(57)【要約】【課題】高精細化と低コスト化を実現するノズルシートの製造方法を提供することである。【解決手段】インクジェットプリンタのインクジェットヘッドに用いられるノズルシートは、感光性撥液膜２１が形成された第１感光性樹脂シート２０に露光し、感光性撥液膜２１及び第１感光性樹脂シート２０に一度に第１ノズル２１ａ、２０ａのパターニングを行う工程を採り入れた製造方法とする。【選択図】図２
2010036473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタのインクジェットヘッドに用いられるノズルシートの製造方法において、
感光性撥液膜が形成された第１感光性樹脂シートに露光し、前記感光性撥液膜及び前記第１感光性樹脂シートに一度に第１ノズルのパターニングを行うことを特徴とするノズルシートの製造方法。
【請求項２】
前記感光性撥液膜及び前記第１感光性樹脂シートは、ネガ型であることを特徴とする請求項１記載のノズルシートの製造方法。
【請求項３】
前記第１感光性樹脂シートが、ドライフィルムレジストであることを特徴とする請求項１又は２記載のノズルシートの製造方法。
【請求項４】
前記パターニング後、
前記第１感光性樹脂シートをベークし、
感光性撥液膜用の現像液で前記感光性撥液膜の第１ノズル部分を溶解させ、
第１感光性樹脂シート用の現像液で前記第１感光性樹脂シートの第１ノズル部分を溶解させることを特徴とする請求項３記載のノズルシートの製造方法。
【請求項５】
前記第１感光性樹脂シートは、ダミー基板上に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のノズルシートの製造方法。
【請求項６】
前記第１感光性樹脂シートは、インクジェットヘッドのボディ上に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のノズルシートの製造方法。
【請求項７】
前記第１感光性樹脂シートは、前記第１ノズルと繋がり且つ前記第１ノズルより大きな第２ノズルを有する第２感光性樹脂シート上に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のノズルシートの製造方法。
【請求項８】
前記第２感光性樹脂シートが、ドライフィルムレジストであることを特徴とする請求項７記載のノズルシートの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載のノズルシートの製造方法によって製造したノズルシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドに用いられるノズルシート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェットプリンタが高速印刷、低騒音、高精細印刷、低コストなどの理由により、急速に普及している。インクジェットプリンタで高精細印刷を実現するためには、インクがノズル出口でメニスカスを形成し、印刷面へ安定して垂直に飛翔することが必要である。ノズルの出口面にインクが濡れ広がると安定したメニスカス形状が得られず、高精細印刷を実現することができない。そのため、一般的に、ノズルの出口面に撥液膜を設けることで対処している。例えば、ノズルがインクジェットヘッドの先端部品であるノズルプレートに形成されている場合、撥液膜はノズルプレートの出口面側に設ければよい。この撥液膜の形成方法については、様々な方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、インク吐出裏面とインク吐出孔内部をポジ型感光性樹脂によって被覆充填して硬化させ、インク吐出面より露光、現像を行い、撥液性被膜を被覆し、その後ポジ型感光性樹脂を除去することにより撥液性被膜のインク吐出孔内部への入り込み位置を制御するインクジェットプリンターヘッド用ノズル板の表面処理方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、インク吐出口周縁部が一部に親水性の部分を有するよう撥水処理されたインクジェット記録ヘッドを製造する方法において、感光性の撥水処理剤を塗布後、光照射を行う際に、撥水処理剤表面の親水性の部分に対する光照射量を、硬化に必要な照射量より大きくすることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、ノズル板を撥液処理後、ダミー基板に貼り付けて、ウェットエッチングによりノズル穴を形成する方法が開示されている。
