JP4943135B2 - Method for manufacturing liquid discharge head - Google Patents
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本発明は液体吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置に係り、特に、ノズルが形成されるノズルプレートをヘッド本体部に接着剤で接合する際に生じるノズル目詰まりや位置ずれを防止する技術に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejection head and an image forming apparatus, and more particularly to a technique for preventing nozzle clogging and displacement that occurs when a nozzle plate on which nozzles are formed is bonded to a head main body with an adhesive.
インクジェット記録装置は、印字ヘッド(液体吐出ヘッド)の微細なノズル(吐出口)からインクを吐出して記録媒体上に情報を記録する方式であるため、ノズルが形成されるノズルプレートは、インクの吐出性能を決める非常に重要な部材の一つである。ノズルの穴形状等によりインクの吐出性能が大きく異なるとともに、多数のノズル穴について吐出性能の均一化のために高い寸法精度が要求される。 The ink jet recording apparatus is a method of recording information on a recording medium by ejecting ink from fine nozzles (ejection ports) of a print head (liquid ejection head). It is one of the very important members that determine the discharge performance. The ink ejection performance varies greatly depending on the nozzle hole shape and the like, and high dimensional accuracy is required to make the ejection performance uniform for a large number of nozzle holes.
特に、近年インクジェット記録の分野においては、高速高画質化の必要性が一段と高まり、高密高精度ヘッドを用いたワンパス記録(ページワイドの印字ヘッドによる1副走査送りによる記録)のシステムが開発されている。これに伴って、インク流路やノズルの微細高密化が進み、これら部材を歩留まり良く、高精度に接着するための技術を実現することが求められている。 In particular, in recent years, in the field of inkjet recording, the need for high speed and high image quality has further increased, and a one-pass recording (recording by one sub-scan feed using a page-wide print head) system using a high-density and high-precision head has been developed. Yes. Accompanying this, the fineness and density of ink flow paths and nozzles have increased, and it is required to realize a technique for bonding these members with high yield and high accuracy.
特許文献1では、積層加圧した流路プレートに供給側から紫外線を照射し、はみ出した接着剤による連通孔やノズル孔の目詰まりを防止する技術が開示されている。また、同文献には、加圧部材に石英ガラスを用いることで加圧と照射を同時に行うことや、プレート端部に低照度の紫外線を照射し半硬化状態で積層することで、はみ出しを防止する技術が開示されている。
特許文献2では、光透過部材を用いてノズルプレートを加圧しながら、吐出側から紫外線を照射することにより、ノズルプレートをヘッド本体に接着する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された発明では、供給側からの照射のためノズルプレートの後付けができず、電気接続などの高温加熱時にノズルプレートに応力や歪を生じやすく、吐出開口を利用した振動板の動作確認や変位バラツキの測定も難しい。また、流路板をSUS両面エッチングで形成した場合など部材に突起を有する場合や、照射光が傾いた場合は接着角部に光が当たらず、硬化不良を生じて加熱低粘化した接着剤が流路に侵入しやすい。更に、プレート端部を半硬化させる場合に用いられるマスク露光は位置ずれを生じやすく、工程が増えてコスト高にもなりやすい。また、半硬化状態のため接着力や気密性も低下しやすく、加圧力も不均一となるため残留応力や変形も生じやすい。
However, in the invention disclosed in
特許文献2に開示された発明では、ノズルプレートの材質が光透過性材料に限定されるため、SUSプレスやNi電鋳などの高剛性で耐久性にも優れる金属製ノズルプレートへの適用が難しいといった問題がある。また、光を流路に選択的に入射できないため、はみ出した接着剤を優先的に硬化させるのが難しく、特に粘度の低い接着剤や濡れ性の高いノズルプレートでは、加圧時に目詰まりを生じやすい。 In the invention disclosed in Patent Document 2, since the material of the nozzle plate is limited to a light-transmitting material, it is difficult to apply to a metal nozzle plate having high rigidity and excellent durability such as SUS press and Ni electroforming. There is a problem. In addition, since light cannot selectively enter the flow path, it is difficult to preferentially cure the protruding adhesive, and clogging occurs during pressurization, especially with adhesives with low viscosity and nozzle plates with high wettability. Cheap.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ノズルプレートをヘッド本体部に接着剤で接合する際のノズル目詰まりや位置ずれを確実に防止することのできる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, production how a liquid discharge head capable of surely preventing the nozzle clogging and displacement in bonding with an adhesive nozzle plate to the head main body portion The purpose is to provide.
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、液体を吐出するためのノズルが形成されるノズルプレートと、前記ノズルプレート側に開口する流路が形成されるとともに前記流路内の液体に圧力変化を与える吐出手段が形成されるヘッド本体部と、を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズルプレート及び前記ヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に光硬化性を有する接着剤を付与する工程と、前記接着剤の付与後、前記ノズルが前記流路に連通するように位置合わせしながら前記ノズルプレートを前記ヘッド本体部に積層して加圧する工程と、前記積層加圧後、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行い、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光により前記流路内に存在する接着剤を硬化させる工程と、を含み、前記流路の前記ノズル側に対向する壁面は前記吐出手段により変位させられる振動板で構成され、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行う際、前記吐出手段により前記振動板を変位させながら行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、ノズルプレートとヘッド本体部を接着剤で接合する際、ノズルプレートの吐出側から露光を行うことにより、ヘッド本体部内部の流路に存在する接着剤を硬化させることができる。つまり、ノズルプレートとヘッド本体部の接合面に存在する接着剤を硬化させる前に、流路内に存在する接着剤を硬化させることができるので、ノズル内壁面の濡れ性が高い場合や後加熱などで接着剤の粘度が低下した場合でも、ノズル内部に接着剤が流入するのを防止できる。従って、ノズル目詰まりや接着剤の硬化収縮などを要因とする位置ずれを確実に防止することができ、高精度なノズルプレートの接合が可能となる。また、ノズルプレートをヘッド本体部に接合する前に、ヘッド本体部の吐出手段などの動作確認や電気接続などの高温加熱プロセスを行うことが可能であり、ノズルプレートの歪みが軽減され、吐出精度や信頼性が向上する。
特に本発明では、振動板を光の反射部材として利用することができるので、1回の反射で流路内に存在する接着剤に対して光を確実に照射でき、更に、SUSやNiなどの反射率の高い材料を用いれば光の利用効率も高まるとともに、振動板を変位させることで流路内に存在する接着剤に対する光の照射エリアが広がり、接着剤を一層安定化した状態で硬化させることができる。
According to the first aspect of the present invention, when the nozzle plate and the head main body are bonded with the adhesive, the adhesive present in the flow path inside the head main body is obtained by performing exposure from the discharge side of the nozzle plate. It can be cured. In other words, the adhesive present in the flow path can be cured before the adhesive present on the joint surface between the nozzle plate and the head main body is cured. Even when the viscosity of the adhesive is reduced due to the above, the adhesive can be prevented from flowing into the nozzle. Therefore, it is possible to reliably prevent misalignment caused by nozzle clogging or curing shrinkage of the adhesive, and it is possible to join the nozzle plates with high accuracy. In addition, before joining the nozzle plate to the head body, it is possible to perform high-temperature heating processes such as checking the operation of the discharge means of the head body and electrical connection, reducing the distortion of the nozzle plate and discharging accuracy. And reliability is improved.
In particular, in the present invention, since the diaphragm can be used as a light reflecting member, it is possible to reliably irradiate the adhesive existing in the flow path with a single reflection, and further, SUS, Ni, etc. Using a highly reflective material increases the light utilization efficiency, and by displacing the diaphragm, the light irradiation area for the adhesive existing in the flow path is expanded, and the adhesive is cured in a more stable state. be able to.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズルプレートには吐出側に向かって流路断面積が次第に小さくなるテーパ状にノズルが形成され、前記積層加圧を行う前に、前記ノズルのノズル軸に対するノズル内壁面の傾き角度より広角の入射角で前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に光が入射するように、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行う工程を含むことを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the method of manufacturing the liquid discharge head according to the first aspect, wherein the nozzle plate is formed with a taper shape in which the flow path cross-sectional area gradually decreases toward the discharge side. Before performing the stacking and pressurization, the nozzle is configured such that light is incident on the inside of the flow path from the discharge side opening of the nozzle at an incident angle wider than an inclination angle of the inner wall surface of the nozzle with respect to the nozzle axis of the nozzle. It includes a step of performing exposure from the discharge side of the plate .
請求項2の態様によれば、ノズルの流入側(吐出側とは反対側)開口周辺部に接着剤の硬化部が形成されるので、ノズル目詰まりを一層確実に防止することができる。また、接着形状のバラツキも低減して飛翔方向も安定する。 According to the aspect of the second aspect, since the cured portion of the adhesive is formed in the peripheral portion of the opening on the inflow side (opposite to the discharge side) of the nozzle, it is possible to prevent nozzle clogging more reliably. Also, the flying direction is reduced even variations in adhesive shape you stable.
請求項3に記載の発明は、液体を吐出するためのノズルが形成されるノズルプレートと、前記ノズルプレート側に開口する流路が形成されるとともに前記流路内の液体に圧力変化を与える吐出手段が形成されるヘッド本体部と、を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズルプレート及び前記ヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に光硬化性を有する接着剤を付与する工程と、前記接着剤の付与後、前記ノズルが前記流路に連通するように位置合わせしながら前記ノズルプレートを前記ヘッド本体部に積層して加圧する工程と、前記積層加圧後、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行い、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光により、前記流路内に存在する接着剤を硬化させる工程と、を含み、前記ノズルプレートには吐出側に向かって流路断面積が次第に小さくなるテーパ状にノズルが形成され、前記積層加圧を行う前に、前記ノズルのノズル軸に対するノズル内壁面の傾き角度より広角の入射角で前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に光が入射するように、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行う工程を更に含むことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a nozzle plate in which nozzles for discharging liquid are formed, and a flow path that opens to the nozzle plate side, and discharge that changes pressure in the liquid in the flow path. A liquid discharge head manufacturing method comprising: a head main body portion on which means is formed; and a step of applying a photocurable adhesive to at least one joint surface of the nozzle plate and the head main body portion; After applying the adhesive, the step of laminating the nozzle plate on the head main body while pressing so that the nozzle communicates with the flow path, and pressurizing, after the laminating pressure, Exposing from the discharge side, and curing the adhesive existing in the flow path with light incident on the flow path from the discharge side opening of the nozzle, A nozzle is formed in the plate in a tapered shape in which the cross-sectional area of the flow path gradually decreases toward the discharge side, and before performing the stacking pressurization, the incident angle is wider than the inclination angle of the nozzle inner wall surface with respect to the nozzle axis of the nozzle. The method further includes the step of performing exposure from the discharge side of the nozzle plate so that light enters the flow path from the discharge side opening of the nozzle .
請求項3に記載の発明によれば、ノズルプレートとヘッド本体部を接着剤で接合する際、ノズルプレートの吐出側から露光を行うことにより、ヘッド本体部内部の流路に存在する接着剤を硬化させることができる。つまり、ノズルプレートとヘッド本体部の接合面に存在する接着剤を硬化させる前に、流路内に存在する接着剤を硬化させることができるので、ノズル内壁面の濡れ性が高い場合や後加熱などで接着剤の粘度が低下した場合でも、ノズル内部に接着剤が流入するのを防止できる。従って、ノズル目詰まりや接着剤の硬化収縮などを要因とする位置ずれを確実に防止することができ、高精度なノズルプレートの接合が可能となる。また、ノズルプレートをヘッド本体部に接合する前に、ヘッド本体部の吐出手段などの動作確認や電気接続などの高温加熱プロセスを行うことが可能であり、ノズルプレートの歪みが軽減され、吐出精度や信頼性が向上する。According to the third aspect of the present invention, when the nozzle plate and the head main body are bonded with the adhesive, the adhesive present in the flow path inside the head main body is obtained by performing exposure from the discharge side of the nozzle plate. It can be cured. In other words, the adhesive present in the flow path can be cured before the adhesive present on the joint surface between the nozzle plate and the head main body is cured. Even when the viscosity of the adhesive is reduced due to the above, the adhesive can be prevented from flowing into the nozzle. Therefore, it is possible to reliably prevent misalignment caused by nozzle clogging or curing shrinkage of the adhesive, and it is possible to join the nozzle plates with high accuracy. In addition, before joining the nozzle plate to the head body, it is possible to perform high-temperature heating processes such as checking the operation of the discharge means of the head body and electrical connection, reducing the distortion of the nozzle plate and discharging accuracy. And reliability is improved.
