キャッピング手段で前記液体吐出ヘッド94がキャッピングされ、前記ノズル孔1を湿潤状態に保つことによりインクの乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しない前記インクを吐出することにより、全ての前記ノズル孔1のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持することができる。
Further, a recovery device 117 for recovering the ejection failure of the liquid ejection head 94 is provided at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 93.
The recovery device 117 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit.
The carriage 93 is moved to the recovery device 117 side during printing standby, and the liquid ejection head 94 is capped by the capping unit, and the nozzle hole 1 is kept in a wet state, thereby preventing ejection failure due to ink drying. To prevent. Further, by ejecting the ink not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the nozzle holes 1 can be made constant and stable ejection performance can be maintained.

吐出不良が発生した場合等には、前記キャッピング手段で前記液体吐出ヘッド94のノズル孔1を密封し、チューブを通して前記吸引手段で前記ノズル孔1から前記インクとともに気泡等を吸い出し、前記ノズル板2表面に付着したインクやゴミ等はワイピングにより除去され吐出不良が回復する。なお、吸引された前記インクは、前記装置本体81下部に設置された廃インク溜(不図示)に排出され、前記廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   When a discharge failure occurs, the nozzle hole 1 of the liquid discharge head 94 is sealed by the capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the nozzle hole 1 by the suction unit through a tube. Ink, dust, etc. adhering to the surface are removed by wiping and the ejection failure is recovered. The sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the apparatus main body 81 and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
<液体吐出ヘッドの作製>
図3に示す液体吐出ヘッドの製造方法の工程表の手順に基づいて、以下のようにして前記液体吐出ヘッドを作製した。
Example 1
<Production of liquid discharge head>
Based on the procedure of the process chart of the manufacturing method of the liquid discharge head shown in FIG. 3, the liquid discharge head was manufactured as follows.

−ノズル基板研磨工程−
まず、図2A、図2B、図2D、及び図5に示すように、液体吐出側の面13におけるノズル孔の孔径が25μmであり、かつ液室接合面6のノズル孔の孔径が35μmである前記ノズル孔1が、隣接する前記ノズル孔1の中心間の最短距離であるピッチPが85μm(300dpi)で、320個/列で配列したノズル孔列が4列形成されており、縦34mm×横16mm、平均厚み20μmのステンレス鋼製の前記ノズル基板8を用意した。
次に、図4に示す研磨部材11と加圧手段16とを有するCMP研磨装置を用い、図6〜図8に示すように、複数の前記ノズル孔1を有する前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に前記研磨部材11の研面15を当接させる。その状態で、前記弾性体10を介して前記加圧手段16により10kPaの圧力で押圧しながら、研磨剤17と共に、前記研磨部材11を50rpmで回転させて、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13を研磨した。
-Nozzle substrate polishing process-
First, as shown in FIG. 2A, FIG. 2B, FIG. 2D, and FIG. 5, the nozzle hole diameter on the liquid discharge side surface 13 is 25 μm, and the nozzle hole diameter on the liquid chamber bonding surface 6 is 35 μm. The nozzle holes 1 have a pitch P of 85 μm (300 dpi), which is the shortest distance between the centers of the adjacent nozzle holes 1, and four nozzle hole rows arranged in 320 / row are formed, and the length is 34 mm × The nozzle substrate 8 made of stainless steel having a width of 16 mm and an average thickness of 20 μm was prepared.
Next, using the CMP polishing apparatus having the polishing member 11 and the pressurizing means 16 shown in FIG. 4, as shown in FIGS. 6 to 8, the liquid ejection side of the nozzle substrate 8 having the plurality of nozzle holes 1. The polished surface 15 of the polishing member 11 is brought into contact with the surface 13. In this state, while pressing the pressure member 16 through the elastic body 10 with a pressure of 10 kPa, the polishing member 11 is rotated at 50 rpm together with the polishing agent 17, and the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 is changed. Surface 13 was polished.

前記CMP研磨装置としては、ポリウレタンパッドを研磨部材11として備えた超精密揺動型片面ポリシングマシン(株式会社荏原製作所製)を用いた。
前記弾性体10としては、平均厚み1mm、硬度ショアAが40度に調整されたウレタンゴムシート(試作品(NOK株式会社製))を用いた。
前記研磨剤17としては、FUJIMI社製のPOLIPLA103を純水で4倍希釈(POLIPLA103:純水=1:3(体積比))したものを使用した。
As the CMP polishing apparatus, an ultra-precise swing type single-side polishing machine (manufactured by Ebara Corporation) equipped with a polyurethane pad as the polishing member 11 was used.
As the elastic body 10, a urethane rubber sheet (prototype (manufactured by NOK Corporation)) having an average thickness of 1 mm and a hardness Shore A adjusted to 40 degrees was used.
As the abrasive 17, POLIPLA103 manufactured by FUJIMI was diluted 4 times with pure water (POLIPLA103: pure water = 1: 3 (volume ratio)).

