JP6878157B2 - Manufacturing method of droplet ejection head, manufacturing method of image forming apparatus, droplet ejection head and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、液滴吐出ヘッドの製造方法、画像形成装置の製造方法、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に係り、特に、液滴の吐出口であるノズル孔の周囲に撥水膜を有する液滴吐出ヘッドの製造技術、及び液滴吐出ヘッドを用いる画像形成装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a droplet ejection head, a method for manufacturing an image forming apparatus, a droplet ejection head and an image forming apparatus, and in particular, a liquid having a water-repellent film around a nozzle hole which is a droplet ejection port. The present invention relates to a technique for manufacturing a droplet ejection head and an image forming apparatus using the droplet ejection head.
インクジェット記録装置などに用いられる液滴吐出ヘッドは、ノズル孔が配列されたノズルプレートの吐出側表面に撥水膜が形成されている。特許文献1−2には、撥水膜を含む液滴吐出ヘッドの製造方法が示されている。特許文献1に記載の液滴出ヘッドの製造方法は、ノズル孔を有するノズル形成基板及びノズル孔内部に撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、ノズル形成基板表面の撥水膜表面に保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼付工程と、ノズル孔内部の撥水膜をプラズマ処理により除去するプラズマ照射工程と、保護フィルムを剥離する保護フィルム剥離工程と、を含む。 In a droplet ejection head used in an inkjet recording device or the like, a water-repellent film is formed on the ejection side surface of a nozzle plate in which nozzle holes are arranged. Patent Document 1-2 discloses a method for manufacturing a droplet ejection head containing a water-repellent film. The method for manufacturing a droplet ejection head described in Patent Document 1 includes a nozzle forming substrate having a nozzle hole, a water repellent film forming step of forming a water repellent film inside the nozzle hole, and a water repellent film surface on the surface of the nozzle forming substrate. It includes a protective film sticking step of sticking the protective film, a plasma irradiation step of removing the water-repellent film inside the nozzle hole by plasma treatment, and a protective film peeling step of peeling the protective film.
従来の方法を適用して製造された液滴吐出ヘッドは、保護フィルム貼付工程の際に、ノズル形成基板に対して保護フィルムを貼り付ける貼付方向と平行な方向に撥水膜の不均一性が生じる。例えば、保護フィルム貼付工程においてノズル孔の近傍において保護フィルムの貼付方向に保護フィルムの浮き上がりが発生し、その浮き上がり部分にプラズマが進入することで撥水膜の一部が除去されてしまい、ノズル孔周囲の撥水膜が不均一になる。 The droplet ejection head manufactured by applying the conventional method has a non-uniformity of the water-repellent film in the direction parallel to the sticking direction in which the protective film is stuck to the nozzle forming substrate during the protective film sticking process. Occurs. For example, in the process of attaching the protective film, the protective film rises in the vicinity of the nozzle hole in the direction in which the protective film is attached, and plasma enters the raised portion to remove a part of the water-repellent film, resulting in the nozzle hole. The surrounding water-repellent film becomes uneven.
また、保護フィルム貼付工程において保護フィルムの一部がノズル孔の中に押し込まれてしまい、プラズマ処理にてノズル孔内部の撥水膜が部分的に除去されずに、ノズル孔内部に撥水膜が残存することによっても撥水膜の不均一性が生じる。 Further, in the process of attaching the protective film, a part of the protective film is pushed into the nozzle hole, and the water-repellent film inside the nozzle hole is not partially removed by the plasma treatment, and the water-repellent film inside the nozzle hole is not partially removed. Non-uniformity of the water-repellent film also occurs due to the remaining residue.
ノズル孔周囲の撥水膜が不均一であると、ノズル孔から吐出される液滴の吐出方向が曲がり、吐出された液滴は、目標とする着弾位置からずれた位置に着弾する。液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出された液滴を媒体に付着させることにより媒体上に画像を形成する画像形成装置の場合、撥水膜の不均一性に起因する吐出曲がりによって媒体上でのドット形成位置がずれてしまい、媒体上に形成される画像の品質が劣化する。 If the water-repellent film around the nozzle hole is non-uniform, the ejection direction of the droplets ejected from the nozzle hole is bent, and the ejected droplets land at a position deviated from the target landing position. In the case of an image forming apparatus that forms an image on a medium by adhering droplets ejected from the nozzle hole of the droplet ejection head to the medium, the ejection bending due to the non-uniformity of the water-repellent film causes the droplets to be bent on the medium. The dot formation position shifts, and the quality of the image formed on the medium deteriorates.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、撥水膜の不均一性による画像品質の劣化を抑制することができる液滴吐出ヘッドの製造方法、画像形成装置の製造方法、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a method for manufacturing a droplet ejection head capable of suppressing deterioration of image quality due to non-uniformity of a water-repellent film, a method for manufacturing an image forming apparatus, and a droplet. It is an object of the present invention to provide a discharge head and an image forming apparatus.
課題を解決するため、次の発明態様を提供する。 In order to solve the problem, the following aspects of the invention are provided.
態様1に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、複数のノズル孔を有するノズル形成基板の吐出側表面及びノズル孔の内部に撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、ノズル形成基板の吐出側表面に形成された撥水膜の表面に保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼付工程と、ノズル孔の内部の撥水膜をプラズマ処理により除去するプラズマ照射工程と、保護フィルムをノズル形成基板から剥離する保護フィルム剥離工程と、を有し、保護フィルム貼付工程にてノズル形成基板に対して保護フィルムを貼り付ける貼付方向は、ノズル形成基板を含んで構成される液滴吐出ヘッドとノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体との相対移動方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向である。 The method for manufacturing a droplet ejection head according to the first aspect is a water-repellent film forming step of forming a water-repellent film on the ejection side surface of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes and inside the nozzle holes, and ejection of the nozzle forming substrate. A protective film sticking step of sticking a protective film on the surface of the water repellent film formed on the side surface, a plasma irradiation step of removing the water repellent film inside the nozzle hole by plasma treatment, and peeling the protective film from the nozzle forming substrate. The protective film peeling step is provided, and the protective film is attached to the nozzle forming substrate in the protective film attaching step. The attachment direction is such that the droplet ejection head including the nozzle forming substrate and the nozzle hole eject the protective film. It is a direction that satisfies the angle θ in the range of −10 ° <θ <10 ° with respect to the relative movement direction with respect to the medium to which the droplets are attached.
態様1によれば、保護フィルムの貼り付け方のばらつきによって、ノズル孔周囲の撥水膜が不均一になる場合であっても、その不均一な撥水膜の不良箇所が発生する方向は、画像形成時における液滴吐出ヘッドと媒体の相対移動方向と略平行な方向である。このため、撥水膜の不均一性に起因する吐出曲がりの方向、つまり、吐出液滴の着弾位置(ドット形成位置)がずれる方向は、相対移動方向と略平行な方向であり、着弾位置ずれによる画像欠陥が視認され難い。ここでいう略平行は、−10°<θ<10°の範囲の角度θの許容範囲を含む平行若しくは非平行を指す。かかる角度θの許容範囲は、保護フィルムを貼り付ける作業における貼付方向の許容し得るばらつきに基づくものである。 According to the first aspect, even if the water-repellent film around the nozzle hole becomes non-uniform due to the variation in the method of attaching the protective film, the direction in which the non-uniform water-repellent film defect occurs is an image. The direction is substantially parallel to the relative movement direction of the droplet ejection head and the medium at the time of formation. Therefore, the direction of discharge bending due to the non-uniformity of the water-repellent film, that is, the direction in which the landing position (dot formation position) of the discharged droplet deviates is substantially parallel to the relative movement direction, and the landing position shifts. Image defects due to are difficult to see. Approximately parallel here refers to parallel or non-parallel including an allowable range of angle θ in the range of −10 ° <θ <10 °. The permissible range of the angle θ is based on the permissible variation in the sticking direction in the work of sticking the protective film.
態様2に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、複数のノズル孔を有するノズル形成基板の吐出側表面及びノズル孔の内部に撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、ノズル形成基板の吐出側表面に形成された撥水膜の表面に保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼付工程と、ノズル孔の内部の撥水膜をプラズマ処理により除去するプラズマ照射工程と、保護フィルムをノズル形成基板から剥離する保護フィルム剥離工程と、を有し、保護フィルム貼付工程にてノズル形成基板に対して保護フィルムを貼り付ける貼付方向は、複数のノズル孔の配列パターンによって構成されるノズル列のノズル孔配列方向と直交する方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向である。 The method for manufacturing a droplet ejection head according to the second aspect is a water-repellent film forming step of forming a water-repellent film on the ejection side surface of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes and inside the nozzle holes, and ejection of the nozzle forming substrate. A protective film sticking step of sticking a protective film on the surface of the water repellent film formed on the side surface, a plasma irradiation step of removing the water repellent film inside the nozzle hole by plasma treatment, and peeling the protective film from the nozzle forming substrate. The protective film peeling step is performed, and the sticking direction of sticking the protective film to the nozzle forming substrate in the protective film sticking step is the nozzle hole arrangement direction of the nozzle row composed of a plurality of nozzle hole arrangement patterns. It is a direction that satisfies the angle θ in the range of −10 ° <θ <10 ° with respect to the direction orthogonal to.
複数のノズル孔がノズル形成基板に一次元配列されている場合のノズル孔配列方向は、一次元配列のノズル孔の並び方向である。 When a plurality of nozzle holes are one-dimensionally arranged on the nozzle forming substrate, the nozzle hole arrangement direction is the arrangement direction of the one-dimensionally arranged nozzle holes.
複数のノズル孔がノズル形成基板に二次元配列されている場合、二次元配列の配列パターンによって構成されるノズル列は、実質的に一列のノズル列と等価なものと見做すことができる実質的なノズル列を意味する。この実質的なノズル列は、二次元配列された複数のノズル孔をノズル孔配列方向に並ぶように投影した投影ノズル列に相当する。 When a plurality of nozzle holes are two-dimensionally arranged on a nozzle forming substrate, a nozzle array composed of a two-dimensional array pattern can be regarded as substantially equivalent to a single array of nozzle arrays. Means a typical nozzle array. This substantial nozzle array corresponds to a projected nozzle array in which a plurality of two-dimensionally arranged nozzle holes are projected so as to be arranged in the nozzle hole arrangement direction.
態様3は、態様1又は態様2の液滴吐出ヘッドの製造方法において、ノズル孔の形状が四角形である液滴吐出ヘッドの製造方法である。 Aspect 3 is a method for manufacturing a droplet ejection head in which the shape of the nozzle hole is quadrangular in the method for manufacturing the droplet ejection head according to the first aspect or the second aspect.
ノズル孔の形状が四角形の四角ノズルは、ノズル孔の形状が円形のノズルに比べて、保護フィルムを貼り付ける貼付方向に依存した撥水膜の剥がれのばらつきが大きいため、本発明の適用が一層有益である。 A square nozzle having a square nozzle hole has a larger variation in peeling of the water-repellent film depending on the sticking direction in which the protective film is attached, as compared with a nozzle having a circular nozzle hole shape. It is beneficial.
態様4は、態様1から態様3のいずれか一態様の液滴吐出ヘッドの製造方法において、ウエハ内に複数個のノズル形成基板のダイを形成する工程を有し、ウエハ内の複数個のダイの向きは揃っており、撥水膜形成工程における撥水膜の形成は、複数個のダイを含むウエハの状態で行われ、保護フィルム貼付工程における保護フィルムの貼り付けは、複数個のダイを含むウエハの状態で行われる液滴吐出ヘッドの製造方法である。 Aspect 4 comprises a step of forming a plurality of nozzle-forming substrate dies in a wafer in the method for manufacturing a droplet ejection head according to any one of aspects 1 to 3, and a plurality of dies in the wafer. The water-repellent film is formed in the state of a wafer containing a plurality of dies in the water-repellent film forming step, and the protective film is attached in the protective film attaching step by using a plurality of dies. This is a method for manufacturing a droplet ejection head, which is performed in the state of a wafer containing the wafer.
態様4によれば、ウエハの状態のまま、複数個のノズル形成基板に対して一括して撥水膜の形成を行い、かつ、保護フィルムの貼り付けを行うため、製造工程が容易である。 According to the fourth aspect, the manufacturing process is easy because the water-repellent film is collectively formed on the plurality of nozzle-forming substrates and the protective film is attached in the state of the wafer.
態様5に係る画像形成装置の製造方法は、複数のノズル孔を有するノズル形成基板の吐出側表面及びノズル孔の内部に撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、ノズル形成基板の吐出側表面に形成された撥水膜の表面に保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼付工程と、ノズル孔の内部の撥水膜をプラズマ処理により除去するプラズマ照射工程と、保護フィルムをノズル形成基板から剥離する保護フィルム剥離工程と、を経てノズル形成基板を含む液滴吐出ヘッドを製造する工程と、製造された液滴吐出ヘッドと液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体とを相対移動させる相対移動機構と、液滴吐出ヘッドとを組み合わせて配置する組立工程と、を有し、保護フィルム貼付工程にてノズル形成基板に対して保護フィルムを貼り付ける貼付方向は、相対移動機構による媒体と液滴吐出ヘッドとの相対移動方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向であり、組立工程は、保護フィルムの貼付方向と相対移動機構による相対移動方向との成す角度が−10°<θ<10°の範囲の角度θになる位置関係を満たして相対移動機構と液滴吐出ヘッドとを配置する。 The method for manufacturing the image forming apparatus according to the fifth aspect is a water-repellent film forming step of forming a water-repellent film on the discharge side surface of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes and inside the nozzle holes, and a discharging side of the nozzle forming substrate. A protective film affixing step of attaching a protective film to the surface of the water repellent film formed on the surface, a plasma irradiation step of removing the water repellent film inside the nozzle hole by plasma treatment, and peeling the protective film from the nozzle forming substrate. A step of manufacturing a droplet ejection head including a nozzle forming substrate through a protective film peeling step, and a medium for adhering the manufactured droplet ejection head and the droplets ejected from the nozzle holes of the droplet ejection head. It has a relative movement mechanism for relative movement and an assembly process for arranging the droplet ejection head in combination, and the attachment direction for attaching the protective film to the nozzle forming substrate in the protective film attachment step is the relative movement mechanism. It is a direction that satisfies the angle θ in the range of -10 ° <θ <10 ° with respect to the relative movement direction between the medium and the droplet ejection head, and the assembly process is the relative movement by the protective film sticking direction and the relative movement mechanism. The relative movement mechanism and the droplet ejection head are arranged so as to satisfy the positional relationship in which the angle formed by the direction is the angle θ in the range of −10 ° <θ <10 °.