特に本発明では、ノズルの流入側(吐出側とは反対側)開口周辺部に接着剤の硬化部が形成されるので、ノズル目詰まりを一層確実に防止することができる。また、接着形状のバラツキも低減して飛翔方向も安定する。In particular, in the present invention, since the hardened portion of the adhesive is formed in the periphery of the opening on the inflow side (opposite to the discharge side) of the nozzle, it is possible to prevent nozzle clogging more reliably. In addition, the variation in adhesion shape is reduced and the flight direction is stabilized.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズルプレートには吐出側に向かって孔径が次第に大きくなる逆テーパ状の孔部が形成されていることを特徴とする。
The invention of claim 4 is a method for producing a liquid discharge head according to any one of
請求項4に記載の発明によれば、ノズルプレートとヘッド本体部を接合する際、逆テーパ状の孔部に余剰接着剤が流入して、ノズルプレートの吐出側からの露光によって該余剰接着剤がクサビ状に硬化するので、接着強度が向上し、ノズルプレートの位置ずれ防止効果も高まる。According to the invention described in claim 4, when the nozzle plate and the head main body are joined, the surplus adhesive flows into the reverse tapered hole, and the surplus adhesive is exposed by exposure from the discharge side of the nozzle plate. Is hardened in a wedge shape, the adhesive strength is improved and the effect of preventing the displacement of the nozzle plate is also enhanced.
請求項5に記載の発明は、液体を吐出するためのノズルが形成されるノズルプレートと、前記ノズルプレート側に開口する流路が形成されるとともに前記流路内の液体に圧力変化を与える吐出手段が形成されるヘッド本体部と、を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズルプレート及び前記ヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に光硬化性を有する接着剤を付与する工程と、前記接着剤の付与後、前記ノズルが前記流路に連通するように位置合わせしながら前記ノズルプレートを前記ヘッド本体部に積層して加圧する工程と、前記積層加圧後、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行い、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光により、前記流路内に存在する接着剤を硬化させる工程と、を含み、前記ノズルプレートには吐出側に向かって孔径が次第に大きくなる逆テーパ状の孔部が形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a nozzle plate in which nozzles for discharging liquid are formed, and a flow path that opens to the nozzle plate side and that changes pressure in the liquid in the flow path. A liquid discharge head manufacturing method comprising: a head main body portion on which means is formed; and a step of applying a photocurable adhesive to at least one joint surface of the nozzle plate and the head main body portion; After applying the adhesive, the step of laminating the nozzle plate on the head main body while pressing so that the nozzle communicates with the flow path, and pressurizing, after the laminating pressure, Exposing from the discharge side, and curing the adhesive existing in the flow path with light incident on the flow path from the discharge side opening of the nozzle, The plate is characterized in that the inverse tapered hole portion with a hole diameter towards the discharge side gradually increases is formed.
請求項5に記載の発明によれば、ノズルプレートとヘッド本体部を接着剤で接合する際、ノズルプレートの吐出側から露光を行うことにより、ヘッド本体部内部の流路に存在する接着剤を硬化させることができる。つまり、ノズルプレートとヘッド本体部の接合面に存在する接着剤を硬化させる前に、流路内に存在する接着剤を硬化させることができるので、ノズル内壁面の濡れ性が高い場合や後加熱などで接着剤の粘度が低下した場合でも、ノズル内部に接着剤が流入するのを防止できる。従って、ノズル目詰まりや接着剤の硬化収縮などを要因とする位置ずれを確実に防止することができ、高精度なノズルプレートの接合が可能となる。また、ノズルプレートをヘッド本体部に接合する前に、ヘッド本体部の吐出手段などの動作確認や電気接続などの高温加熱プロセスを行うことが可能であり、ノズルプレートの歪みが軽減され、吐出精度や信頼性が向上する。
特に本発明では、ノズルプレートとヘッド本体部を接合する際、逆テーパ状の孔部に余剰接着剤が流入して、ノズルプレートの吐出側からの露光によって該余剰接着剤がクサビ状に硬化するので、接着強度が向上し、ノズルプレートの位置ずれ防止効果も高まる。
According to the fifth aspect of the present invention, when the nozzle plate and the head main body are bonded with the adhesive, the adhesive present in the flow path inside the head main body is obtained by performing exposure from the discharge side of the nozzle plate. It can be cured. In other words, the adhesive present in the flow path can be cured before the adhesive present on the joint surface between the nozzle plate and the head main body is cured. Even when the viscosity of the adhesive is reduced due to the above, the adhesive can be prevented from flowing into the nozzle. Therefore, it is possible to reliably prevent misalignment caused by nozzle clogging or curing shrinkage of the adhesive, and it is possible to join the nozzle plates with high accuracy. In addition, before joining the nozzle plate to the head body, it is possible to perform high-temperature heating processes such as checking the operation of the discharge means of the head body and electrical connection, reducing the distortion of the nozzle plate and discharging accuracy. And reliability is improved.
In particular, in the present invention, when the nozzle plate and the head main body are joined, the surplus adhesive flows into the reverse tapered hole, and the surplus adhesive is cured in a wedge shape by exposure from the discharge side of the nozzle plate. because, the adhesive strength is improved, the displacement prevention effect of the nozzle plate also Ru heightened.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記露光は、傾斜回転型露光装置を用いて行われることを特徴とする。
Invention of claim 6, the method of manufacturing a liquid discharge head according to any one of
請求項6に記載の発明によれば、安価な露光装置で高品質な接合が実現可能である。According to the sixth aspect of the invention, high-quality bonding can be realized with an inexpensive exposure apparatus.
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記露光は、レーザー光源を用いたケラー照明型光学系で行われることを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the method of manufacturing a liquid ejection head according to any one of the first to fifth aspects, wherein the exposure is performed by a Keller illumination optical system using a laser light source. It is characterized by being.
請求項7に記載の発明によれば、ワークの固定保持が可能で、一括照射により生産性に優れた接合が実現可能である。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to fix and hold the workpiece, and it is possible to realize bonding with excellent productivity by batch irradiation .
請求項8に記載の発明は、液体を吐出するためのノズルが形成されるノズルプレートと、前記ノズルプレート側に開口する流路が形成されるとともに前記流路内の液体に圧力変化を与える吐出手段が形成されるヘッド本体部と、を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズルプレート及び前記ヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に光硬化性を有する接着剤を付与する工程と、前記接着剤の付与後、前記ノズルが前記流路に連通するように位置合わせしながら前記ノズルプレートを前記ヘッド本体部に積層して加圧する工程と、前記積層加圧後、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行い、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光により、前記流路内に存在する接着剤を硬化させる工程と、を含み、前記露光は、傾斜回転型露光装置を用いて行われることを特徴とする。
請求項8に記載の発明によれば、ノズルプレートとヘッド本体部を接着剤で接合する際、ノズルプレートの吐出側から露光を行うことにより、ヘッド本体部内部の流路に存在する接着剤を硬化させることができる。つまり、ノズルプレートとヘッド本体部の接合面に存在する接着剤を硬化させる前に、流路内に存在する接着剤を硬化させることができるので、ノズル内壁面の濡れ性が高い場合や後加熱などで接着剤の粘度が低下した場合でも、ノズル内部に接着剤が流入するのを防止できる。従って、ノズル目詰まりや接着剤の硬化収縮などを要因とする位置ずれを確実に防止することができ、高精度なノズルプレートの接合が可能となる。また、ノズルプレートをヘッド本体部に接合する前に、ヘッド本体部の吐出手段などの動作確認や電気接続などの高温加熱プロセスを行うことが可能であり、ノズルプレートの歪みが軽減され、吐出精度や信頼性が向上する。
特に本発明では、安価な露光装置で高品質な接合が実現可能である。
According to an eighth aspect of the present invention, a nozzle plate in which nozzles for discharging liquid are formed, and a flow path that opens to the nozzle plate side is formed, and discharge that gives a pressure change to the liquid in the flow path A liquid discharge head manufacturing method comprising: a head main body portion on which means is formed; and a step of applying a photocurable adhesive to at least one joint surface of the nozzle plate and the head main body portion; After applying the adhesive, the step of laminating the nozzle plate on the head main body while pressing so that the nozzle communicates with the flow path, and pressurizing, after the laminating pressure, Exposing from the discharge side, and curing the adhesive existing in the flow path with light incident on the flow path from the discharge side opening of the nozzle, and the exposure , Characterized in that it is carried out using an inclined rotary-type exposure apparatus.
According to the eighth aspect of the present invention, when the nozzle plate and the head main body are joined with the adhesive, the adhesive present in the flow path inside the head main body is obtained by performing exposure from the discharge side of the nozzle plate. It can be cured. In other words, the adhesive present in the flow path can be cured before the adhesive present on the joint surface between the nozzle plate and the head main body is cured. Even when the viscosity of the adhesive is reduced due to the above, the adhesive can be prevented from flowing into the nozzle. Therefore, it is possible to reliably prevent misalignment caused by nozzle clogging or curing shrinkage of the adhesive, and it is possible to join the nozzle plates with high accuracy. In addition, before joining the nozzle plate to the head body, it is possible to perform high-temperature heating processes such as checking the operation of the discharge means of the head body and electrical connection, reducing the distortion of the nozzle plate and discharging accuracy. And reliability is improved.
In particular, in the present invention, high-quality bonding can be realized with an inexpensive exposure apparatus.
請求項9に記載の発明は、液体を吐出するためのノズルが形成されるノズルプレートと、前記ノズルプレート側に開口する流路が形成されるとともに前記流路内の液体に圧力変化を与える吐出手段が形成されるヘッド本体部と、を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズルプレート及び前記ヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に光硬化性を有する接着剤を付与する工程と、前記接着剤の付与後、前記ノズルが前記流路に連通するように位置合わせしながら前記ノズルプレートを前記ヘッド本体部に積層して加圧する工程と、前記積層加圧後、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行い、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光により、前記流路内に存在する接着剤を硬化させる工程と、を含み、前記露光は、レーザー光源を用いたケラー照明型光学系で行われることを特徴とする。
請求項9に記載の発明によれば、ノズルプレートとヘッド本体部を接着剤で接合する際、ノズルプレートの吐出側から露光を行うことにより、ヘッド本体部内部の流路に存在する接着剤を硬化させることができる。つまり、ノズルプレートとヘッド本体部の接合面に存在する接着剤を硬化させる前に、流路内に存在する接着剤を硬化させることができるので、ノズル内壁面の濡れ性が高い場合や後加熱などで接着剤の粘度が低下した場合でも、ノズル内部に接着剤が流入するのを防止できる。従って、ノズル目詰まりや接着剤の硬化収縮などを要因とする位置ずれを確実に防止することができ、高精度なノズルプレートの接合が可能となる。また、ノズルプレートをヘッド本体部に接合する前に、ヘッド本体部の吐出手段などの動作確認や電気接続などの高温加熱プロセスを行うことが可能であり、ノズルプレートの歪みが軽減され、吐出精度や信頼性が向上する。
特に本発明では、ワークの固定保持が可能で、一括照射により生産性に優れた接合が実現可能である。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a nozzle plate in which nozzles for discharging liquid are formed, and a flow path that opens to the nozzle plate side and that changes pressure in the liquid in the flow path. A liquid discharge head manufacturing method comprising: a head main body portion on which means is formed; and a step of applying a photocurable adhesive to at least one joint surface of the nozzle plate and the head main body portion; After applying the adhesive, the step of laminating the nozzle plate on the head main body while pressing so that the nozzle communicates with the flow path, and pressurizing, after the laminating pressure, Exposing from the discharge side, and curing the adhesive existing in the flow path with light incident on the flow path from the discharge side opening of the nozzle, and the exposure , Characterized in that it is performed in Keller illumination optical system using a laser light source.