前記ノズル基板研磨工程を行った前記ノズル基板8をエポキシ樹脂(エポック812(応研商事株式会社製))で包埋して、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1の開口中心を通る直径部分で切断したサンプルの切断面を、上述した電子顕微鏡による観察方法を用いて電子顕微鏡観察をし、得られたデジタル画像について上述した画像処理を行った。得られた前記ノズル基板8の処理画像を観察したところ、図2D及び図8に示すように、研磨後の前記ノズル基板8の液体吐出側の面13には複数の前記凹部5が形成されていた。前記凹部5の底部(前記凹部5の最も深い位置)には直径25μmの前記ノズル孔1が形成されていた。前記凹部5は、前記凹部5の外縁7から前記ノズル孔1が位置する近傍に向かって前記ノズル基板8の厚みが漸次減少する形状に形成されており、前記ノズル基板8の前記ノズル孔1の開口端100で前記ノズル基板8の厚みが最小となっていた。
前記凹部5の形状は、平面視で円形状であった。前記円形状の前記凹部5の直径に相当する長さ(前記凹部5の外縁7と外縁7との間の最大長さ)は、35μmであった。
研磨後の前記ノズル基板8の液体吐出側の面13の表面粗さRaは、以下のようにして測定したところ、0.1μmであった。
<表面粗さRaの測定>
前記ノズル基板8の液体吐出側の面13の表面粗さRaは、JIS 0601に従って測定した。具体的には、触針式表面形状測定装置(Dektak150、アルバック社製)を用いて表面粗さRaを測定した。
The nozzle substrate 8 subjected to the nozzle substrate polishing step is embedded with an epoxy resin (Epoch 812 (manufactured by Oken Shoji Co., Ltd.)) and cut at a diameter portion passing through the center of the nozzle hole 1 of the nozzle substrate 8. The cut surface of the obtained sample was observed with an electron microscope using the above-described observation method using an electron microscope, and the above-described image processing was performed on the obtained digital image. When the obtained processed image of the nozzle substrate 8 was observed, as shown in FIGS. 2D and 8, a plurality of the recesses 5 were formed on the surface 13 on the liquid ejection side of the nozzle substrate 8 after polishing. It was. The nozzle hole 1 having a diameter of 25 μm was formed at the bottom of the recess 5 (the deepest position of the recess 5). The recess 5 is formed in a shape in which the thickness of the nozzle substrate 8 gradually decreases from the outer edge 7 of the recess 5 toward the vicinity where the nozzle hole 1 is located. At the opening end 100, the thickness of the nozzle substrate 8 was minimized.
The shape of the concave portion 5 was circular in plan view. The length corresponding to the diameter of the circular recess 5 (the maximum length between the outer edge 7 and the outer edge 7 of the recess 5) was 35 μm.
The surface roughness Ra of the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8 after polishing was 0.1 μm when measured as follows.
<Measurement of surface roughness Ra>
The surface roughness Ra of the surface 13 on the liquid ejection side of the nozzle substrate 8 was measured according to JIS 0601. Specifically, the surface roughness Ra was measured using a stylus type surface shape measuring device (Dektak 150, ULVAC, Inc.).

−洗浄工程−
次に、研磨後の前記ノズル基板8を、純水で超音波洗浄することにより研磨剤等の異物を除去した。
次に、洗浄後の前記ノズル基板8の液体吐出側の面13を、プラズマ処理装置(PDC−510、ヤマト科学株式会社製)を用いて、500W、50sccmで1分間、酸素プラズマ処理を行った。
-Washing process-
Next, the nozzle substrate 8 after polishing was subjected to ultrasonic cleaning with pure water to remove foreign substances such as an abrasive.
Next, the surface 13 on the liquid ejection side of the nozzle substrate 8 after the cleaning was subjected to oxygen plasma treatment at 500 W and 50 sccm for 1 minute using a plasma processing apparatus (PDC-510, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). .

−撥水膜形成工程−
次に、希釈液としてHFE7100(住友3M株式会社製)を用いてパーフルオロポリエーテル化合物(FG5020、フロロテクノロジー社製)を0.2質量%の濃度に希釈したディッピング液を調製した。
次に、図9Aに示すように、液体吐出側の面13に複数の凹部5が形成された前記ノズル基板8を、前記パーフルオロポリエーテル化合物を含むディッピング液中に60秒間浸漬し、3mm/secの速度で引き上げることにより、図9Bに示すように、前記ノズル基板8の両面に前記撥水膜4を形成した。
次に、前記撥水膜4を両面に形成した前記ノズル基板8を、常温(25℃)で1時間放置して自然乾燥した。その際、図9Cに示すように、前記パーフルオロポリエーテル化合物を含むディッピング液の表面張力によって、表面積が最小となろうとする力で安定するため、前記撥水膜4が、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13と反対側の面である液室接合面6において、平坦となった状態で形成された。
次に、前記撥水膜4を両面に形成した前記ノズル基板8を120℃にて2時間加熱し、固定した。
-Water repellent film forming process-
Next, a dipping solution was prepared by diluting a perfluoropolyether compound (FG5020, manufactured by Fluoro Technology Co., Ltd.) to a concentration of 0.2% by mass using HFE7100 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) as a diluent.
Next, as shown in FIG. 9A, the nozzle substrate 8 having a plurality of recesses 5 formed on the surface 13 on the liquid ejection side is dipped in a dipping solution containing the perfluoropolyether compound for 60 seconds, and 3 mm / The water-repellent film 4 was formed on both surfaces of the nozzle substrate 8 as shown in FIG.
Next, the nozzle substrate 8 on which the water-repellent film 4 was formed on both sides was left to stand at room temperature (25 ° C.) for 1 hour and dried naturally. At that time, as shown in FIG. 9C, the surface of the dipping liquid containing the perfluoropolyether compound is stabilized by a force that tends to minimize the surface area. The liquid chamber bonding surface 6, which is the surface opposite to the liquid discharge side surface 13, was formed in a flat state.
Next, the nozzle substrate 8 having the water-repellent film 4 formed on both surfaces was heated and fixed at 120 ° C. for 2 hours.

