JP3511762B2

JP3511762B2 - インクジェット記録ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JP3511762B2
Application number: JP29804795A
Authority: JP
Inventors: 博文釜; 修渡辺; 恭司野田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-11-16
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 2004-03-29
Anticipated expiration: 2015-11-16
Also published as: JPH09136421A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に用いるインクジェット記録ヘッドの製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの出力用として使用
されるプリンタには、印字の高速化、カラー化、低騒音
化の要求が高まってきている。この中でインクジェット
プリンタは、ノンインパクト記録方式であるため記録時
の静粛性が図られ、インクを小滴化して飛翔させ、記録
紙上に付着させて画像を形成するため高速記録が可能で
あり、また、特別な定着処理なしに普通紙に記録できる
ため用途分野が広範囲である。さらに、三原色のインク
を別々に飛翔させることによりカラー化も容易である。
このような特徴によって、家庭用、オフィス用コンピュ
ータの出力用プリンタとして広く利用されるようになっ
てきた。

【０００３】インクジェット記録方式の印字機構は、小
滴の発生法や飛翔方向の制御法によってコンティニアス
方式とオンデマンド方式に大別され、現在、記録信号に
応じてインクを飛翔させる方式であるオンデマンド方式
が主流となっている。

【０００４】コンティニアス方式は、例えば、米国特許
第３０６０４２９号明細書に開示されている方式であっ
て、インクの小滴化を静電吸引的に行い、発生した小滴
を記録信号に応じて電解制御し、記録紙上に小滴を選択
的に付着させて記録を行うものである。このコンティニ
アス方式は、小滴の発生に高電圧を要し、マルチノズル
化が困難であるため高速記録には不適である。

【０００５】オンデマンド方式は、例えば、米国特許第
３４７４７１２０号明細書に開示されている方式で、小
滴を吐出するノズル孔を有する記録ヘッドに付設されて
いるピエゾ振動素子に、電気的な記録信号を付加し、こ
の電気記録信号をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、
機械的振動によってノズル孔からインク小滴を吐出させ
て記録紙に付着させることで記録を行うものである。す
なわち、記録信号に対応したインク吐出を行う。このオ
ンデマンド方式は、コンティニアス方式のように吐出飛
翔する小滴のうち、画像の記録に要さなかった小滴を回
収することが不要であるため、シンプルな構成が可能で
ある。ただし、記録ヘッドの加工の困難さや、ピエゾ振
動素子の小型化が極めて困難でマルチノズル化が難し
く、また、ピエゾ振動素子の機械振動という機械的エネ
ルギーで小滴の飛翔を行うので、高速記録に向かない等
の欠点を有する。

【０００６】更には、オンデマンド方式の他の例とし
て、インクを加熱してインク中にバブルを発生させその
体積変化でインクを飛翔させる、いわゆるバブルジェッ
ト方式がある。例えば、米国特許第３１７９０４２号明
細書（スペリーの特許）に開示されている方式は、ピエ
ゾ振動素子等の手段による機械的振動エネルギーを利用
する代わりに、熱エネルギーを利用することが記載され
ており、機械的振動エネルギーを利用する方式と比較
し、エネルギー変換効率が高く、マルチノズル化が容易
であるといった特徴がある。

【０００７】図６は、交流電流通電による高周波加熱で
インクが沸騰し、バブルを発生させその体積変化でイン
クを吐出させる従来の通電方式を用いたインクジェット
記録ヘッドの要部断面図である。

【０００８】図６において、１は一対の対向電極とイン
ク沸騰室とオリフィスとを複数設けるための基材、２
ａ，２ｂはインク室内に導電性インクに接するように配
置された信号電極、５はオリフィス６を複数有するオリ
フィスプレート、６は導電性インクを吐出するオリフィ
ス、８は導電性インク、９は導電性インク８で満たされ
たインク沸騰室、１０はインク沸騰室９内に発生した沸
騰気泡、１１はオリフィス６から吐出されるインク滴、
１２は記録媒体としての記録用紙、１３は信号電極２
ａ，２ｂに電圧を印加するための駆動装置、１３ａ，１
３ｂは信号電極２ａ，２ｂを各々駆動するために駆動装
置１３内に設けられたドライバ、１９は導電性インク８
を収容するインクタンク、２０は複数のインク沸騰室９
に導電性インク８を供給するための共通インク室、２１
はインクタンク１９から共通インク室２０へ導電性イン
ク８を供給するためのインク流路、２２は駆動装置１３
と信号電極２ａ，２ｂを接続する導線をそれぞれ示す。