According to the ninth aspect of the invention, when the nozzle plate and the head main body are bonded with the adhesive, the adhesive present in the flow path inside the head main body is obtained by performing exposure from the discharge side of the nozzle plate. It can be cured. In other words, the adhesive present in the flow path can be cured before the adhesive present on the joint surface between the nozzle plate and the head main body is cured. Even when the viscosity of the adhesive is reduced due to the above, the adhesive can be prevented from flowing into the nozzle. Therefore, it is possible to reliably prevent misalignment caused by nozzle clogging or curing shrinkage of the adhesive, and it is possible to join the nozzle plates with high accuracy. In addition, before joining the nozzle plate to the head body, it is possible to perform high-temperature heating processes such as checking the operation of the discharge means of the head body and electrical connection, reducing the distortion of the nozzle plate and discharging accuracy. And reliability is improved.
In particular, in the present invention, workpieces can be fixed and held, and joints with excellent productivity can be realized by batch irradiation .
請求項10に記載の発明は、請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光の前記流路の壁面による反射光が前記流路内に存在する接着剤を硬化させることを特徴とする。
請求項10に記載の発明によれば、入射した光が壁面で多重反射して流路内に照射されるので流路内に存在する接着剤を確実に硬化させることができる。
The invention described in
According to the invention described in
本発明によれば、ノズルプレートとヘッド本体部を接着剤で接合する際、ノズルプレートの吐出側から露光を行うことにより、ヘッド本体部内部の流路に存在する接着剤を硬化させることができる。従って、余剰接着剤などを要因とするノズル目詰まりや接着剤の硬化収縮などを要因とする位置ずれを確実に防止することができる。また、ノズルプレートをヘッド本体部に接合する前に、ヘッド本体部の吐出手段などの動作確認や電気接続などの高温加熱プロセスを実施することが可能となる。 According to the present invention, when the nozzle plate and the head main body are bonded with an adhesive, the adhesive present in the flow path inside the head main body can be cured by performing exposure from the discharge side of the nozzle plate. . Therefore, it is possible to reliably prevent misalignment caused by nozzle clogging caused by excess adhesive or the like, curing shrinkage of the adhesive, or the like. In addition, before joining the nozzle plate to the head main body, it is possible to carry out a high-temperature heating process such as operation confirmation of the ejection means of the head main body and electrical connection.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
まず、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるインクジェット記録装置について説明する。図1は、インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図1に示すように、このインクジェット記録装置10は、インクの色毎に設けられた複数の液体吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」と称する。)12K、12C、12M、12Yを有する印字部12と、各ヘッド12K、12C、12M、12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、前記印字部12のノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、印字部12による印字結果を読み取る印字検出部24と、印画済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26と、を備えている。
[Overall configuration of inkjet recording apparatus]
First, an ink jet recording apparatus which is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of an ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 1, the ink
図1では、給紙部18の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
In FIG. 1, a magazine for rolled paper (continuous paper) is shown as an example of the
ロール紙を使用する装置構成の場合、図1のように、裁断用のカッター28が設けられており、該カッター28によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター28は、記録紙16の搬送路幅以上の長さを有する固定刃28Aと、該固定刃28Aに沿って移動する丸刃28Bとから構成されており、印字裏面側に固定刃28Aが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃28Bが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター28は不要である。
In the case of an apparatus configuration using roll paper, a
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。 When multiple types of recording paper are used, an information recording body such as a barcode or wireless tag that records paper type information is attached to the magazine, and the information on the information recording body is read by a predetermined reader. Therefore, it is preferable to automatically determine the type of paper to be used and perform ink ejection control so as to realize appropriate ink ejection according to the type of paper.
給紙部18から送り出される記録紙16はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部20においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム30で記録紙16に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
The
デカール処理後、カットされた記録紙16は、吸着ベルト搬送部22へと送られる。吸着ベルト搬送部22は、ローラー31、32間に無端状のベルト33が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。
After the decurling process, the
ベルト33は、記録紙16の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔(不図示)が形成されている。図1に示したとおり、ローラー31、32間に掛け渡されたベルト33の内側において印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー34が設けられており、この吸着チャンバー34をファン35で吸引して負圧にすることによってベルト33上の記録紙16が吸着保持される。
The
ベルト33が巻かれているローラー31、32の少なくとも一方にモータ(不図示)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図1において、時計回り方向に駆動され、ベルト33上に保持された記録紙16は、図1の左から右へと搬送される。
The power of a motor (not shown) is transmitted to at least one of the
縁無しプリント等を印字するとベルト33上にもインクが付着するので、ベルト33の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部36が設けられている。ベルト清掃部36の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
Since ink adheres to the
なお、吸着ベルト搬送部22に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考え
られるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
Although a mode using a roller / nip transport mechanism instead of the suction
吸着ベルト搬送部22により形成される用紙搬送路上において印字部12の上流側には、加熱ファン40が設けられている。加熱ファン40は、印字前の記録紙16に加熱空気を吹きつけ、記録紙16を加熱する。印字直前に記録紙16を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
A
印字部12は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部12を構成する各ヘッド12K、12C、12M、12Yは、本インクジェット記録装置10が対象とする最大サイズの記録紙16の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口(ノズル)が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている(図2参照)。
The
記録紙16の搬送方向(紙搬送方向)に沿って上流側(図1の左側)から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順に各色インクに対応したヘッド12K、12C、12M、12Yが配置されている。記録紙16を搬送しつつ各ヘッド12K、12C、12M、12Yからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙16上にカラー画像を形成し得る。
A head corresponding to each color ink in the order of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) from the upstream side (left side in FIG. 1) along the conveyance direction (paper conveyance direction) of the
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部12によれば、紙搬送方向(副走査方向)について記録紙16と印字部12を相対的に移動させる動作を一回行うだけで(すなわち、一回の副走査で)記録紙16の全面に画像を記録することができる。これにより、ヘッドが紙搬送方向と直交する方向(主走査方向)に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
Thus, according to the
なお本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出するヘッドを追加する構成も可能である。 In this example, the configuration of KCMY standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink and dark ink are added as necessary. May be. For example, it is possible to add a head for ejecting light-colored ink such as light cyan and light magenta.
図1に示したように、インク貯蔵/装填部14は、各ヘッド12K、12C、12M、12Yに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各ヘッド12K、12C、12M、12Yと連通されている。また、インク貯蔵/装填部14は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段等)を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
As shown in FIG. 1, the ink storage /
印字検出部24は、印字部12の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ(ラインセンサ等)を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
The
本例の印字検出部24は、少なくとも各ヘッド12K、12C、12M、12Yによるインク吐出幅(画像記録幅)よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤(R)の色フィルタが設けられた光電変換素子(画素)
がライン状に配列されたRセンサ列と、緑(G)の色フィルタが設けられたGセンサ列と、青(B)の色フィルタが設けられたBセンサ列とからなる色分解ラインCCDセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
The
A color separation line CCD sensor comprising: an R sensor array in which G is arranged in a line, a G sensor array provided with a green (G) color filter, and a B sensor array provided with a blue (B) color filter It consists of Instead of the line sensor, an area sensor in which the light receiving elements are two-dimensionally arranged can be used.
印字検出部24は、各色のヘッド12K、12C、12M、12Yにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
The
印字検出部24の後段には、後乾燥部42が設けられている。後乾燥部42は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
A
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。 When printing on porous paper with dye-based ink, the weather resistance of the image is improved by preventing contact with ozone or other things that cause dye molecules to break by blocking the paper holes by pressurization. There is an effect to.
後乾燥部42の後段には、加熱・加圧部44が設けられている。加熱・加圧部44は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー45で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
A heating /
このようにして生成されたプリント物は、排紙部26から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置10では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部26A、26Bへと送るために排紙経路を切り換える選別手段(不図示)が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)48によってテスト印字の部分を切り離す。カッター48は、排紙部26の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター48の構造は前述した第1のカッター28と同様であり、固定刃48Aと丸刃48Bとから構成されている。また、図示を省略したが、本画像の排出部26Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
The printed matter generated in this manner is outputted from the
なお、本実施形態ではフルラインヘッドを例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、記録媒体の幅よりも短い長さのノズル列を有する短尺のヘッドを記録媒体の幅方向に走査させながら、記録媒体の幅方向の印字を行うシリアル型(シャトルスキャン型)ヘッドにも適用可能である。 In this embodiment, a full-line head is exemplified, but the scope of application of the present invention is not limited to this, and a short head having a nozzle row having a length shorter than the width of the recording medium is arranged in the width direction of the recording medium. The present invention is also applicable to a serial type (shuttle scan type) head that performs printing in the width direction of the recording medium while scanning.