−保護フィルム貼付工程−
次に、図9Dに示すように、前記撥水膜4が両面に形成された前記ノズル基板8の液体吐出側の面13上に前記保護フィルム18としてのイクロステープ(三井化学株式会社製)を貼り付けた。
-Protective film application process-
Next, as shown in FIG. 9D, on the liquid discharge side surface 13 of the nozzle substrate 8 on which the water-repellent film 4 is formed on both sides, an isopropyl tape as the protective film 18 (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) Was pasted.

−撥水膜除去工程−
次に、前記保護フィルム18を貼り付けた状態で、図9Dに示すように、前記撥水膜4が形成された前記ノズル基板8の液室接合面6側からプラズマクリーナPDC−510(ヤマト科学株式会社製)を用いて酸素プラズマを照射し、50sccmで1分間逆スパッタを行った。これにより、図9Eに示すように、前記ノズル基板8の液室接合面6、及び前記ノズル孔1内壁に付着乃至形成されていた前記撥水膜4を除去した。余分な前記撥水膜4を除去した後、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13から保護フィルム18を剥がした。以上により、前記ノズル板2を作製した。
-Water repellent film removal process-
Next, with the protective film 18 attached, as shown in FIG. 9D, a plasma cleaner PDC-510 (Yamato Scientific) is formed from the liquid chamber bonding surface 6 side of the nozzle substrate 8 on which the water repellent film 4 is formed. Oxygen plasma was radiated using a product manufactured by Co., Ltd., and reverse sputtering was performed at 50 sccm for 1 minute. As a result, as shown in FIG. 9E, the water repellent film 4 adhered or formed on the liquid chamber bonding surface 6 of the nozzle substrate 8 and the inner wall of the nozzle hole 1 was removed. After removing the excess water-repellent film 4, the protective film 18 was peeled from the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8. Thus, the nozzle plate 2 was produced.

−接合工程−
次に、得られた前記ノズル板2の液室接合面6と、液室を形成する流路板とを低温硬化型エポキシ系接着剤(常温で硬化せず60℃〜100℃で硬化開始するタイプの接着剤、AE901シリーズ、味の素ファインテクノ株式会社製)を用いて貼り合わせ、70℃にて5時間で加熱及び加圧して接合した。以上により、実施例1の前記液体吐出ヘッドを作製した。
-Joining process-
Next, the liquid chamber joining surface 6 of the obtained nozzle plate 2 and the flow path plate forming the liquid chamber are cured at a low temperature curing type epoxy adhesive (not cured at room temperature but at 60 ° C. to 100 ° C. A type adhesive, AE901 series, manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd.) and bonded by heating and pressing at 70 ° C. for 5 hours. Thus, the liquid discharge head of Example 1 was produced.

(実施例2)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で、前記弾性体10として硬度ショアAが60度に調整されたウレタンゴムシート(試作品(NOK株式会社製))を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2の前記液体吐出ヘッドを作製した。
(Example 2)
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, except that a urethane rubber sheet (prototype (manufactured by NOK Corporation)) having a hardness Shore A adjusted to 60 degrees was used as the elastic body 10 in the nozzle substrate polishing step, and Example 1 Similarly, the liquid discharge head of Example 2 was produced.

(比較例1)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で、前記弾性体10として硬度ショアAが80度に調整されたウレタンゴムシート(試作品(NOK株式会社製))を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1の前記液体吐出ヘッドを作製した。
(Comparative Example 1)
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, except that a urethane rubber sheet (prototype (manufactured by NOK Corporation)) having a hardness Shore A adjusted to 80 degrees was used as the elastic body 10 in the nozzle substrate polishing step, Similarly, the liquid discharge head of Comparative Example 1 was produced.

(実施例3)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で用いた前記ノズル基板8の平均厚みを50μmとした以外は、実施例1と同様にして、実施例3の前記液体吐出ヘッドを作製した。
(Example 3)
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, the liquid ejection head of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of the nozzle substrate 8 used in the nozzle substrate polishing step was 50 μm.

(実施例4)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で用いた前記ノズル基板8の平均厚みを50μmとし、前記弾性体10として硬度ショアAが60度に調整されたウレタンゴムシート(試作品(NOK株式会社製))を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例4の前記液体吐出ヘッドを作製した。
Example 4
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, an average thickness of the nozzle substrate 8 used in the nozzle substrate polishing step is 50 μm, and a urethane rubber sheet (prototype (manufactured by NOK Co., Ltd.) having a hardness shore A adjusted to 60 degrees as the elastic body 10 is used. The liquid discharge head of Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that)) was used.

(比較例2)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で用いた前記ノズル基板8の平均厚みを50μmとし、前記弾性体10として硬度ショアAが80度に調整されたウレタンゴムシート(試作品(NOK株式会社製))を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例2の前記液体吐出ヘッドを作製した。
(Comparative Example 2)
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, an average thickness of the nozzle substrate 8 used in the nozzle substrate polishing step was 50 μm, and a urethane rubber sheet having a hardness shore A adjusted to 80 degrees as the elastic body 10 (prototype (manufactured by NOK Corporation) The liquid discharge head of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the above method was used.

(実施例5)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で用いた前記ノズル基板8の平均厚みを75μmとした以外は、実施例1と同様にして、実施例5の前記液体吐出ヘッドを作製した。
(Example 5)
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, the liquid discharge head of Example 5 was produced in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of the nozzle substrate 8 used in the nozzle substrate polishing step was set to 75 μm.

(実施例6)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で用いた前記ノズル基板8の平均厚みを75μmとし、前記弾性体10として硬度ショアAが60度に調整されたウレタンゴムシート(試作品(NOK株式会社製))を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例6の前記液体吐出ヘッドを作製した。
(Example 6)
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, an average thickness of the nozzle substrate 8 used in the nozzle substrate polishing step was 75 μm, and a urethane rubber sheet (prototype (manufactured by NOK Corporation) with a hardness shore A adjusted to 60 degrees as the elastic body 10 was used. The liquid discharge head of Example 6 was produced in the same manner as in Example 1 except that)) was used.