【０００９】以上のように構成された従来のインクジェ
ットプリンタについてその動作原理を以下に説明する。

【００１０】駆動装置１３をＯＮすることにより、信号
電極２ａ，２ｂ間に高周波電圧が印加され、導電性イン
ク８に電流が流れ、インク中に存在する電解質が振動運
動を行う。その結果、ジュール熱が発生し、信号電極２
ａ，２ｂの先端間の導電性インク８が沸騰する。このイ
ンクの沸騰により沸騰気泡１０が発生し、この沸騰気泡
１０の圧力によってオリフィス６からインク滴１１が吐
出され、記録媒体１２に印字ドットが形成される。基材
１上には複数のインク滴１１を吐出することが可能とな
るように信号電極２ａ，２ｂ、オリフィス６、インク沸
騰室９が複数設けられ、駆動装置１３により複数のオリ
フィス６から選択的にインク滴１１が吐出され、記録媒
体１２に所望の文字を形成できるようにしている。この
後、駆動装置１３をＯＦＦすることにより、信号電極２
ａ，２ｂ間の高周波電圧が除かれてインクは急激に冷却
され、気泡が消滅し初期の状態に戻る。

【００１１】図７は複数のオリフィスが同一基材上に形
成されたインク吐出装置の要部拡大斜視図である。１は
基材、２ａ，２ｂは信号電極、５は複数のオリフィス６
が形成されたオリフィスプレート、６はオリフィス、９
はインク沸騰室、１１は吐出されたインク滴、２０は各
々のインク沸騰室９と連通した共通インク室である。

【００１２】このような構成の記録ヘッドにおいて、オ
リフィス６を加工する手段として、エキシマレーザー，
ＣＯ₂ レーザー，ＹＡＧレーザーなどの各種レーザーが
用いられている。中でもエキシマレーザーは紫外光を発
振し、アブレーションと呼ばれる現象によって加工が進
むことから、ＣＯ₂ レーザー，ＹＡＧレーザーに比べて
加工部分の断面やエッジをきれいに仕上げることができ
るため、エキシマレーザーによるオリフィスの加工が主
流になりつつある。

【００１３】また、インクが吐出するオリフィスプレー
ト５表面の撥水性が不十分であると、インク滴１１がオ
リフィス６周辺に不均一に溜まるようになり、吐出イン
クの飛翔方向が乱れ、良好な記録が行われなくなる。こ
の対策として、インク吐出オリフィスプレート表面、も
しくはオリフィス６周辺に撥水処理を施すことが行われ
ている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このような記録ヘッド
では、通常記録ヘッドのオリフィス近傍は常にインクと
接しているため、そのインクを除去するためのパージ，
ブレード等の回復操作が行われている。この回復操作に
よって撥水層が擦られ、磨耗したり、甚だしい場合には
撥水層が剥離することがある。また、撥水層を形成する
オリフィスプレート上に汚れが存在すると、記録ヘッド
を使用しているうちに撥水層が剥離したり、抜け落ちた
りすることもある。このような撥水層の剥離等によっ
て、インク溜まりが発生したり、剥離物がインク吐出口
に詰まり、印字品質の低下を招いていた。

