(57)【要約】【課題】各工程作業時のノズルプレートの表面の傷付きを防止し、またノズル孔内へのゴミの進入を防止しながら、ノズルプレートのノズル孔加工時の位置合わせが容易であり、作業効率を向上することができるインクジェットヘッドの製造方法を提供すること。【解決手段】複数のノズルプレートが作製可能なシート状のノズルプレート基材の片面に撥インク処理を施す第１の工程、前記ノズルプレート基材の撥インク処理面に保護シートの貼り付けを行う第２の工程、前記ノズルプレート基材にノズル孔加工を行う第３の工程、前記ノズルプレート基材を複数のノズルプレートに切断加工する第４の工程、前記ノズルプレートの保護シートが貼られていない側の面をインク流路部材に接着する第５の工程を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法。【選択図】　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルプレートが作製可能なシート状のノズルプレート基材の片面に撥インク処理を施す第１の工程、前記ノズルプレート基材の撥インク処理面に保護シートの貼り付けを行う第２の工程、前記ノズルプレート基材にノズル孔加工を行う第３の工程、前記ノズルプレート基材を複数のノズルプレートに切断加工する第４の工程、前記ノズルプレートの保護シートが貼られていない側の面をインク流路部材に接着する第５の工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記保護シートを剥離する第６の工程を有することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第３の工程におけるノズル孔加工及び前記第４の工程における切断加工を、レーザー加工により行なうことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第３の工程におけるノズル孔加工の際に、前記保護シートを貫通しないようにすることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記保護シートは、紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記保護シートは、加熱によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記保護シートは、ノズルプレート基材に貼りつけられた状態でノズルプレート基材からはみでたタグ部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、複数に区切られた多数のインクチャネル内のインクをノズルプレートに形成されたノズル孔から吐出させるようにしたインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、分極した圧電素子板により形成される隔壁をせん断変形させることにより、該隔壁により区切られる多数のチャネル内のインクをノズルプレートに形成されたノズル孔から吐出させるようにしたマルチチャネル型インクジェットヘッドは、多数のチャネル（インク流路）を形成したヘッドチップの前面に、各チャネルに対応するように多数のノズル孔が形成されたノズルプレートを接合することにより製造される。
【０００３】
このようなノズルプレートを製造する方法として、シート状のノズルプレートに対して、撥インク処理、保護部材形成、ノズル孔加工を施した後に、アクチュエータに貼り付けることで、撥インク処理が施されている部分に保護シートを貼って傷付けないようにする技術が知られている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１５６４１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のノズルプレートのノズル孔加工法においては、ノズルプレート１枚１枚に対して位置合わせを行う必要がでてくるので、極端に作業性が低下する問題がある。
また、同時に撥インク処理、保護シートの貼り合わせ処理も１枚１枚行わなければならないことになるので、作業効率が悪い欠点がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、これら従来の問題を解決するもので、各工程作業時のノズルプレートの表面の傷付きを防止し、またノズル孔内へのゴミの進入を防止しながら、ノズルプレートのノズル孔加工時の位置合わせが容易であり、作業効率を向上することができるインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の各発明によって解決される。
【０００９】