(比較例3)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で用いた前記ノズル基板8の平均厚みを75μmとし、前記弾性体10として硬度ショアAが80度に調整されたウレタンゴムシート(試作品(NOK株式会社製))を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例3の前記液体吐出ヘッドを作製した。
(Comparative Example 3)
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, an average thickness of the nozzle substrate 8 used in the nozzle substrate polishing step was 75 μm, and a urethane rubber sheet (prototype (manufactured by NOK Corporation) having a hardness shore A adjusted to 80 degrees as the elastic body 10 was used. The liquid discharge head of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the above method was used.

(比較例4)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で用いた前記ノズル基板8の平均厚みを100μmとした以外は、実施例1と同様にして、比較例4の液体吐出ヘッドを作製した。
(Comparative Example 4)
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, a liquid discharge head of Comparative Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of the nozzle substrate 8 used in the nozzle substrate polishing step was 100 μm.

(比較例5)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で用いた前記ノズル基板8の平均厚みを100μmとし、前記弾性体10として硬度ショアAが60度に調整されたウレタンゴムシート(試作品(NOK株式会社製))を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例5の前記液体吐出ヘッドを作製した。
(Comparative Example 5)
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, an average thickness of the nozzle substrate 8 used in the nozzle substrate polishing step was 100 μm, and a urethane rubber sheet having a hardness shore A adjusted to 60 degrees as the elastic body 10 (prototype (manufactured by NOK Corporation) The liquid discharge head of Comparative Example 5 was produced in the same manner as in Example 1 except that the above method was used.

(比較例6)
−液体吐出ヘッドの作製−
実施例1において、前記ノズル基板研磨工程で用いた前記ノズル基板8の平均厚みを100μmとし、前記弾性体10として硬度ショアAが80度に調整されたウレタンゴムシート(試作品(NOK株式会社製))を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例6の前記液体吐出ヘッドを作製した。
(Comparative Example 6)
-Production of liquid ejection head-
In Example 1, an average thickness of the nozzle substrate 8 used in the nozzle substrate polishing step was 100 μm, and a urethane rubber sheet (prototype (manufactured by NOK Corporation) having a hardness shore A adjusted to 80 degrees as the elastic body 10 was used. The liquid discharge head of Comparative Example 6 was produced in the same manner as in Example 1 except that the above method was used.

次に、実施例及び比較例で作製した前記ノズル板2及び前記ノズル基板8について、以下のようにして、「前記撥水膜4の最大厚みと最小厚みとの差」、「前記ノズル基板8における最大厚みと最小厚みとの差」、及び「前記ノズル板2の最大厚みA(μm)と前記ノズル板2の最小厚みB(μm)との比(A/B)」を測定した。結果を表1−1及び表1−2に示した。
また、作製した前記液体吐出ヘッドについて、以下のようにして吐出安定性を評価した。結果を表1−2に示した。
Next, with respect to the nozzle plate 2 and the nozzle substrate 8 produced in the examples and comparative examples, “the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the water-repellent film 4”, “the nozzle substrate 8”, as described below. The difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the nozzle plate 2 ”and“ the ratio (A / B) of the maximum thickness A (μm) of the nozzle plate 2 to the minimum thickness B (μm) of the nozzle plate 2 ”were measured. The results are shown in Table 1-1 and Table 1-2.
Further, the ejection stability of the produced liquid ejection head was evaluated as follows. The results are shown in Table 1-2.

<ノズル基板の最大厚みと最小厚みとの差の測定>
上述した電子顕微鏡による観察方法を用いて電子顕微鏡観察をし、得られたデジタル画像について上述した画像処理を行い、前記ノズル基板8の最大厚みと最小厚みとの差を算出した。
また、実施例1〜6の前記ノズル基板8は、いずれも、前記電子顕微鏡観察により、液体吐出側の面に、図1Dに示すような前記凹部5が形成されており、前記凹部5の外縁7からノズル孔1が位置する近傍に向かって前記ノズル基板8の厚みが漸次減少する形状を有していることがわかった。
<Measurement of difference between maximum thickness and minimum thickness of nozzle substrate>
The above-described image processing was performed on the obtained digital image using the observation method using the electron microscope described above, and the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the nozzle substrate 8 was calculated.
Moreover, as for the said nozzle substrate 8 of Examples 1-6, the said recessed part 5 as shown to FIG. 1D is formed in the surface by the side of a liquid discharge by the said electron microscope observation, The outer edge of the said recessed part 5 It was found that the thickness of the nozzle substrate 8 gradually decreased from 7 toward the vicinity where the nozzle hole 1 is located.

<撥水膜の最大厚みと最小厚みとの差の測定>
撥水膜の厚みは、上述した電子顕微鏡による観察方法を用いて電子顕微鏡観察をすることにより、前記ノズル基板8における最大厚みと最小厚みとの差に等しいことが確認された。
また、実施例1〜6の前記ノズル板2の前記撥水膜4は、いずれも、前記電子顕微鏡観察により、図1Cに示すように、前記ノズル孔1が位置する近傍の前記撥水膜4の厚みが、前記凹部5が位置していない部分の前記撥水膜4の厚みよりも厚く形成されていることがわかった。
<Measurement of difference between maximum thickness and minimum thickness of water repellent film>
The thickness of the water-repellent film was confirmed to be equal to the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the nozzle substrate 8 by observing with an electron microscope using the above-described observation method using an electron microscope.
Moreover, as for the said water-repellent film 4 of the said nozzle plate 2 of Examples 1-6, as shown in FIG. 1C, the said water-repellent film 4 of the vicinity in which the said nozzle hole 1 is located by the said electron microscope observation. It was found that the thickness of the water repellent film 4 is thicker than the thickness of the water repellent film 4 in the portion where the concave portion 5 is not located.