【００１５】また、エキシマレーザーを照射してインク
吐出口となるオリフィスを加工する際、樹脂が分解し副
生成物（例えばカーボン）が発生し、これが、オリフィ
ス近傍及びインク流路内に堆積するが、この副生成物
は、オリフィスプレートへの付着力が強く、超音波洗浄
等では完全に除去することができない。この副生成物が
インク吐出口となるオリフィス近傍に付着した場合、付
着箇所が親水性を示す状態になり、そこにインク溜まり
が発生する。これによって、インク滴の直進性は失わ
れ、印字品質の低下を招いていた。また、インク流路内
に付着した場合、インク中に剥離、浮遊してオリフィス
に詰まり、吐出不良となって印字品質の低下を引き起こ
していた。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の課題を解決するためになされたものであり、オリフィ
ス表面に撥水層を有するインクジェット記録ヘッドの製
造方法であって、オリフィスプレートにパルスレーザー
を照射して前記オリフィスを形成した後、イオンブロー
によって前記パルスレーザー加工時に発生した副生成物
を除き、さらに、前記オリフィス表面をプラズマ、イオ
ンミリング、逆スパッタの少なくとも１種以上の方法に
より処理し、その後、前記オリフィス表面に撥水層を形
成することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製
造方法である。

【００１７】また、インクを吐出するオリフィス表面に
撥水層をもつ、あるいはオリフィスプレート自体が撥水
剤で構成されているオリフィスプレートであって、オリ
フィスプレートのインク流路側、インクを吐出するオリ
フィス側表面の少なくとも一方に、耐熱性樹脂シートを
保護シートとして貼り付けてパルスレーザーを照射して
前記オリフィスを形成し、さらにその後、保護シートを
剥がすことによってシート上に付着した副生成物を除去
することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造
方法である。

【００１８】この発明によれば、撥水層の密着力を向上
させ、オリフィスプレートに対してパルスレーザーを照
射してオリフィス加工する際、オリフィス側もしくはイ
ンク流路側に親水性の大きい副生成物が付着するのを防
ぐことができ、これによって、オリフィス近傍へのイン
クの付着やオリフィスへの副生成物の目詰まりを回避
し、印字品質の低下を防ぐことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
オリフィス表面に撥水層を有するインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法であって、オリフィスプレートにパルス
レーザーを照射して前記オリフィスを形成した後、イオ
ンブローによって前記パルスレーザー加工時に発生した
副生成物を除き、さらに、前記オリフィス表面をプラズ
マ、イオンミリング、逆スパッタの少なくとも１種以上
の方法により処理し、その後、前記オリフィス表面に撥
水層を形成することを特徴とするインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法であり、オリフィスプレート上の汚れ、
有機物及びパルスレーザー加工時発生した副生成物を除
去することができるため、付着力の強い撥水層を形成す
ることができるという作用を有する。その結果、記録ヘ
ッド使用時にオリフィス近傍の撥水層剥離を防止するこ
とができるため、オリフィス近傍へのインク付着を防ぐ
ことができ、インク滴の飛翔方向が安定し、印字品質の
低下を防ぐことができる。

【００２０】請求項２記載の発明は、インクを吐出する
オリフィス表面に撥水層をもつ、あるいはオリフィスプ
レート自体が撥水剤で構成されているオリフィスプレー
トであって、オリフィスプレートのインク流路側、イン
クを吐出するオリフィス側表面の少なくとも一方に、耐
熱性樹脂シートを保護シートとして貼り付けてパルスレ
ーザーを照射して前記オリフィスを形成し、さらにその
後、保護シートを剥がすことによってシート上に付着し
た副生成物を除去することを特徴とするインクジェット
記録ヘッドの製造方法であり、パルスレーザー加工時発
生した副生成物がオリフィスプレート上に付着するのを
防止することができるため、オリフィス近傍へのインク
付着を防ぐことができ、インク滴の飛翔方向が安定し、
印字品質の低下を防ぐことができるという作用を有す
る。

【００２１】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。（実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における
インクジェット記録ヘッドの要部断面図である。図１に
おいて、１は基材、２ａ及び２ｂは同一の形状を有し、
基材１上にパターン形成された信号電極、３は絶縁層、
４は接合樹脂層、５はオリフィス６を有するオリフィス
プレート、７は撥水層、８は導電性インク、９はインク
沸騰室、１０はインク沸騰室９内に発生した沸騰気泡、
１１はオリフィス６から吐出されるインク滴、１２は印
字が行われる記録媒体としての記録用紙、１３は信号電
極２ａ，２ｂに電圧を印加するための駆動装置である。

