(57)【要約】【課題】  複数の装置又は設備を用いることなく、汚染物質の除去を確実に行うことができる記録ヘッドノズルの製造方法を得る。【解決手段】  レーザを用いて、ポリイミド部材の微粒子による汚染物質６０を除去することで、ノズル形成用のエキシマレーザ５０を汚染物質除去用として兼用することができ、汚染物質６０を除去するための装置又は設備を別途設ける必要がない。さらに、レーザを用いることで、ノズル１０の周縁部に凹部（ノズル連通室１２）が形成されていても、汚染物質６０を確実に除去することができる。【選択図】          図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズル部を板材に形成するノズル形成レーザから照射される照射量を変えて前記ノズル部の周縁部を照射し、ノズル部形成時にノズル部の周縁部に生じた汚染物質を除去することを特徴とする記録ヘッドノズルの製造方法。
【請求項２】
ノズル形成レーザで板材に前記ノズル部を形成するノズル形成工程と、
前記ノズル形成工程後にノズル形成工程時のレーザより照射量が少ない汚染物質除去レーザで前記ノズル部の周縁部を照射し、前記汚染物質を除去する汚染物質除去工程と、
を有することを特徴とする記録ヘッドノズルの製造方法。
【請求項３】
前記ノズル形成レーザと前記汚染物質除去レーザは同一のレーザ源からレーザが照射され、マスクに形成された開口によって照射位置が区画されていることを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッドノズルの製造方法。
【請求項４】
前記レーザの照射量は前記開口を開閉するシャッターで調整することを特徴とする請求項３に記載の記録ヘッドノズルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置の記録ヘッドノズルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
主走査方向に往復移動するインクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」という場合がある）の複数のノズルから選択的にインク滴を吐出し、副走査方向へ搬送される記録紙等の記録媒体に文字や画像等を印刷するインクジェット記録装置は従来から知られている。
【０００３】
このような、インクジェット記録装置の記録ヘッドノズルの製造方法において、ノズル形成はレーザ光によって行われるが、特にエキシマレーザによる加工時に、エキシマレーザのアブレーションによるポリイミド部材の微粒子(サブミクロンサイズ)、又は、記録ヘッドの表面に塗布された撥水膜等のアブレーションされない大きな物質(〜数十μmサイズ)（これらはいわゆる汚染物質とされる）がノズル周りに発生、又は付着し、インク液滴の吐出方向に悪影響を及ぼしていた。
【０００４】
このため、このような汚染物質を除去する必要があるが、汚染物質の除去方法として、従来、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、加工面２００に保護フィルム２０２を貼り、ノズル２０４の形成後に保護フィルム２０２と共に汚染物質２０６を除去したり、特許文献１に示すように、汚染物質が発生した箇所に粘着テープを貼り、引き剥がしを行う方法などがあったが、図１２に示すように、凹部底面２１２にノズル加工を行う場合への適用が困難であった。
【０００５】
また、イオンミリング等による汚染物質の除去方法（特許文献２）もあるが、イオンミリングでは微粒子の汚染物質の除去が困難であり、イオンブローによって別途大きな汚染物質を除去しなければならず、汚染物質を除去するため装置（設備）が２種類必要となる。
【０００６】
さらに、特許文献３では、窒素、酸素などの気液混合物を霧状に噴射して汚染物質を除去する方法が記載されているが、これでは微粒子の汚染物質の除去は困難である。このため、微粒子の汚染物質の除去を行うための設備が別途必要となってしまう。
【特許文献１】特開平８−４８０３９号公報
【特許文献２】特開平９−１３６４２１号公報