<ノズル板の最大厚みA(μm)とノズル板の最小厚みB(μm)との比(A/B)の測定>
作製した前記ノズル板2を上述した電子顕微鏡による観察方法を用いて電子顕微鏡観察をし、得られたデジタル画像について上述した画像処理を行い、前記ノズル板2の最大厚みAと最小厚みBとの比(A/B)を算出した。
<Measurement of ratio (A / B) of maximum thickness A (μm) of nozzle plate and minimum thickness B (μm) of nozzle plate>
The prepared nozzle plate 2 is observed with an electron microscope using the above-described observation method using an electron microscope, and the obtained digital image is subjected to the above-described image processing. The maximum thickness A and the minimum thickness B of the nozzle plate 2 are The ratio (A / B) was calculated.

<吐出安定性の評価方法>
作製した各液体吐出ヘッドをインクジェットプリンタ(株式会社リコー製、RICOH GX−3000)に搭載し、株式会社リコー製のRICOH GX−3000用のインクジェット用インクを用いて、下記の評価基準に基づき、初期吐出特性を行った。また、以下のようにして吐出安定性試験を行った。
[初期吐出特性の評価基準]
○:吐出不良なく、正常である
×:吐出不良あり
−吐出安定性試験−
次に、前記プリンタにてクリーニングを行い、ノズル板2の液体吐出面3をワイピング回数1,000回繰り返して行う吐出安定性試験を実施した。以後、ワイピング回数1,000回毎に繰り返して前記吐出安定性試験を合計10,000回のワイピング回数まで行った。この際、1,000回毎にノズルチェックパターンを印刷し、吐出状態を目視評価した。異常吐出(インク液滴の曲がり又は不吐出)が発生した時を、吐出不良が発生したワイピング回数として記載した。
<Discharge stability evaluation method>
Each prepared liquid discharge head is mounted on an ink jet printer (RICOH GX-3000, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and an ink for ink for RICOH GX-3000 manufactured by Ricoh Co., Ltd. is used, based on the following evaluation criteria. Discharge characteristics were performed. Further, a discharge stability test was conducted as follows.
[Evaluation criteria for initial discharge characteristics]
○: normal without discharge failure ×: discharge failure-discharge stability test-
Next, cleaning was performed by the printer, and a discharge stability test was performed in which the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 2 was repeated 1,000 times. Thereafter, the discharge stability test was repeated up to a total of 10,000 wiping cycles by repeating the wiping cycle every 1,000 times. At this time, a nozzle check pattern was printed every 1,000 times, and the discharge state was visually evaluated. The time when abnormal ejection (bending or non-ejection of ink droplets) occurred was described as the number of wipings when ejection failure occurred.

ここで、図13Aは、実施例1の前記ノズル板2の液体吐出面3をブレードでワイピングする前の状態の一例を示す概略断面図である。図13Bは、図13Aの前記液体吐出ヘッドの前記ノズル板2の液体吐出面3をブレードでワイピングしている状態の一例を示す概略断面図である。   Here, FIG. 13A is a schematic cross-sectional view showing an example of a state before the liquid ejection surface 3 of the nozzle plate 2 of Example 1 is wiped with a blade. FIG. 13B is a schematic cross-sectional view showing an example of a state where the liquid ejection surface 3 of the nozzle plate 2 of the liquid ejection head in FIG. 13A is wiped with a blade.

実施例1の前記液体吐出ヘッドは、図13Aに示すように、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13に前記ノズル孔1を有する前記凹部5が形成されているので、前記凹部5上に形成される前記撥水膜4の厚みを前記凹部5が位置していない部分の前記撥水膜4の厚みより厚く形成することができる。そのため、前記ブレード9で繰り返しワイピングを行なっても、図13Bに示すように、十分な厚みの前記撥水膜4が維持される。即ち、前記ブレード9で繰り返しワイピングを行うと、前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4が一部剥れたり、摩耗する。更に、前記撥水膜4を構成するパーフルオロポリエーテル化合物はオイル状であるため、前記撥水膜4を形成した後も前記ブレード9でワイピングすると、前記ノズル孔1の周縁近傍から他の位置に前記撥水膜4が移動してしまうことがある。しかし、これらの結果、前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4が減少しても、前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4の厚みが十分に厚く形成されているので、前記ブレード9でワイピングを繰り返しても、図13Bに示すように、十分な厚みの前記撥水膜4が維持される。
したがって、実施例1の前記液体吐出ヘッドは、前記ブレード9での繰り返しワイピングによる前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4の減少による撥水性の低下を防止でき、前記液体吐出ヘッドの長寿命化が図れる。このことは、表1−2の結果から、実施例1の前記液体吐出ヘッドが10,000回以上のワイピング耐久性を有することから明らかである。
As shown in FIG. 13A, the liquid discharge head of Example 1 has the recess 5 having the nozzle hole 1 formed in the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8. The formed water-repellent film 4 can be formed thicker than the water-repellent film 4 where the recess 5 is not located. Therefore, even when wiping is repeatedly performed with the blade 9, the water-repellent film 4 having a sufficient thickness is maintained as shown in FIG. 13B. That is, when wiping is repeatedly performed with the blade 9, the water-repellent film 4 near the periphery of the nozzle hole 1 is partially peeled off or worn. Further, since the perfluoropolyether compound constituting the water repellent film 4 is oily, if the blade 9 is wiped even after the water repellent film 4 is formed, another position from the vicinity of the periphery of the nozzle hole 1 is obtained. In some cases, the water repellent film 4 may move. However, as a result of these, even if the water repellent film 4 near the periphery of the nozzle hole 1 is reduced, the thickness of the water repellent film 4 near the periphery of the nozzle hole 1 is sufficiently thick. Even when wiping is repeated with the blade 9, the water-repellent film 4 having a sufficient thickness is maintained as shown in FIG. 13B.
Therefore, the liquid discharge head according to the first embodiment can prevent a decrease in water repellency due to a decrease in the water repellent film 4 in the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole 1 due to repeated wiping with the blade 9, and the length of the liquid discharge head Life expectancy can be improved. This is apparent from the results in Table 1-2 because the liquid discharge head of Example 1 has a wiping durability of 10,000 times or more.