即ち、請求項１に記載の発明は、複数のノズルプレートが作製可能なシート状のノズルプレート基材の片面に撥インク処理を施す第１の工程、前記ノズルプレート基材の撥インク処理面に保護シートの貼り付けを行う第２の工程、前記ノズルプレート基材にノズル孔加工を行う第３の工程、前記ノズルプレート基材を複数のノズルプレートに切断加工する第４の工程、前記ノズルプレートの保護シートが貼られていない側の面をインク流路部材に接着する第５の工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１０】
この請求項１に記載の発明によれば、シート状のノズルプレート基材に対して、切断加工ノズル孔加工作業時の撥インク膜の傷付きなどを防止し、またノズル孔内へのゴミの進入を防止しながら、複数ヘッド分の大きさのノズルプレート基材に撥インク処理、保護シート貼付け、ノズル加工を効率的に行うことができる。またノズルプレートの孔加工の位置合わせが容易である。しかも保護シートによりノズル孔を精度よく開けることができるのみならず、切断時の切断近傍での撥インク膜の剥がれや、損傷を発生させない効果がある。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記保護シートを剥離する第６の工程を有することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、保護シートを剥がす手間なくインク射出することができるインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記第３の工程におけるノズル孔加工及び前記第４の工程における切断加工を、レーザー加工により行なうことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、保護シートは紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであり、最後に剥離する際、紫外線を照射すれば容易に剥離することができ作業性が向上するとともに、剥離の接着剤残り、撥インク膜のはがれを防止できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記第３の工程におけるノズル孔加工の際に、前記保護シートを貫通しないようにすることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、ノズルプレートのノズル孔加工の際に、保護シートを貫通しないようにすることで、ノズル孔加工後の切断加工時などの各工程でノズル孔内へのゴミの進入するのを防止することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記保護シートは、紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、切断加工及びノズル孔加工をレーザー加工により行なうことで、作業性、加工精度が向上する。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記保護シートは、加熱によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、タグ部を保持して作業ができるので、ノズルプレートの撥インク処理されていない側の面の汚れを防止できる。また、インク流路部材に接着する際に、タグ部を保持し張力を与えて接着すれば、しわの発生が無く精度良く接着できる。また、最後に剥離するときもタグ部を保持して容易に剥離できる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、前記保護シートは、ノズルプレート基材に貼りつけられた状態でノズルプレート基材からはみでたタグ部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、加熱により粘着力が低下する粘着剤のついた保護シートを用いることで、接着剤でノズルプレートをインク流路部材にはりつけた後の加熱硬化時の熱で、粘着力が低下し剥離しやすくなり、作業性が向上するとともに、剥離の接着剤残り、撥インク膜のはがれを防止できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２４】
本発明に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法にかかるインクジェット記録ヘッドは、インクチャネル内のインクを該インクチャネルの一端に形成されたノズル孔からインク滴として吐出するように構成されたものであれば、インクを吐出するエネルギーを発生するための構造はどのようなタイプでもよいが、ここではインクチャネルを構成する側壁が分極された圧電性材料により形成され、この側壁に電界を印加することにより側壁をせん断変形させてインクチャネル内のインクを吐出する、いわゆるシェヤーモードタイプの記録ヘッドを例に挙げて説明する。
【００２５】
図１は、インクジェットヘッドの一例であるマルチチャネル型インクジェットヘッドの構造例を示す一部破断斜視図である。
【００２６】
同図において、１はヘッドチップ、２はノズルプレート、３はバックプレート、４はインクマニホールドである。
【００２７】