〔液体吐出ヘッドの構造〕
次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの構造について説明する。インク色ごとに設けられている各ヘッド12K、12C、12M、12Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号50によってヘッドを示すものとする。
[Structure of liquid discharge head]
Next, the structure of the liquid discharge head of this embodiment will be described. Since the structures of the
図3(a)は、ヘッド50の構造例を示す平面透視図である。図3(a)に示すように、本例のヘッド50は、インク滴の吐出口であるノズル51と、各ノズル51に対応する圧力室52等からなる複数のインク室ユニット(1ノズルに対応した記録素子単位となる液滴吐出素子)53を千鳥でマトリクス状(2次元的)に配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(紙送り方向と直交する方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
FIG. 3A is a plan perspective view showing a structural example of the
なお、記録紙16の搬送方向(副走査方向)と略直交する方向(主走査方向)に、記録紙16の全幅に対応する長さ以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図3(a)の構成に代えて、図3(b)に示すように、複数のノズル51が2次元に配列された短尺のヘッドユニット50’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで長尺化し、記録紙16の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。
In addition, the form which comprises the nozzle row more than the length corresponding to the full width of the
各ノズル51に対応して設けられている圧力室52は、その平面形状が概略正方形となっている。各圧力室52の略中央部にはそれぞれノズル51が配置されるとともに、それらの隅部には供給インクの流入口(供給口)54が設けられている。なお、圧力室52の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形(菱形、長方形など)、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。また、ノズル51や供給口54の配置も図3(a)、(b)に示す配置に限定されない。
The
図4は1チャンネル分の液滴吐出素子(1つのノズル51に対応したインク室ユニット53)の立体的構成を示す断面図である。図4に示すように、ヘッド50は、ノズルプレート60、流路板62、及び振動板64を積層接合した構造から成る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a three-dimensional configuration of a droplet discharge element for one channel (an
ノズルプレート60は、ヘッド50のノズル面(インク吐出面)50Aを構成するとともに、各圧力室52の底面(図の下面)を構成し、各圧力室52にそれぞれ連通する複数のノズル51が2次元的に形成されている。
The
流路板62は、圧力室52の側壁部を構成するとともに、共通流路55から圧力室52にインクを導く個別供給路の絞り部(最狭窄部)としての供給口54を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図4では簡略的に表示しているが、流路板62は一枚又は複数の基板を積層した構造である。
The
振動板64は、圧力室52の一壁面(図4の上面)を構成するとともに、ステンレス鋼(SUS)やニッケル(Ni)導電層付きのシリコン(Si)などの導電性材料から成り、各圧力室52に対応して配置される複数の圧電素子58の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。
The
振動板64の圧力室52側と反対側(図4において上側)の面には、各圧力室52に対応する位置に圧電体56が設けられており、該圧電体56の上面(共通電極を兼ねる振動板64に接する面と反対側の面)に個別電極57が形成されている。この個別電極57と、これに対向する共通電極(本例では振動板64が兼ねる)と、これら電極間に挟まれるように介在する圧電体56とで圧電素子58(本発明の吐出手段に相当)が構成される。圧電体56には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電材料が好適に用いられる。
A
また、振動板64の圧力室52側と反対側の面には、圧電体56と重ならない位置に共通流路形成部材66(一点鎖線で図示)が配置される。共通流路形成部材66の内部には、各圧力室52に供給するためのインクを貯留する共通流路55が形成される。共通流路55は各圧力室52にそれぞれ供給口54を介して連通しており、図1に示したインク貯蔵/装填部14に配置されるインク供給源たるインクタンク(図5中符号70として記載)から供給されるインクは共通流路55を介して各圧力室52に供給される。
In addition, a common flow path forming member 66 (shown by a one-dot chain line) is disposed on the surface of the
圧力室52にインクを充填した状態で、個別電極57と共通電極(振動板64で兼用)との間に駆動電圧を印加することによって圧電素子58が変形して圧力室52の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル51からインクが吐出される。インク吐出後、圧電素子58の変位が元に戻る際に、共通流路55から供給口54を通って新しいインクが圧力室52に再充填される。
When the drive voltage is applied between the
なお、本実施形態では、ピエゾ素子に代表される圧電素子58の変形によってインク液滴を飛ばす方法が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式には限定されず、ピエゾ方式に代えて、ヒータ等の発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式等でもよい。
In the present embodiment, a method of ejecting ink droplets by deformation of the
〔インク供給系の構成〕
図5はインクジェット記録装置10におけるインク供給系の構成を示した概要図である。同図において、インクタンク70はヘッド50にインクを供給する基タンクであり、図1で説明したインク貯蔵/装填部14に設置される。インクタンク70の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。
[Configuration of ink supply system]
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the ink supply system in the
インクタンク70とヘッド50の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ72が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下(一般的には、20μm程度)とすることが好ましい。図5には示さないが、ヘッド50の近傍又はヘッド50と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッド50の内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
A
また、インクジェット記録装置10には、ノズル近傍のインク粘度の上昇、乾燥を防止するための手段としてのキャップ74と、ヘッド50のノズル面50Aの清掃手段としてのクリーニングブレード76とが設けられている。これらキャップ74及びクリーニングブレード76を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によってヘッド50に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置からヘッド50下方のメンテナンス位置に移動される。
Further, the
キャップ74は、図示せぬ昇降機構によってヘッド50に対して相対的に昇降変位される。電源OFF時や印刷待機時にキャップ74を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド50に密着させることにより、ノズル面50Aをキャップ74で覆うようになっている。また、このキャップ74は、ノズル吸引のための吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能し得る。
The
クリーニングブレード76は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構によりヘッド50のインク吐出面(ノズル面50A)に摺動可能である。ノズル面50Aにインク滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード76をノズル面50Aに摺動させる(いわゆるワイピング動作を行う)ことでノズル面50Aを拭き取り、ノズル面50Aを清浄化するようになっている。
The cleaning blade 76 is made of an elastic member such as rubber, and can slide on the ink discharge surface (
印字中又は待機中において、特定のノズル51の使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ74に向かって予備吐出が行われる。
During printing or standby, when the frequency of use of a
すなわち、ヘッド50は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ(圧電素子58)が動作してもノズル51からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で(圧電素子58の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で)、インク受けに向かって圧電素子58を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面50Aの清掃手段として設けられているクリーニングブレード76等のワイパーによってノズル面50Aの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作(ワイピング動作)によってノズル51内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。
That is, if the
また、ヘッド50内のインク(圧力室52内のインク)に気泡が混入した場合、ヘッド50にキャップ74を当て、吸引ポンプ77でヘッド50内のインク(気泡が混入したインク)を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク78へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッド50への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇(固化)した劣化インクの吸い出しが行われる。
When air bubbles are mixed in the ink in the head 50 (ink in the pressure chamber 52), the
具体的には、ノズル51や圧力室52に気泡が混入したり、ノズル近傍のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、圧電素子58を動作させる予備吐出ではノズル51からインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッド50のノズル面50Aに、キャップ74を当てて圧力室52内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ77で吸引する動作が行われる。
Specifically, if bubbles are mixed into the
ただし、上記の吸引動作は、圧力室52内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。また、好ましくは、キャップ74の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とする。
However, since the above suction operation is performed on the entire ink in the
〔制御系の構成〕
次に、インクジェット記録装置10の制御系について説明する。
[Control system configuration]
Next, the control system of the
図6は、インクジェット記録装置10のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置10は、通信インターフェース80、システムコントローラ82、画像メモリ84、モータドライバ86、ヒータドライバ88、プリント制御部90、画像バッファメモリ92、ヘッドドライバ94等を備えている。
FIG. 6 is a principal block diagram showing the system configuration of the
通信インターフェース80は、ホストコンピュータ96から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース80にはシリアルインターフェースやパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
The
ホストコンピュータ96から送出された画像データは通信インターフェース80を介してインクジェット記録装置10に取り込まれ、一旦画像メモリ84に記憶される。画像メモリ84は、通信インターフェース80を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ82を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ84は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
Image data sent from the
システムコントローラ82は、通信インターフェース80、画像メモリ84、モータドライバ86、ヒータドライバ88等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ82は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ96との間の通信制御、画像メモリ84の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ98やヒータ99を制御する制御信号を生成する。
The
モータドライバ86は、システムコントローラ82からの指示に従ってモータ98を駆動するドライバ(駆動回路)である。ヒータドライバ88は、システムコントローラ82からの指示に従って後乾燥部42その他各部のヒータ99を駆動するドライバである。
The
プリント制御部90は、システムコントローラ82の制御に従い、画像メモリ84内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号(ドットデータ)をヘッドドライバ94に供給する制御部である。プリント制御部90において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ94を介してヘッド50のインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
The
プリント制御部90には画像バッファメモリ92が備えられており、プリント制御部90における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ92に一時的に格納される。なお、図6において画像バッファメモリ92はプリント制御部90に付随する態様で示されているが、画像メモリ84と兼用することも可能である。また、プリント制御部90とシステムコントローラ82とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
The
ヘッドドライバ94は、プリント制御部90から与えられる印字データに基づいて各色のヘッド50の圧電素子58(図4参照)を駆動するための駆動信号を生成し、圧電素子58に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ94にはヘッド50の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
The
印字検出部24は、図1で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙16に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況(吐出の有無、打滴のばらつきなど)を検出し、その検出結果をプリント制御部90に提供する。
As described with reference to FIG. 1, the
プリント制御部90は、必要に応じて印字検出部24から得られる情報に基づいてヘッド50に対する各種補正を行う。
The
〔液体吐出ヘッドの製造方法〕
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、Ni電鋳などで形成した金属製のノズルプレート及び流路板(ヘッド本体部)の少なくとも一方の接合面に接着剤を塗布し、これらを積層してアライメント加圧しながら、ノズルプレートの吐出側から露光を行い、ノズルの吐出側開口部から圧力室(インク流路)内部に光を照射して、圧力室内に存在する接着剤(例えば、余剰接着剤など)を硬化させることを特徴としており、ノズルプレート接合時に生じるノズル目詰まりや位置ずれなどを防止し、高精度な接合を可能とする。以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例について説明する。
[Manufacturing method of liquid discharge head]
In the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention, an adhesive is applied to at least one joint surface of a metal nozzle plate and a flow path plate (head body portion) formed by Ni electroforming, and these are laminated. While pressing the alignment, exposure is performed from the discharge side of the nozzle plate, light is irradiated from the discharge side opening of the nozzle to the inside of the pressure chamber (ink flow path), and the adhesive existing in the pressure chamber (for example, excess bonding) It is characterized by curing the agent, etc., and prevents nozzle clogging and displacement that occur at the time of nozzle plate bonding, and enables high-precision bonding. Hereinafter, an example of a method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention will be described.
図7は本実施形態のヘッド50の製造方法を示したフローチャート図である。
FIG. 7 is a flowchart showing a method for manufacturing the
まず、ノズルプレートを作製する(ステップS102)。ノズルプレートの作製方法の一例として、Ni電鋳による方法のフローチャートを図8に示す。以下、図9を参照しながら、図8に示した各工程について説明する。 First, a nozzle plate is produced (step S102). As an example of a method for producing the nozzle plate, a flowchart of a method using Ni electroforming is shown in FIG. Hereinafter, the steps shown in FIG. 8 will be described with reference to FIG.
まず、図8のステップS202において、露光マスクを作製する。具体的には、図9(a)に示すように、ガラス等の透明基板102の片面に、ノズル開口部に対応する開口領域が形成されるように不透明膜104をパターニングする。不透明膜104はCr(クロム)、又は酸化クロムから成るものであり、公知のフォトリソグラフィ法を利用して所定形状にパターニングする。なお、露光マスク100が既に存在する場合には露光マスクを作製する工程を省略することができる。
First, in step S202 of FIG. 8, an exposure mask is produced. Specifically, as shown in FIG. 9A, the
次に、露光マスク100の片面上にネガタイプのフォトレジストを塗布する(ステップS204)。具体的には、図9(b)に示すように、露光マスク100の不透明膜104側の面に、スピンコーター等によりレジスト106を塗布する。レジスト106の膜厚は、作製されるノズルプレートの厚さに対応するため、本実施形態では厚膜レジストを用いている。例えば、20〜50μm程度の膜厚でネガレジストが塗布される。その後、露光マスク100上に塗布されたレジスト106についてプリベークを行う。
Next, a negative type photoresist is applied on one side of the exposure mask 100 (step S204). Specifically, as shown in FIG. 9B, a resist 106 is applied to the surface of the
なお、塗布による付着に代えて、ドライフィルム(DFR)を用いて、露光マスク100に密着させる方法や、レジストが塗布された基板を用いて該基板のレジスト面と露光マスク100を密着させる方法であってもよい。
Instead of adhesion by coating, a dry film (DFR) is used to adhere to the
次いで、露光マスク100上のレジスト106に対して傾斜回転露光を行う(ステップS206)。具体的には、図9(c)に示すように、後述する傾斜回転型露光装置のステージ108上に、ネガレジスト付きの露光マスク100を透明基板102側が上側(露光面側)となるように固定して、光の入射角θが直角でない斜めの角度となるような状態で、ステージ108の回転軸110を中心に回転させながら露光する。
Next, tilt rotation exposure is performed on the resist 106 on the exposure mask 100 (step S206). Specifically, as shown in FIG. 9C, an
このような傾斜回転露光が行われると、不透明膜104の開口領域以外の部分は光が遮断される一方で、該開口領域では光が通過するので、光の入射角θに応じた逆円錐台状(逆テーパ状)にレジスト106の領域106aが感光する。
When such tilt rotation exposure is performed, the light other than the opening area of the
その後、露光後のレジスト106の現像を行った後、ポストベークを行う(ステップS208)。こうして、図9(d)に示すように、露光マスク100上には逆円錐台状の感光部に対応するレジスト106aが残ったレジストパターンが形成され、これがニッケル(Ni)電鋳の型として用いられる。
Thereafter, after developing the exposed resist 106, post-baking is performed (step S208). In this way, as shown in FIG. 9D, a resist pattern in which the resist 106a corresponding to the inverted frustoconical photosensitive portion remains is formed on the
次に、図9(e)に示すように、Ni電鋳により、不透明膜104上にNi電鋳層(金属層)112を堆積する(ステップS210)。Ni電鋳層112により形成される金属プレート部分がノズルプレート60となる。
Next, as shown in FIG. 9E, a Ni electroformed layer (metal layer) 112 is deposited on the
続いて、有機溶媒等によりレジスト106aの除去を行う(ステップS212)。その後、Ni電鋳層112により形成されるノズルプレート60を露光マスク100から剥離する(ステップS214)。
Subsequently, the resist 106a is removed with an organic solvent or the like (step S212). Thereafter, the
こうして、図9(f)に示すように、吐出方向(図の下方)に向かって径(流路断面積)が次第に狭くなるテーパ状ノズル51が形成されたノズルプレート60が得られる。
Thus, as shown in FIG. 9 (f), a
ノズルプレートの作製方法としてNi電鋳による方法を一例として示したが、本発明の適用範囲はこれに限らず、例えば、SUSプレスなどの各種方法を利用して、ノズルプレートを作製してもよい。 As a method for producing the nozzle plate, a method using Ni electroforming has been shown as an example. However, the scope of application of the present invention is not limited thereto, and the nozzle plate may be produced using various methods such as a SUS press. .