【００２２】基材１の材料としては、ガラス，セラミッ
ク等の絶縁材料、半導体、表面を高抵抗材料で被覆した
金属，金属合金，絶縁物，半導体が使用できる。ガラス
基板としては、カリ石灰ガラス，ソーダ石灰ガラス，硼
珪酸ガラス，クラウンガラス，亜鉛クラウンガラス，ソ
ーダカリガラス，バリウム硼珪酸ガラス，９６％珪酸ガ
ラス，９９．５％珪酸ガラス，燐酸ガラス，低融点ガラ
ス，リチウム珪酸ガラス，亜鉛アルミ珪酸ガラス，珪酸
ジルコニウムガラス等が使用できる。また、セラミック
基板としては、酸化アルミニウム（アルミナ），酸化チ
タン（チタニア），ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ （ステアタイ
ト），２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ （ホルステライト），ＢｅＯ
（ベリリア），ＭｇＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ （スピネル）等が使
用できる。半導体基板としては、シリコン，炭化シリコ
ン，ダイアモンド，ゲルマニウム等が使用できる。

【００２３】信号電極２ａ，２ｂの材料としては、Ｔｉ
族金属（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｒ）、白金族金属（Ｐｔ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ）、高融点金属（Ｗ，Ｔ
ａ，Ｍｏ）、その他Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｎ
ｂ，Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ等の単金属又はこれらの合金（Ｎ
ｉ−Ｆｅ，ＮｉＣｒ，ＴｉＣｒ等）が使用できる。ま
た、これらの酸化物（酸化チタン，酸化ハフニウム，酸
化錫，酸化インジウム等）、窒化物（窒化チタン，窒化
クロム等）、炭化物（炭化チタン，炭化タングステン
等）、硼化物も使用できる。

【００２４】絶縁層３としては、有機高分子はポリイミ
ド，ポリアミドイミド，尿素樹脂，フェノール樹脂，エ
ポキシ樹脂，フッ素樹脂，アクリル樹脂，及びシリコン
樹脂等の有機高分子が挙げられるが、ポリイミド等の耐
熱性高分子が特に好ましい。また、ゾルゲル法に用いら
れる金属アルコキシドを使用してもよいし、ＳｉＯ₂，
Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＴｉＯ₂ 等の金属酸化物を蒸着法やスパッ
タ法にて形成してもよい。

【００２５】接合樹脂層４としては、エポキシ樹脂，ポ
リイミド樹脂，トリアジン樹脂，アクリル樹脂，ポリウ
レタン樹脂，シリコン樹脂，尿素樹脂等の熱硬化性樹脂
が使用できる。可撓性を付与するためにニトリルゴム，
シリコンゴム，ナイロン，ポリエステル樹脂等の熱可塑
性樹脂を添加することもできる。また、ＳｉＯ₂ ，Ａｌ
₂ Ｏ₃ ，ＴｉＯ₂ 等の金属酸化物の微粉を充填材として
添加してもよく、接着性を向上させるためにカップリン
グ剤を適量添加してもよい。耐インク性、耐熱性を考慮
するとエポキシ樹脂、及びまたはポリイミド樹脂が好ま
しい。接合樹脂層は所定の膜厚を得る濃度に有機溶剤で
希釈し、あらかじめ樹脂シートに塗布した後、加熱によ
り溶剤を揮発させ接合樹脂を形成する。

【００２６】オリフィスプレート５としては、ポリイミ
ド，ポリアミドイミド，ポリエーテルスルホン，ポリフ
ェニレンスルフド，ポリエーテルエーテルケトン等の耐
熱性エンジニアリングプラスチックが使用できるが、耐
インク性、レーザー加工性を考慮するとポリイミド，ポ
リエーテルスルホンが好ましい。

【００２７】撥水層７としては、アルキルポリフルオロ
カーボン等のフッ素を含む高分子化合物、あるいは、ヘ
プタデカフルオロデシルトリメトキシシラン等のフッ素
を含む有機ケイ素化合物を用いることができる。また、
オリフィスプレートとの密着力が弱い場合には、撥水層
の下地としてたとえば二酸化ケイ素等を形成することが
できる。