比較例6の前記液体吐出ヘッドは、図1Aに示すように、前記ノズル基板8の液体吐出側の面13上に前記撥水膜4が形成されているが、実施例1のように前記ノズル基板8に前記ノズル孔1を有する前記凹部5が形成されていないので、前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4の厚みを厚く形成することができない。そのため、前記ブレード9で前記ノズル板2の液体吐出面3を繰り返しワイピングすると、図1Bに示すように、前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4が減少し、前記ノズル基板8が露出して撥水性が低下してしまう。このことは、表1−2の結果から、比較例6の前記液体吐出ヘッドが、4,000回のワイピングで異常画質が発生することから明らかである。   As shown in FIG. 1A, the liquid discharge head of Comparative Example 6 has the water-repellent film 4 formed on the surface 13 on the liquid discharge side of the nozzle substrate 8. Since the concave portion 5 having the nozzle hole 1 is not formed on the substrate 8, the water repellent film 4 in the vicinity of the periphery of the nozzle hole 1 cannot be formed thick. Therefore, when the blade 9 repeatedly wipes the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 2, the water-repellent film 4 near the periphery of the nozzle hole 1 is reduced as shown in FIG. 1B, and the nozzle substrate 8 is exposed. As a result, the water repellency is lowered. This is apparent from the results shown in Table 1-2 because the liquid discharge head of Comparative Example 6 generates abnormal image quality after 4,000 times of wiping.

図14に示すように、実施例1及び比較例6における前記ノズル板1の液体吐出面3を油性マジックインクM(マッキー(ゼブラ社製))で、前記ノズル孔1の周縁近傍を塗り潰して、図14中のZ部分を金属顕微鏡により、倍率200倍で、写真を記録した。
図15Aは、実施例1の前記ノズル板2の液体吐出面3を前記ブレード9でワイピングする前の前記ノズル孔1の周縁近傍の油性マジックインクMの状態を示す写真、図15Bは、実施例1の前記ノズル板2の液体吐出面3を前記ブレード9でワイピング後の前記ノズル孔1の周縁近傍の油性マジックインクMの状態を示す写真である。
図16Aは、比較例6の前記ノズル板2の液体吐出面3を前記ブレード9でワイピングする前の前記ノズル孔1の周縁近傍の油性マジックインクMの状態を示す写真、図16Bは、比較例6の前記ノズル板2の液体吐出面3を前記ブレード9でワイピング後の前記ノズル孔1の周縁近傍の油性マジックインクMの状態を示す写真である。
図15A〜図16Bの結果から、実施例1の前記ノズル板2に比べて、比較例6の前記ノズル板2は前記ノズル孔1の周縁近傍に油性マジックインクMが付着しており(図16B中110参照)、前記ノズル孔1の周縁近傍の前記撥水膜4が無くなっていることがわかった。
As shown in FIG. 14, the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 1 in Example 1 and Comparative Example 6 is painted with oil-based magic ink M (Mackey (manufactured by Zebra)) around the periphery of the nozzle hole 1, The Z part in FIG. 14 was recorded with a metal microscope at a magnification of 200 times.
15A is a photograph showing the state of the oily magic ink M in the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole 1 before wiping the liquid ejection surface 3 of the nozzle plate 2 of Example 1 with the blade 9, and FIG. 15B is an example. 2 is a photograph showing the state of the oil-based magic ink M in the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole 1 after wiping the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 2 with the blade 9.
16A is a photograph showing the state of the oily magic ink M in the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole 1 before wiping the liquid discharge surface 3 of the nozzle plate 2 of Comparative Example 6 with the blade 9, and FIG. 16B is a comparative example. 6 is a photograph showing the state of oil-based magic ink M in the vicinity of the periphery of the nozzle hole 1 after wiping the liquid ejection surface 3 of the nozzle plate 2 with the blade 9.
From the results of FIGS. 15A to 16B, compared with the nozzle plate 2 of Example 1, the nozzle plate 2 of Comparative Example 6 has oil-based magic ink M attached to the vicinity of the peripheral edge of the nozzle hole 1 (FIG. 16B). It has been found that the water-repellent film 4 in the vicinity of the periphery of the nozzle hole 1 is lost.