同図に示すヘッドチップ１は、アクチュエータ基板１１と、該アクチュエータ基板１１の上面に接合されたカバー基板１２とにより構成されている。
【００２８】
アクチュエータ基板１１は、電界を印加することにより変形を生じる２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂを、分極方向を互いに反対に向けてエポキシ系接着剤等を用いて上下に接合されてなり、それら２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂに亘って円盤状の砥石（ダイシングブレード）等の公知の研削機を用いて所定ピッチで互いに平行な複数列の溝が加工されることにより、チャネル１３と隔壁１４とが交互に形成されている。尚、本発明のインク流路部材は、本実施例におけるアクチュエータ基板１１に相当する。
【００２９】
各隔壁１４の壁面には該隔壁１４に電界を印加するための金属電極（図示せず）が形成されている。この金属電極の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、めっき法等の公知の手段を用いることができる。図示する態様では、隔壁１４は分極方向の異なる２枚の圧電材料基板１１ａ、１１ｂからなるため、各金属電極は、それら両圧電材料基板１１ａ、１１ｂを駆動させるべく、少なくとも各隔壁１４を構成している圧電材料基板１１ａ及び１１ｂに亘る側面の全面に形成されている。
【００３０】
カバー基板１２は、アクチュエータ基板１１のチャネル１３が形成されている上面にエポキシ系接着剤等を用いて接合される。このカバー基板１２には、アクチュエータ基板１１に用いられているものと同じ圧電材料基板を脱分極して使用すると、貼り合せた時にソリ、変形、熱膨張係数の差による剥離等が起こらないために好ましい。
【００３１】
ヘッドチップ１の前端面には、ヘッドチップ１の複数のチャネル１３に対応するように形成されたインク吐出用のノズル孔２１を有するノズルプレート２が、また、ヘッドチップ１の後端面には、インク導入孔３１を有するバックプレート３を介してチャネル１３内にインクを供給するインクマニホールド４が接着剤を用いてそれぞれ接合されている。
【００３２】
次に、本発明の特徴である上記ノズルプレート２にノズル孔２１を加工し、ヘッドチップ１と接着する各製造工程について説明する。
【００３３】
第１の工程
第１の工程は、複数のノズルプレートが作製可能なシート状のノズルプレート基材の片面に撥インク処理を施す工程である。
【００３４】
ここで、複数のノズルプレートが作製可能な、というのは、インクジェット記録ヘッド複数個分の大きさであることを意味する。
【００３５】
図２には、シート状のノズルプレート基材２００が示されており、このノズルプレート基材２００は、３つのノズルプレート２ａ、２ｂ、２ｃに分割可能な大きさであり（図中の破線は仮想線）、記録ヘッド３個分の大きさである。
【００３６】
ノズルプレート基材２００の材料としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、アロマティツクポリアミドなどの樹脂シートを好ましく用いることができる。
【００３７】
またノズルプレート基材２００はシート状に形成されるため、その厚さは、例えば５０〜１３０μｍの範囲が好ましい。
【００３８】
ノズルプレート基材２００の片面（図面では上面２００Ａ）は、撥インク処理されるが、かかる撥インク処理の方法としては、例えば撥インク剤のコーティングなどが採用される。コーティング剤としては、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、パーフルオロシクロポリマー等のフッ素樹脂が好ましい。
【００３９】
第２の工程
第２の工程は、前記ノズルプレート基材の撥インク処理面に保護シートの貼り付けを行う工程である。
【００４０】
図３に示すように、撥インク処理されたノズルプレート基材２００に、撥インク処理面２００Ａの面に粘着剤２０１を介して保護シート２０２を貼付けることによりノズルプレート材２０３を得る。
【００４１】
保護シート２０２は、ノズルプレート基材２００より面積が大きく、ノズルプレート基材２００に貼り付けられた状態で、ノズルプレート基材２００からはみ出るタグ部２０２Ａ、２０２Ｂを有していることが好ましい。
【００４２】
タグ部２０２Ａ、２０２Ｂを有していると、その後の各工程でタグ部をつかんで作業ができるので、ノズルプレート基材２００の保護シートが無い側の汚れを低減できる。また最後の保護シートを剥離する際も、タグ部をつかんで容易に剥離することができる。
【００４３】
保護シート２０２としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が用いられ、厚さは、例えば２０〜８０μｍの範囲が好ましい。
【００４４】
粘着剤２０１としては、ゴム系粘着剤が好ましく用いられる。
【００４５】