【特許文献３】特開２００２−１８７２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事実を考慮し、複数の装置又は設備を用いることなく、汚染物質の除去を確実に行うことができる記録ヘッドノズルの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体を吐出するノズル部を板材に形成するノズル形成レーザから照射される照射量を変えて前記ノズル部の周縁部を照射し、ノズル部形成時にノズル部の周縁部に生じた汚染物質を除去することを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明では、レーザによってノズル部の周縁部に生じた汚染物質を除去している。このように、レーザを用いて、エキシマレーザのアブレーションによるポリイミド部材の微粒子による汚染物質を除去することで、ノズル形成用のレーザを汚染物質除去用として兼用することができ、汚染物質を除去するための装置又は設備を別途設ける必要がない。また、ノズル部の周縁部が凹凸部であっても、レーザを用いることで、該汚染物質を確実に除去することができるため、液滴の吐出方向に悪影響を及ぼすことはない。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、記録ヘッドノズルの製造方法において、ノズル形成レーザで板材に前記ノズル部を形成するノズル形成工程と、前記ノズル形成工程後に前記ノズル形成レーザより照射量が少ない汚染物質除去レーザで前記ノズル部の周縁部を照射し、前記汚染物質を除去する汚染物質除去工程と、が設けられたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、ノズル形成工程においてノズル形成レーザでノズル部を形成した後、汚染物質除去工程で、ノズル形成レーザより照射量が少ない汚染物質除去レーザでノズル部の周縁部を照射する。このノズル形成レーザと汚染物質除去レーザとを兼用することで、汚染物質を除去するために別途装置又は設備を設ける必要がなくなる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の記録ヘッドノズルの製造方法において、前記ノズル形成レーザと前記汚染物質除去レーザは同一のレーザ源からレーザが照射され、マスクに形成された開口によって照射位置が区画されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、ノズル形成レーザと汚染物質除去レーザを同一のレーザ源から照射するレーザとし、マスクに形成された開口によって照射位置を区画することで、隣接するノズル形成位置において、ノズル形成工程と汚染物質除去工程とを同時に行うことができる。つまり、ノズル形成時間内で汚染物質除去が完了することとなり、汚染物質除去工程を別途設ける必要がなく、また、作業効率が良く、コストダウンを図ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の記録ヘッドノズルの製造方法において、前記レーザの照射量は前記開口を開閉するシャッターで調整することを特徴としている。
【００１５】
汚染物質除去では、ノズル形成の場合と比較して、レーザからの照射量が少なくて良いため、請求項４に記載の発明では、所定量の照射が行われると、シャッターによって開口部を閉塞し、レーザからのレーザ光が遮断される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上記構成としたので、請求項１及び２に記載の発明では、レーザを用いて、エキシマレーザのアブレーションによるポリイミド部材の微粒子による汚染物質を除去することで、ノズル形成用のレーザを汚染物質除去用として兼用することができ、汚染物質を除去するための装置又は設備を別途設ける必要がない。また、ノズル部の周縁部が凹凸部であっても、レーザを用いることで、該汚染物質を確実に除去することができるため、液滴の吐出方向に悪影響を及ぼすことはない。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、ノズル形成時間内で汚染物質除去が完了することとなり、汚染物質除去工程を別途設ける必要がなく、また、作業効率が良く、コストダウンを図ることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、所定量の照射が行われると、シャッターによって開口部を閉塞し、レーザからのレーザ光が遮断される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係る記録ヘッドノズルの製造方法についての説明を行う。まず、最初に図１に示すインクジェット記録装置７０の概要を説明する。
【００２０】
なお、記録媒体は記録紙Ｐとし、記録紙Ｐのインクジェット記録装置７０における搬送方向を副走査方向として矢印Ｓで表し、その搬送方向と直交する方向を主走査方向として矢印Ｍで表す。
【００２１】