【特許文献１】特許第３０９３６３４号公報
【特許文献２】特開平１１−１５７０８２号公報
【特許文献３】特開平５−３１８７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、インク吐出裏面とインク吐出孔内部をポジ型感光性樹脂によって被覆充填し、最後にそれを除去しているので、工程が多くなるとともに、除去しきれないポジ型感光性樹脂がノズル内に残るおそれがある。
【０００７】
また、特許文献２の方法では、インク吐出口が形成されているヘッドに撥水処理剤を塗布しているので、インク吐出口の内部に撥水処理剤が入り込むおそれがある。それを回避するように制御することは、非常に困難でありコストもかかる。
【０００８】
また、特許文献３の方法では、ウェットエッチングでノズル穴を加工しているため、加工精度が低い。また、ノズル板にガラス板を用いているが、ノズル板として樹脂シートを想定した場合と比較して、薄型化及び低コスト化の点で劣る。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するとともに、高精細化と低コスト化を実現するノズルシート及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドに用いられるノズルシートの製造方法において、感光性撥液膜が形成された第１感光性樹脂シートに露光し、前記感光性撥液膜及び前記第１感光性樹脂シートに一度に第１ノズルのパターニングを行うことを特徴とする。
【００１１】
上記のノズルシートの製造方法において、前記感光性撥液膜及び前記第１感光性樹脂シートは、ネガ型であることが望ましい。
【００１２】
また、上記のノズルシートの製造方法において、前記第１感光性樹脂シートが、ドライフィルムレジストであってもよい。
【００１３】
また、上記のノズルシートの製造方法において、前記パターニング後には、前記第１感光性樹脂シートをベークし、感光性撥液膜用の現像液で前記感光性撥液膜の第１ノズル部分を溶解させ、第１感光性樹脂シート用の現像液で前記第１感光性樹脂シートの第１ノズル部分を溶解させる工程を含むものとする。
【００１４】
また、上記のノズルシートの製造方法において、前記第１感光性樹脂シートは、ダミー基板上に形成されていることが望ましい。
【００１５】
また、上記のノズルシートの製造方法において、前記第１感光性樹脂シートは、インクジェットヘッドのボディ上に形成されていてもよい。
【００１６】
また、上記のノズルシートの製造方法において、前記第１感光性樹脂シートは、前記第１ノズルと繋がり且つ前記第１ノズルより大きな第２ノズルを有する第２感光性樹脂シート上に形成されていることが望ましい。
【００１７】
また、上記のノズルシートの製造方法において、前記第２感光性樹脂シートが、ドライフィルムレジストであってもよい。
【００１８】
また、本発明のノズルシートは、上記の何れかに記載のノズルシートの製造方法によって製造するものとする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、ノズルシートへ感光性撥液膜の形成後にノズルを加工することにより、第１ノズルの吐出口面にだけ感光性撥液膜を形成することができるので、インクが第１ノズルの吐出口でメニスカスを形成し、インクが印刷面へ安定して垂直に飛翔し、高精細印刷を実現することができる。また、感光性撥液膜及び第１感光性樹脂シートに一度に第１ノズルのパターニングを行っているので、感光性撥液膜と第１感光性樹脂シートを別々に加工する必要がなく工程が簡素であり、低コスト化を実現することができる。また、樹脂製のノズルシートを採用しているので、従来のガラスプレートより低コスト化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜図４は、本発明のノズルシートの各製造工程を説明する図である。最初、図１（ａ）に示すように、ダミー基板１０上に犠牲層（接着層）１１を形成する。ダミー基板１０の材料としては、平滑性及び耐熱性があればよく、例えば、Ｓｉ、ガラス、金属などを用いることができる。犠牲層１１としては、ダミー基板１０と後述する第２感光性樹脂シート１２を仮接着でき、後で除去できるものであればよく、例えば、ポジレジストなどを用いることができる。