また、保護シート２０２は粘着剤付きシートであってもよく、その場合、紫外線照射等によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであることが好ましい。保護シート２０２を剥離する時に、保護シートに紫外線を照射することで粘着剤の粘着力が低下し、容易に保護シート２０２のみを剥離することができ、作業性が向上する効果を有する。また撥インク膜上の粘着剤残りや、撥インク膜のはがれも防止できる。
【００４６】
また、保護シート２０２は、熱により粘着力が低下する粘着剤付きシートであることも好ましい。この場合は紫外線を照射せずとも、ノズルプレートを接着剤（不図示）で接着後の加熱硬化時の熱により、剥離が容易になる。
【００４７】
このように熱や紫外線などの付加的処理により粘着力が低下する粘着剤で保護シート２０２を貼りつければ、剥離が容易になり、撥インク膿上の粘着剤残りや、撥インク膜のはがれも防止できる。
【００４８】
第３の工程
第３の工程は、前記ノズルプレート基材にノズル孔加工を行う工程である。
【００４９】
図４に示すように、ノズルプレート材２０３の保護シート２０２の貼付面の反対面、即ちノズルプレート基材２００底面からノズル孔加工を行う。ノズル孔加工は、レーザー加工により行うことが好ましい。
【００５０】
ノズルプレート材２０３のノズル孔加工に使用するレーザは、エキシマレーザ等の紫外線レーザが適している。所定以上の酸素ガスの雰囲気下で、ノズルプレート基材２００側からレーザ光を照射し、ノズルプレート基材２００、粘着剤２０１を貫通して保護シート２０２に至るまでノズル孔加工を行い、ノズル孔２１を形成する。この際、保護シート２０２を貫通しないようにすることで、その後の切断などの各工程でノズル孔２１内へのゴミの進入を低減することができる。
【００５１】
酸素ガスは、孔加工面１ｃｍ２あたり０．１１／ｍｉｎ（２０℃）以上吹きかけながら、レーザ光２０５を照射して加工することが好ましい。
【００５２】
レーザ光２０５を照射してノズル孔２１を加工する時に発生するススが酸化してできたガスを取り除き、レーザ光２０５を照射して発生する飛散物の吹き出し部分に、常に消費される以上の酸素ガスを供給することが重要である。このように、レーザ光２０５を照射して、ノズル孔２１がノズルプレート基材２００、粘着剤２０１を貫通して保護シート２０２にまで加工され、ノズル孔２１を高精度に加工することができる。
【００５３】
このように、レーザ光２０５を照射して、ノズル孔２１がノズルプレート基材２００、粘着剤２０１を貫通して保護シート２０２にまで加工されるが、ノズル孔２１の奥側端部２１ａを粘着剤２０１により保持した状態で加工することで、奥側端部２１ａが確実に切断された状態になりノズル孔２１を高精度に加工することが可能である。
【００５４】
また、レーザ光２０５を照射してノズル孔２１を加工する時に発生するススが、所定以上の酸素ガスの雰囲気下で燃焼して除去され、加工後にノズルプレート材２０３を洗浄することが不要になり、その分加工コストを削減することができる。また、ノズル孔２１にススが詰まることがなくなり、ノズル孔加工の品質精度が向上する。
【００５５】
第４の工程
第４の工程は、前記ノズルプレート基材を複数のノズルプレートに切断加工する工程である。
【００５６】
図５に示すように、記録ヘッド３個分の加工済みノズルプレート材２０３を記録ヘッド１個分の大きさに切断加工を施すことにより３個分のノズルプレート２ａ、２ｂ、２ｃが得られる。
【００５７】
ノズルプレート基材２００側からノズルプレート材２０３の外形の切断工程を穴加工と同様にレーザー照射で行う。
【００５８】
孔加工から切断までレーザー加工で連続的に行えるので効率が良い。
【００５９】
ノズルプレート２ａ、２ｂ、２ｃの外形加工に使用するレーザは、孔加工と同様にエキシマレーザ等の紫外線レーザが適している。
【００６０】
第５の工程
第５の工程は、前記ノズルプレートの保護シートが貼られていない側の面をインク流路を有するアクチュエータ基板に接着する工程である。
【００６１】
図６に示すように、第４の工程で得られた記録ヘッド１個分の大きさのノズルプレート２をアクチュエータ基板１１に貼り付ける。
【００６２】
該貼り付けは前記ノズルプレート２の保護シート２０２が貼られていない側の面をインク流路部材の一例であるアクチュエータ基板１１に接着することにより行う。
【００６３】
アクチュエータ基板１１とノズルプレート２との接合に用いられる接着剤には、大別して熱硬化型接着剤、例えば熱硬化エポキシ接着剤、熱可塑性樹脂接着剤、加熱硬化シリコーン接着剤、フェノール樹脂系接着剤、付加型シリコーン接着剤等と、常温硬化型接着剤、例えば２液混合エポキシ接着剤、紫外線硬化接着剤、シアノアクリレート接着剤、溶剤揮発型接着剤、ＲＴＶシリコーン接着剤等とがあり、本発明においてはそのいずれを用いることもできる。
【００６４】
ノズルプレート２は、図６に示すように、保護シート２０２が貼られた状態で、チャネル（インク室）１３を有するアクチュエータ基板１１に貼り付ける。この際タグ部２０２Ａ、２０２Ｂを保持してノズルプレート２に張力を与えながら接着することで、しわが無く、高位置精度で接着できる。