インクジェット記録装置７０は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクジェット記録ユニット７２を搭載するキャリッジ７６を備えている。このキャリッジ７６の記録紙Ｐの搬送方向上流側には、一対のブラケット７８が突設されており、そのブラケット７８には円形状の開孔７８Ａが穿設されている。そして、この開孔７８Ａに、主走査方向に架設されたシャフト８０が挿通されている。
【００２２】
また、主走査方向の両端側には、主走査機構８２を構成する駆動プーリー８４と従動プーリー８６が配設されている。この駆動プーリー８４と従動プーリー８６にはタイミングベルト８８が巻回されており、タイミングベルト８８の一部にキャリッジ７６に固定され、キャリッジ７６が主走査方向に往復移動可能となっている。
【００２３】
また、このインクジェット記録装置７０には、搬送ローラー９０及び排出ローラー９２からなる副走査機構９４が設けられており、画像印刷前の記録紙Ｐを束にして載置する給紙トレイ９６から１枚ずつ給紙された記録紙Ｐを所定のピッチで副走査方向へ搬送する。
【００２４】
さらに、図２に示すように、各色のインクジェット記録ユニット７２は、インクジェット記録ヘッド７４と、それにインクを供給するインクタンク９８とが一体に構成されたものであり、インクジェット記録ヘッド７４の下面に形成された複数のノズル１０（図３参照、なお、図３ではマトリックス状に配置されたノズル１０のうちの一部を図示したものである）が、記録紙Ｐと対向するようにキャリッジ７６上に搭載されている。
【００２５】
したがって、インクジェット記録ヘッド７４が主走査機構８２（図１参照）によって主走査方向に移動しながら、記録紙Ｐに対してノズル１０から選択的にインク滴を吐出することにより、所定のバンド領域ＢＥに対して画像データに基づく画像の一部が記録される。
【００２６】
そして、主走査方向への１回の移動が終了すると、記録紙Ｐは、副走査機構９４（図１参照）によって副走査方向に所定ピッチ搬送され、再びインクジェット記録ヘッド７４（インクジェット記録ユニット７２）が主走査方向（前述とは反対方向）に移動しながら、次のバンド領域に対して画像データに基づく画像の一部が記録されるようになっており、このような動作を複数回繰り返すことによって、記録紙Ｐに画像データに基づく全体画像がフルカラーで記録される。
【００２７】
次に、インクジェット記録ヘッド７４について詳細に説明する。図４に示すように、インクジェット記録ヘッド７４には、インクタンク９８（図２参照）からインクが供給される共通インク室２０が備えられている。この共通インク室２０には開口部１８が設けられており、インク供給路１６を介して圧力室１４が連通し、共通インク室２０内のインクが供給されるようになっている。
【００２８】
また、インクジェット記録ヘッド７４には、マトリックス状に配置された複数のノズル１０（図３参照）が備えられており、ノズル連通室１２を介して圧力室１４と連通している。圧力室１４の上面には上下方向に弾性を有する振動板３０が設けられており、圧力室１４に対応する振動板３０の上面には圧電素子４２が配設されている。
【００２９】
この圧電素子４２の上にはボール半田３４を介して電気基板３６が接合され、圧電素子４２に通電されると（電圧が印加されると）、圧電素子４２が上下方向に撓み変形する。これにより、振動板３０が撓み変形し、圧力室１４内のインクが加圧されると、ノズル１０からインク滴が吐出する構成となっている。
【００３０】
ところで、インクジェット記録ヘッド７４は、ノズル１０が形成されるノズルプレート２１と、ノズル連通室１２及び共通インク室２０を構成するインクプールプレート２２、２３と、共通インク室２０の開口部１８及びノズル連通室１２を構成するスループレート２４と、インク供給路１６が形成されたインク供給路プレート２６と、圧力室１４が形成された圧力室プレート２８と、が順番に積層され接合される。
【００３１】
ここで、ノズルプレート２１とインクプールプレート２２を接着剤２５で接合し、ノズルプレート２１の表面に撥水コート膜５２を被覆して、該撥水コート膜５２を保護シート５４で被覆した後、Ｋｒ−Ｆエキシマレーザ５０（以下、「エキシマレーザ５０」という）のレーザ光を、ポリイミドで形成されたノズルプレート２１に照射する。
【００３２】
具体的には、２４８ｎｍの波長をもつエキシマレーザ５０を用い、このエキシマレーザ５０のエネルギー密度を１．２８Ｊ／ｃｍ２とし、駆動周波数２００ｈｚでノズルプレート
２１を１７０ｓｈｏｔ（＝０．８５ｓｅｃ）照射する。これにより、ノズルプレート２１が貫通し、ノズル１０が形成される（ノズル形成工程）。