このようにノズルプレートを作製した後、次にヘッド本体部の組み立てを行う(図7のステップS104)。具体的には、図10(a)に示すように、流路板62、振動板64、及び圧電素子58から成るヘッド本体部114を組み立てる。その際、圧電素子58に駆動信号を供給するための電気配線も形成しておくことが好ましい。共通流路形成部材(図10中不図示、図4中符号66として記載)は、ヘッド本体部114を組み立てる際に実装してもよいし、後から実装してもよい。
After producing the nozzle plate in this way, the head main body is then assembled (step S104 in FIG. 7). Specifically, as shown in FIG. 10A, the head
なお、ノズルプレートの作製(ステップS102)とヘッド本体部の組み立て(ステップS104)の順序は図7に示した例に限定されず、ヘッド本体部を組み立ててからノズルプレートを作製してもよいし、これらを同時に実施してもよい。 The order in which the nozzle plate is manufactured (step S102) and the assembly of the head main body (step S104) is not limited to the example shown in FIG. 7, and the nozzle plate may be manufactured after the head main body is assembled. These may be performed simultaneously.
次に、ノズルプレートとヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に接着剤を塗布し、ヘッド本体部とノズルプレートを貼り合わせる(ステップS106)。具体的には、図10(a)に示すように、ノズルプレート60の流路板62側(ヘッド本体部114側)の接合面に、転写法などで接着剤120を塗布する。接着剤120は、流路板62(ヘッド本体部114)のノズルプレート60側の接合面に塗布してもよいし、ノズルプレート60及び流路板62(ヘッド本体部114)の各々の接合面に塗布してもよい。
Next, an adhesive is applied to at least one joint surface between the nozzle plate and the head main body, and the head main body and the nozzle plate are bonded together (step S106). Specifically, as shown in FIG. 10A, the adhesive 120 is applied to the joint surface of the
本実施形態では、接着剤120として、熱硬化性を有する紫外線硬化型の接着剤が用いられ、その中でも特に紫外線硬化性を有する熱硬化型エポキシ接着剤が好適である。 In the present embodiment, an ultraviolet curable adhesive having thermosetting properties is used as the adhesive 120, and among them, a thermosetting epoxy adhesive having ultraviolet curable properties is particularly preferable.
接着剤の塗布後、ヘッド本体部に形成されるインク流路にノズルが連通するように位置合わせしながら、ノズルプレートをヘッド本体部に積層して加圧する(ステップS108)。具体的には、図10(b)に示すように、インク流路に相当する圧力室52にノズル51が連通するように位置合わせを行い、流路板62(ヘッド本体部114)にノズルプレート60を貼り合わせて加圧する。以下では、ヘッド本体部114にノズルプレート60を貼り合わせた状態の積層基板を符号116で表す。
After applying the adhesive, the nozzle plate is stacked on the head main body and pressed while positioning the nozzle so as to communicate with the ink flow path formed in the head main body (step S108). Specifically, as shown in FIG. 10B, alignment is performed so that the
次に、ヘッド本体部にノズルプレートを貼り合わせた状態の積層基板に対して、ノズルプレートの吐出側から傾斜回転露光を行う(ステップS110)。具体的には、図10(b)に示した積層基板116に対して、ノズルプレート60の吐出側(図の下側)から傾斜回転露光を行い、ノズル51の吐出側開口部から圧力室52内部に光を照射する。
Next, inclined rotation exposure is performed from the discharge side of the nozzle plate on the laminated substrate in which the nozzle plate is bonded to the head main body (step S110). Specifically, the
ここで、傾斜回転露光を行う際に用いられる傾斜回転型露光装置(以下、単に「露光装置」という。)について説明する。なお、上述したNi電鋳によりノズルプレートを作製する際の傾斜回転露光(図8のステップS206)においても、次に説明する傾斜回転型露光装置が用いられる。 Here, an inclined rotation type exposure apparatus (hereinafter simply referred to as “exposure apparatus”) used when performing inclined rotation exposure will be described. Note that the tilt rotation type exposure apparatus described below is also used in the tilt rotation exposure (step S206 in FIG. 8) when producing the nozzle plate by Ni electroforming as described above.
図11は傾斜回転型露光装置の一例を示す構成図である。この露光装置210は、主として、光源212、照射光学系214、液浸容器216、窓枠218及びステージ220から構成され、光源212から出た光を照射光学系214によって図の下方に平行光として導き、傾斜回転しているステージ220上の積層基板116に照射する構成となっている。積層基板116はノズルプレート60側が上側(露光面側)となるようにステージ220上に配置されており、ノズルプレート60の吐出側から露光が行われ、ノズル51(不図示)の吐出側開口部からヘッド本体部114内部の圧力室52(不図示)に光が照射される構成となっている。
FIG. 11 is a block diagram showing an example of an inclined rotation type exposure apparatus. The
ステージ220は、液浸容器216の中に配設されており、液浸容器216に液体(例えば、純水)を導入して液体中で露光を行う液浸露光と、気体中で露光を行う通常(ドライ)露光とを切り替えることが可能である。
The
また、ステージ220は、テーブル面226の面内回転が可能な回転機構と、テーブル面226の傾斜角(水平面に対する傾斜角、つまり、照射光の入射角)の調節が可能な傾斜(揺動)機構とを備えた傾斜回転ステージとなっている。
Further, the
すなわち、ステージ220は、テーブル面226に垂直な回転軸228に取り付けられており、該回転軸(第1回転軸)228を中心に回転可能である。また、ステージ220の回転軸228は、テーブル面226に直交する鉛直面内で揺動し得る機構となっており、回転軸228の揺動位置によってテーブル面226の傾斜角を可変できる。さらに、この傾斜可能な回転軸228及びステージ220並びに液浸容器216の全体は、鉛直線と平行な回転軸230を中心に水平面内で回転可能となっている。
That is, the
図12は、図11に示した露光装置210に用いられる光源212及び照射光学系214の構成図である。図12に示すように、本例の露光装置210に用いられる照明ユニット260は、超高圧水銀ランプ261を光源とするものである。超高圧水銀ランプ261より発せられた光は、楕円集光ミラー262により集光され、平面反射ミラー263によって水平方向に光路を曲げられた後、インテグレーターレンズ264に入射する。
FIG. 12 is a block diagram of the
インテグレーターレンズ264によって照度分布が均一化された光は、光学フィルタ265によって透過波長域が選択された後、平面反射ミラー266によって鉛直方向に光路が曲げられ、コリメーターレンズ267に入射する。コリメーターレンズ267により平行光とされた光は、照度分布が均一な平行照射光として照射面268に向けて照射される。
The light whose illuminance distribution has been made uniform by the
使用する光源の種類や波長は、上記の例に限定されず、使用するフォトレジストの感光特性との関係で適切な光源(波長)が選択される。本発明の実施に際し、照明用の光源として、固体レーザや半導体レーザ(例えば、波長:355nm、375nm、405nm)などを用いる態様も可能である。 The type and wavelength of the light source to be used are not limited to the above example, and an appropriate light source (wavelength) is selected in relation to the photosensitive characteristics of the photoresist to be used. In carrying out the present invention, a mode in which a solid-state laser, a semiconductor laser (for example, wavelengths: 355 nm, 375 nm, 405 nm) or the like is used as a light source for illumination is also possible.
このように構成される傾斜回転型露光装置210を用いて、図11に示したように、ステージ220上に積層基板116のノズルプレート60側が上側(露光面側)となるように固定し、ヘッド本体部114に対するノズルプレート60のアライメントをとりながら加圧を行った状態で、ノズルプレート60の吐出側から傾斜回転露光を行う。
As shown in FIG. 11, the tilt rotation
図13は傾斜回転露光によりノズル51の吐出側開口部から入射した光が反射する様子を示した説明図であり、(a)は入射光が圧力室52の内壁面を構成する振動板64に1回反射して圧力室52の底面(ノズル51側の面)に存在する接着剤120aに照射される様子を示し、(b)は入射光が圧力室52の内壁面に複数反射して圧力室52の底面に存在する接着剤120aに照射される様子を示した例である。このようにノズルプレート60の吐出側から傾斜回転露光が行われると、ノズル51の吐出側開口部からヘッド本体部114内部の圧力室52に光が入射し、更に、該圧力室52の内壁面に1回又は複数回反射して圧力室52内に存在する接着剤120aに照射されるので、該接着剤120aを硬化させることができる。
FIG. 13 is an explanatory view showing a state in which light incident from the discharge side opening of the
図7のステップS110において傾斜回転露光を行った後、傾斜回転露光装置210のステージ220上から積層基板116を取り外し、該積層基板116を加熱する(ステップS112)。これにより、ノズルプレート60とヘッド本体部114の接合面に存在する接着剤120bが硬化する。こうして本実施形態のヘッド50が完成する。
After performing the tilt rotation exposure in step S110 of FIG. 7, the
本実施形態においては、上述したように、熱硬化性を有する紫外線硬化型接着剤が用いられているが、本発明の適用範囲はこれに限らない。例えば、嫌気硬化性を有する紫外線硬化型接着剤や、光遅延硬化型接着剤を用いることができる。つまり、本発明においては、少なくとも光硬化性を有するとともに、他の特性として熱硬化性や嫌気硬化性などを有する接着剤が用いられ、前記他の特性に応じて図7のステップS112で示した加熱工程が適宜他の工程に変更される。 In this embodiment, as described above, an ultraviolet curable adhesive having thermosetting properties is used, but the scope of application of the present invention is not limited to this. For example, an ultraviolet curable adhesive having anaerobic curability or a light delayed curable adhesive can be used. That is, in the present invention, an adhesive having at least photocurability and having other properties such as thermosetting property and anaerobic curing property is used, and is shown in step S112 in FIG. 7 according to the other properties. The heating process is appropriately changed to another process.
なお、加熱工程時のノズルプレート60とヘッド本体部114との線膨張率差による歪を軽減するため、比較的低温(60〜80℃)で硬化する接着剤を用いることが望ましい。
In order to reduce distortion due to the difference in linear expansion coefficient between the
以上説明したように、本製造方法によれば、ノズルプレートの吐出側から露光(傾斜回転露光)を行い、ノズルの吐出側開口部から圧力室(インク流路)内部に光を入射させることによって、圧力室(インク流路)内に存在する接着剤を硬化させることができる。つまり、ノズルプレートとヘッド本体部の接合面に存在する接着剤を硬化させる前に、圧力室内に存在する接着剤を硬化させることができるので、ノズル内壁面の濡れ性が高い場合や後加熱などで接着剤の粘度が低下した場合でも、ノズル内部に接着剤が流入するのを防止できる。従って、ノズル目詰まりや位置ずれを確実に防止することができ、高精度なノズルプレートの接合が可能となる。 As described above, according to the present manufacturing method, exposure (tilt rotation exposure) is performed from the discharge side of the nozzle plate, and light is incident on the inside of the pressure chamber (ink channel) from the discharge side opening of the nozzle. The adhesive present in the pressure chamber (ink channel) can be cured. That is, the adhesive existing in the pressure chamber can be cured before the adhesive present on the joint surface between the nozzle plate and the head main body is cured. Even when the viscosity of the adhesive is lowered, the adhesive can be prevented from flowing into the nozzle. Therefore, nozzle clogging and positional deviation can be reliably prevented, and highly accurate nozzle plate joining can be achieved.
また、ノズルプレートをヘッド本体部に接合する前に、圧電素子の電気接続など高温加熱プロセスを行うことが可能であり、ノズルプレートの応力や歪みが軽減され、吐出精度や信頼性が向上する。 Further, it is possible to perform a high-temperature heating process such as electrical connection of piezoelectric elements before joining the nozzle plate to the head main body, reducing the stress and distortion of the nozzle plate and improving the discharge accuracy and reliability.
また、ノズルプレート接合前にアクチュエータの導通検査や振動板の変位測定を行うことも可能である。具体的には、図7のステップS104においてヘッド本体部の組み立てを行った後、次の工程に移る前にアクチュエータ(圧電素子)の静電容量検査などを実施する。圧力発生部に相当するアクチュエータ及び振動板の変位測定を行えばアクチュエータ配線のトリミングや画像処理などによるバラツキ補正も可能となる。 It is also possible to perform continuity inspection of the actuator and measurement of the displacement of the diaphragm before joining the nozzle plate. Specifically, after assembling the head main body in step S104 of FIG. 7, a capacitance inspection of the actuator (piezoelectric element) is performed before proceeding to the next step. By measuring the displacement of the actuator and the diaphragm corresponding to the pressure generating unit, it is possible to correct the variation by trimming the actuator wiring or image processing.