【００２８】次に、上記の材料を用いて記録ヘッドを作
製する方法の一例を述べる。ガラス，あるいはシリコン
等のセラミクスからなる非導電性の基材１上に、Ｔｉ，
Ａｕ，Ｐｔ等の導電性金属膜を蒸着法やスパッタ法など
の物理成膜法あるいは鍍金法等により積層する。この金
属膜を積層した基材にフォトリソグラフィ法により電極
パターンを形成し、電極以外の部分をイオンミリングま
たはケミカルエッチングにより除去し、信号電極２ａ，
２ｂを形成する。次いで、インク沸騰室９に露出してい
ない電極と基材上に有機高分子あるいはセラミクス等の
絶縁層３を塗布または蒸着法やスパッタ法により形成す
る。この絶縁膜と電極を積層した基材上にエキシマレー
ザー加工機により形成されたオリフィス６を有するオリ
フィスプレート５とオリフィス６の中心が二つの電極の
中心と一致するように接着層で接着することにより、図
１に示す記録ヘッドを作製する。

【００２９】次に、オリフィス６からインク滴を噴射す
る動作について説明する。基材１に設けられた一対の信
号電極２ａ，２ｂに、駆動装置１３から電圧（本実施の
形態では１０〜３０Ｖ）が印加されると、ある抵抗率
（本実施の形態では２０〜５０Ω・ｃｍ）を有する導電
性インク８を介して、信号電極２ａ，２ｂ間に電気力線
が発生する。この電気力線に沿って電流が流れ、Ｉ² ×
Ｒ（Ｉ：電流値、Ｒ：導電性インク８の抵抗）で表され
る電流のジュール損失によって、電気力線の電流集中部
におけるインクが自己発熱して１０〜２０μｓ後につい
には沸騰が始まり、沸騰気泡１０が発生する。発生した
気泡が膨張することによって、インク沸騰室９内の導電
性インク８の圧力が急激に高まり、この圧力を解放しよ
うとする力によってインクはオリフィス６からインク滴
１１となって噴射され、記録用紙１２に付着してドット
を形成する。

【００３０】図２は本発明の実施の形態１におけるオリ
フィス加工の処理手順を示す加工工程概略図であり、同
図を参照してオリフィス加工工程について説明する。

【００３１】まず、図２（ａ）に示すように、予めエポ
キシ系の接合樹脂層４を３μｍ塗布してあるポリイミド
系のオリフィスプレート５に、エキシマレーザー光１４
を用いてインク沸騰室９、オリフィス６を加工する。こ
こで１５は、エキシマ加工で発生した副生成物である。
次に、図２（ｂ）に示すように、イオンガンによるイオ
ンブロー１６によってエキシマ加工で発生した副生成物
１５をできる限り除去する。次に、図２（ｃ）に示すよ
うに、インクが吐出するオリフィス６面側にイオンミリ
ング処理を施し、オリフィスプレート５上の強固に付着
した副生成物及び有機物層を完全に除去する。イオンミ
リング処理は、ＣＯＭＭＯＮＷＥＡＬＴＨＳＣＩＥ
ＮＴＩＦＩＣ社製ミリング装置を用いて、Ａｒガス圧２
×１０^-4Ｔｏｒｒ、Ｐｏｗｅｒ２００Ｖ，１００ｍＡ、
処理時間１０分で行った。次に、図２（ｄ）に示すよう
に、撥水層７として、イオンミリング処理面に蒸着装置
の電子ビームによる加熱蒸発を利用して二酸化ケイ素薄
膜を５００Å程度形成した後、その上にフッ素含有アミ
ノシラン化合物を１００Å程度の膜厚になるように形成
した。蒸着装置には、アネルバ社製ＥＶＣ−５００Ａを
用いた。

【００３２】以上、一連の処理で得られた撥水層付きの
オリフィスプレート５について、次の方法で撥水性、耐
磨耗性を評価した。また、実際に図１に示した記録ヘッ
ドを作製し、目詰まりによるドット抜け、オリフィス６
近傍の撥水膜剥離や異物付着による着弾位置ズレ等の印
字品質を評価した。