【００３３】
このとき、エキシマレーザ５０のアブレーションにより、ノズル連通室１２（いわゆるノズル１０の周縁部に設けられた凹部）内には、図５（Ｂ）に示すように、ポリイミド部材の微粒子６０(以下、「汚染物質６０」という)が発生し、インクジェット記録ヘッド７４の下面には、ノズルプレート２１の表面を被覆する撥水コート膜５２等のアブレーションされない大きな汚染物質６２(〜数十μmサイズ)が発生してしまう。これらの汚染物質６０、６２は、インク液滴の吐出方向に悪影響を及ぼすため、後述する汚染物質除去工程によって除去する必要がある。
【００３４】
一方、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、エキシマレーザ５０とインクプールプレート２２との間には、マスク５６が配置されている。このマスク５６には、ノズル１０の内径寸法φ２５μm（M値4のレンズにより縮小されるため、マスクサイズはφ１００μｍ）及びノズル連通室１２の内径寸法φ１５０μm（M値4のレンズにより縮小されるため、マスクサイズはφ６００μｍ）に合わせて、それぞれ開口部５６Ａ、５６Ｂが形成されており、ノズルプレート２１にノズル１０を形成するノズル形成工程において、エキシマレーザ５０のレーザ光は開口部５６Ａを通過し、ノズル１０の周縁部に生じた汚染物質を除去する汚染物質除去工程において、エキシマレーザ５０のレーザ光は開口部５６Ｂを通過する。
【００３５】
また、開口部５６Ｂ側にはシャッター５８が備えられており、マスク５６と平行にスライド可能となっている。このシャッター５８のスライド移動により、開口部５６Ｂを開閉することで、エキシマレーザ５０からの照射量を調整することができる。
【００３６】
ここで、ノズル形成工程と汚染物質除去工程とでは、汚染物質除去工程の方がノズル形成工程よりも少ない照射量で良い。このため、エキシマレーザ５０によって、エネルギー密度：１．２８Ｊ／ｃｍ２、駆動周波数２００ｈｚでマスク５６を照射すると、マスク５６
に形成された開口部５６Ａ、５６Ｂを通じて、レーザ光が開口部５６Ａ、５６Ｂに対応する位置を照射するが、汚染物質除去工程を示すノズル１０Ｂでは、５ｓｈｏｔ（＝０．０２５ｓｅｃ）の照射が行われると、シャッター５８がスライドして開口部５６Ｂが閉塞され、レーザ光が遮断される。一方、ノズル形成工程を示すノズル１０Ａ側は１７０ｓｈｏｔ（＝０．８５ｓｅｃ）の照射が行われる。
【００３７】
このように、ノズル形成工程と汚染物質除去工程とで、同一のレーザ源から照射するレーザとしてエキシマレーザ５０を用い、このエキシマレーザ５０から照射されたレーザを、マスク５６に形成された開口部５６Ａ、開口部５６Ｂによって照射位置を区画すると共に、開口部５６Ｂを開閉してレーザ光の照射量を調整することで、隣接するノズル形成位置において、ノズル形成工程と汚染物質除去工程とを同時に行うことができる。
【００３８】
このため、同じノズルプレート２１内において、一方ではノズル形成を行い、他方では汚染物質除去を行うことができる。つまり、ノズル加工時間内で汚染物質除去が完了することとなり、汚染物質除去工程を別途設ける必要がなく、また、作業効率が良く、コストダウンを図ることができる。
【００３９】
また、レーザを用いて、ポリイミド部材の微粒子による汚染物質６０を除去することで、ノズル形成用のエキシマレーザ５０を汚染物質除去用として兼用することができ、汚染物質６０を除去するための装置又は設備を別途設ける必要がない。さらに、レーザを用いることで、ノズル１０の周縁部に凹部（ノズル連通室１２）が形成されていても、汚染物質６０を確実に除去することができる。
【００４０】
一方、汚染物質６２は、保護シート５４に付着するため、保護シート５４を取外すことで除去される。以上のようにして、汚染物質６０、６２を確実に除去することで、インク液滴の吐出方向に悪影響を及ぼさないようにしている。
【００４１】
なお、本形態では、エキシマレーザ５０とインクプールプレート２２との間にマスク５６を配置し、同一のレーザ源（エキシマレーザ５０）による照射によってレーザノズル形成及び汚染物質除去をそれぞれ同時に行うようにしたが、必ずしもノズル形成及び汚染物質除去を同時に行う必要はない。
【００４２】
例えば、図８（Ａ）に示すように、ノズル形成を行った後、図８（Ｂ）に示すように、ノズル１０のピッチに合わせてエキシマレーザ５０を移動させ、ノズル１０毎に再度エキシマレーザ５０を照射して、図８（Ｃ）に示すように、汚染物質除去を行っても良い。
【００４３】