【００２１】
次に、図１（ｂ）に示すように、犠牲層１１上に第２感光性樹脂シート１２を形成する。第２感光性樹脂シート３０の材料としては、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）などフォトリソプロセスを用いることができる光硬化性樹脂を採用することができる。ＤＦＲとしては、例えば、化薬マイクロケム株式会社のＳＵ−８を用いることができる。その厚みは、例えば、５〜２００μｍとすることができる。
【００２２】
次に、図１（ｃ）に示すように、第２感光性樹脂シート１２に第２ノズルに相当する所望のノズル形状のパターン１３ａを有したフォトマスク１３を介して所定強度の所定光を所定時間照射する。パターン１３ａの形状としては、ここでは円形とするが、その形状には特に限定はなく、楕円形、多角形なども採用することができる。なお、所定光の強度及び照射時間は、第２感光性樹脂シート１２の厚みに応じて適宜決定すればよい。次に、ＤＦＲを用いている場合はホットプレートでベークし、第２感光性樹脂シート１２の光が照射された部分、つまり第２感光性樹脂シート１２の第２ノズル以外の部分を架橋させる。
【００２３】
次に、図１（ｄ）に示すように、第２感光性樹脂シート１２用の現像液で第２感光性樹脂シート１２の光照射部分以外を溶解させる。これにより、第２感光性樹脂シート１２にパターン１３ａの形状の貫通穴である第２ノズル１２ａが形成される。
【００２４】
次に、図２（ａ）に示すように、第２感光性樹脂シート１２上に第１感光性樹脂シート２０を形成する。第１感光性樹脂シート２０の材料としては、ＤＦＲなどフォトリソプロセスを用いることができる光硬化性樹脂を採用することができる。ＤＦＲとしては、例えば、化薬マイクロケム株式会社のＳＵ−８を用いることができる。その厚みは、例えば、５〜２００μｍとすることができる。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１感光性樹脂シート２０上に感光性撥液膜２１を形成する。感光性撥液膜２１の材料としては、フォトリソプロセスを用いることができる光硬化性樹脂、特に紫外線硬化樹脂を採用することができる。例えば、液晶パネルなどに用いられるカラーフィルタ用のブラックレジストを用いることができる。その厚みは、例えば、数ｎｍ〜１０μｍとすることができる。
【００２６】
次に、図２（ｃ）に示すように、感光性撥液膜２１及び第１感光性樹脂シート２０に第１ノズルに相当する所望のノズル形状のパターン２２ａを有したフォトマスク２２を介して所定強度の所定光を所定時間照射する。パターン２２ａは第２ノズル１２ａより小さなパターンとする。またパターン２２ａの形状としては、ここでは円形とするが、その形状には特に限定はなく、楕円形、多角形なども採用することができる。なお、所定光の強度及び照射時間は、感光性撥液膜２１及び第１感光性樹脂シート２０の厚みに応じて適宜決定すればよい。次に、ＤＦＲを用いている場合はホットプレートでベークし、第１感光性樹脂シート２０の光が照射された部分、つまり第１感光性樹脂シート２０の第１ノズル以外の部分を架橋させる。
【００２７】
次に、図２（ｄ）に示すように、感光性撥液膜２１用の現像液で感光性撥液膜２１の光照射部分以外を溶解させる。これにより、感光性撥液膜２１を貫通するパターン２２ａの形状の穴２１ａが形成される。
【００２８】
次に、図３（ａ）に示すように、第１感光性樹脂シート２０用の現像液で第１感光性樹脂シート２０の光照射部分以外を溶解させる。これにより、第１感光性樹脂シート２０を貫通するパターン２２ａの形状の穴２０ａが形成される。この穴２０ａは、先に形成された穴２１ａとほぼ同形状で繋がっており、穴２０ａと穴２１ａとを合わせて第１ノズル２３と呼ぶ。
【００２９】
次に、図３（ｂ）に示すように、接着層用リムーバに浸漬し、接着層１１を溶解させることでダミー基板１０を剥離する。これにより、第１ノズル２３と第２ノズル１２ａとが繋がったノズルシート３０が得られる。
【００３０】