【００３３】（１）撥水性：協和化学（株）製接触
角計（ＣＡ−Ｓ１５０）を用いて蒸留水による液適法で
測定した接触角で評価した。

【００３４】（２）密着性：蒸留水中で超音波洗浄３
０分後の蒸留水による接触角測定で評価した。

【００３５】（３）耐磨耗性：１）磨耗試験機ＵＭＧＳ
−７を用いて、摺動速度３０００ｍｍ／ｍｉｎ，ラバー
硬度６０°で摺動回数３００００回後の蒸留水による接
触角で評価した。

【００３６】２）撥水膜表面を木綿で１ｋｇの荷重にて
５００回磨耗試験後、傷、汚れ等の表面状態を観察し
た。判定基準を以下に示す。

【００３７】 ○：無傷である。 △：１〜１０本の細かい傷がつく。

【００３８】×：無数の傷がつく。もしくは撥水膜が剥
離する。（４）印字品質：前記条件で印字したサンプルにおける
ドット抜け及び着弾位置ズレ等の印字品質を評価した。
判定基準を以下に示す。

【００３９】○：ドット抜け及び着弾位置ズレがなく、
印字品質良好。 △：ドット抜け及び着弾位置ズレは有るが、文字の判別
可能。

【００４０】×：ドット抜け及び着弾位置ズレがひど
く、文字の判別不可能。

【００４１】評価結果は、（表１）に示す通り良好な結
果が得られている。耐磨耗試験において若干の接触角低
下がみられたが、十分に撥水効果を維持している。

【００４２】なお、ミリング条件は、Ａｒガス圧等他の
条件でもよく、蒸着装置の加熱手段も、抵抗加熱、ハロ
ゲンランプ加熱等による方法でもよく、本実施の形態１
に限定されるものではない。また、接合樹脂層３、撥水
層７の物質、及びオリフィスプレートと撥水層間の膜も
上記の材料、膜厚、層数に限定されるものではない。さ
らに、撥水層形成法においてもスパッタ等による方法で
もよく、本実施の形態１に限定されるものではない。

【００４３】

【表１】

【００４４】（実施の形態２）本実施の形態における記
録ヘッドは、実施の形態１と同様の構造のものである
が、インクが吐出するオリフィス６面側に逆スパッタ処
理を施した後、撥水層７として、二酸化ケイ素薄膜を５
００Å形成し、その上にフッ素含有アミノシラン化合物
を１００Å程度の膜厚になるように形成したものであ
る。装置はアネルバ社製３１０５スパッタ装置を用い、
逆スパッタ条件は、Ａｒ圧１０ｍｔｏｒｒ，Ｐｏｗｅｒ
２００Ｗ，処理時間１０ｍｉｎで行った。

【００４５】評価は実施の形態１と同じ方法で実施した
が、（表１）に示すように良好な結果が得られた。な
お、逆スパッタ条件は、Ａｒガス圧等他の条件でもよ
く、本実施の形態２に限定されるものではない。

【００４６】（実施の形態３）本実施の形態３における
記録ヘッドは、実施の形態１と同様の構造のものであ
る。本実施の形態３では、インクが吐出するオリフィス
６面側にＯ₂ プラズマ処理を施した後、撥水層７とし
て、二酸化ケイ素薄膜を５００Å形成し、その上にフッ
素含有アミノシラン化合物を１００Å程度の膜厚になる
ように形成したものである。ミリング装置は、東京応化
工業（株）製ＯＡＰＭ−４００を用い、条件は、Ｐｏｗ
ｅｒ２００Ｗ，処理時間５ｍｉｎで行った。

【００４７】評価は実施の形態１と同じ方法で実施して
おり、（表１）に示すように良好な結果が得られた。

【００４８】なお、Ｏ₂ プラズマ条件は、Ｐｏｗｅｒ等
他の条件でもよく、本実施の形態３に限定されるもので
はない。

【００４９】（比較例１）図３は比較例１におけるオリ
フィスプレート加工の処理手順を示す加工工程概略図で
ある。本比較例１における記録ヘッドは、実施の形態１
と同様の構造のもので、図３（ａ）に示すように、本比
較例１では、まず、オリフィスプレート５に、エキシマ
レーザーを用いてインク沸騰室９、オリフィス６を加工
する。次に、図３（ｂ）に示すように、イオンブローに
よるエキシマ加工で発生した副生成物１５の除去、及び
インクが吐出するオリフィス６面側にイオンミリング，
逆スパッタ，Ｏ₂ プラズマ等の処理を行わず、撥水層７
を形成したものである。