態様5によれば、撥水膜の不均一性に起因する画像品質の劣化を抑えることができる画像形成装置を得ることができる。 According to the fifth aspect, it is possible to obtain an image forming apparatus capable of suppressing deterioration of image quality due to non-uniformity of the water-repellent film.
態様6に係る画像形成装置の製造方法は、複数のノズル孔を有するノズル形成基板の吐出側表面及びノズル孔の内部に撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、ノズル形成基板の吐出側表面に形成された撥水膜の表面に保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼付工程と、ノズル孔の内部の撥水膜をプラズマ処理により除去するプラズマ照射工程と、保護フィルムをノズル形成基板から剥離する保護フィルム剥離工程と、を経てノズル形成基板を含む液滴吐出ヘッドを製造する工程と、製造された液滴吐出ヘッドと液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体とを相対移動させる相対移動機構と、液滴吐出ヘッドとを組み合わせて配置する組立工程と、を有し、保護フィルム貼付工程にてノズル形成基板に対して保護フィルムを貼り付ける貼付方向は、複数のノズル孔の配列パターンによって構成されるノズル列のノズル孔配列方向と直交する方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向であり、組立工程は、相対移動機構による液滴吐出ヘッドと媒体との相対移動方向とノズル孔配列方向とが直交する位置関係を満たして相対移動機構と液滴吐出ヘッドとを配置する。 The method for manufacturing the image forming apparatus according to the sixth aspect is a water-repellent film forming step of forming a water-repellent film on the discharge side surface of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes and inside the nozzle holes, and a discharging side of the nozzle forming substrate. A protective film affixing step of attaching a protective film to the surface of the water repellent film formed on the surface, a plasma irradiation step of removing the water repellent film inside the nozzle hole by plasma treatment, and peeling the protective film from the nozzle forming substrate. A step of manufacturing a droplet ejection head including a nozzle forming substrate through a protective film peeling step, and a medium for adhering the manufactured droplet ejection head and the droplets ejected from the nozzle holes of the droplet ejection head. It has a relative movement mechanism that moves relative to each other and an assembly process in which the droplet ejection head is arranged in combination. In the protective film attaching process, the protective film is attached to the nozzle forming substrate in a plurality of nozzles. The direction satisfies the angle θ in the range of -10 ° <θ <10 ° with respect to the direction orthogonal to the nozzle hole arrangement direction of the nozzle array composed of the hole arrangement pattern, and the assembly process is a liquid by a relative movement mechanism. The relative movement mechanism and the droplet discharge head are arranged so as to satisfy the positional relationship in which the relative movement direction of the drop discharge head and the medium and the nozzle hole arrangement direction are orthogonal to each other.
態様6によれば、撥水膜の不均一性に起因する画像品質の劣化を抑えることができる画像形成装置を得ることができる。 According to the sixth aspect, it is possible to obtain an image forming apparatus capable of suppressing deterioration of image quality due to non-uniformity of the water-repellent film.
態様7は、態様5又は態様6の画像形成装置の製造方法において、液滴吐出ヘッドと媒体との相対移動方向への1回の相対移動によって媒体への画像の記録を完成させるシングルパス方式の画像形成装置を製造する方法である。 Aspect 7 is a single-pass method in which in the method of manufacturing the image forming apparatus of Aspect 5 or Aspect 6, the recording of an image on the medium is completed by one relative movement in the relative movement direction between the droplet ejection head and the medium. This is a method of manufacturing an image forming apparatus.
シングルパス方式の画像形成装置は、吐出曲がりによる画像劣化の影響を受けやすいため、本発明の適用が一層有益である。 Since the single-pass type image forming apparatus is easily affected by image deterioration due to ejection bending, the application of the present invention is more beneficial.
態様8は、態様5から態様7のいずれか一態様の画像形成装置の製造方法において、液滴吐出ヘッドを用いて構成されるラインヘッドであるインクジェットヘッドバーを備える画像形成装置を製造する方法である。 Aspect 8 is a method of manufacturing an image forming apparatus including an inkjet head bar which is a line head configured by using a droplet ejection head in the method for manufacturing an image forming apparatus according to any one of aspects 5 to 7. is there.
態様9は、態様8の画像形成装置の製造方法において、液滴吐出ヘッドとしてのヘッドモジュールが相対移動方向と直交する媒体の幅方向に複数個繋ぎ合わされて構成されるインクジェットヘッドバーを備える画像形成装置を製造する方法である。 Aspect 9 is an image forming method comprising an inkjet head bar formed by connecting a plurality of head modules as droplet ejection heads in the width direction of a medium orthogonal to the relative moving direction in the method for manufacturing the image forming apparatus of the eighth aspect. It is a method of manufacturing an apparatus.
態様10は、態様8又は態様9の画像形成装置の製造方法において、同色インクを吐出する複数本のインクジェットヘッドバーを備える画像形成装置を製造する方法である。
態様10によれば、複数のノズル孔の吐出方向が揃って特定の一方向に吐出がシフトするようなばらつきモードである場合に、同色インクを吐出する複数本のインクジェットヘッドバーの組み合わせ方による画像のシフトが目立ち難く、画像品質の劣化を効果的に抑えることができる。 According to the tenth aspect, when the ejection directions of the plurality of nozzle holes are aligned and the ejection is shifted in a specific direction, the image is based on the combination of a plurality of inkjet headbars that eject the same color ink. The shift is inconspicuous, and deterioration of image quality can be effectively suppressed.
態様11に係る液滴吐出ヘッドは、複数のノズル孔を有するノズル形成基板と、ノズル形成基板の吐出側表面に形成された撥水膜と、を備える液滴吐出ヘッドであって、ノズル孔の周囲の撥水膜は、液滴吐出ヘッドとノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体との相対移動方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向に、撥水膜の不良箇所が偏在している。 The droplet ejection head according to the eleventh aspect is a droplet ejection head including a nozzle-forming substrate having a plurality of nozzle holes and a water-repellent film formed on the ejection side surface of the nozzle-forming substrate. The surrounding water-repellent film satisfies the angle θ in the range of −10 ° <θ <10 ° with respect to the relative movement direction between the droplet ejection head and the medium to which the droplet ejected from the nozzle hole is attached. Defective parts of the water repellent film are unevenly distributed.
態様11の液滴吐出ヘッドを用いることにより、撥水膜の不均一性に起因する吐出曲がりの影響による画像欠陥が目立ち難い良好な画質の画像を形成することができる。 By using the droplet ejection head of the eleventh aspect, it is possible to form an image of good image quality in which image defects due to the influence of ejection bending due to the non-uniformity of the water-repellent film are inconspicuous.
態様12に係る液滴吐出ヘッドは、複数のノズル孔を有するノズル形成基板と、ノズル形成基板の吐出側表面に形成された撥水膜と、を備える液滴吐出ヘッドであって、ノズル孔の周囲の撥水膜は、複数のノズル孔の配列パターンによって構成されるノズル列のノズル孔配列方向と直交する方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向に、撥水膜の不良箇所が偏在している。 The droplet ejection head according to the twelfth aspect is a droplet ejection head including a nozzle-forming substrate having a plurality of nozzle holes and a water-repellent film formed on the ejection side surface of the nozzle-forming substrate. The surrounding water-repellent film satisfies the angle θ in the range of -10 ° <θ <10 ° with respect to the direction orthogonal to the nozzle hole arrangement direction of the nozzle array composed of a plurality of nozzle hole arrangement patterns. Defective parts of the water repellent film are unevenly distributed.
態様12の液滴吐出ヘッドを用いることにより、撥水膜の不均一性に起因する吐出曲がりの影響による画像欠陥が目立ち難い良好な画質の画像を形成することができる。 By using the droplet ejection head of the twelfth aspect, it is possible to form an image of good image quality in which image defects due to the influence of ejection bending due to the non-uniformity of the water-repellent film are inconspicuous.
態様13に係る画像形成装置は、複数のノズル孔を有するノズル形成基板を含んで構成される液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体と液滴吐出ヘッドとを相対移動させる相対移動機構と、を備える画像形成装置であって、ノズル形成基板の吐出側表面に撥水膜が形成されており、ノズル孔の周囲の撥水膜は、相対移動機構による液滴吐出ヘッドと媒体との相対移動方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向に、撥水膜の不良箇所が偏在している。 The image forming apparatus according to the thirteenth aspect is a droplet ejection head composed of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes, a medium for adhering droplets ejected from the nozzle holes of the droplet ejection head, and droplets. An image forming apparatus including a relative moving mechanism that moves the discharge head relative to each other. A water repellent film is formed on the discharge side surface of the nozzle forming substrate, and the water repellent film around the nozzle hole moves relative to each other. The defective parts of the water-repellent film are unevenly distributed in the direction satisfying the angle θ in the range of −10 ° <θ <10 ° with respect to the relative movement direction between the droplet ejection head and the medium by the mechanism.
態様13によれば、撥水膜の不均一性に起因する吐出曲がりの影響による画像欠陥が目立ち難い良好な画質の画像を形成することができる。 According to the thirteenth aspect, it is possible to form an image of good image quality in which image defects due to the influence of discharge bending due to the non-uniformity of the water-repellent film are inconspicuous.
態様14に係る画像形成装置は、複数のノズル孔を有するノズル形成基板を含んで構成される液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体と液滴吐出ヘッドとを相対移動させる相対移動機構と、を備える画像形成装置であって、ノズル形成基板の吐出側表面に撥水膜が形成されており、ノズル孔の周囲の撥水膜は、複数のノズル孔の配列パターンによって構成されるノズル列のノズル孔配列方向と直交する方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向に、撥水膜の不良箇所が偏在している。 The image forming apparatus according to the fourteenth aspect is a droplet ejection head composed of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes, a medium for adhering droplets ejected from the nozzle holes of the droplet ejection head, and droplets. An image forming apparatus including a relative moving mechanism for moving the discharge head relative to each other. A water repellent film is formed on the discharge side surface of the nozzle forming substrate, and a plurality of water repellent films around the nozzle hole are formed. Defective parts of the water-repellent film are unevenly distributed in the direction satisfying the angle θ in the range of -10 ° <θ <10 ° with respect to the direction orthogonal to the nozzle hole arrangement direction of the nozzle array composed of the nozzle hole arrangement pattern. ing.
態様14によれば、撥水膜の不均一性に起因する吐出曲がりの影響による画像欠陥が目立ち難い良好な画質の画像を形成することができる。 According to the fourteenth aspect, it is possible to form an image of good image quality in which image defects due to the influence of discharge bending due to the non-uniformity of the water-repellent film are inconspicuous.
本発明によれば、撥水膜の不均一性による画像品質の劣化を抑制することができる。 According to the present invention, deterioration of image quality due to non-uniformity of the water-repellent film can be suppressed.
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.
《液滴吐出ヘッドの製造方法》
図1から図5は、液滴吐出ヘッドの製造工程の例を模式的に示した部分断面図である。図1から図5までの一連の図面群は、液滴吐出ヘッドの製造方法の手順を示す工程図に相当する。図1から図5では、液滴吐出ヘッドのノズルプレートの部分に相当するノズル形成基板10を図示する。液滴吐出ヘッドは、以下に示す手順1から手順5を経て製造される。
<< Manufacturing method of droplet ejection head >>
1 to 5 are partial cross-sectional views schematically showing an example of a manufacturing process of a droplet ejection head. The series of drawings from FIG. 1 to FIG. 5 corresponds to a process diagram showing a procedure of a method for manufacturing a droplet ejection head. 1 to 5 show a
手順1:ノズル形成基板を準備する工程
図1に示すように、まず、ノズル形成基板10を準備する。ノズル形成基板10は、ノズル孔12を有する基板である。ノズル形成基板10は、例えば、シリコン基板を用いて作製される。ノズル孔12は、エッチング加工により形成することができる。例えば、ノズル孔12は、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)などの異方性エッチングによって加工される。
Step 1: Step of preparing the nozzle forming substrate As shown in FIG. 1, first, the
ノズル形成基板10は、ノズル孔12に連通する図示せぬ他の流路構造を有する流路形成基板等が接合された積層構造物の状態であってもよい。また、ノズル形成基板10は、他の流路形成基板等が接合される前の基板単独の状態であってもよい。ノズル形成基板10は、図1の上側に図示せぬ流路形成基板や圧電素子等が配置され、ノズル孔12から図1の下側に向かって液滴が吐出される。図1においてノズル形成基板10の下側の面が吐出側表面10Aである。
The nozzle-forming
手順2:撥水膜形成工程
次いで、図2に示すように、ノズル形成基板10の表面に撥水膜14を付ける。撥水膜14の材料や形成方法については、様々な形態があり得る。撥水膜14は、例えば、フッ素系シランカップリング剤を用いて形成することができる。撥水膜14は、例えば、蒸着法などの物理的気相成長法を利用して成膜することができる。撥水膜14は、ノズル形成基板10の吐出側表面10A及びノズル内部表面10Bに形成される。
Step 2: Water-repellent film forming step Next, as shown in FIG. 2, the water-
手順3:保護フィルム貼付工程
ノズル形成基板10の表面に形成された撥水膜14のうち、吐出側表面10Aに付された撥水膜14のみを残し、ノズル内部表面10Bに付された撥水膜14を除去する必要がある。そのため、図3に示すように、撥水膜14を残したい箇所に、つまり、ノズル形成基板10の吐出側表面10Aに形成された撥水膜14の表面に、保護フィルム16を貼り付ける。
Step 3: Protective film affixing step Of the water-
保護フィルム16は、基材としてのフィルムの片側面に粘着剤が塗布されたフィルム粘着テープである。保護フィルム16としては、例えば、厚み80μmのポリエステルフィルムを基材ベースとし、粘着剤にオレフィン系エラストマーを用いた弱粘着性フィルムを用いることができる。保護フィルム16の粘着剤側を撥水膜14に接触させることにより、保護フィルム16を撥水膜14の表面に貼り付ける。図3の矢印Aは、保護フィルム16を貼り付ける貼付方向を表している。貼付方向は、保護フィルム16を貼り進める方向(向き)を意味している。図3において、矢印Aの方向に向かって保護フィルム16の貼り付けが進んでいく。
The
手順4:プラズマ照射工程
次いで、図4に示すように、ノズル内部をプラズマ処理することにより、ノズル内部の撥水膜14の除去を行う。すなわち、ノズル形成基板10に対して保護フィルム16と反対側から(ノズル孔12に繋がる流路側から)、プラズマ処理を行い、ノズル内部表面10Bに付されている撥水膜14を除去する。プラズマ処理の方法としては、例えば、真空チャンバ中にノズル形成基板10を配置してから真空引き後、酸素置換を行い、酸素プラズマを発生させる。
Step 4: Plasma irradiation step Next, as shown in FIG. 4, the water-
プラズマは、図示せぬ流路形成基板に形成された圧力室その他の流路を経由してノズル内部に到達し得る。プラズマ曝露された領域の撥水膜14が除去される。
The plasma can reach the inside of the nozzle via a pressure chamber or other flow path formed on the flow path forming substrate (not shown). The
なお、プラズマ照射工程は、真空減圧プラズマを用いる処理に限定されず、ガスフローによる大気圧プラズマを用いることもできる。この場合、例えば、ガスフローに乾燥空気又は窒素を用いることができる。 The plasma irradiation step is not limited to the process using the vacuum decompression plasma, and the atmospheric pressure plasma by the gas flow can also be used. In this case, for example, dry air or nitrogen can be used for the gas flow.