図３（ｃ）は、ノズルシート３０を吐出側から見た図である。図３（ｃ）では、ノズルシート３０の４箇所に第１ノズル２３が形成されているが、それらの個数及び配置はノズルの配置に合わせて適宜決定されるべきであり、一列に多数配置したり、複数列に配置したりすることができる。
【００３１】
次に、図４に示すように、上記のように作製したノズルシート３０は、インクの流路（不図示）や圧力室４０ａやＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電素子４０ｂなどを有するボディ４０に貼り付けてインクジェットヘッドとし、さらにこのインクジェットヘッドはインクジェットプリンタ本体（不図示）に取り付けられ、インクジェットヘッドにはインクタンク（不図示）が取り付けられる。このように構成することにより、圧電素子４０ｂに所定の電圧を印加すると、圧電素子が変形し、それに応じて圧力室４０ａの壁面が押され、インクが第１ノズル２３から吐出される。
【００３２】
このようなノズルシート３０によれば、感光性撥液膜２１の形成後にノズルを加工することにより、第１ノズル２３の吐出口面にだけ感光性撥液膜２１を形成することができるので、インクが第１ノズル２３の吐出口でメニスカスを形成し、インクが印刷面へ安定して垂直に飛翔し、高精細印刷を実現することができる。また、感光性撥液膜２１及び第１感光性樹脂シート２０に一度に第１ノズル２３のパターニングを行っているので、感光性撥液膜２１と第１感光性樹脂シート２０を別々に加工する必要がなく工程が簡素であり、低コスト化を実現することができる。また、樹脂製のノズルシート３０を採用しているので、従来のガラスプレートより低コスト化を実現することができる。
【００３３】
なお上記の実施形態において、感光性撥液膜２１は第１ノズル２３の吐出口の周囲にのみパターニングしてもよい。この場合、感光性撥液膜２１のパターンの面積は、第１ノズル２３の吐出口面積の５倍以上であることが好ましい。これは、インクが第１ノズル２３の出口でメニスカスを形成するのに必要な面積比である。これにより、インクが印刷面へ安定して垂直に飛翔し、高精細印刷を実現することができる。
【００３４】
また、上記の実施形態では２枚の感光性樹脂シートを用いたが、１枚でも３枚以上であってもよい。例えば、１枚とする場合は、上記の実施形態において、図１（ｂ）〜図１（ｄ）の工程を省略すればよい。つまり、第２感光性樹脂シート１２及びそれに形成される第２ノズル１２ａを省略し、第１感光性樹脂シート２０及びそれに形成される第１ノズル２３だけにすればよい。また、３枚とする場合は、大きさの異なる３段のノズルを形成することができる。
【００３５】
また、上記の実施形態では、第１及び第２感光性樹脂シート２０、１２と感光性撥液膜２１とにネガ型のものを用いたが、ポジ型を用いてもよい。但し、第１感光性樹脂シート２０と感光性撥液膜２１とを一度にパターニングするため、それらは同型のものを用いることとする。
【００３６】
また、上記の実施形態では、薄くて撓みやすい第１及び第２感光性樹脂シート２０、１２を保持する目的で第２感光性樹脂シート１２をダミー基板１０に犠牲層１１を用いて貼着したが、代わりに、第２感光性樹脂シート１２をインクジェットヘッドのボディ４０に直接貼り付けても同様に保持することができる。この場合、ダミー基板１０及び犠牲層１１を省略できるので、工程数削減及びコスト削減に繋がる。なお、第２感光性樹脂シート１２を省略して第１感光性樹脂シート２０のみを用いる場合は、第１感光性樹脂シート２０をボディ４０に直接貼り付ければよい。
【実施例】
【００３７】
次に、具体的な実施例について説明する。なお、上記の実施形態と同様の部材には同符号を付すことで各図面に対応させる。
【００３８】
まず、Ｓｉからなるダミー基板１０上にポジレジストであるＯＦＰＲ−８００（東京応化工業(株)）からなる犠牲層１１をスピンナ（７０００ｒｐｍ）で塗布し、１１０℃のホットプレートで９０秒間プリベークする。これにより、１μｍ厚の犠牲層１１を得る（図１（ａ）参照）。
【００３９】
次に、犠牲層１１上に厚さ５０μｍのＤＦＲからなる第２感光性樹脂シート１２をラミネータ（ローラ：２ｋｇｆ／ｃｍ２、温度６０℃）で貼着し、８０℃のホットプレートでベークする（図１（ｂ）参照）。
【００４０】