表1−1及び表1−2の結果から、実施例1〜6の前記液体吐出ヘッドは、前記撥水膜4の最大厚みと最小厚みの差が1.0μm以上であり、いずれも10,000回以上の優れたワイピング耐久性を有することがわかった。この場合、前記ノズル基板8の研磨条件としては、前記ノズル基板8の平均厚みは20μm〜75μmであることが好ましく、前記弾性体11の硬度ショアAは40度〜60度が好ましいことがわかった。
これに対して、比較例1〜6の前記液体吐出ヘッドは、8,000回未満のワイピング回数でインクの吐出不良が生じることがわかった。
From the results of Table 1-1 and Table 1-2, in the liquid discharge heads of Examples 1 to 6, the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the water-repellent film 4 is 1.0 μm or more. It has been found that it has excellent wiping durability of 000 times or more. In this case, as the polishing conditions for the nozzle substrate 8, the average thickness of the nozzle substrate 8 is preferably 20 μm to 75 μm, and the hardness shore A of the elastic body 11 is preferably 40 degrees to 60 degrees. .
On the other hand, it has been found that the liquid ejection heads of Comparative Examples 1 to 6 cause ink ejection failure with the number of wiping operations less than 8,000.

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 一方の面に複数の凹部を有し、前記凹部にノズル孔が設けられたノズル基板と、
前記ノズル基板における前記複数の凹部を有する面上に配された、パーフルオロポリエーテル化合物を含む撥水膜と、
を有するノズル板を少なくとも備えてなり、
前記撥水膜における最大厚みと最小厚みとの差が1.0μm以上であり、
前記ノズル孔が位置する近傍の前記撥水膜の厚みが、前記凹部が位置していない部分の前記撥水膜の厚みよりも厚い、ことを特徴とする液体吐出ヘッドである。
<2> 前記凹部の外縁から前記ノズル孔が位置する近傍に向かって前記ノズル基板の厚みが漸次減少する前記<1>に記載の液体吐出ヘッドである。
<3> 前記ノズル孔における孔径が、前記撥水膜側から漸次増加するテーパー状である前記<1>から<2>のいずれかに記載の液体吐出ヘッドである。
<4> 前記ノズル板の最大厚みA(μm)と、前記ノズル板の最小厚みB(μm)との比(A/B)が、1.01〜1.10である前記<1>から<3>のいずれかに記載の液体吐出ヘッドである。
<5> 複数のノズル孔が形成されたノズル基板における一方の面を弾性体を介して押圧し、前記ノズル基板における他方の面を研磨部材に当接させて研磨するノズル基板研磨工程を少なくとも含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。
<6> 前記弾性体の硬度がショアAで40度〜60度である前記<5>に記載の液体吐出ヘッドの製造方法である。
<7> 前記ノズル基板の平均厚みが20μm〜75μmである前記<5>から<6>のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法である。
<8> 前記ノズル基板研磨工程により研磨した前記ノズル基板における前記他方の面上に、パーフルオロポリエーテル化合物を含む撥水膜を形成する撥水膜形成工程を含む前記<5>から<7>のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法である。
<9> 前記撥水膜形成工程において、前記ノズル基板にパーフルオロポリエーテル化合物を含む液を塗布し、常温で自然乾燥させて撥水膜を形成する前記<8>に記載の液体吐出ヘッドの製造方法である。
<10> インクジェット用インクを収容する収容手段と、
前記インクジェット用インクに刺激を印加し、該インクを飛翔させて画像を記録用メディア上に記録する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドのノズル板の液体吐出面をブレードによりワイピングするクリーニング手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記液体吐出ヘッドが、前記<1>から<4>のいずれかに記載の液体吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置である。
As an aspect of this invention, it is as follows, for example.
<1> A nozzle substrate having a plurality of recesses on one surface and provided with nozzle holes in the recesses;
A water repellent film containing a perfluoropolyether compound disposed on a surface of the nozzle substrate having the plurality of recesses;
A nozzle plate having at least
The difference between the maximum thickness and the minimum thickness in the water repellent film is 1.0 μm or more,
In the liquid discharge head, the thickness of the water-repellent film in the vicinity of the nozzle hole is thicker than the thickness of the water-repellent film in a portion where the concave portion is not positioned.
<2> The liquid ejection head according to <1>, wherein the thickness of the nozzle substrate gradually decreases from the outer edge of the recess toward the vicinity where the nozzle hole is located.
<3> The liquid ejection head according to any one of <1> to <2>, wherein a hole diameter in the nozzle hole is a tapered shape that gradually increases from the water-repellent film side.
<4> A ratio (A / B) between the maximum thickness A (μm) of the nozzle plate and the minimum thickness B (μm) of the nozzle plate is 1.01 to 1.10. 3>. The liquid discharge head according to any one of 3).
<5> At least a nozzle substrate polishing step in which one surface of the nozzle substrate in which a plurality of nozzle holes are formed is pressed through an elastic body and the other surface of the nozzle substrate is brought into contact with a polishing member for polishing. This is a method for manufacturing a liquid discharge head.
<6> The method for producing a liquid ejection head according to <5>, wherein the elastic body has a hardness of 40 degrees to 60 degrees on Shore A.
<7> The method according to any one of <5> to <6>, wherein the nozzle substrate has an average thickness of 20 μm to 75 μm.
<8> From the above <5> to <7> including a water repellent film forming step of forming a water repellent film containing a perfluoropolyether compound on the other surface of the nozzle substrate polished by the nozzle substrate polishing step. A method for manufacturing a liquid discharge head according to any one of the above.
<9> The liquid ejection head according to <8>, wherein in the water repellent film forming step, a liquid containing a perfluoropolyether compound is applied to the nozzle substrate and is naturally dried at room temperature to form a water repellent film. It is a manufacturing method.
<10> storage means for storing inkjet ink;
A liquid ejection head that applies a stimulus to the inkjet ink and causes the ink to fly to record an image on a recording medium;
Cleaning means for wiping the liquid discharge surface of the nozzle plate of the liquid discharge head with a blade;
An image forming apparatus having
An image forming apparatus, wherein the liquid discharge head is the liquid discharge head according to any one of <1> to <4>.