手順5:保護フィルム剥離工程
次いで、図5に示すように、保護フィルム16をノズル形成基板10から剥離して取り去る。こうして、ノズル形成基板10の吐出側表面10Aに撥水膜14が形成されたノズルプレートを含む液滴吐出ヘッドが得られる。
Step 5: Protective film peeling step Then, as shown in FIG. 5, the
図6は、手順1から手順5を含む液滴吐出ヘッドの製造方法を経て生成された液滴吐出ヘッドの使用時における様子を模式的に示した断面図である。ノズル内部にはインク20が充填され、図示せぬ圧電素子の駆動によって、ノズル孔12からインクの液滴22が吐出される。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state of the droplet ejection head generated through the manufacturing method of the droplet ejection head including the procedures 1 to 5 when the droplet ejection head is used. The inside of the nozzle is filled with
《課題の説明》
図3で説明した保護フィルム貼付工程の際に、保護フィルム16の貼り付け状態がばらつき、ノズル孔近傍に保護フィルム16の浮き上がりが発生し得る。「浮き上がり」とは、本来密着しているべきところが遊離して、保護フィルム16と撥水膜14との間に隙間ができている状態をいう。
<< Explanation of issues >>
During the protective film sticking step described with reference to FIG. 3, the sticking state of the
図7から図10の図面群は、保護フィルム16の浮き上がりに起因する吐出曲がりの説明図である。図7は、保護フィルム貼付工程の様子を模式的に示した部分断面図である。保護フィルム貼付工程にて許容される保護フィルム16の貼り付け状態のばらつきの範囲で、図7に示すように、ノズル孔近傍に保護フィルム16の浮き上がり26が発生し得る。図7の例ではノズル孔12の左側に、つまり、保護フィルム貼付方向の上流側に、浮き上がり26による空間が発生している。
The drawings of FIGS. 7 to 10 are explanatory views of discharge bending caused by the lifting of the
図8は、プラズマ照射工程の様子を模式的に示した部分断面図である。保護フィルム16の浮き上がり26がある状態でプラズマ照射を行うと、浮き上がり26の部分に露出している撥水膜14が除去される。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view schematically showing the state of the plasma irradiation process. When plasma irradiation is performed with the floating 26 of the
図9は、保護フィルム剥離工程の様子を模式的に示した部分断面図である。図8に示したプラズマ照射工程の後に、ノズル形成基板10から保護フィルム16を剥離すると、図9に示すように、ノズル形成基板10の吐出側表面10Aに撥水膜14が形成されたノズルプレートが得られる。図9と図4を比較すると明らかなように、図9の例では、ノズル孔12近傍の撥水膜14の一部が剥がれて撥水膜不良部30が生じており、ノズル孔12周囲の撥水膜14が不均一になっている。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view schematically showing the state of the protective film peeling process. When the
図10は、図7から図9で説明した工程を経て生成された液滴吐出ヘッドの使用時における様子を模式的に示した部分断面図である。ノズル内部にはインク20が充填され、図示せぬ圧電素子の駆動によって、ノズル孔12からインクの液滴22が吐出される。このとき、液滴22の吐出方向は、撥水膜不良部30の方に曲がる。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view schematically showing a state in use of the droplet ejection head generated through the steps described in FIGS. 7 to 9. The inside of the nozzle is filled with
図11から図14の図面群は、図7から図10の図面群と対比される保護フィルム16の浮き上がりに起因する吐出方向曲がりの説明図である。
The drawings of FIGS. 11 to 14 are explanatory views of the discharge direction bending due to the lifting of the
図11は、保護フィルム貼付工程の様子を模式的に示した部分断面図である。保護フィルム貼付工程にて許容される保護フィルム16の貼り付け状態のばらつきの範囲で図11に示すように、ノズル孔近傍に保護フィルム16の浮き上がり26が発生し得る。図11の例ではノズル孔12の右側に、つまり、保護フィルム貼付方向の下流側に、浮き上がり26による空間が発生している。
FIG. 11 is a partial cross-sectional view schematically showing the state of the protective film attaching process. As shown in FIG. 11, the floating 26 of the
図12は、プラズマ照射工程の様子を模式的に示した部分断面図である。保護フィルム16の浮き上がり26がある状態でプラズマ照射を行うと、浮き上がり26の部分に露出している撥水膜14が除去される。
FIG. 12 is a partial cross-sectional view schematically showing the state of the plasma irradiation process. When plasma irradiation is performed with the floating 26 of the
図13は、剥離工程の様子を模式的に示した断面図である。図12に示したプラズマ照射工程の後に、ノズル形成基板10から保護フィルム16を剥離すると、図13に示すように、ノズル形成基板10の吐出側表面10Aに撥水膜14が形成されたノズルプレートが得られる。図13と図4を比較すると明らかなように、図13の例では、ノズル孔12近傍の撥水膜14の一部が剥がれて撥水膜不良部30が生じており、ノズル孔12近傍の撥水膜14が不均一になっている。
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing the state of the peeling process. When the
図14は、図11から図13で説明した工程を経て生成された液滴吐出ヘッドの使用時における様子を模式的に示した断面図である。ノズル内部にはインク20が充填され、図示せぬ圧電素子の駆動によって、ノズル孔12からインクの液滴22が吐出される。液滴22の吐出方向は、撥水膜不良部30の方に曲がる。
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a state in use of the droplet ejection head generated through the steps described in FIGS. 11 to 13. The inside of the nozzle is filled with
図7から図14を用いて説明したように、保護フィルム貼付工程で生じる保護フィルム16の浮き上がりに起因して、ノズル孔12周囲の撥水膜14が不均一になり、その結果、保護フィルム貼付方向と平行な方向に液滴の吐出方向が曲がってしまう。このことを考慮しないと、液滴吐出ヘッドを用いて形成する画像の品質が劣化する。
As described with reference to FIGS. 7 to 14, the water-
特許文献1及び特許文献2には、保護フィルムの貼付方向について記載されていない。また、特許文献1及び特許文献2には、画像形成時における用紙と液滴吐出ヘッドとの相対移動方向と、保護フィルム貼付方向との関係について何ら記載されていない。
Patent Document 1 and
本開示では、保護フィルム16の貼り付け方に起因する撥水膜の不均一性(ばらつき)が発生したとしても、ノズル孔から吐出する液滴によって形成される画像品質の劣化を抑制し得る液滴吐出ヘッドの製造方法、及び、画像形成装置の製造方法を提供する。また、本開示では、ノズル孔から吐出する液滴によって形成される画像品質の劣化を抑制し得る液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供する。
In the present disclosure, even if non-uniformity (variation) of the water-repellent film due to the method of attaching the
本明細書において、画像形成時における用紙と液滴吐出ヘッドとの相対移動方向を「用紙−ヘッド相対移動方向」と表記する。用紙は「媒体」の一例である。ラインヘッドを用いてシングルパス方式により用紙上に画像を形成するインクジェット記録装置の場合、「用紙−ヘッド相対移動方向」は、用紙搬送方向に相当する。 In the present specification, the relative movement direction between the paper and the droplet ejection head at the time of image formation is referred to as “paper-head relative movement direction”. Paper is an example of a "medium". In the case of an inkjet recording device that forms an image on paper by a single-pass method using a line head, the "paper-head relative movement direction" corresponds to the paper transport direction.
《実施形態1の概要》
実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの製造方法では、保護フィルム貼付工程にて、保護フィルム16を貼り付ける方向を、用紙−ヘッド相対移動方向(θ=0°)にする。これにより、ノズル孔12周囲の撥水膜14が不均一になっても、用紙−ヘッド相対移動方向への吐出方向曲がりは画質不良としては目立ち難いため、画像欠陥として現れ難い。
<< Outline of Embodiment 1 >>
In the method for manufacturing a droplet ejection head according to the first embodiment, in the protective film attaching step, the direction in which the
このことを図15から図18を用いて具体的に説明する。ここでは、ラインヘッドを用いてシングルパス方式によって画像を形成するインクジェット記録装置を例示する。シングルパスのインクジェット記録装置の場合、「用紙−ヘッド相対移動方向」は、用紙搬送方向に相当する。ラインヘッドにおけるノズル孔12の並び方向をX方向と定義し、用紙搬送方向をY方向と定義する。X方向は主走査方向に相当し、Y方向は副走査方向に相当する。 This will be specifically described with reference to FIGS. 15 to 18. Here, an inkjet recording device that forms an image by a single-pass method using a line head will be illustrated. In the case of a single-pass inkjet recording device, the "paper-head relative movement direction" corresponds to the paper transport direction. The alignment direction of the nozzle holes 12 in the line head is defined as the X direction, and the paper transport direction is defined as the Y direction. The X direction corresponds to the main scanning direction, and the Y direction corresponds to the sub-scanning direction.
〈比較例〉
図15は、比較例に係る液滴吐出ヘッドのノズル面の一部を示す平面図である。図15には、ノズル孔周囲の撥水膜の状態が模式的に示されている。液滴吐出ヘッド40のノズル面には、複数のノズル孔12が二次元配列されている。図15では、図示の便宜上、4行3列に並ぶ4×3個のノズル孔12のみを示した。ノズル孔12は、平面視で四角形の形状を有する。
<Comparison example>
FIG. 15 is a plan view showing a part of the nozzle surface of the droplet ejection head according to the comparative example. FIG. 15 schematically shows the state of the water-repellent film around the nozzle hole. A plurality of nozzle holes 12 are two-dimensionally arranged on the nozzle surface of the
図15において矢印Bは、保護フィルム貼付工程での保護フィルム貼付方向を示している。液滴吐出ヘッド40は、保護フィルム貼付方向がX方向と平行な方向(θ=90°)であり、ノズルのX方向と平行な方向の端部に撥水膜不良部30が発生している。
In FIG. 15, the arrow B indicates the protective film affixing direction in the protective film affixing step. The
図15に示す液滴吐出ヘッド40をインクジェット記録装置に搭載し、Y方向に用紙を搬送して画像を記録すると、図16のようになる。
When the
図16は、液滴吐出ヘッド40を用いて、用紙44にベタ画像を記録した場合の印刷結果を模式的に示した図である。ベタ画像とは、単一色による均一濃度の画像を指す。図16中の上向き矢印は用紙搬送方向を示している。
FIG. 16 is a diagram schematically showing a printing result when a solid image is recorded on
図16に示したY方向の線46の各々は、図15に示した4×3個のノズル孔12の各々からのインクの吐出によって記録されたラインを示している。各ノズル孔12は、撥水膜14の剥がれ(撥水膜不良部30)の影響により、吐出方向がX方向にばらつく。そのため、用紙44に記録された画像は、スジむらが目立つ。
Each of the
〈実施形態1〉
これに対し、図17は、実施形態1に係る液滴吐出ヘッドのノズル面の一部を示す平面図である。図17には、ノズル孔12周囲の撥水膜14の状態が模式的に示されている。液滴吐出ヘッド50のノズル面には、複数のノズル孔12が二次元配列されている。図17において矢印Cは、保護フィルム貼付工程での保護フィルム貼付方向を示している。液滴吐出ヘッド50は、保護フィルム貼付方向がY方向と平行な方向であり、ノズルのY方向と平行な方向の端部に撥水膜不良部30が発生している。
<Embodiment 1>
On the other hand, FIG. 17 is a plan view showing a part of the nozzle surface of the droplet ejection head according to the first embodiment. FIG. 17 schematically shows the state of the water-
図17に示す液滴吐出ヘッド50をインクジェット記録装置に搭載し、Y方向に用紙を搬送して画像を記録すると、図18のようになる。
When the
図18は、液滴吐出ヘッド50を用いて、用紙44にベタ画像を記録した場合の印刷結果を模式的に示した図である。図18に示したY方向の線46の各々は、図17に示した4×3個のノズル孔12の各々からのインクの吐出によって記録されたラインを示している。図17に示した液滴吐出ヘッド50の各ノズル孔12は、撥水膜14の剥がれの影響により、吐出方向がY方向に曲がるものの、X方向には各ノズル孔12のX座標に対して正確に吐出される。すなわち、本実施形態1によれば、製造プロセス上回避が困難な保護フィルム16の浮き上がりなどに起因する吐出方向曲がりの影響が、用紙−ヘッド相対移動方向と一致する方向になるため、印刷画像の画質上の欠陥として現れ難い。
FIG. 18 is a diagram schematically showing a printing result when a solid image is recorded on
なお、人間の目は、用紙搬送方向につながる画像欠陥を視認しやすい。図18に示したように、各線46の印刷開始部と印刷完了部の各位置がY方向について異なることによるY方向のばらつき(印刷開始部と印刷完了部の凸凹)は実際の印刷物では視認され難い。
It should be noted that the human eye can easily see the image defect connected to the paper transport direction. As shown in FIG. 18, variations in the Y direction (unevenness of the print start portion and the print complete portion) due to the positions of the print start portion and the print complete portion of each
本開示の技術は、用紙搬送方向と垂直方向のX方向の吐出方向曲がりによってスジむらが発生しやすいシングルパスのインクジェット記録装置に対して適用することにより、より一層の効果が得られる。 Further effects can be obtained by applying the technique of the present disclosure to a single-pass inkjet recording apparatus in which streaks are likely to occur due to bending in the ejection direction in the X direction perpendicular to the paper transport direction.