また、Si異方性エッチングなどの異形状(四角形)流路の場合でも、傾斜角を可変しながら回転露光することで、角部まで照射されるので圧力室(インク流路)流路全体の硬化が可能となる。 Even in the case of irregularly shaped (rectangular) channels such as Si anisotropic etching, the corners are irradiated by rotating exposure while varying the tilt angle, so the entire pressure chamber (ink channel) channel is irradiated. Curing is possible.
また、図4に示したように、本実施形態のヘッド50は、圧力室52のノズル51側とは反対側の壁面が振動板64で構成され、圧力室52内のインクに対する加圧方向(図4の下方向)とノズル51の吐出方向が平行に配置された、いわゆるトップシューター型ヘッドである。このようなトップシューター型ヘッドによれば、ノズルプレートの吐出側から傾斜回転露光を行う場合、Ni電鋳やSUSエッチング、Siエッチングなどで形成した比較的反射率の高い振動板を反射部材として利用することができ、圧力室(インク流路)内に存在する接着剤に対して(振動板による)1回反射の反射光が確実に照射され、光の利用効率も高まる。
As shown in FIG. 4, in the
また、トップシューター型ヘッドにおいて、インク流路の一壁面を変位させながら傾斜回転露光を行う態様もある。具体的には、図14に示すように、圧電素子58(本発明の吐出手段に相当)の駆動により圧力室52の一壁面を構成する振動板64を変位させながら、ノズル51の吐出側開口部から圧力室52内部に光を入射させる。振動板64を変位させない場合に比べて振動板64による反射光の照射エリアが広がるので、圧力室52の底面(ノズル51側の面)に存在する接着剤120aの硬化を広範囲にわたってより確実に行うことができる。また、振動板64による反射光の照射エリアが広がることにより、上述した傾斜回転型露光装置210におけるステージ220の振り角(傾斜角)を小さくすることも可能となる。
In addition, in the top shooter type head, there is also an aspect in which tilt rotation exposure is performed while displacing one wall surface of the ink flow path. Specifically, as shown in FIG. 14, the discharge side opening of the
また、ノズルプレートのヘッド本体部側の接合面に接着剤を塗布した後、該ノズルプレートをヘッド本体部に貼り合わせる前に、ノズルテーパ角より広角で傾斜回転露光することが好ましい。具体的には、図15(a)に示すように、ノズルプレート60の吐出側とは反対側に相当する流入側(図の上側)に接着剤120が塗布された状態において、吐出側に向かって流路断面積が次第に小さくなるテーパ状ノズル51のノズル軸Pに対する光の入射角θがノズル51のテーパ角度θ1以上となるように露光する。光の入射角θがノズル51のテーパ角度θ1より小さいと、ノズル51の流入側開口部周辺の接着剤120のエッジ部(接着剤エッジ部)120cに照射されず、また、圧力室52(不図示)の壁面による反射光を利用して照射する場合は接着剤エッジ部120cのみを正確に選択的に硬化させるのが難しい。よって、上記の如く、光の入射角θがノズル51のテーパ角度θ1以上となるようにするのが好ましい(θ≧θ1)。これにより、図15(b)に示すように、ノズル51の流入側開口部周辺の接着剤エッジ部120cが硬化する。
Further, it is preferable that after applying an adhesive on the joint surface of the nozzle plate on the head main body side and before the nozzle plate is bonded to the head main body portion, tilt exposure is performed at a wider angle than the nozzle taper angle. Specifically, as shown in FIG. 15A, in the state where the adhesive 120 is applied to the inflow side (upper side in the figure) corresponding to the opposite side to the discharge side of the
なお、図15(a)において、ノズル軸Pを挟んでノズル51の吐出側開口端部とその反対側の流入側開口端部を接続する直線によって規定される角度θ2より光の入射角θが大きいと、ノズル51の流入側開口部周辺の接着剤エッジ部120cに光が照射されないか、ノズル内壁面での反射光が接着剤エッジ部120cに照射される場合でも反射してしまうので反射ロスが大きく照射光率が著しく低下する。よって、次式 θ1≦θ≦θ2を満たすように設定することがより好ましい。
In FIG. 15A, the incident angle θ of light is larger than the angle θ2 defined by the straight line connecting the discharge side opening end of the
ここで、テーパ状ノズル51の吐出側開口径をφ1、流入側開口径をφ2とし、また、ノズルプレート60の厚さをtとしたとき、θ1、θ2は次式で表される。
Here, when the discharge-side opening diameter of the tapered
θ1=tan−1(φ2−φ1)/2t
θ2=tan−1(φ1+φ2)/2t
以上から、ノズルテーパ角より広角で傾斜回転露光する場合の光の入射角θとしては、次式で示される範囲が好ましい。
θ1 = tan −1 (φ2−φ1) / 2t
θ2 = tan −1 (φ1 + φ2) / 2t
From the above, the light incident angle θ in the case of tilt rotation exposure at a wider angle than the nozzle taper angle is preferably in the range represented by the following equation.
θ≧tan−1(φ2−φ1)/2t
そして、より好ましくは、次式で示される範囲である。
θ ≧ tan −1 (φ2−φ1) / 2t
And more preferably, it is the range shown by a following formula.
tan−1(φ2−φ1)/2t ≦ θ ≦ tan−1(φ1+φ2)/2t
このようにノズルテーパ角より広角で傾斜回転露光しておくことにより、ノズルの流入側開口部周辺に接着剤の硬化部(前記接着剤エッジ部120cに相当)が形成されるので、ノズル目詰まりをより確実に防止でき、接着形状のバラツキも低減して飛翔方向も安定する。
tan −1 (φ2−φ1) / 2t ≦ θ ≦ tan −1 (φ1 + φ2) / 2t
By exposing the nozzle taper angle to an inclined rotational exposure at a wider angle than this, a hardened portion of the adhesive (corresponding to the
ノズルテーパ角より広角で傾斜回転露光する態様の場合、ノズル流入部の光照射量は、接合部の照射量以下に設定しておけば、流路内面反射による接合部の硬化が防止でき、直接照射なのでエネルギー不足も生じない。例えば、Ni振動板の場合、紫外線反射率は約40%である。 In the case of a tilt rotation exposure with a wider angle than the nozzle taper angle, if the light irradiation amount of the nozzle inflow portion is set to be equal to or less than the irradiation amount of the joint portion, curing of the joint portion due to reflection on the inner surface of the flow path can be prevented and direct irradiation So there is no energy shortage. For example, in the case of a Ni diaphragm, the ultraviolet reflectance is about 40%.
Ni電鋳による方法でノズルプレートを作製する場合、ノズルプレートに相当する電鋳層を露光マスクから剥離せずに(即ち、露光マスクを付けたままの状態で)、ノズルプレートの吐出側(即ち、露光マスク側)から傾斜回転露光を行う態様もある。具体的には、図16に示すように、傾斜回転露光装置210(図11参照)のステージ220上に、露光マスク100付きのNi電鋳層112(ノズルプレート60に相当)をヘッド本体部114に貼り合わせた状態でアライメント加圧しながら傾斜回転露光を行う。図17には露光マスク100上に形成されたNi電鋳層112の平面図を示している。図示の例では、円盤状のNi電鋳層112に各ヘッド50に対応する4つのノズルプレート形成部250(ノズルプレート60に相当)が形成されている。傾斜回転露光を行う場合には、各ノズルプレート形成部250にそれぞれヘッド本体部114を積層して、図16に示したようにステージ220上にセットする。
When the nozzle plate is produced by the Ni electroforming method, the electroforming layer corresponding to the nozzle plate is not peeled off from the exposure mask (that is, with the exposure mask attached), that is, on the discharge side of the nozzle plate (ie There is also an aspect in which inclined rotation exposure is performed from the exposure mask side. Specifically, as shown in FIG. 16, the Ni electroformed layer 112 (corresponding to the nozzle plate 60) with the
また、Ni電鋳層112には、上記のいずれのノズルプレート形成部250とも重ならない領域に、受光モニタ用の複数のノズル孔が形成された受光モニタ部258が形成されており、この受光モニタ部258の真下の対応位置に受光センサ248が配置される。すなわち、受光センサ248はステージ220上でいずれのノズルプレート形成部250とも重ならない領域(ノズルプレート形成部以外の領域)に配置される。
The Ni electroformed
このように露光マスクを剥離せずに傾斜回転露光を行う態様によれば、薄肉のノズルプレートでもハンドリング性が向上し、また、接合の際の歪みや反りが低減し、高精度な接合が可能となる。なお、露光マスクの剥離は、ノズルプレート形成部とヘッド本体部の間に存在する接着剤を加熱などにより硬化させた後に行えばよく、その後、露光マスクから剥離されたNi電鋳層を各ノズルプレート形成部250毎に切断すればよい。
As described above, according to the aspect in which the tilt rotation exposure is performed without peeling off the exposure mask, the handling property is improved even with a thin nozzle plate, and the distortion and warpage at the time of bonding are reduced, and high-precision bonding is possible. It becomes. The exposure mask may be peeled after the adhesive existing between the nozzle plate forming portion and the head main body is cured by heating or the like, and then the Ni electroformed layer peeled off from the exposure mask is applied to each nozzle. What is necessary is just to cut | disconnect for every
なお、Ni電鋳層112上におけるノズルプレート形成部250や受光モニタ部258の形状、配置数、配置位置については、多様な形態が可能であり、図17に示した例に限定されない。
In addition, about the shape of the nozzle
〔第2の実施形態〕
次に、本発明に係る第2の実施形態について説明する。以下、第1の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. Hereinafter, description of parts common to the first embodiment will be omitted, and description will be made focusing on characteristic parts of the present embodiment.
図18は、第2の実施形態におけるノズルプレートの作製方法を示したフローチャート図である。以下、図19〜図21を参照しながら、図18に示した各工程について説明する。 FIG. 18 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a nozzle plate according to the second embodiment. Hereafter, each process shown in FIG. 18 is demonstrated, referring FIGS. 19-21.