【００５０】評価結果を（表１）に示す。撥水性は、実
施の形態１，２，３と同様に良好な結果が得られたが、
密着性及び耐磨耗性は、オリフィスプレート５上の汚れ
部分では二酸化ケイ素薄膜及び撥水層７からの剥離が観
察された。また、エキシマ加工で発生した副生成物１５
付着部分では、副生成物からの剥離が観察され、密着性
も低く、耐磨耗性も悪かった。印字品質においては、印
字途中で剥離物目詰まりによるドット抜け、及びオリフ
ィス近傍の撥水膜剥離による着弾位置ズレが発生し、良
好な印字が得られなかった。

【００５１】（実施の形態４）図４は本発明の実施の形
態４における記録ヘッドの作製工程を示したもので、図
４（ａ）は、本実施の形態４で用いたオリフィスプレー
ト５の断面図である。予めエポキシ系の接合樹脂層４を
３μｍ塗布してあるポリイミド系のオリフィスプレート
５に、厚さ１０μｍのポリイミド系の接合樹脂層側の耐
熱性樹脂シート１８ａ，オリフィス側の耐熱性樹脂シー
ト１８ｂを保護シートとして貼り合わせてある。次に、
エキシマレーザー光１４を接合樹脂層４側から照射して
インク沸騰室９及びオリフィス６を形成した（図４
（ｂ））後、エキシマレーザー加工終了後にエキシマ加
工で発生した副生成物１５が付着したオリフィス６側の
オリフィス側の耐熱性樹脂シート１８ｂを剥がし、実施
の形態１と同じイオンミリング１７を施した後（図４
（ｃ））、撥水層７を形成した。次に、撥水層７形成
後、接合樹脂層４側の接合樹脂層側の耐熱性樹脂シート
１８ａを剥がして（図４（ｄ））、電極及び絶縁層３が
形成してある基材１に接着して実施の形態１に示した記
録ヘッドを完成した。

【００５２】評価は実施の形態１と同じ方法で実施して
おり、（表２）に示すように良好な結果が得られた。

【００５３】なお、エキシマレーザー加工方向はオリフ
ィス６側からでもよく、本実施の形態４に限定されるも
のではない。また、接合樹脂層側の耐熱性樹脂シート１
８ａ，オリフィス側の耐熱性樹脂シート１８ｂは、ポリ
イミド，ポリアミドイミド，ポリエーテルスルホン，ポ
リフェニレンスルフド，ポリエーテルエーテルケトン等
の耐熱性エンジニアリングプラスチックが使用できる
が、エキシマレーザー加工性を考慮するとポリイミド、
ポリエーテルスルホンが好ましい。接合樹脂層側の耐熱
性樹脂シート１８ａ，オリフィス側の耐熱性樹脂シート
１８ｂの厚みは、エキシマレーザー加工性を考慮して好
ましくは５〜３５μｍ、より好ましくは５〜１５μｍが
望ましい。

【００５４】（実施の形態５）図５は本発明の実施の形
態５における記録ヘッドの作製工程図を示したもので、
図５（ａ）は本実施の形態５で用いたオリフィスプレー
ト５の断面図を示す。同図において、４は接合樹脂層、
５はオリフィスプレート、１８ａは接合樹脂層側の耐熱
性樹脂シート、１８ｂはオリフィス側の耐熱性樹脂シー
トである。予めポリイミド系のオリフィスプレート５の
片面に接合樹脂層４を３μｍ塗布及び反対側の面に撥水
層７を形成し、さらに厚さ１０μｍのポリイミド系の接
合樹脂層側の耐熱性樹脂シート１８ａ，オリフィス側の
耐熱性樹脂シート１８ｂを保護シートとして接合樹脂層
４及び撥水層７面上に貼り合わせてある。次に、図５
（ｂ）に示すように、エキシマレーザー光１４を接合樹
脂層４側から照射してインク沸騰室９及びオリフィス６
を形成した。次に、図５（ｃ）に示すように、エキシマ
レーザー加工終了後、エキシマ加工で発生した副生成物
１５が付着した接合樹脂層側の耐熱性樹脂シート１８
ａ，オリフィス側の耐熱性樹脂シート１８ｂを剥がし、
電極及び絶縁層３が形成してある基材１に接着して実施
の形態１に示した記録ヘッドを完成した。