〈保護フィルムの貼付方向と用紙−ヘッド相対移動方向の関係〉
保護フィルムの貼付方向は、用紙−ヘッド相対移動方向と平行であることが望ましいが、厳密に平行であることまで要求されない。実際の保護フィルムの貼付作業の作業ばらつきなどの許容範囲を考慮すると、保護フィルムを貼り付ける貼付方向は、用紙−ヘッド相対移動方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向であればよい。
<Relationship between the sticking direction of the protective film and the relative movement direction of the paper-head>
The sticking direction of the protective film is preferably parallel to the paper-head relative moving direction, but is not required to be exactly parallel. Considering the permissible range such as the work variation of the actual protective film sticking work, the sticking direction of the protective film should be an angle θ in the range of -10 ° <θ <10 ° with respect to the paper-head relative movement direction. Any direction may be satisfied.
また、別の観点から表現すると、保護フィルムの貼付方向は、二次元ノズル配列の配列パターンによって構成される実質的なノズル列のノズル孔配列方向と直交する方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向であればよい。 From another point of view, the sticking direction of the protective film is −10 ° <θ <with respect to the direction orthogonal to the nozzle hole arrangement direction of the substantial nozzle array formed by the arrangement pattern of the two-dimensional nozzle arrangement. Any direction may be used as long as it satisfies the angle θ in the range of 10 °.
実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して製造された液滴吐出ヘッドは、ノズル孔の周囲の撥水膜が、用紙−ヘッド相対移動方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向に、撥水膜の不良箇所が偏在しているものとなる。 In the droplet ejection head manufactured by applying the method for manufacturing the droplet ejection head according to the first embodiment, the water-repellent film around the nozzle hole has a water-repellent film of −10 ° <θ <with respect to the paper-head relative movement direction. The defective parts of the water-repellent film are unevenly distributed in the direction satisfying the angle θ in the range of 10 °.
また、別の観点から表現すると、実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して製造された液滴吐出ヘッドは、ノズル孔の周囲の撥水膜が、二次元ノズル配列の配列パターンによって構成される実質的なノズル列のノズル孔配列方向と直交する方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向に、撥水膜の不良箇所が偏在しているものとなる。 Expressed from another point of view, in the droplet ejection head manufactured by applying the method for manufacturing the droplet ejection head according to the first embodiment, the water-repellent film around the nozzle hole is arranged in a two-dimensional nozzle arrangement. Defective parts of the water-repellent film are unevenly distributed in the direction satisfying the angle θ in the range of -10 ° <θ <10 ° with respect to the direction orthogonal to the nozzle hole arrangement direction of the substantial nozzle array composed of the pattern. Will be.
〈ノズル孔の形状について〉
実施形態1では、四角形状のノズル孔について説明した。ノズル孔形状が四角形である場合と、ノズル孔形状が円形である場合とを比較すると、ノズル孔形状が四角形である方が、保護フィルムの貼り付けの均一化が難しい。保護フィルムをノズル形成基板10に貼り付ける際に、円形ノズルの方が段差がないため、浮き上がりが発生し難く、きれいに貼り付けることができる。
<About the shape of the nozzle hole>
In the first embodiment, the rectangular nozzle hole has been described. Comparing the case where the nozzle hole shape is quadrangular and the case where the nozzle hole shape is circular, it is more difficult to uniformly attach the protective film when the nozzle hole shape is quadrangular. When the protective film is attached to the
よって、ノズル孔形状が四角形の方が、ノズル孔形状が円形よりも、ノズル孔周囲に発生する撥水膜ばらつきも発生しやすい。本発明を実施するに際して、ノズル孔の形状については、特に限定されないが、特に、四角形ノズルを有する液滴吐出ヘッドに対して、本発明の適用がより効果的である。なお、ここでいう四角形とは、正方形と長方形を指し、四角形ノズルとは、正方形ノズルと長方形ノズルのことを意味する。 Therefore, when the nozzle hole shape is quadrangular, the water-repellent film variation generated around the nozzle hole is more likely to occur than when the nozzle hole shape is circular. In carrying out the present invention, the shape of the nozzle hole is not particularly limited, but the application of the present invention is particularly effective for a droplet ejection head having a quadrangular nozzle. The quadrangle here means a square and a rectangle, and the quadrangle nozzle means a square nozzle and a rectangular nozzle.
《シングルバー方式とデュアルバー方式について》
図19は、シングルバー方式のインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドバーの配置形態の一例を示した平面透視図である。シングルバー方式は、インクの色ごとに単一のインクジェットヘッドバーを備える装置構成である。インクジェットヘッドバーは、ラインヘッドを構成するバー状のインクジェットヘッドを指す。
<< About single bar method and dual bar method >>
FIG. 19 is a plan perspective view showing an example of the arrangement form of the inkjet head bar in the single bar type inkjet recording device. The single bar method is a device configuration including a single inkjet head bar for each color of ink. The inkjet head bar refers to a bar-shaped inkjet head that constitutes a line head.
例えば、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)及びブラック(K)の4色のインクを用いるインクジェット記録装置の場合、図19に示すように、各色について1本のインクジェットヘッドバー70K、70C、70M、70M、70Yを備える。
For example, in the case of an inkjet recording device that uses four color inks of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K), as shown in FIG. 19, one
図19の例では、用紙搬送方向の上流側から(図19の下から)下流側に向かって、ブラックインク吐出量のインクジェットヘッドバー70K、シアンインク吐出用のインクジェットヘッドバー70C、マゼンタインク吐出量のインクジェットヘッドバー70M、及びイエローインク吐出用のインクジェットヘッドバー70Yの順に並んで配置されているが、インクの色数(色種の数)及びインクジェットヘッドバーの配列順については特に限定されない。
In the example of FIG. 19, from the upstream side in the paper transport direction (from the bottom of FIG. 19) to the downstream side, the
図20は、デュアルバー方式のインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドバーの配置形態の一例を示した平面透視図である。デュアルバー方式は、インクの色ごとに2本のインクジェットヘッドバーを備える装置構成である。つまり、デュアルバー方式は、同色インク吐出用のインクジェットヘッドバーを2本有する方式である。例えば、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)及びブラック(K)の4色のインクを用いるインクジェット記録装置の場合、図20に示すように、各色について2本のインクジェットヘッドバー70K1、70K2、70C1、70C2、70M1、70M2、70Y1、70Y2を備える。 FIG. 20 is a plan perspective view showing an example of an arrangement form of an inkjet head bar in a dual bar type inkjet recording device. The dual bar system is a device configuration including two inkjet head bars for each color of ink. That is, the dual bar method is a method having two inkjet headbars for ejecting ink of the same color. For example, in the case of an inkjet recording device that uses four color inks of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K), as shown in FIG. 20, two inkjet headbars 70K1 for each color. , 70K2, 70C1, 70C2, 70M1, 70M2, 70Y1, 70Y2.
デュアルバー方式の場合も、インクの色数(色種の数)及びインクジェットヘッドバーの配列順については特に限定されない。 Also in the case of the dual bar method, the number of ink colors (number of color types) and the arrangement order of the inkjet headbars are not particularly limited.
また、デュアルバー方式に限らず、同色インク吐出用のインクジェットヘッドバーを3本以上有する装置構成もあり得る。同色インク吐出用のインクジェットヘッドバーを複数本有する方式は、シングルバー方式と比較して、印刷速度の向上が可能である。 Further, the device configuration is not limited to the dual bar system, and may have three or more inkjet head bars for ejecting ink of the same color. A method having a plurality of inkjet headbars for ejecting ink of the same color can improve the printing speed as compared with the single bar method.
《撥水膜の剥がれの傾向(ばらつきモード)について》
撥水膜の剥がれの傾向を示す「ばらつきモード」は、何種類かある。図3に示したように、ノズル孔周囲の撥水膜14の剥がれが保護フィルム貼付方向の上流側及び/又は下流側にランダムに(不規則に)発生するランダムな剥がれのモード以外にも、図21及び図22に示すように、撥水膜14が剥がれる向きが一方向に決まる場合がある。
<< Tendency of peeling of water-repellent film (variation mode) >>
There are several types of "variation modes" that indicate the tendency of the water-repellent film to peel off. As shown in FIG. 3, in addition to the random peeling mode in which the peeling of the water-
図21及び図22は、ノズル孔周囲の撥水膜の状態の例を示す図である。図21は、ノズル孔周囲において保護フィルム貼付方向の上流側に撥水膜の剥がれが発生する傾向を持つ場合の例を示す。図22は、ノズル孔周囲において保護フィルム貼付方向の下流側に撥水膜の剥がれが発生する傾向を持つ場合の例を示す。 21 and 22 are views showing an example of the state of the water-repellent film around the nozzle hole. FIG. 21 shows an example in which the water-repellent film tends to peel off on the upstream side in the protective film affixing direction around the nozzle hole. FIG. 22 shows an example in which the water-repellent film tends to peel off on the downstream side in the protective film affixing direction around the nozzle hole.
図23は、図21に示した撥水膜の状態を有する液滴吐出ヘッド41の吐出曲がりの様子を模式的に示した側面図である。図21で説明したように、ノズル孔周囲の撥水膜14の剥がれ方に一定の規則性がある場合、図23のように、各ノズル孔からの液滴の吐出曲がりの方向が全て同じ方向に揃い、各ノズル孔から吐出される液滴の着弾位置が同じ方向にシフトする。
FIG. 23 is a side view schematically showing the state of ejection bending of the
図24は、図22に示した撥水膜の状態を有する液滴吐出ヘッド42の吐出曲がりの様子を模式的に示した側面図である。図22で説明したように、ノズル孔周囲の撥水膜14の剥がれ方に一定の規則性がある場合、図24のように、各ノズル孔からの液滴の吐出曲がりの方向が同じ方向に揃い、各ノズル孔から吐出される液滴の着弾位置が同じ方向にシフトする。
FIG. 24 is a side view schematically showing the state of ejection bending of the
図21又は図22に示した撥水膜の状態を有する液滴吐出ヘッド41又は42を用いたシングルバー方式のインクジェット記録装置の場合、各ノズル孔から吐出されるインクの液滴が図23又は図24に示すように、全体的に同じ方向にシフトするだけなので、印刷画像は概ねきれいに描画される。
In the case of a single-bar inkjet recording apparatus using the
これに対し、図21に示した撥水膜の状態を有する液滴吐出ヘッド41と、図22に示した撥水膜の状態を有する液滴吐出ヘッド42とをデュアルバー方式として並べて用いると、同色インクの液滴の吐出方向が逆方向に曲がるため、印刷画像のシフトが目立つ。デュアルバー方式の場合、2本のバーに対して画像のデータを分割して送るのが通常であり、各インクジェットヘッドバーによって記録される2枚の画像がX方向にずれる。
On the other hand, when the
よって、デュアルバー方式を適用する場合、図21又は図22に示した撥水膜の状態を有するばらつきモードでも画像不良の原因となる。この点、本発明の技術を適用することにより、図21又は図22で説明したような一定の規則性を示す撥水膜のばらつきモードであっても画像不良の発生を避けることができる。 Therefore, when the dual bar method is applied, even in the variation mode having the state of the water-repellent film shown in FIG. 21 or FIG. 22, an image defect is caused. In this regard, by applying the technique of the present invention, it is possible to avoid the occurrence of image defects even in the variation mode of the water-repellent film showing a certain regularity as described with reference to FIG. 21 or FIG.
図25及び図26は、図21及び図22に代わって、本発明の技術を適用することによって得られる撥水膜の状態を示す図である。 25 and 26 are diagrams showing the state of the water-repellent film obtained by applying the technique of the present invention instead of FIGS. 21 and 22.
図25は、ノズル孔周囲において保護フィルム貼付方向の上流側に撥水膜の剥がれが発生する傾向を持つ場合の例を示す。図26は、ノズル孔周囲において保護フィルム貼付方向の下流側に撥水膜の剥がれが発生する傾向を持つ場合の例を示す。 FIG. 25 shows an example in which the water-repellent film tends to peel off on the upstream side in the protective film affixing direction around the nozzle hole. FIG. 26 shows an example in which the water-repellent film tends to peel off on the downstream side in the protective film affixing direction around the nozzle hole.
図26及び図26のどちらの場合も、撥水膜の剥がれは、用紙搬送方向と平行なY方向に発生する。したがって、このような撥水膜の状態を有する液滴吐出ヘッドをデュアルバー方式に適用することにより、2枚の画像はY方向にずれるものの、X方向のずれはなく、Y方向のずれは人間の目に認知され難い。 In both cases of FIG. 26 and FIG. 26, the peeling of the water-repellent film occurs in the Y direction parallel to the paper transport direction. Therefore, by applying the droplet ejection head having such a water-repellent film state to the dual bar method, although the two images are displaced in the Y direction, there is no deviation in the X direction, and the deviation in the Y direction is human. It is hard to be recognized by the eyes.
したがって、本発明は、デュアルバー方式においてより効果的である。また、デュアルバー方式だけではなく、同色インク吐出用のインクジェットヘッドバーを2本以上備えるマルチバー方式について、本発明の適用が有益である。 Therefore, the present invention is more effective in the dual bar system. Further, it is useful to apply the present invention not only to the dual bar method but also to the multi-bar method provided with two or more inkjet headbars for ejecting ink of the same color.
《ウェハプロセスについて》
インクジェットヘッドバーは、複数個のヘッドモジュールをX方向に繋ぎ合わせて構成される。ヘッドモジュールは、シリコン基板を加工して作製される。図27は、ウエハ60にパターニングされた複数個のノズル形成基板10のダイ62の平面図であり、ヘッドモジュールを構成する複数個のダイ62のパターンの例が示されている。
<< Wafer process >>
The inkjet head bar is configured by connecting a plurality of head modules in the X direction. The head module is manufactured by processing a silicon substrate. FIG. 27 is a plan view of the dies 62 of the plurality of
実施形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、ウエハ60内に複数個のノズル形成基板10のダイ62を形成する工程を含んでもよい。
The method for manufacturing a droplet ejection head according to the embodiment may include a step of forming a plurality of
ウエハ60内の複数個のダイ62の向きは揃っている。撥水膜形成工程における撥水膜の形成は、複数個のダイ62を含むウエハ60の状態で行われる。また、保護フィルム貼付工程における保護フィルム16の貼り付けは、複数個のダイ62を含むウエハ60の状態で行われる。
The orientations of the plurality of dies 62 in the
図27のように、複数個のダイ62の向きを揃えることで、保護フィルム16をウエハ60全体に同じ向きに貼ることができる。これにより製造プロセスが容易になる。
By aligning the orientations of the plurality of dies 62 as shown in FIG. 27, the
《撥水膜の不均一性の検証方法について》
液滴吐出ヘッドのノズル面に形成された撥水膜14の不均一性は肉眼で確認することが困難な場合がある。ノズル孔周囲の撥水膜の分布は、以下のような方法を用いて調査することができる。
<< About verification method of non-uniformity of water-repellent film >>
The non-uniformity of the water-
[方法1]飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS:Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)を用いて、フッ素の分布を調べる。 [Method 1] The distribution of fluorine is investigated using a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS).