まず、図18のステップS302において、露光マスクを作製する。具体的には、図19(a)に示すように、ガラス等からなる透明基板302の片面の全面に光干渉膜304を形成する。光干渉膜304は、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層形成した、いわゆる光学多層膜からなるものである。積層される高屈折率材料と低屈折率材料の膜厚を調整することにより、所定の波長で、所望の透過率を得ることができる。高屈折率材料としては、Al2O3(酸化アルミ二ウム)や、TiO2(酸化チタン)が用いられ、低屈折率材料としては、SiO2(酸化シリコン)やMgF2(フッ化マグネシウム)が用いられる。光干渉膜304は、これらの材料をスパッタリングや真空蒸着といった手法により交互に成膜することにより形成する。本実施形態では、図20に示されるように、波長365〔nm〕光について、光干渉膜304面に対し垂直に光を入射させた場合(0度)には、約30〔%〕の透過率を示し、光干渉膜304面に対し35度以上の角度で光を入射させた場合、光の透過率は略0〔%〕となるような(図20より推察)材料及び膜厚を選定して構成されている。
First, in step S302 of FIG. 18, an exposure mask is produced. Specifically, as shown in FIG. 19A, a
次に、図19(b)に示すように、透明基板302上の光干渉膜304に重ねて、スピンコーター等によりレジスト306を塗布し、プリベークを行う。その後、目的とする光遮断層(後述する不透明膜308に相当)の開口領域のパターンに対応したマスクを用いて露光した後、現像を行うことにより、図19(c)に示すような光遮断層(不透明膜308)の開口領域に対応する部分のみにレジスト306がパターニングされる。
Next, as shown in FIG. 19B, a resist 306 is applied by a spin coater or the like so as to overlap the
次に、図19(d)に示すように、透明基板302上のレジスト306の形成された面の全面に、不透明膜308を形成する。不透明膜308は、Cr(クロム)または、酸化クロムからなるものであり、スパッタリングや真空蒸着といった方法により形成する。
Next, as shown in FIG. 19D, an
図19(d)のように、レジスト306の形成面の全面に不透明膜308の成膜をおこなった後、当該透明基板302の全体を有機溶剤に浸漬させる、いわゆるリフトオフにより、レジスト306の形成されている領域上の不透明膜308をレジスト306と共に除去する。
As shown in FIG. 19D, after the
これにより、図19(e)に示すように、光干渉膜304上でレジスト306の形成されていなかった領域においてのみ不透明膜308が残存する。
Thereby, as shown in FIG. 19E, the
この後、図19(f)に示すように、光干渉膜304の開口領域304aとなる部分をレーザートリマー等により除去する。こうして露光マスク300が完成する。
After that, as shown in FIG. 19F, the portion that becomes the
露光マスクの作製後(図18のステップS302)、露光マスクの片面上にネガタイプのフォトレジストを塗布する(ステップS304)。具体的には、図21(a)に示すように、露光マスク300の光干渉膜304及び不透明膜308の形成されている側の面に、スピンコーター等によりレジスト310を塗布する。レジスト310の膜厚は、作製されるノズルプレートの厚さに対応するため、本実施形態では、厚膜レジストを用いている。例えば、20〜50μm程度の膜厚でネガレジストが塗布される。その後、当該塗布されたレジスト310についてプリベークをおこなう
なお、塗布による付着に代えて、ドライフィルム(DRF)を用いて、露光マスク300に密着させる方法や、レジストが塗布された基板を用い、レジスト面と露光マスク300を密着させる方法であってもよい。
After producing the exposure mask (step S302 in FIG. 18), a negative type photoresist is applied on one side of the exposure mask (step S304). Specifically, as shown in FIG. 21A, a resist 310 is applied to the surface of the
次いで、図11で説明した傾斜回転型露光装置210のステージ220上に、このプリベークしたネガレジスト付きの露光マスク300を透明基板302側が上側(露光面側)となるように固定した状態で、透明基板302側から露光を行う(図18のステップS306、S308)。なお、傾斜回転型露光装置210の光学フィルタ265(図12参照)は、365〔nm〕より短波長の光をカットするフィルタが用いられる。
Next, on the
ステップS306で示す第1の露光プロセスでは、図21(b)に示すように、露光マスク300に対して垂直な入射角で光を照射する垂直露光を行う。
In the first exposure process shown in step S306, as shown in FIG. 21B, vertical exposure is performed in which light is irradiated at an incident angle perpendicular to the
垂直露光が行われると、光干渉膜304の開口領域304aは、照射された露光光が全く吸収されることがないため、上述した光学フィルタ265(図12参照)を透過した波長成分の光がレジスト310に照射されるが、光干渉膜304の形成されている領域では、光干渉膜304により概ね400nm以上の波長成分がカットされた光がレジスト310に照射される。概ね400nmより波長の短い光はレジストの特性上、レジスト内部での光吸収が大きいため、レジスト310の領域310aを先細り傾向に感光する。特に不透明膜308の開口を狭くした場合はその傾向が顕著で、図21(b)に示すレジスト310の領域310bは先細りに感光される。尚、露光マスク300の不透明膜308により覆われた領域では、露光光は不透明膜308を透過することはないため、この領域に形成されたレジスト310が感光することはない。
When the vertical exposure is performed, the irradiated exposure light is not absorbed at all in the
上記の垂直露光(図18のステップS306)に続いて、図18のステップS308で示す傾斜回転露光を行う。具体的には、図11に示した傾斜回転型露光装置210の揺動機構により、ステージ220上に固定されたネガレジスト付きの露光マスク300に対して斜めの入射角で光を照射する傾斜回転露光を行う。本実施形態においては、光の入射角θが約35度となるようにして露光する。
Following the above vertical exposure (step S306 in FIG. 18), tilt rotation exposure shown in step S308 in FIG. 18 is performed. Specifically, the tilt rotation that irradiates light at an oblique incident angle with respect to the
傾斜回転露光が行われると、図21(c)に示すように、光干渉膜304の開口領域304aを透過した光は、レジスト310を貫通し、これによりレジスト310にテーパ領域310cが形成されるように感光される。ここで、レジスト310には光学フィルタ265(図12参照)を透過した概ね400nm以上の波長成分を含む光が照射される。概ね400nm以上の光はレジストの特性上、レジスト内部での光吸収が少ないため、レジスト310の領域310cを略直線状に感光する。一方、光干渉膜304の設けられている領域は、入射角が約35度に傾いた状態では、光の干渉により露光光の透過率は略0%となるため、露光光によりレジスト310が感光することはない。よって、図18のステップS308の傾斜回転露光によりレジスト310が感光するのは、光干渉膜304の開口領域304aより入射する露光光にのみによるものである。
When tilt rotation exposure is performed, as shown in FIG. 21C, the light transmitted through the
その後、図18のステップS310において、上記露光後のレジスト310について現像を行った後、ポストベークを行う。こうして、図21(d)に示すように、露光マスク300上には、感光部に対応するレジスト310が残ったレジストパターンが形成され、これがニッケル(Ni)電鋳の型として用いられる。
Thereafter, in step S310 in FIG. 18, the exposed resist 310 is developed and then post-baked. In this way, as shown in FIG. 21D, a resist pattern in which the resist 310 corresponding to the photosensitive portion remains is formed on the
次に、図18のステップS312において、露光マスク300に対してニッケル(Ni)共析メッキを行い、撥液メッキ層を形成する。具体的には、図21(e)に示すように、露光マスク300の不透明膜308の形成されている面についてニッケル(Ni)共析メッキを行い、Ni共析メッキ層312を形成する。
Next, in step S312 of FIG. 18, nickel (Ni) eutectoid plating is performed on the
Ni共析メッキは、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を含有するメッキ液を用い、1〜3〔μm〕の膜厚になるまで行う。Ni共析メッキは、金属部分にのみメッキが施されるため、本例の場合、Crよりなる不透明膜308の表面にのみNi共析メッキ層312が形成される。
Ni eutectoid plating is performed using a plating solution containing PTFE (polytetrafluoroethylene) until a film thickness of 1 to 3 [μm] is obtained. Since Ni eutectoid plating is performed only on the metal portion, in this example, the Ni
その後、図18のステップS314において、Ni電鋳を行う。具体的には、図21(e)に示すように、Ni共析メッキの施された領域、即ち、Ni共析メッキ層312上に、Ni電鋳により、Ni電鋳層314を堆積させる。このとき堆積させるNiの膜厚は、10〜50〔μm〕である。当該Ni共析メッキ層312及びNi電鋳層314により形成される金属プレート部分がノズルプレート316となる。
Thereafter, in step S314 of FIG. 18, Ni electroforming is performed. Specifically, as shown in FIG. 21E, a
メッキによる成長表面を研磨した後、有機溶剤等によりレジスト310の除去を行い(図18のステップS316)、更に、その後、当該Ni共析メッキ層312及びNi電鋳層314により形成されるノズルプレート316を露光マスク300から剥離する(図18のステップS318)。
After polishing the growth surface by plating, the resist 310 is removed with an organic solvent or the like (step S316 in FIG. 18), and then the nozzle plate formed by the Ni
こうして、図21(f)に示すように、吐出方向(図の下方)に向かって流路断面積が次第に小さくなる順テーパ部318と円筒状のストレート部320から成るテーパストレート状ノズル322とともに、吐出方向に向かって孔径が次第に大きくなる逆テーパ部(孔部)324が形成されたノズルプレート316が得られる。
Thus, as shown in FIG. 21 (f), along with the tapered
なお、Ni共析メッキ層312の堆積前にCuやZnなどの犠牲層を形成し、露光マスク300の剥離後に除去することで、吐出面の一層の品質向上を図ることも可能である。
Note that a sacrificial layer such as Cu or Zn is formed before the Ni
このようにして得られたノズルプレート316をヘッド本体部114(流路板62)に接合する場合には、上述した傾斜回転型露光装置210を用いて行えばよい。例えば、図22(a)に示すように、まず、比較的大きな入射角θaで光を照射する広角傾斜回転露光を行う。これにより、ノズル322の流入側開口部周辺の接着剤エッジ部120cは光が直接照射されるので硬化する。次いで、図22(b)に示すように、比較的小さな入射角θb(<θa)で光を照射する狭角傾斜回転露光を行う。ノズル322の吐出側開口部から圧力室52内部に侵入した光は振動板64などの壁面に反射し、その反射光が圧力室52内部に存在する接着剤120aに照射されるので、該接着剤120aは硬化する。
When the
また、ノズルプレート316に形成された逆テーパ部(孔部)324には、ノズルプレート322をヘッド本体部114に貼り付けて加圧すると余剰接着剤120dが侵入するが、上記露光により逆テーパ部324内部の余剰接着剤120dに光が照射されるので、該余剰接着剤120dをクサビ状に硬化させることができる。その際、逆テーパ部324の前面側(露光側)に可動マスク328を設け、狭角傾斜回転露光を行うときにのみ、逆テーパ部324内部の余剰接着剤120dに光を照射するようにしてもよい。逆テーパ部324内部の余剰接着剤120dがクサビ状に硬化するので、接着強度や位置ずれ防止効果が向上する。
Further, when the
また、図23に示すように、ノズルプレート316を露光マスク300から剥離しない状態で傾斜回転露光を行う態様もある。この場合、ノズルプレート316とヘッド本体部114(流路板62)の接合が完了してから、ノズルプレート316を露光マスク300から剥離すればよい。薄肉のノズルプレートでも歪みや反りが低減され、高精度な接着が可能となる。
In addition, as shown in FIG. 23, there is also an aspect in which the tilt rotation exposure is performed in a state where the
なお、説明の便宜上、図22や図23ではノズルプレート316や露光マスク300を簡略的に表示している。
For convenience of explanation, the
〔第3の実施形態〕
次に、本発明に係る第3の実施形態について説明する。以下、第1及び第2の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described. Hereinafter, description of parts common to the first and second embodiments will be omitted, and description will be made focusing on characteristic parts of the present embodiment.
本実施形態においては、ノズルの吐出側開口部から光を照射して(ヘッド内部の)インク流路に存在する接着剤を硬化させるための露光装置として、上述した第1及び第2の実施形態で用いた傾斜回転型露光装置とは異なり、開口絞りにガラスマスクを設けるなどで垂直照射光の強度を弱く設定したケラー照明型のレーザ(固体レーザ:355〔nm〕、半導体レーザ375〔nm〕、405〔nm〕など)を用いて行う。 In the present embodiment, the first and second embodiments described above are used as exposure apparatuses for irradiating light from the discharge side opening of the nozzle to cure the adhesive existing in the ink flow path (inside the head). Unlike the tilt-and-rotation type exposure apparatus used in the above, a Keller illumination type laser (solid laser: 355 [nm], semiconductor laser 375 [nm]) in which the intensity of vertical irradiation light is set low by providing a glass mask on the aperture stop, etc. , 405 [nm], etc.).