また、図９に示すように、エキシマレーザ５０で広範囲を照射し、照射エリアＥＡ（図３参照、なお、ここでは、一例として４つのノズル１０を含むエリアとしている）内にノズルプレート２１を移動させ、汚染物質除去を行っても良いし、図１０に示すように、照射エリアＥＡのエキシマレーザ５０自体を走査させ、汚染物質除去を行っても良い。
【００４４】
さらに、本形態では、ノズルプレート２１とインクプールプレート２２を接着剤２５で接合した後、エキシマレーザ５０のレーザ光をノズルプレート２１に照射したが、ノズルプレート２１にノズル１０を形成することができれば良いため、インク供給路プレート２６に圧力室プレート２８を接合した後であっても良い。
【００４５】
また、上記実施例のインクジェット記録装置７０では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクジェット記録ユニット７２がそれぞれキャリッジ７６に搭載され、それら各色のインクジェット記録ヘッド７４から画像データに基づいて選択的にインク滴が吐出されてフルカラーの画像が記録紙Ｐに記録されるようになっているが、本発明におけるインクジェット記録は、記録紙Ｐ上への文字や画像の記録に限定されるものではない。
【００４６】
すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成するなど、工業的に用いられる液滴噴射装置全般に対して、本発明に係るインクジェット記録ヘッド７４を適用することができる。
【００４７】
また、上記実施例のインクジェット記録装置７０では、主走査機構８２と副走査機構９４を有するＰａｒｔｉａｌ  Ｗｉｄｔｈ  Ａｒｒａｙ（ＰＷＡ）の例で説明したが、本発明におけるインクジェット記録は、これに限定されず、紙幅対応のいわゆるＦｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  Ａｒｒａｙ（ＦＷＡ）であってもよい。むしろ、本発明は、高密度ノズル配列を実現するのに有効なものであるため、１パス印字を必要とするＦＷＡには好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドが適用されたインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドが適用されたインクジェット記録ユニット示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態のインクジェット記録ヘッドのノズルがマトリックス状に配置された状態を表す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、インクジェット記録ヘッドのノズル形成工程を示す断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドのノズル形成工程及び汚染物質除去工程を示す断面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドのノズル形成工程及び汚染物質除去工程を示す断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの他の汚染物質除去工程を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドのその他の汚染物質除去工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドのその他の汚染物質除去工程を示す断面図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、従来のノズル形成工程及び汚染物質除去工程を示す断面図である。
【図１２】従来の汚染物質除去工程の問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０      ノズル（ノズル部）
５０      エキシマレーザ（ノズル形成レーザ、汚染物質除去レーザ）
５６      マスク
５６Ａ    開口部
５６Ｂ    開口部
５８      シャッター（シャッター）
７０      インクジェット記録装置
７２      インクジェット記録ユニット
７４      インクジェット記録ヘッド
【図１】
2006035581.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006035581.tif 000012
【図１１】
2006035581.tif 000013
【図１２】
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