[方法2]表面張力が低い液体でノズル孔の周囲を濡らし、撥水膜有無を顕微鏡で観察する。 [Method 2] Wet the area around the nozzle hole with a liquid having a low surface tension, and observe the presence or absence of a water-repellent film with a microscope.
《インクジェットヘッドバーの構成例》
実施形態に係るインクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドバーの構成例について説明する。
<< Configuration example of inkjet head bar >>
A configuration example of an inkjet head bar used in the inkjet recording apparatus according to the embodiment will be described.
図28は、インクジェットヘッドバー110の斜視図である。インクジェットヘッドバー110は、シングルパス方式のインクジェット記録装置における描画部に設置されるプリントヘッドであり、複数個のヘッドモジュール112−iをX方向に並べて長尺化したフルライン型のラインヘッドとなっている。フルライン型のラインヘッドはページワイドヘッドとも呼ばれる。
FIG. 28 is a perspective view of the
インクジェットヘッドバー110は、複数個(2以上の整数n個)のヘッドモジュール112−i(i=1,2,…n)をX方向に繋ぎ合わせて構成される。ここでは17個(n=17)のヘッドモジュール112−iを並べた例を示している。複数個のヘッドモジュール112−i(i=1,2,…n)は共通のフレーム116に取り付けられて一体化され、バー状のラインヘッド(インクジェットヘッドバー)が構成される。
The
フレーム116は、複数個のヘッドモジュール112−iを固定するための枠体として機能する。各ヘッドモジュール112−iは、ノズル面120を共通の方向に向けてフレーム116に固定されている。各ヘッドモジュール112−iの構造は共通している。
The
各ヘッドモジュール112−iは、既に説明した実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して製造されたものである。 Each head module 112-i is manufactured by applying the method for manufacturing a droplet ejection head according to the first embodiment described above.
各ヘッドモジュール112−iには、それぞれフレキシブル基板118が接続される。フレキシブル基板118を介して各ヘッドモジュール112−iに駆動信号及び吐出制御信号等が供給される。
A
図29は、インクジェットヘッドバー110をノズル面120側から見た拡大図である。各ヘッドモジュール112−iは、Y方向の両側からヘッドモジュール保持部材122によって支持され、X方向における両端部はヘッド保護部材124によって支持されている。
FIG. 29 is an enlarged view of the
図30は、ヘッドモジュール112−iのノズル面120の一例を示す平面図である。ヘッドモジュール112−iは、X方向に対して角度γの傾きを有するv方向に沿った長辺側の端面と、Y方向に対して角度αの傾きを持つw方向に沿った短辺側の端面とを有する平行四辺形の平面視形状である。ヘッドモジュール112−iのノズル面120には、ノズル孔12が二次元配列されている。なお、図30ではノズル孔12の形状が円形である例を示しているが、ノズル孔12の形状は四角形であってよい。二次元配列された複数のノズル孔12がX方向に並ぶように投影される投影ノズル列LNは、記録解像度を達成するノズル密度でノズル孔12が等間隔で並ぶ一列のノズル列と等価なものである。
FIG. 30 is a plan view showing an example of the
ヘッドモジュール112−iをX方向に複数個繋ぎ合わせることにより(図29参照)、インクジェットヘッドバー110は、用紙の全印刷範囲をカバーするノズル列が形成される。
By connecting a plurality of head modules 112-i in the X direction (see FIG. 29), the
シングルパス方式に適用されるフルライン型のインクジェットヘッドバーは、用紙の全面を印刷範囲とする場合に限らず、用紙の一部が印刷領域となっている場合(例えば、記録媒体の周囲に余白部を設ける場合等)には、印刷に必要な範囲のノズル列が形成されていればよい。 The full-line inkjet headbar applied to the single-pass method is not limited to the case where the entire surface of the paper is the print range, but also when a part of the paper is the print area (for example, a margin around the recording medium). In the case of providing a portion, etc.), it suffices if a nozzle row in a range required for printing is formed.
ヘッドモジュール112−iのノズル数、ノズル密度、及びノズルの配列形態は特に限定されない。ヘッドモジュール112−iの各々は「液滴吐出ヘッド」の一例に相当する。 The number of nozzles, the nozzle density, and the arrangement form of the nozzles of the head module 112-i are not particularly limited. Each of the head modules 112-i corresponds to an example of a "droplet ejection head".
《ヘッドモジュールの内部構造例》
ヘッドモジュール112−iは、各ノズル孔12に対応してインク吐出に必要な吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生素子を備えている。吐出エネルギー発生素子は、例えば、圧電素子又は発熱素子であってよい。ヘッドモジュール112−iは、フレキシブル基板118を介して供給される駆動信号及び吐出制御信号に従い、オンデマンドでインクの液滴を吐出する。
<< Example of internal structure of head module >>
The head module 112-i includes an ejection energy generating element that generates ejection energy required for ink ejection corresponding to each
図31は、ヘッドモジュール112−iの1ノズル分の液滴吐出素子の内部構造例を示す断面図である。ヘッドモジュール112−iは、インク滴の吐出口であるノズル孔12が形成されたノズルプレート130と、ノズル孔12に対応する圧力室132、供給口134、及び共通流路136等の流路が形成された流路形成板138とを含んでいる。ノズルプレート130は、ノズル形成基板10に相当する部材である。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing an example of the internal structure of the droplet ejection element for one nozzle of the head module 112-i. The head module 112-i has a
流路形成板138は、圧力室132の側壁部を構成するとともに、共通流路136から圧力室132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134を形成する流路形成部材である。流路形成板138は一枚の基板で構成してもよいし、複数枚の基板を積層した構造であってもよい。ノズルプレート130及び流路形成板138は、シリコンを材料として半導体製造技術を利用して所要の形状に加工することが可能である。
The flow
共通流路136には複数の圧力室132がそれぞれの供給口134を介して接続されている。共通流路136にはヘッドモジュール112−iの外部からインクが供給される。
A plurality of
圧力室132の一部の面(図31において天面)を構成する振動板140には、圧力室132毎に個別電極142を備えた圧電素子144が設けられている。本例の振動板140は、圧電素子144の下部電極に相当する共通電極146として機能する導電層付きのシリコンから成り、各圧力室132に対応して配置される圧電素子144の共通電極を兼ねる。なお、樹脂等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等の導電性材料による共通電極層が形成される。また、ステンレス鋼等の金属(導電性材料)によって共通電極を兼ねる振動板を構成してもよい。
The
個別電極142に駆動電圧を印加することによって圧電素子144が変形して圧力室132の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル孔12からインクが吐出される。インク吐出後、共通流路136から供給口134を通って新しいインクが圧力室132に再充填される。
By applying a driving voltage to the
ヘッドモジュール112−iは、個別電極142に印加する駆動電圧を選択することによって、各ノズル孔12から相対的にインク量の少ない小滴、小滴よりも相対的にインク量の多い中滴、及び中滴よりも相対的にインク量の多い大滴、の3種類のインク滴のうちいずれかのインク滴を吐出することができる。
By selecting the drive voltage applied to the
ノズル孔12、圧力室132、供給口134、及び圧電素子144を含んだインク室ユニット150が、1画素の記録を担う記録素子単位としての液滴吐出素子である。ヘッドモジュール112−iは、図30で説明した二次元ノズル配列に対応した複数のインク室ユニット150を備えている。ノズル孔12を含むノズル部を「ノズル」と表記する場合がある。インク室ユニット150は、液滴の吐出機構としてのイジェクタの一例である。
The
《インクジェット記録装置の装置構成例》
図32は、実施形態に係るインクジェット記録装置201の構成を示す側面図である。インクジェット記録装置201は、画像形成装置の一例である。インクジェット記録装置201は、給紙部210と、処理液付与部220と、処理液乾燥部230と、描画部240と、インク乾燥部250と、集積部260と、を備える。
<< Example of device configuration of inkjet recording device >>
FIG. 32 is a side view showing the configuration of the
給紙部210は、用紙Pを1枚ずつ自動で給紙する。給紙部210は、給紙装置212と、フィーダボード214と、給紙ドラム216と、を備える。用紙Pの種類は、特に限定されないが、例えば、上質紙、コート紙、アート紙などのセルロースを主体とする印刷用紙を用いることができる。用紙Pは、画像が形成される媒体の一形態に相当する。用紙Pは、多数枚が積層された束の状態で給紙台212Aに載置される。
The
給紙装置212は、給紙台212Aにセットされた束の状態の用紙Pを上から順に1枚ずつ取り出して、フィーダボード214に給紙する。フィーダボード214は、給紙装置212から受け取った用紙Pを給紙ドラム216へと搬送する。
The
給紙ドラム216は、フィーダボード214から給紙される用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを処理液付与部220へと搬送する。
The
処理液付与部220は、用紙Pに処理液を塗布する。処理液は、インク中の色材成分を凝集、不溶化ないし増粘させる機能を備えた液体である。処理液付与部220は、処理液塗布ドラム222と、処理液塗布装置224と、を備える。
The treatment
処理液塗布ドラム222は、給紙ドラム216から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを処理液乾燥部230へと移送する。処理液塗布ドラム222は、周面にグリッパ223を備え、そのグリッパ223で用紙Pの先端部を把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き付けて搬送する。
The processing
処理液塗布装置224は、処理液塗布ドラム222によって搬送される用紙Pに処理液を塗布する。処理液はローラで塗布される。
The treatment
処理液乾燥部230は、処理液が塗布された用紙Pを乾燥処理する。処理液乾燥部230は、処理液乾燥ドラム232と、温風送風機234と、を備える。処理液乾燥ドラム232は、処理液塗布ドラム222から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを描画部240へと移送する。処理液乾燥ドラム232は、周面にグリッパ233を備える。処理液乾燥ドラム232は、グリッパ233で用紙Pの先端部を把持して回転することにより、用紙Pを搬送する。
The treatment
温風送風機234は、処理液乾燥ドラム232の内部に設置される。温風送風機234は、処理液乾燥ドラム232によって搬送される用紙Pに温風を吹き当てて、処理液を乾燥させる。
The
描画部240は、描画ドラム242と、ヘッドユニット244と、画像読取装置248と、を備える。描画ドラム242は、処理液乾燥ドラム232から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pをインク乾燥部250へと移送する。描画ドラム242は、周面にグリッパ243を備え、グリッパ243で用紙Pの先端を把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き付けて搬送する。描画ドラム242は、図示しない吸着機構を備え、周面に巻き付けられた用紙Pを周面に吸着させて搬送する。吸着には、負圧が利用される。描画ドラム242は、周面に多数の吸着穴を備え、この吸着穴を介して内部から吸引することにより、用紙Pを周面に吸着させる。
The
ヘッドユニット244は、インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kを備える。インクジェットヘッド246C、シアン(C)のインクの液滴を吐出する記録ヘッドである。インクジェットヘッド246Mは、マゼンタ(M)のインクの液滴を吐出する記録ヘッドである。インクジェットヘッド246Yは、イエロー(Y)のインクの液滴を吐出する記録ヘッドである。インクジェットヘッド246Kは、ブラック(K)のインクの液滴を吐出する記録ヘッドである。インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kのそれぞれには、対応する色のインク供給源である不図示のインクタンクから不図示の配管経路を介して、インクが供給される。
The
インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kの各々は、図28から図31を用いて説明したインクジェットヘッドバー110である。
Each of the inkjet heads 246C, 246M, 246Y, and 246K is the
インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kの各々は、用紙幅に対応したラインヘッドで構成され、各々のノズル面が描画ドラム242の周面に対向して配置される。ここでいう用紙幅は、用紙Pの搬送方向と直交する方向の用紙幅を指す。インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kは、描画ドラム242による用紙Pの搬送経路に沿って一定の間隔をもって配置される。
Each of the inkjet heads 246C, 246M, 246Y, and 246K is composed of line heads corresponding to the paper width, and each nozzle surface is arranged so as to face the peripheral surface of the
図には示さないが、インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kの各々のノズル面には、インクの吐出口である複数個のノズル孔が二次元配列されている。「ノズル面」とは、ノズルが形成されている吐出面をいい、「インク吐出面」或いは「ノズル形成面」などの用語と同義である。二次元配列された複数個のノズルのノズル配列を「二次元ノズル配列」という。 Although not shown in the figure, a plurality of nozzle holes, which are ink ejection ports, are two-dimensionally arranged on each nozzle surface of the inkjet heads 246C, 246M, 246Y, and 246K. The “nozzle surface” refers to an ejection surface on which a nozzle is formed, and is synonymous with terms such as “ink ejection surface” or “nozzle forming surface”. The nozzle arrangement of a plurality of nozzles arranged in two dimensions is called a "two-dimensional nozzle arrangement".
インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kの各々は、複数個のヘッドモジュールを用紙幅方向に繋ぎ合わせて構成することができる。インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kの各々は、用紙Pの搬送方向と直交する用紙幅方向に関して用紙Pの全記録領域を1回の走査で規定の記録解像度による画像記録を完成させることが可能なノズル列を有するフルライン型の記録ヘッドである。規定の記録解像度とは、インクジェット記録装置201によって予め定められた記録解像度であってもよいし、ユーザの選択により、若しくは、印刷モードに応じたプログラムによる自動選択により設定される記録解像度であってもよい。記録解像度として、例えば、1200dpiとすることができる。用紙Pの搬送方向と直交する用紙幅方向をラインヘッドのノズル列方向と呼び、用紙Pの搬送方向をノズル列垂直方向と呼ぶ場合がある。
Each of the inkjet heads 246C, 246M, 246Y, and 246K can be configured by connecting a plurality of head modules in the paper width direction. Each of the inkjet heads 246C, 246M, 246Y, and 246K can complete image recording with a specified recording resolution in a single scan of the entire recording area of the paper P in the paper width direction orthogonal to the transport direction of the paper P. It is a full-line type recording head having various nozzle rows. The specified recording resolution may be a recording resolution predetermined by the
二次元ノズル配列を有するインクジェットヘッドの場合、二次元ノズル配列における各ノズルをノズル列方向に沿って並ぶように投影(正射影)した投影ノズル列は、ノズル列方向について、最大の記録解像度を達成するノズル密度で各ノズルが概ね等間隔で並ぶ一列のノズル列と等価なものと考えることができる。「概ね等間隔」とは、インクジェット記録装置で記録可能な打滴点として実質的に等間隔であることを意味している。例えば、製造上の誤差や着弾干渉による媒体上での液滴の移動を考慮して僅かに間隔を異ならせたものなどが含まれている場合も「等間隔」の概念に含まれる。投影ノズル列(「実質的なノズル列」ともいう。)を考慮すると、ノズル列方向に沿って並ぶ投影ノズルの並び順に、各ノズルにノズル位置を表すノズル番号を対応付けることができる。 In the case of an inkjet head having a two-dimensional nozzle arrangement, the projected nozzle row in which each nozzle in the two-dimensional nozzle arrangement is projected (orthogonally projected) along the nozzle row direction achieves the maximum recording resolution in the nozzle row direction. It can be considered that the nozzle density is equivalent to a row of nozzles in which each nozzle is arranged at approximately equal intervals. "Approximately evenly spaced" means that the drip points that can be recorded by the inkjet recording device are substantially evenly spaced. For example, the concept of "equal spacing" includes cases where the spacing is slightly different in consideration of manufacturing errors and the movement of droplets on the medium due to landing interference. Considering the projection nozzle array (also referred to as "substantial nozzle array"), it is possible to associate each nozzle with a nozzle number indicating the nozzle position in the order in which the projection nozzles are arranged along the nozzle array direction.
インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kの各々におけるノズルの配列形態は限定されず、様々なノズル配列の形態を採用することができる。例えば、マトリクス状の二次元配列の形態に代えて、一列の直線配列、V字状のノズル配列、V字状配列を繰り返し単位とするW字状などのような折れ線状のノズル配列なども可能である。 The arrangement form of the nozzles in each of the inkjet heads 246C, 246M, 246Y, and 246K is not limited, and various nozzle arrangement forms can be adopted. For example, instead of the form of a matrix-like two-dimensional array, a line-shaped nozzle array, a V-shaped nozzle array, a polygonal line-shaped nozzle array such as a W-shaped array having a V-shaped array as a repeating unit, etc. are also possible. Is.
描画ドラム242によって搬送される用紙Pに向けて、インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kからインクの液滴が吐出され、吐出された液滴が用紙Pに付着することにより、用紙Pに画像が記録される。
Ink droplets are ejected from the inkjet heads 246C, 246M, 246Y, and 246K toward the paper P conveyed by the drawing
描画ドラム242は、インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kと用紙Pとを相対移動させる手段として機能している。描画ドラム242は、インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kに対して用紙Pを相対的に移動させる相対移動機構の一形態に相当する。インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kのそれぞれの吐出タイミングは、描画ドラム242に設置されたロータリエンコーダから得られるロータリエンコーダ信号に同期させる。図32においてロータリエンコーダの図示は省略されている。吐出タイミングとは、インクの液滴を吐出するタイミングであり、打滴タイミングと同義である。
The drawing
なお、本例では、CMYK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限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特色インクなどを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成や、緑色やオレンジ色などの特色のインクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、また、各色のインクジェットヘッドの配置順序も特に限定はない。 In this example, the configuration of CMYK standard colors (4 colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink, dark ink, and special color ink are used as needed. Etc. may be added. For example, it is possible to add an inkjet head that ejects light inks such as light cyan and light magenta, or add an inkjet head that ejects special color inks such as green and orange, and inkjets of each color. The arrangement order of the heads is also not particularly limited.
インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kは、画像形成部の一例である。 The inkjet heads 246C, 246M, 246Y, and 246K are examples of image forming units.
画像読取装置248は、インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kによって用紙Pに記録された画像を光学的に読み取り、その読取画像を示す電子画像データを生成する光学読取装置である。画像読取装置248は、用紙P上に記録された画像を撮像して画像情報を示す電気信号に変換する撮像デバイスを含む。画像読取装置248は、撮像デバイスの他、読み取り対象を照明する照明光学系及び撮像デバイスから得られる信号を処理してデジタル画像データを生成する信号処理回路を含んでよい。
The
画像読取装置248は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)ラインセンサを用いたラインスキャナで構成される。画像読取装置248は、カラー画像の読み取りが可能な構成であることが好ましい。本例の画像読取装置248は、例えば、撮像デバイスとしてカラーCCDリニアイメージセンサが用いられる。カラーCCDリニアイメージセンサはR(赤),G(緑),B(青)各色のカラーフィルタを備えた受光素子が直線状に配列したイメージセンサである。なお、カラーCCDリニアイメージセンサに代えて、カラーCMOS(complementary metal oxide semiconductor)リニアイメージセンサを用いることもできる。なお、画像読取装置248は、描画ドラム242による用紙Pの搬送中に用紙P上の画像の読み取りを行う。
The
画像読取装置248によって読み取られた読取画像のデータを基に、画像の濃度やインクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kの吐出不良などの情報が得られる。
Based on the data of the scanned image read by the
インク乾燥部250は、描画部240で画像が記録された用紙Pを乾燥処理する。インク乾燥部250は、チェーンデリバリ310と、用紙ガイド320と、温風送風ユニット330と、を備える。
The
チェーンデリバリ310は、描画ドラム242から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを集積部260へと移送する。チェーンデリバリ310は、規定の走行経路を走行する一対の無端状のチェーン312を備え、その一対のチェーン312に備えられたグリッパ314で用紙Pの先端部を把持して、用紙Pを規定の搬送経路に沿って搬送する。グリッパ314は、チェーン312に一定の間隔で複数備えられる。
The
用紙ガイド320は、チェーンデリバリ310による用紙Pの搬送をガイドする部材である。用紙ガイド320は、第1用紙ガイド322と第2用紙ガイド324で構成される。第1用紙ガイド322はチェーンデリバリ310の第1搬送区間を搬送される用紙Pをガイドする。第2用紙ガイド324は、第1搬送区間の後段の第2搬送区間を搬送される用紙をガイドする。温風送風ユニット330は、チェーンデリバリ310によって搬送される用紙Pに温風を吹き当てる。
The
集積部260は、チェーンデリバリ310によってインク乾燥部250から搬送されてくる用紙Pを受け取り、集積する集積装置262を備える。
The accumulating
チェーンデリバリ310は、所定の集積位置で用紙Pをリリースする。集積装置262は、集積トレイ262Aを備え、チェーンデリバリ310からリリースされた用紙Pを受け取り、集積トレイ262Aの上に束状に集積する。集積部260は排紙部に相当する。
The
〈インクジェット記録装置の制御系の説明〉
図33は、インクジェット記録装置201の制御系の概略構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置201は、システムコントローラ300を備える。システムコントローラ300は、CPU300A、ROM300B、及びRAM300Cを含んで構成される。CPUは、Central Processing Unitの省略語である。ROMは、Read Only Memoryの省略語である。RAMは、Random Access Memoryの省略語である。なお、ROM300B、RAM300C等の記憶部は、システムコントローラ300の外部に設けられていてもよい。
<Explanation of control system of inkjet recording device>
FIG. 33 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system of the
システムコントローラ300は、インクジェット記録装置201の各部を統括的に制御する全体制御部として機能する。また、システムコントローラ300は、各種演算処理を行う演算部として機能する。更に、システムコントローラ300は、ROM300B、及びRAM300Cなどのメモリにおけるデータの読み出し、及びデータの書き込みを制御するメモリコントローラとして機能する。
The
インクジェット記録装置201は、通信部302、画像メモリ304、搬送制御部350、給紙制御部352、処理液付与制御部354、処理液乾燥制御部356、描画制御部358、インク乾燥制御部360、及び排紙制御部364を備えている。これらの各部の要素は、1台又は複数台のコンピュータによって実現することが可能である。つまり、システムコントローラ300を含む制御系の各要素は、コンピュータのハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって構成することができる。
The
通信部302は、図示されない通信インターフェースを備え、通信インターフェースと接続されたホストコンピュータ400との間でデータの送受信を行うことができる。
The
画像メモリ304は、画像データを含む各種データの一時記憶部として機能する。通信部302を介してホストコンピュータ400から取り込まれた画像データは、一旦画像メモリ304に格納される。
The
搬送制御部350は、インクジェット記録装置201における用紙Pの搬送系211の動作を制御する。搬送系211には、図32に示された給紙ドラム216、処理液塗布ドラム222、処理液乾燥ドラム232、描画ドラム242などの用紙搬送機構が含まれる。また、搬送系211には、図示せぬ動力源としてのモータ及びモータ駆動回路などの駆動部が含まれる。
The
図22に示された給紙制御部352は、システムコントローラ300からの指令に応じて給紙部210を動作させる。給紙制御部352は、用紙Pの供給開始動作、及び用紙Pの供給停止動作などを制御する。
The paper
処理液付与制御部354は、システムコントローラ300からの指令に応じて処理液付与部220を動作させる。処理液付与制御部354は、処理液の付与量、及び付与タイミングなどを制御する。
The processing liquid
処理液乾燥制御部356は、システムコントローラ300からの指令に応じて処理液乾燥部230を動作させる。処理液乾燥制御部356は、乾燥温度、乾燥気体の流量、及び乾燥気体の噴射タイミングなどを制御する。
The processing liquid
描画制御部358は、システムコントローラ300からの指令に応じて、描画部240の動作を制御する。描画制御部358は、画像処理部、波形生成部、波形記憶部、及び駆動回路を含んで構成される。画像処理部、波形生成部、波形記憶部、及び駆動回路の図示は省略される。画像処理部は入力画像データからドットデータを形成する。波形生成部は駆動電圧の波形を生成する。波形記憶部は駆動電圧の波形が記憶される。駆動回路はドットデータに応じた駆動波形を有する駆動電圧を生成する。駆動回路は駆動電圧を液体吐出ヘッドに供給する。
The
画像処理部において、入力画像データに対してRGBの各色に分解する色分解処理、RGBをCMYKに変換する色変換処理、ガンマ補正、ムラ補正等の補正処理、各色の画素ごとの階調値を元の階調値未満の階調値に変換するハーフトーン処理が施される。 In the image processing unit, color separation processing that separates the input image data into RGB colors, color conversion processing that converts RGB to CMYK, correction processing such as gamma correction and unevenness correction, and gradation values for each pixel of each color are performed. Halftone processing is performed to convert to a gradation value less than the original gradation value.
入力画像データの一例として、0から255のデジタル値で表されるラスターデータが挙げられる。ハーフトーン処理の結果として得られるドットデータは、二値でもよいし、三値以上ハーフトーン処理前の階調値未満の多値でもよい。 As an example of the input image data, raster data represented by a digital value from 0 to 255 can be mentioned. The dot data obtained as a result of the halftone processing may be a binary value or a multi-valued value of three values or more and less than the gradation value before the halftone processing.
画像処理部による処理を経て生成されたドットデータに基づいて、各画素位置の吐出タイミング、インク吐出量が決められ、各画素位置の吐出タイミング、インク吐出量に応じた駆動電圧、各画素の吐出タイミングを決める制御信号が生成され、この駆動電圧が液体吐出ヘッドへ供給され、液体吐出ヘッドから吐出させたインクによってドットが記録される。 The ejection timing and ink ejection amount of each pixel position are determined based on the dot data generated through the processing by the image processing unit, and the ejection timing of each pixel position, the drive voltage according to the ink ejection amount, and the ejection of each pixel are determined. A control signal for determining the timing is generated, this drive voltage is supplied to the liquid discharge head, and dots are recorded by the ink discharged from the liquid discharge head.
描画制御部358は、図示されない補正処理部が備えられていてもよい。補正処理部は異常ノズルに対する補正処理を実行する。補正処理が施されると、異常ノズルの発生に起因する画像品質の低下が抑制される。
The
インク乾燥制御部360は、システムコントローラ300からの指令に応じてインク乾燥部250を動作させる。インク乾燥制御部360は、乾燥気体温度、乾燥気体の流量、又は乾燥気体の噴射タイミングなどを制御する。
The ink
排紙制御部364は、システムコントローラ300からの指令に応じて集積部260を動作させる。図32に示された集積装置262が昇降機構を含む場合に、排紙制御部324は、用紙Pの増減に応じて昇降機構の動作を制御する。
The paper
図33に示されたインクジェット記録装置201は、操作部331、表示部332、パラメータ記憶部334、及びプログラム格納部336を備えている。
The
操作部331は、操作ボタン、キーボード、マウス若しくはタッチパネル又はこれらの組み合わせ等からなる入力装置を含んで構成される。操作部331は、複数の種類の操作部材が含まれていてもよい。操作部材の図示は省略される。
The
操作部331を介して入力された情報は、システムコントローラ300に送られる。システムコントローラ300は、操作部331から送出された情報に応じて各種処理を実行させる。
The information input via the
表示部332は、液晶パネル等の表示装置(ディスプレイ)を含んで構成される。表示部332は、システムコントローラ300からの指令に応じて、装置の各種設定情報、又は異常情報などの各種情報を表示し得る。操作部331と表示部332とによってユーザインターフェースが構成される。ユーザは、表示部332の画面に表示される内容を見ながら操作部331を使って各種パラメータの設定及び各種情報の入力並びに編集が可能である。
The
パラメータ記憶部334は、インクジェット記録装置201に使用される各種パラメータが記憶される。パラメータ記憶部334に記憶されている各種パラメータは、システムコントローラ300を介して読み出され、装置各部に設定される。
The
プログラム格納部336は、インクジェット記録装置201の各部に使用されるプログラムが格納される。プログラム格納部336に格納されている各種プログラムは、システムコントローラ300を介して読み出され、装置各部において実行される。
The
図33に示されたインクジェット記録装置201は、メンテナンス制御部338を備える。メンテナンス制御部338は、システムコントローラ300からの指令に応じてメンテナンス部340の動作を制御する。メンテナンス部340の動作には、図示せぬウェブに対して洗浄液を付与する動作及びウェブによる払拭動作が含まれる。また、メンテナンス部340での動作には、インクジェットヘッドのパージ処理や予備吐出などが含まれていてもよい。
The
図33に示したシステムコントローラ300、搬送制御部350、給紙制御部352、処理液付与制御部354、処理液乾燥制御部356、描画制御部358、インク乾燥制御部360、排紙制御部364、及びメンテナンス制御部338等の各種の処理を実行する処理部(processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ(processor)である。
各種のプロセッサには、プログラムを実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPU(Central Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。プログラムは、ソフトウェアと同義である。 Various processors include CPUs (Central Processing Units), which are general-purpose processors that execute programs and function as various processing units, and FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), which can change the circuit configuration after manufacturing. A programmable logic device (PLD), a dedicated electric circuit which is a processor having a circuit configuration specially designed for executing a specific process such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and the like are included. Program is synonymous with software.
1つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの1つで構成されていてもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサで構成されてもよい。例えば、1つの処理部は、複数のFPGA、或いは、CPUとFPGAの組み合わせによって構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組合せで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを1つ以上用いて構成される。 One processing unit may be composed of one of these various processors, or may be composed of two or more processors of the same type or different types. For example, one processing unit may be composed of a plurality of FPGAs or a combination of a CPU and an FPGA. Further, a plurality of processing units may be configured by one processor. As an example of configuring a plurality of processing units with one processor, first, one processor is configured by a combination of one or more CPUs and software, as represented by a computer such as a client or a server. There is a form in which the processor functions as a plurality of processing units. Secondly, as typified by System On Chip (SoC), there is a form in which a processor that realizes the functions of the entire system including a plurality of processing units with one IC (Integrated Circuit) chip is used. is there. As described above, the various processing units are configured by using one or more of the above-mentioned various processors as a hardware-like structure.
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)である。 Further, the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electric circuit (circuitry) in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.
《インクジェット記録装置201の製造方法について》
実施形態1に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して製造されたインクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kと、描画ドラム242等の各種要素を組み合わせてインクジェット記録装置201を製造することができる。
<< About the manufacturing method of the
The
インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kと、描画ドラム242との位置関係を整えて組み立てる工程が組立工程の一例に相当する。
The process of arranging and assembling the
インクジェット記録装置201を製造する際の組立工程では、保護フィルムの貼付方向と描画ドラム242による用紙搬送方向との成す角度が−10°<θ<10°の範囲の角度θになる位置関係を満たすように、描画ドラム242とインクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kとが配置される。
In the assembly process when manufacturing the
例えば、実施形態のインクジェット記録装置201を組み立てる組立工程においては、描画ドラム242による用紙搬送方向と、各インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kの実質的なノズル孔配列方向とが直交する位置関係を満たすように、描画ドラム242と、各インクジェットヘッド246C、246M、246Y、246Kとが配置される。インクジェット記録装置201を製造する方法は、「画像形成装置の製造方法」の一例に相当する。
For example, in the assembly step of assembling the
《実施形態の利点》
上述した実施形態によれば、ノズル孔周囲における撥水膜のばらつきがあっても、その撥水膜の不良箇所は、用紙−ヘッド相対移動方向と略平行な方向に偏在しており、吐出曲がりによる画像欠陥が視認され難い。本実施形態によれば、撥水膜の不均一性に起因するスジむらなどの画像欠陥が目立ち難く、良好な品質の画像形成が可能である。
<< Advantages of the embodiment >>
According to the above-described embodiment, even if the water-repellent film varies around the nozzle hole, the defective portion of the water-repellent film is unevenly distributed in a direction substantially parallel to the paper-head relative movement direction, and the discharge bends. Image defects due to are difficult to see. According to the present embodiment, image defects such as streaks caused by the non-uniformity of the water-repellent film are inconspicuous, and good quality image formation is possible.
《液滴吐出ヘッドの吐出方式について》
液滴吐出ヘッドのイジェクタは、液体を吐出するノズルと、ノズルに通じる圧力室と、圧力室内の液体に吐出エネルギーを与える吐出エネルギー発生素子と、を含んで構成される。イジェクタのノズルから液滴を吐出させる吐出方式に関して、吐出エネルギーを発生させる手段は、圧電素子に限らず、発熱素子や静電アクチュエータなど、様々な吐出エネルギー発生素子を適用し得る。例えば、発熱素子による液体の加熱による膜沸騰の圧力を利用して液滴を吐出させる方式を採用することができる。インクジェットヘッドの吐出方式に応じて、相応の吐出エネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
<< About the ejection method of the droplet ejection head >>
The ejector of the droplet discharge head includes a nozzle for discharging a liquid, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a discharge energy generating element for supplying discharge energy to the liquid in the pressure chamber. Regarding the ejection method for ejecting droplets from the nozzle of the ejector, the means for generating the ejection energy is not limited to the piezoelectric element, and various ejection energy generating elements such as a heat generating element and an electrostatic actuator can be applied. For example, a method of ejecting droplets by utilizing the pressure of film boiling due to heating of a liquid by a heat generating element can be adopted. Depending on the ejection method of the inkjet head, a corresponding ejection energy generating element is provided in the flow path structure.
《変形例1》
上述の実施形態では、画像形成装置の一例として、シングルパス方式のインクジェット記録装置を説明したが、本発明は、液滴吐出ヘッドを用いる様々な形態の画像形成装置に適用し得る。
<< Modification 1 >>
In the above-described embodiment, the single-pass inkjet recording apparatus has been described as an example of the image forming apparatus, but the present invention can be applied to various types of image forming apparatus using a droplet ejection head.
《変形例2》
上述の実施形態では、複数個のヘッドモジュールを組み合わせたインクジェットヘッドバーを例示したが、単一の液滴吐出ヘッドを用いる画像形成装置であってもよい。
<<
In the above-described embodiment, the inkjet head bar in which a plurality of head modules are combined has been illustrated, but an image forming apparatus using a single droplet ejection head may be used.
《変形例3》
図32では、シングルバー方式のインクジェット記録装置を例示したが、デュアルバー方式など、同色インクを吐出する複数本のインクジェットヘッドバーを備えるインクジェット記録装置であってもよい。
<< Modification 3 >>
Although FIG. 32 illustrates a single-bar type inkjet recording device, it may be an inkjet recording device including a plurality of inkjet headbars that eject ink of the same color, such as a dual-bar type.
《変形例4》
上述の説明では、撥水膜の剥がれによる撥水膜の不均一性を述べたが、ノズル孔の内部に撥水膜の一部が残存することによる撥水膜の不均一性についても、保護フィルムの貼付方向と平行な方向に撥水膜の不良箇所が偏在する点で、剥がれの場合と同様である。
<< Modification 4 >>
In the above description, the non-uniformity of the water-repellent film due to the peeling of the water-repellent film has been described, but the non-uniformity of the water-repellent film due to a part of the water-repellent film remaining inside the nozzle hole is also protected. It is the same as the case of peeling in that defective parts of the water-repellent film are unevenly distributed in the direction parallel to the film sticking direction.
《用紙について》
「用紙」は、画像の形成に用いられる媒体である。用紙という用語は、記録用紙、印刷用紙、印刷媒体、印字媒体、被印刷媒体、画像形成媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものの総称である。用紙の材質や形状等は、特に限定されず、シール用紙、樹脂シート、フィルム、布、不織布、その他材質や形状を問わず、様々なシート体を用いることができる。用紙記は枚葉の媒体に限らず、連続紙などの連続媒体であってもよい。また、枚葉の用紙は、予め規定のサイズに整えられたカット紙に限らず、連続媒体から随時、規定のサイズに裁断して得られるものであってもよい。
<< About paper >>
"Paper" is a medium used to form an image. The term paper is a general term for what is called by various terms such as recording paper, printing paper, printing medium, printing medium, printed medium, image forming medium, image forming medium, image receiving medium, and ejecting medium. The material and shape of the paper are not particularly limited, and various sheet bodies can be used regardless of the seal paper, resin sheet, film, cloth, non-woven fabric, and other materials and shapes. The paper notation is not limited to a sheet-fed medium, and may be a continuous medium such as continuous paper. Further, the sheet-fed paper is not limited to cut paper prepared in advance to a specified size, and may be obtained by cutting from a continuous medium to a specified size at any time.
《用語について》
「画像形成装置」という用語は、印刷機、プリンタ、印字装置、印刷装置、画像記録装置、画像出力装置、或いは、描画装置などの用語と同義である。
<< About terms >>
The term "image forming apparatus" is synonymous with terms such as a printing machine, a printer, a printing apparatus, a printing apparatus, an image recording apparatus, an image output apparatus, or a drawing apparatus.
「画像」は広義に解釈するものとし、カラー画像、白黒画像、単一色画像、グラデーション画像、均一濃度(ベタ)画像なども含まれる。「画像」は、写真画像に限らず、図柄、文字、記号、線画、モザイクパターン、色の塗り分け模様、その他の各種パターン、若しくはこれらの適宜の組み合わせを含む包括的な用語として用いる。 "Image" shall be interpreted in a broad sense, and includes color images, black-and-white images, single-color images, gradation images, uniform density (solid) images, and the like. "Image" is not limited to a photographic image, but is used as a comprehensive term including a pattern, characters, symbols, line drawings, mosaic patterns, color-coded patterns, various other patterns, or an appropriate combination thereof.
画像の「形成」とは、画像の記録、印刷、印字、描画、及びプリントなどの用語の概念を含む。「印字」には、デジタルデータに基づくデジタル印刷の概念が含まれる。 "Formation" of an image includes the concept of terms such as image recording, printing, printing, drawing, and printing. "Printing" includes the concept of digital printing based on digital data.
また、「画像」は、色材を含有するインクによって形成されるものに限らず、インク付与前に用紙に付与される処理液、及び/又はインク付与後に用紙に付与されるニス等その他の機能性材料によって形成される画像であってもよい。 Further, the "image" is not limited to the one formed by the ink containing the coloring material, and the treatment liquid applied to the paper before the ink is applied and / or other functions such as varnish applied to the paper after the ink is applied. It may be an image formed by a sex material.
本明細書における「直交」又は「垂直」という用語には、90°未満の角度、又は90°を超える角度をなして交差する態様のうち、実質的に90°の角度をなして交差する場合と同様の作用効果を発生させる態様が含まれる。 The term "orthogonal" or "vertical" as used herein refers to the case where the intersections are made at an angle of less than 90 ° or an angle of more than 90 ° and intersect at an angle of substantially 90 °. A mode in which the same action and effect as is generated is included.
本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。 The technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. The configurations and the like in each embodiment can be appropriately combined between the respective embodiments without departing from the spirit of the present invention.
10 ノズル形成基板
10A 吐出側表面
10B ノズル内部表面
12 ノズル孔
14 撥水膜
16 保護フィルム
20 インク
22 液滴
30 撥水膜不良部
40、41、42 液滴吐出ヘッド
44 用紙
46 線
50 液滴吐出ヘッド
60 ウエハ
62 ダイ
70K、70C、70M、70Y インクジェットヘッドバー
70C1、70C2、インクジェットヘッドバー
70K1、70K2 インクジェットヘッドバー
70M1、70M2 インクジェットヘッドバー
70Y1、70Y2 インクジェットヘッドバー
110 インクジェットヘッドバー
112−i ヘッドモジュール
116 フレーム
118 フレキシブル基板
120 ノズル面
122 ヘッドモジュール保持部材
124 ヘッド保護部材
130 ノズルプレート
132 圧力室
134 供給口
136 共通流路
138 流路形成板
140 振動板
142 個別電極
144 圧電素子
146 共通電極
150 インク室ユニット
201 インクジェット記録装置
210 給紙部
211 搬送系
212 給紙装置
212A 給紙台
214 フィーダボード
216 給紙ドラム
220 処理液付与部
222 処理液塗布ドラム
223 グリッパ
224 処理液塗布装置
230 処理液乾燥部
232 処理液乾燥ドラム
233 グリッパ
234 温風送風機
240 描画部
242 描画ドラム
243 グリッパ
244 ヘッドユニット
246K インクジェットヘッド
246C インクジェットヘッド
246M インクジェットヘッド
246Y インクジェットヘッド
248 画像読取装置
250 インク乾燥部
260 集積部
262 集積装置
262A 集積トレイ
300 システムコントローラ
302 通信部
304 画像メモリ
310 チェーンデリバリ
312 チェーン
314 グリッパ
316 処理液乾燥制御部
320 用紙ガイド
322 第1用紙ガイド
324 第2用紙ガイド
330 温風送風ユニット
331 操作部
332 表示部
334 パラメータ記憶部
336 プログラム格納部
338 メンテナンス制御部
340 メンテナンス部
350 搬送制御部
352 給紙制御部
354 処理液付与制御部
356 処理液乾燥制御部
358 描画制御部
360 インク乾燥制御部
364 排紙制御部
400 ホストコンピュータ
LN 投影ノズル列
P 用紙
10 Nozzle forming substrate 10A Discharge side surface 10B Nozzle inner surface 12 Nozzle hole 14 Water repellent film 16 Protective film 20 Ink 22 Droplet 30 Water repellent film defective part 40, 41, 42 Droplet discharge head 44 Paper 46 Line 50 Droplet discharge Head 60 Wafer 62 Die 70K, 70C, 70M, 70Y Inkjet headbar 70C1, 70C2, Inkjet headbar 70K1, 70K2 Inkjet headbar 70M1, 70M2 Inkjet headbar 70Y1, 70Y2 Inkjet headbar 110 Inkjet headbar 112-i Head module 116 Frame 118 Flexible substrate 120 Nozzle surface 122 Head module holding member 124 Head protection member 130 Nozzle plate 132 Pressure chamber 134 Supply port 136 Common flow path 138 Flow path forming plate 140 Vibration plate 142 Individual electrode 144 Inkjet element 146 Common electrode 150 Inkjet chamber unit 201 Inkjet recording device 210 Feeding unit 211 Conveying system 212 Feeding device 212A Feeding stand 214 Feeder board 216 Feeding drum 220 Processing liquid application unit 222 Processing liquid application drum 223 Gripper 224 Processing liquid coating device 230 Processing liquid drying unit 232 Processing Liquid drying drum 233 Gripper 234 Warm air blower 240 Drawing unit 242 Drawing drum 243 Gripper 244 Head unit 246K Inkjet head 246C Inkjet head 246M Inkjet head 246Y Inkjet head 248 Image reader 250 Inkjet drying unit 260 Integration unit 262 Integration device 262A Integration tray 300 System controller 302 Communication unit 304 Image memory 310 Chain delivery 312 Chain 314 Gripper 316 Processing liquid drying control unit 320 Paper guide 322 First paper guide 324 Second paper guide 330 Warm air blower unit 331 Operation unit 332 Display unit 334 Parameter storage unit 336 Program storage unit 338 Maintenance control unit 340 Maintenance unit 350 Transport control unit 352 Feed feed control unit 354 Processing liquid application control unit 356 Processing liquid drying control unit 358 Drawing control unit 360 Ink drying control unit 364 Inkjet drying control unit 364 Paper discharge control unit 400 Host computer LN projection Nozzle row P paper
Claims (14)
前記ノズル形成基板の前記吐出側表面に形成された前記撥水膜の表面に保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼付工程と、
前記ノズル孔の内部の前記撥水膜をプラズマ処理により除去するプラズマ照射工程と、
前記保護フィルムを前記ノズル形成基板から剥離する保護フィルム剥離工程と、を有し、
前記ノズル形成基板の前記吐出側表面は平らであり、
前記保護フィルム貼付工程にて前記ノズル形成基板に対して前記保護フィルムを貼り付ける貼付方向は、前記ノズル形成基板を含んで構成される液滴吐出ヘッドと前記ノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体との相対移動方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向である液滴吐出ヘッドの製造方法。 A water-repellent film forming step of forming a water-repellent film on the discharge side surface of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes and inside the nozzle holes.