次に、第２感光性樹脂シート１２に１５０μｍピッチで一列に直径４０μｍの円形のノズルパターン１３ａを有したフォトマスク１３を介して７５ｍＪ／ｃｍ２の紫外光を照射する。そして、９５℃のホットプレートで６分間ベークし、第２感光性樹脂シート１２の紫外光が照射された部分、つまり第２感光性樹脂シート１２の第２ノズル１２ａ以外の部分を架橋させる（図１（ｃ）参照）。
【００４１】
次に、ＤＦＲ用の現像液に７分間浸漬して第２感光性樹脂シート１２の架橋部分以外を溶解させた後、純水でリンスする。これにより、第２感光性樹脂シート１２にパターン１３ａの形状の貫通穴である第２ノズル１２ａが形成される（図１（ｄ）参照）。
【００４２】
次に、第２感光性樹脂シート１２上に厚さ１５μｍのＤＦＲからなる第１感光性樹脂シート２０をラミネータ（ローラ：２ｋｇｆ／ｃｍ２、温度６０℃）で貼着し、８０℃のホットプレートでベークする（図２（ａ）参照）。
【００４３】
次に、第１感光性樹脂シート２０上にブラックレジストからなる感光性撥液剤をスピンナ（６０００ｒｐｍ）で塗布し、９５℃のホットプレートで２分間乾燥させる。これにより、０．５μｍ厚の感光性撥液膜２１を得る（図２（ｂ）参照）。
【００４４】
次に、感光性撥液膜２１及び第１感光性樹脂シート２０に１５０μｍピッチで一列に直径１０μｍの円形のノズルパターン２２ａを有したフォトマスク２２を介して４００ｍＪ／ｃｍ２の紫外光を照射する。そして、９５℃のホットプレートで６分間ベークし、第１感光性樹脂シート２０の紫外光が照射された部分、つまり第１感光性樹脂シート２０の第１ノズル２１ａ以外の部分を架橋させる（図２（ｃ）参照）。
【００４５】
次に、感光性撥液膜２１用の現像液に１分間浸漬して感光性撥液膜２１の光照射部分以外を溶解させた後、純水でリンスする。これにより、感光性撥液膜２１を貫通するパターン２２ａの形状の穴２１ａが形成される（図２（ｄ）参照）。
【００４６】
次に、ＤＦＲ用の現像液に７分間浸漬して第１感光性樹脂シート２０の架橋部分以外を溶解させた後、純水でリンスする。これにより、第１感光性樹脂シート２０を貫通するパターン２２ａの形状の穴２０ａが形成される。この穴２０ａは、先に形成された穴２１ａと同軸円筒状で繋がっており、穴２０ａと穴２１ａとを合わせて第１ノズル２３となっている（図３（ａ）参照）。
【００４７】
次に、接着層用リムーバに浸漬し、接着層１１を溶解させることでダミー基板１０を剥離する。これにより、第１ノズル２３と第２ノズル１２ａとが繋がったノズルシート３０が得られる（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００４８】
次に、ノズルシート３０をボディ４０に貼り付けてインクジェットヘッドとする。さらにこのインクジェットヘッドはインクジェットプリンタ本体（不図示）に取り付けられ、インクジェットヘッドにはインクタンク（不図示）が取り付けられる。このように構成することにより、圧電素子４０ｂに所定の電圧を印加すると、圧電素子が変形し、それに応じて圧力室４０ａの壁面が押され、インクが第１ノズル２３から吐出される（図４参照）。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドに用いられるノズルシート及びその製造方法に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）〜（ｄ）本発明のノズルシートの各製造工程における断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）本発明のノズルシートの各製造工程における断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）本発明のノズルシートの各製造工程における断面図、（ｃ）本発明のノズルシートを吐出側から見た図である。
【図４】本発明のインクジェットヘッドの一部の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０    ダミー基板
１１    犠牲層
１２    第２感光性樹脂シート
１２ａ    第２ノズル
２０    第１感光性樹脂シート
２３    第１ノズル
２１    感光性撥液膜
３０    ノズルシート
【図１】
2010036473.tif 000003
【図２】
2010036473.tif 000004
【図３】
2010036473.tif 000005
【図４】
2010036473.tif 000006