図24は、本実施形態において用いられる露光装置を示した概要図である。図24に示すように、この露光装置400は、固体レーザを光源451とするものであり、光源451より発せられた光は、インプットレンズ等からなる光学系452を介し、フライアイレンズ453に入射する。フライアイレンズ453は、2枚のシリンドリカルレンズを直交させたものである。フライアイレンズ453に入射した光束は、リレーレンズ454を介しマスク455を照射する。マスク455には、圧力室(インク流路)内に存在する接着剤に対して光を照射するためのパターンがノズル配置に合わせて形成されている。マスク455を照射した光束は、開口絞り456を介し、投影レンズ457により、照射面458に照射される。
FIG. 24 is a schematic diagram showing an exposure apparatus used in the present embodiment. As shown in FIG. 24, this
尚、開口絞り456は、フライアイレンズ453の集光面がリレーレンズ454により結像される位置に配置されており、テレセントリック光学系を構成している。また、本露光装置は、ケラー照明型の光学系からなるものである。
The
露光装置は、ケラー照明型の光学系を有するものであるため、図に示すように照射面458に対し斜めより進入する平行光束が存在している。
Since the exposure apparatus has a Keller illumination type optical system, there is a parallel light beam that enters the
このような露光装置400を用いて露光する場合には、開口絞り456を開いた状態(広角照射絞り)にした広角露光を行ってから、開口絞り456を絞った状態(狭角照射絞り)にした狭角露光を行うことが好ましい。このときの露光の様子は、図22(a),(b)に示した場合と同様である。
When performing exposure using such an
すなわち、まず、開口絞り456を開いた状態にした広角露光が行われると、図22(a)に示すように、ノズルプレート316側から比較的大きい入射角θaで光が照射される。これにより、ノズルプレート316の流入側開口部周辺の接着剤エッジ部120cは照射された光によって硬化する。次いで、開口絞り456を絞った状態にした狭角露光が行われると、図22(b)に示すように、ノズルプレート316側から比較的小さな入射角θb(<θa)で光が照射される。これにより、圧力室52の内壁面による反射光によって圧力室52内に存在する接着剤120aは硬化する。
That is, first, when wide-angle exposure is performed with the
また、ヘッド本体部114(流路板62)にノズルプレート316を貼り合わせて加圧すると、ノズルプレート316に形成される逆テーパ部(孔部)324に余剰接着剤120dが流入するが、上記露光によって、逆テーパ部324内の余剰接着剤120dはクサビ状に硬化する。例えば、図22(a)に示すように、狭角露光時には、逆テーパ部324の前面にマスク328を配置して逆テーパ部324内の余剰接着剤120dに対する露光は行わず、図22(b)に示すように、広角露光時には、逆テーパ部324の前面のマスク328を他に移動して、逆テーパ部324内の余剰接着剤120dに対する露光を行うようにしてもよい。逆テーパ部324内の余剰接着剤120dがクサビ状に硬化するので、接着強度や位置ずれ防止効果が向上する。
Further, when the
また、第2の実施形態と同様、ノズルプレート316を露光マスク300から剥離しない状態で露光マスク300側から露光を行う態様もある(図23参照)。薄肉のノズルプレートでも歪みや反りが低減し、高精度な接着が可能となる。
Further, as in the second embodiment, there is a mode in which the exposure is performed from the
本実施形態によれば、ノズルプレートをヘッド本体部に接合する際に用いる露光装置として、ケラー照明型光学系を用いることにより、傾斜回転機構が不要でワークの固定保持も可能なため、ハンドリング性が良好で、圧力室(インク流路)全体の一括照射により生産性にも優れた接合が可能となる。 According to the present embodiment, since the Keller illumination type optical system is used as the exposure apparatus used when the nozzle plate is joined to the head main body, the tilt rotation mechanism is unnecessary and the work can be fixed and held. It is possible to perform bonding with excellent productivity by batch irradiation of the entire pressure chamber (ink flow path).
また、垂直照射光を弱く設定したので、装置への戻り光による迷光などの影響が防止されるので、加工品質も安定する。 In addition, since the vertical irradiation light is set to be weak, the influence of stray light due to the return light to the apparatus is prevented, so that the processing quality is stabilized.
〔第4の実施形態〕
次に、本発明に係る第4の実施形態について説明する。以下、第1〜第3の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described. Hereinafter, description of parts common to the first to third embodiments will be omitted, and description will be made focusing on characteristic parts of the present embodiment.
図25は本実施形態のヘッドの要部構成を示した断面図である。図25に示すように、本実施形態のヘッド500は、圧力室502が区画形成される流路板504、振動板506、及び圧電素子508を備えるヘッド本体部510の前面(図の下面)に、ノズル512が形成されるノズルプレート514が接着剤で接合された構成となっている。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing the main configuration of the head of this embodiment. As shown in FIG. 25, the
各部の構成については第1の実施形態のヘッド50と略共通するため説明を省略するが、本実施形態のヘッド500は、圧電素子508の駆動により振動板506が変位する方向(図の左方向)に対して垂直な方向がノズル512の吐出方向(図の下方向)となるように構成された、いわゆるサイドシューター型ヘッドである。
Since the configuration of each part is substantially the same as that of the
サイドシューター型ヘッドに対しても本発明は適用可能であり、図25において、ノズルプレート514をヘッド本体部510に接着剤516を挟むようにして接合する際、ノズルプレート514の吐出側から傾斜回転露光を行い、ノズル512の吐出側開口部から圧力室502内部に光を照射することによって、該圧力室502の内壁面による反射光、或いは直接照射される光によって、インク流路(圧力室502)内に存在する接着剤516aを硬化させることができる。よって、ノズルプレートを接合する際に生じるノズル目詰まりや位置ずれを防止することができる。また、露光装置として、前述のケラー照明型の光学系を用いてもよい。
The present invention can also be applied to a side shooter type head. In FIG. 25, when the
以上、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。 Has been described in detail with the production how liquid discharge head of the present invention, the present invention is not limited to the above examples, without departing from the scope of the present invention, that various improvements and modifications of the Of course.
10…インクジェット記録装置、50…ヘッド、51…ノズル、52…圧力室、54…インク供給口、55…共通流路、58…圧電素子、60…ノズルプレート、62…流路板、64…振動板、100…露光マスク、102…透明基板、104…不透明膜、112…Ni電鋳層、300…露光マスク、302…透明基板、304…光干渉膜、308…不透明膜、400…ケラー照明型光学系露光装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ノズルプレート及び前記ヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に光硬化性を有する接着剤を付与する工程と、
前記接着剤の付与後、前記ノズルが前記流路に連通するように位置合わせしながら前記ノズルプレートを前記ヘッド本体部に積層して加圧する工程と、
前記積層加圧後、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行い、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光により、前記流路内に存在する接着剤を硬化させる工程と、を含み、
前記流路の前記ノズル側に対向する壁面は前記吐出手段により変位させられる振動板で構成され、
前記ノズルプレートの吐出側から露光を行う際、前記吐出手段により前記振動板を変位させながら行うことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 A nozzle plate in which nozzles for discharging liquid are formed; a head main body portion in which a flow path opening on the nozzle plate side is formed and discharge means for changing pressure in the liquid in the flow path is formed; A method of manufacturing a liquid discharge head comprising:
Applying a photo-curing adhesive to at least one joint surface of the nozzle plate and the head main body;
After the application of the adhesive, the step of laminating the nozzle plate on the head main body portion and pressurizing the nozzle so as to communicate with the flow path; and
After the laminating pressurization, exposing from the discharge side of the nozzle plate, and curing the adhesive existing in the flow path with light incident on the flow path from the discharge side opening of the nozzle; only including,
The wall surface facing the nozzle side of the flow path is composed of a diaphragm that is displaced by the discharge means,
A method of manufacturing a liquid discharge head, characterized in that when performing exposure from the discharge side of the nozzle plate, the diaphragm is displaced by the discharge means .
前記積層加圧を行う前に、前記ノズルのノズル軸に対するノズル内壁面の傾き角度より広角の入射角で前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に光が入射するように、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行う工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 In the nozzle plate, nozzles are formed in a tapered shape in which the channel cross-sectional area gradually decreases toward the discharge side,
Before performing the stacking and pressurization, the nozzle plate is configured such that light is incident on the inside of the flow path from the discharge side opening of the nozzle at an incident angle wider than the inclination angle of the inner wall surface of the nozzle with respect to the nozzle axis of the nozzle. The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 1, further comprising a step of performing exposure from the discharge side of the liquid discharge head.
前記ノズルプレート及び前記ヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に光硬化性を有する接着剤を付与する工程と、 Applying a photo-curing adhesive to at least one joint surface of the nozzle plate and the head main body;
前記接着剤の付与後、前記ノズルが前記流路に連通するように位置合わせしながら前記ノズルプレートを前記ヘッド本体部に積層して加圧する工程と、 After the application of the adhesive, the step of laminating the nozzle plate on the head main body portion and pressurizing the nozzle so as to communicate with the flow path; and
前記積層加圧後、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行い、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光により、前記流路内に存在する接着剤を硬化させる工程と、を含み、 After the laminating pressurization, exposing from the discharge side of the nozzle plate, and curing the adhesive existing in the flow path with light incident on the flow path from the discharge side opening of the nozzle; Including
前記ノズルプレートには吐出側に向かって流路断面積が次第に小さくなるテーパ状にノズルが形成され、 In the nozzle plate, nozzles are formed in a tapered shape in which the channel cross-sectional area gradually decreases toward the discharge side,
前記積層加圧を行う前に、前記ノズルのノズル軸に対するノズル内壁面の傾き角度より広角の入射角で前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に光が入射するように、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行う工程を更に含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 Before performing the stacking and pressurization, the nozzle plate is configured such that light is incident on the inside of the flow path from the discharge side opening of the nozzle at an incident angle wider than the inclination angle of the inner wall surface of the nozzle with respect to the nozzle axis of the nozzle. A method of manufacturing a liquid discharge head, further comprising the step of performing exposure from the discharge side of the liquid discharge head.
前記ノズルプレート及び前記ヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に光硬化性を有する接着剤を付与する工程と、 Applying a photo-curing adhesive to at least one joint surface of the nozzle plate and the head main body;
前記接着剤の付与後、前記ノズルが前記流路に連通するように位置合わせしながら前記ノズルプレートを前記ヘッド本体部に積層して加圧する工程と、 After the application of the adhesive, the step of laminating the nozzle plate on the head main body portion and pressurizing the nozzle so as to communicate with the flow path; and
前記積層加圧後、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行い、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光により、前記流路内に存在する接着剤を硬化させる工程と、を含み、 After the laminating pressurization, exposing from the discharge side of the nozzle plate, and curing the adhesive existing in the flow path with light incident on the flow path from the discharge side opening of the nozzle; Including
前記ノズルプレートには吐出側に向かって孔径が次第に大きくなる逆テーパ状の孔部が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 A method of manufacturing a liquid discharge head, wherein the nozzle plate is formed with a reverse-tapered hole portion having a hole diameter that gradually increases toward the discharge side.
前記ノズルプレート及び前記ヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に光硬化性を有する接着剤を付与する工程と、 Applying a photo-curing adhesive to at least one joint surface of the nozzle plate and the head main body;
前記接着剤の付与後、前記ノズルが前記流路に連通するように位置合わせしながら前記ノズルプレートを前記ヘッド本体部に積層して加圧する工程と、 After the application of the adhesive, the step of laminating the nozzle plate on the head main body portion and pressurizing the nozzle so as to communicate with the flow path; and
前記積層加圧後、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行い、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光により、前記流路内に存在する接着剤を硬化させる工程と、を含み、 After the laminating pressurization, exposing from the discharge side of the nozzle plate, and curing the adhesive existing in the flow path with light incident on the flow path from the discharge side opening of the nozzle; Including
前記露光は、傾斜回転型露光装置を用いて行われることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 The method of manufacturing a liquid discharge head, wherein the exposure is performed using an inclined rotation type exposure apparatus.
前記ノズルプレート及び前記ヘッド本体部の少なくとも一方の接合面に光硬化性を有する接着剤を付与する工程と、 Applying a photo-curing adhesive to at least one joint surface of the nozzle plate and the head main body;
前記接着剤の付与後、前記ノズルが前記流路に連通するように位置合わせしながら前記ノズルプレートを前記ヘッド本体部に積層して加圧する工程と、 After the application of the adhesive, the step of laminating the nozzle plate on the head main body portion and pressurizing the nozzle so as to communicate with the flow path; and
前記積層加圧後、前記ノズルプレートの吐出側から露光を行い、前記ノズルの吐出側開口部から前記流路内部に入射した光により、前記流路内に存在する接着剤を硬化させる工程と、を含み、 After the laminating pressurization, exposing from the discharge side of the nozzle plate, and curing the adhesive existing in the flow path with light incident on the flow path from the discharge side opening of the nozzle; Including
前記露光は、レーザー光源を用いたケラー照明型光学系で行われることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 The liquid exposure head manufacturing method, wherein the exposure is performed by a Keller illumination type optical system using a laser light source.
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