A protective film attaching step of attaching a protective film to the surface of the water-repellent film formed on the ejection side surface of the nozzle forming substrate, and a step of attaching the protective film.
A plasma irradiation step of removing the water-repellent film inside the nozzle hole by plasma treatment, and
It has a protective film peeling step of peeling the protective film from the nozzle forming substrate.
The discharge side surface of the nozzle forming substrate is flat, and the surface is flat.
In the process of attaching the protective film, the protective film is attached to the nozzle-forming substrate in the sticking direction in which the droplet ejection head including the nozzle-forming substrate and the droplets ejected from the nozzle holes are attached. A method for manufacturing a droplet ejection head, which is a direction that satisfies an angle θ in the range of −10 ° <θ <10 ° with respect to the relative movement direction with respect to the medium to be moved.
前記ノズル形成基板の前記吐出側表面に形成された前記撥水膜の表面に保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼付工程と、
前記ノズル孔の内部の前記撥水膜をプラズマ処理により除去するプラズマ照射工程と、
前記保護フィルムを前記ノズル形成基板から剥離する保護フィルム剥離工程と、を有し、
前記ノズル形成基板の前記吐出側表面は平らであり、
前記保護フィルム貼付工程にて前記ノズル形成基板に対して前記保護フィルムを貼り付ける貼付方向は、前記複数のノズル孔の配列パターンによって構成されるノズル列のノズル孔配列方向と直交する方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向である液滴吐出ヘッドの製造方法。 A water-repellent film forming step of forming a water-repellent film on the discharge side surface of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes and inside the nozzle holes.
A protective film attaching step of attaching a protective film to the surface of the water-repellent film formed on the ejection side surface of the nozzle forming substrate, and a step of attaching the protective film.
A plasma irradiation step of removing the water-repellent film inside the nozzle hole by plasma treatment, and
It has a protective film peeling step of peeling the protective film from the nozzle forming substrate.
The discharge side surface of the nozzle forming substrate is flat, and the surface is flat.
In the protective film affixing step, the affixing direction in which the protective film is affixed to the nozzle forming substrate is a direction orthogonal to the nozzle hole arrangement direction of the nozzle array formed by the arrangement pattern of the plurality of nozzle holes. A method for manufacturing a droplet ejection head in a direction that satisfies an angle θ in the range of −10 ° <θ <10 °.
前記ウエハ内の前記複数個のダイの向きは揃っており、
前記撥水膜形成工程における前記撥水膜の形成は、前記複数個のダイを含むウエハの状態で行われ、
前記保護フィルム貼付工程における前記保護フィルムの貼り付けは、前記複数個のダイを含むウエハの状態で行われる請求項1から3のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 It has a step of forming a plurality of dies of the nozzle forming substrate in a wafer.
The orientation of the plurality of dies in the wafer is aligned.
The formation of the water-repellent film in the water-repellent film forming step is performed in the state of a wafer including the plurality of dies.
The method for manufacturing a droplet ejection head according to any one of claims 1 to 3, wherein the protective film is attached in the protective film attaching step in the state of a wafer including the plurality of dies.
前記ノズル形成基板の前記吐出側表面に形成された前記撥水膜の表面に保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼付工程と、
前記ノズル孔の内部の前記撥水膜をプラズマ処理により除去するプラズマ照射工程と、
前記保護フィルムを前記ノズル形成基板から剥離する保護フィルム剥離工程と、
を経て前記ノズル形成基板を含む液滴吐出ヘッドを製造する工程と、
前記製造された前記液滴吐出ヘッドと前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体とを相対移動させる相対移動機構と、前記液滴吐出ヘッドとを組み合わせて配置する組立工程と、
を有し、
前記ノズル形成基板の前記吐出側表面は平らであり、
前記保護フィルム貼付工程にて前記ノズル形成基板に対して前記保護フィルムを貼り付ける貼付方向は、前記相対移動機構による前記媒体と前記液滴吐出ヘッドとの相対移動方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向であり、
前記組立工程は、前記保護フィルムの前記貼付方向と前記相対移動機構による前記相対移動方向との成す角度が−10°<θ<10°の範囲の角度θになる位置関係を満たして前記相対移動機構と前記液滴吐出ヘッドとを配置する画像形成装置の製造方法。 A water-repellent film forming step of forming a water-repellent film on the discharge side surface of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes and inside the nozzle holes.
A protective film attaching step of attaching a protective film to the surface of the water-repellent film formed on the ejection side surface of the nozzle forming substrate, and a step of attaching the protective film.
A plasma irradiation step of removing the water-repellent film inside the nozzle hole by plasma treatment, and
A protective film peeling step of peeling the protective film from the nozzle forming substrate, and
A process of manufacturing a droplet ejection head including the nozzle forming substrate, and
The relative movement mechanism for relatively moving the manufactured droplet ejection head and the medium to which the droplets ejected from the nozzle hole of the droplet ejection head are adhered, and the droplet ejection head are arranged in combination. Assembling process and
Have,
The discharge side surface of the nozzle forming substrate is flat, and the surface is flat.
The sticking direction of sticking the protective film to the nozzle forming substrate in the protective film sticking step is −10 ° <θ with respect to the relative moving direction of the medium and the droplet ejection head by the relative moving mechanism. It is a direction that satisfies the angle θ in the range of <10 °.
The assembly step satisfies the positional relationship in which the angle formed by the sticking direction of the protective film and the relative movement direction by the relative movement mechanism is an angle θ in the range of −10 ° <θ <10 °, and the relative movement is satisfied. A method for manufacturing an image forming apparatus in which a mechanism and the droplet ejection head are arranged.
前記ノズル形成基板の前記吐出側表面に形成された前記撥水膜の表面に保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼付工程と、
前記ノズル孔の内部の前記撥水膜をプラズマ処理により除去するプラズマ照射工程と、
前記保護フィルムを前記ノズル形成基板から剥離する保護フィルム剥離工程と、
を経て前記ノズル形成基板を含む液滴吐出ヘッドを製造する工程と、
前記製造された前記液滴吐出ヘッドと前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体とを相対移動させる相対移動機構と、前記液滴吐出ヘッドとを組み合わせて配置する組立工程と、
を有し、
前記ノズル形成基板の前記吐出側表面は平らであり、
前記保護フィルム貼付工程にて前記ノズル形成基板に対して前記保護フィルムを貼り付ける貼付方向は、前記複数のノズル孔の配列パターンによって構成されるノズル列のノズル孔配列方向と直交する方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向であり、
前記組立工程は、前記相対移動機構による前記液滴吐出ヘッドと前記媒体との相対移動方向と前記ノズル孔配列方向とが直交する位置関係を満たして前記相対移動機構と前記液滴吐出ヘッドとを配置する画像形成装置の製造方法。 A water-repellent film forming step of forming a water-repellent film on the discharge side surface of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes and inside the nozzle holes.
A protective film attaching step of attaching a protective film to the surface of the water-repellent film formed on the ejection side surface of the nozzle forming substrate, and a step of attaching the protective film.
A plasma irradiation step of removing the water-repellent film inside the nozzle hole by plasma treatment, and
A protective film peeling step of peeling the protective film from the nozzle forming substrate, and
A process of manufacturing a droplet ejection head including the nozzle forming substrate, and
The relative movement mechanism for relatively moving the manufactured droplet ejection head and the medium to which the droplets ejected from the nozzle hole of the droplet ejection head are adhered, and the droplet ejection head are arranged in combination. Assembling process and
Have,
The discharge side surface of the nozzle forming substrate is flat, and the surface is flat.
In the protective film affixing step, the affixing direction in which the protective film is affixed to the nozzle forming substrate is a direction orthogonal to the nozzle hole arrangement direction of the nozzle array formed by the arrangement pattern of the plurality of nozzle holes. It is a direction that satisfies the angle θ in the range of -10 ° <θ <10 °.
In the assembly step, the relative movement mechanism and the droplet discharge head satisfy the positional relationship in which the relative movement direction of the droplet discharge head and the medium by the relative movement mechanism and the nozzle hole arrangement direction are orthogonal to each other. A method of manufacturing an image forming apparatus to be arranged.
前記ノズル形成基板の吐出側表面に形成された撥水膜と、
を備える液滴吐出ヘッドであって、
前記ノズル孔の周囲の前記撥水膜は、前記ノズル孔の端部のうち、前記液滴吐出ヘッドと前記ノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体との相対移動方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向の前記端部に、保護フィルムを貼り付ける貼付方向であり、前記角度θを満たす貼付方向に生じる前記撥水膜の不良箇所が偏在している液滴吐出ヘッド。 A nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes and
A water-repellent film formed on the discharge side surface of the nozzle-forming substrate and
A droplet ejection head equipped with
The water-repellent film around the nozzle hole is −10 to the relative movement direction of the droplet ejection head and the medium to which the droplet ejected from the nozzle hole is attached at the end of the nozzle hole. The protective film is attached to the end in the direction satisfying the angle θ in the range of ° <θ <10 °, and the defective portions of the water-repellent film generated in the attaching direction satisfying the angle θ are unevenly distributed. Droplet ejection head.
前記ノズル形成基板の吐出側表面に形成された撥水膜と、
を備える液滴吐出ヘッドであって、
前記ノズル孔の周囲の前記撥水膜は、前記ノズル孔の端部のうち、前記複数のノズル孔の配列パターンによって構成されるノズル列のノズル孔配列方向と直交する方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向の前記端部に、保護フィルムを貼り付ける貼付方向であり、前記角度θを満たす貼付方向に生じる前記撥水膜の不良箇所が偏在している液滴吐出ヘッド。 A nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes and
A water-repellent film formed on the discharge side surface of the nozzle-forming substrate and
A droplet ejection head equipped with
The water-repellent film around the nozzle hole is −10 ° with respect to a direction orthogonal to the nozzle hole arrangement direction of the nozzle array formed by the arrangement pattern of the plurality of nozzle holes at the end of the nozzle hole. The protective film is attached to the end in the direction satisfying the angle θ in the range of <θ <10 °, and the defective portions of the water-repellent film generated in the attaching direction satisfying the angle θ are unevenly distributed. Droplet ejection head.
前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体と前記液滴吐出ヘッドとを相対移動させる相対移動機構と、を備える画像形成装置であって、
前記ノズル形成基板の吐出側表面に撥水膜が形成されており、
前記ノズル孔の周囲の前記撥水膜は、前記ノズル孔の端部のうち、前記相対移動機構による前記液滴吐出ヘッドと前記媒体との相対移動方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向の前記端部に、保護フィルムを貼り付ける貼付方向であり、前記角度θを満たす貼付方向に生じる前記撥水膜の不良箇所が偏在している画像形成装置。 A droplet ejection head composed of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes,
An image forming apparatus including a medium for adhering droplets ejected from the nozzle hole of the droplet ejection head and a relative moving mechanism for relatively moving the droplet ejection head.
A water-repellent film is formed on the discharge side surface of the nozzle forming substrate.
The water-repellent film around the nozzle hole is −10 ° <θ <10 ° with respect to the relative movement direction of the droplet ejection head and the medium by the relative movement mechanism at the end of the nozzle hole. An image forming apparatus in which a protective film is attached to the end portion in a direction satisfying the angle θ in the range of the above, and defective portions of the water-repellent film generated in the attaching direction satisfying the angle θ are unevenly distributed.
前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル孔から吐出される液滴を付着させる媒体と前記液滴吐出ヘッドとを相対移動させる相対移動機構と、を備える画像形成装置であって、
前記ノズル形成基板の吐出側表面に撥水膜が形成されており、
前記ノズル孔の周囲の前記撥水膜は、前記ノズル孔の端部のうち、前記複数のノズル孔の配列パターンによって構成されるノズル列のノズル孔配列方向と直交する方向に対して−10°<θ<10°の範囲の角度θを満たす方向の前記端部に、保護フィルムを貼り付ける貼付方向であり、前記角度θを満たす貼付方向に生じる前記撥水膜の不良箇所が偏在している画像形成装置。 A droplet ejection head composed of a nozzle forming substrate having a plurality of nozzle holes,
An image forming apparatus including a medium for adhering droplets ejected from the nozzle hole of the droplet ejection head and a relative moving mechanism for relatively moving the droplet ejection head.
A water-repellent film is formed on the discharge side surface of the nozzle forming substrate.
The water-repellent film around the nozzle hole is −10 ° with respect to a direction orthogonal to the nozzle hole arrangement direction of the nozzle array formed by the arrangement pattern of the plurality of nozzle holes at the end of the nozzle hole. The protective film is attached to the end in the direction satisfying the angle θ in the range of <θ <10 °, and the defective portions of the water-repellent film generated in the attaching direction satisfying the angle θ are unevenly distributed. Image forming device.
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