1 ノズル孔
2 ノズル板
3 液体吐出面
4 撥水膜
5 凹部
6 液室接合面
7 凹部の外縁
8 ノズル基板
9 ブレード
10 弾性体
11 研磨部材
13 ノズル基板の液体吐出側の面
15 研面
16 加圧手段
17 研磨剤
18 保護フィルム
100 ノズル基板のノズル孔の開口端
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle hole 2 Nozzle plate 3 Liquid discharge surface 4 Water repellent film 5 Recessed part 6 Liquid chamber joint surface 7 Outer edge of recessed part 8 Nozzle substrate 9 Blade 10 Elastic body 11 Polishing member 13 Surface on the liquid discharge side of nozzle substrate 15 Polishing surface 16 Pressure means 17 Abrasive 18 Protective film 100 Open end of nozzle hole of nozzle substrate

特開2003−19803号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-19803 特開2006−44226号公報JP 2006-44226 A

Claims (10)

一方の面に複数の凹部を有し、前記凹部にノズル孔が設けられたノズル基板と、
前記ノズル基板における前記複数の凹部を有する面上に配された、パーフルオロポリエーテル化合物を含む撥水膜と、
を有するノズル板を少なくとも備えてなり、
前記撥水膜における最大厚みと最小厚みとの差が1.0μm以上であり、
前記ノズル孔が位置する近傍の前記撥水膜の厚みが、前記凹部が位置していない部分の前記撥水膜の厚みよりも厚い、ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
A nozzle substrate having a plurality of recesses on one surface, and nozzle holes provided in the recesses;
A water repellent film containing a perfluoropolyether compound disposed on a surface of the nozzle substrate having the plurality of recesses;
A nozzle plate having at least
The difference between the maximum thickness and the minimum thickness in the water repellent film is 1.0 μm or more,
The liquid discharge head according to claim 1, wherein a thickness of the water repellent film in the vicinity where the nozzle hole is located is thicker than a thickness of the water repellent film in a portion where the concave portion is not located.
前記ノズル孔が位置する近傍の前記ノズル基板の厚みが、前記凹部が位置していない部分の前記ノズル基板の厚みよりも薄く、
前記凹部の外縁から前記ノズル孔が位置する近傍に向かって前記ノズル基板の厚みが漸次減少する請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
The thickness of the nozzle substrate in the vicinity where the nozzle hole is located is thinner than the thickness of the nozzle substrate where the recess is not located,
The liquid discharge head according to claim 1, wherein the thickness of the nozzle substrate gradually decreases from the outer edge of the recess toward the vicinity where the nozzle hole is located.
前記ノズル孔における孔径が、前記撥水膜側から漸次増加するテーパー状である請求項1から2のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。   3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein a hole diameter in the nozzle hole is a tapered shape that gradually increases from the water-repellent film side. 4. 前記ノズル板の最大厚みA(μm)と、前記ノズル板の最小厚みB(μm)との比(A/B)が、1.01〜1.10である請求項1から3のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。   4. The ratio (A / B) between the maximum thickness A (μm) of the nozzle plate and the minimum thickness B (μm) of the nozzle plate is 1.01 to 1.10. The liquid discharge head described. 複数のノズル孔が形成されたノズル基板における一方の面を弾性体を介して押圧し、前記ノズル基板における他方の面を研磨部材に当接させて研磨するノズル基板研磨工程を少なくとも含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。   It includes at least a nozzle substrate polishing step in which one surface of a nozzle substrate in which a plurality of nozzle holes are formed is pressed through an elastic body, and the other surface of the nozzle substrate is in contact with a polishing member for polishing. A method for manufacturing a liquid discharge head. 前記弾性体の硬度がショアAで40度〜60度である請求項5に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   6. The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 5, wherein the hardness of the elastic body is 40 degrees to 60 degrees on Shore A. 前記ノズル基板の平均厚みが20μm〜75μmである請求項5から6のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 5, wherein an average thickness of the nozzle substrate is 20 μm to 75 μm. 前記ノズル基板研磨工程により研磨した前記ノズル基板における前記他方の面上に、パーフルオロポリエーテル化合物を含む撥水膜を形成する撥水膜形成工程を含む請求項5から7のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   8. The water repellent film forming step of forming a water repellent film containing a perfluoropolyether compound on the other surface of the nozzle substrate polished by the nozzle substrate polishing step. Manufacturing method of liquid discharge head. 前記撥水膜形成工程において、前記ノズル基板にパーフルオロポリエーテル化合物を含む液を塗布し、常温で自然乾燥させて撥水膜を形成する請求項8に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 8, wherein in the water repellent film forming step, a liquid containing a perfluoropolyether compound is applied to the nozzle substrate and naturally dried at room temperature to form a water repellent film. インクジェット用インクを収容する収容手段と、
前記インクジェット用インクに刺激を印加し、該インクを飛翔させて画像を記録用メディア上に記録する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドのノズル板の液体吐出面をブレードによりワイピングするクリーニング手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記液体吐出ヘッドが、請求項1から4のいずれかに記載の液体吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
Storage means for storing ink-jet ink;
A liquid ejection head that applies a stimulus to the inkjet ink and causes the ink to fly to record an image on a recording medium;
Cleaning means for wiping the liquid discharge surface of the nozzle plate of the liquid discharge head with a blade;
An image forming apparatus having
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the liquid discharge head is the liquid discharge head according to claim 1.
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