【００５５】評価は実施の形態１と同じ方法で実施して
おり、（表２）に示すように良好な結果が得られた。

【００５６】なお、エキシマレーザー加工方向はオリフ
ィス６側からでもよく、本実施の形態に限定されるもの
ではない。また、実施の形態５で用いたオリフィスプレ
ート５は、オリフィスプレート５自体が撥水性を持つも
のにも有効であり、本実施の形態に限定されるものでは
ない。また、オリフィスプレートのインク流路側、イン
ク吐出側表面に保護シートを設けることにより、例えば
エキシマレーザーの照射により発生した副生成物を完全
に除去することができる。従って、記録ヘッド使用時に
オリフィス近傍へのインク付着を防ぐことができるた
め、インク滴の飛翔方向が安定し、印字品質の低下を防
ぐことができるという有利な効果が得られる。また、副
生成物の脱落が無く、それによる目詰まりによる不吐出
等のない、長期信頼性を満足するインクジェット記録ヘ
ッドの供給が可能となる。

【００５７】

【表２】

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、撥水層の
形成前にオリフィスプレートのインクが吐出するオリフ
ィス表面をイオンブローにより処理した後、プラズマ、
イオンミリング、逆スパッタの少なくとも１種以上の工
法により処理し、撥水層の密着力を向上させることで、
パージ、ブレード等の回復操作による撥水層の剥離を防
止することができる。

【００５９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるインクジェット
記録ヘッドの要部断面図

【図２】本発明の実施の形態１におけるオリフィス加工
の処理手順を示す加工工程概略図

【図３】比較例１におけるオリフィスプレート加工の処
理手順を示す加工工程概略図

【図４】本発明の実施の形態４における記録ヘッドの作
製工程図

【図５】本発明の実施の形態５における記録ヘッドの作
製工程図

【図６】従来の通電方式を用いたインクジェット記録ヘ
ッドの要部断面図

【図７】複数のオリフィスが同一基材上に形成されたイ
ンク吐出装置の要部拡大斜視図

【符号の説明】

１基材２ａ信号電極２ｂ信号電極３絶縁層４接合樹脂層５オリフィスプレート６オリフィス７撥水層８導電性インク９インク沸騰室１０沸騰気泡１１インク滴１２記録用紙（記録媒体）１３駆動装置１４エキシマレーザー光１５エキシマ加工で発生した副生成物１６イオンブロー１７イオンミリング１８ａ接合樹脂層側の耐熱性樹脂シート１８ｂオリフィス側の耐熱性樹脂シート１９インクタンク２０共通インク室２１インク流路２２導線

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−138888（ＪＰ，Ａ) 特開平６−116708（ＪＰ，Ａ) 特開平５−116327（ＪＰ，Ａ) 特開平５−330046（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/135

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】オリフィス表面に撥水層を有するインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法であって、オリフィスプレ
ートにパルスレーザーを照射して前記オリフィスを形成
した後、イオンブローによって前記パルスレーザー加工
時に発生した副生成物を除き、さらに、前記オリフィス
表面をプラズマ、イオンミリング、逆スパッタの少なく
とも１種以上の方法により処理し、その後、前記オリフ
ィス表面に撥水層を形成することを特徴とするインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】オリフィスを形成するための前記パルスレ
ーザーは、紫外光レーザーであることを特徴とする請求
項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】前記紫外光レーザーはエキシマレーザーで
あることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記
録ヘッドの製造方法。