【００６５】
この後、インク吐出などの必要が生じた際は、保護シート２０２側から紫外線を照射する。
【００６６】
このように複数のノズルプレートが作製可能なノズルプレート基材の片面に撥インク処理を施す第１の工程、前記ノズルプレート基材の撥インク処理面に保護シートの貼り付けを行う第２の工程、前記ノズルプレート基材にノズル孔加工を行う第３の工程、前記ノズルプレート基材を複数のノズルプレートに切断加工する第４の工程、前記ノズルプレートの保護シートが貼られていない側の面をインク流路部材に接着する第５の工程を経て本発明のインクジェット製造方法にかかるノズルプレートが作成される。
【００６７】
このインクジェット記録ヘッドの製造方法によれば、シート状のノズルプレート基材に対して、切断加工ノズル孔加工作業時の撥インク膜の傷付きなどを防止し、またノズル孔内へのゴミの進入を防止しながら、複数ヘッド分の大きさのノズルプレート基材に撥インク処理、保護シート貼付け、ノズル加工を効率的に行うことができる。またノズルプレートの孔加工の位置合わせが容易である。しかも保護シートによりノズル孔を精度よく開けることができるのみならず、切断時の切断近傍での撥インク膜の剥がれや、損傷を発生させない効果がある。
【００６８】
第６の工程
第６の工程、前記保護シートを剥離する工程である。
【００６９】
第６の工程として貼り付けたノズルプレート２の保護シート２０２を剥がすことによりノズルプレート２が貼着されたインクジェット記録ヘッドが得られる。
【００７０】
このとき、ノズルプレート基材２００からはみ出たタグ部２０２Ａ、２０２Ｂを保持して保護シート２０２を剥離させることができるので、容易に剥離することができる。
【００７１】
第６の工程までを行ったインクジェット記録ヘッドの製造方法によれば、ユーザが保護シートを剥がす手間なくインク射出して使用することができる。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、シート状のノズルプレート基材に対して、切断加工ノズル孔加工作業時の撥インク膜の傷付きなどを防止し、またノズル孔内へのゴミの進入を防止しながら、複数ヘッド分の大きさのノズルプレート基材に撥インク処理、保護シート貼付け、ノズル加工を効率的に行うことができる。またノズルプレートの孔加工の位置合わせが容易である。しかも保護シートによりノズル孔を精度よく開けることができるのみならず、切断時の切断近傍での撥インク膜の剥がれや、損傷を発生させない効果がある。
【００７３】
請求項２に記載の発明によれば、保護シートを剥がす手間なくインク射出することができるインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００７４】
請求項３に記載の発明によれば、保護シートは紫外線照射によって粘着力が低下する粘着剤付きシートであり、最後に剥離する際、紫外線を照射すれば容易に剥離することができ作業性が向上するとともに、剥離の接着剤残り、撥インク膜のはがれを防止できる。
【００７５】
請求項４に記載の発明によれば、ノズルプレートのノズル孔加工の際に、保護シートを貫通しないようにすることで、ノズル孔加工後の切断加工時などの各工程でノズル孔内へのゴミの進入するのを防止することができる。
【００７６】
請求項５に記載の発明によれば、切断加工及びノズル孔加工をレーザー加工により行なうことで作業性、加工精度が向上する。
【００７７】
請求項６に記載の発明によれば、タグ部を保持して作業ができるので、ノズルプレートの撥インク処理されていない側の面の汚れを防止できる。また、インク流路部材に接着する際に、タグ部を保持し張力を与えて接着すれば、しわの発生が無く精度良く接着できる。また、最後に剥離するときもタグ部を保持して容易に剥離できる。
【００７８】
請求項７に記載の発明によれば、加熱により粘着力が低下する粘着剤のついた保護シートを用いることで、接着剤でノズルプレートをインク流路部材にはりつけた後の加熱硬化時の熱で、粘着力が低下し剥離しやすくなり、作業性が向上するとともに、剥離の接着剤残り、撥インク膜のはがれを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マルチチャネル型インクジェットヘッドの構造例を示す一部破断斜視図
【図２】インクジェットヘッドの製造にかかるノズルプレートの第１の製造工程を示す図
【図３】インクジェットヘッドの製造にかかるノズルプレートの第２の製造工程を示す図
【図４】インクジェットヘッドの製造にかかるノズルプレートの第３の製造工程を示す図
【図５】インクジェットヘッドの製造にかかるノズルプレートの第４の製造工程を示す図
【図６】インクジェットヘッドの製造にかかるノズルプレートの第５の製造工程を示す図
【符号の説明】
１：ヘッドチップ
２：ノズルプレート
２１：ノズル孔
２１ａ：奥側端部
３：バックプレート
４：インクマニホールド
１１：アクチュエータ基板（インク流路部材）
１２：カバー基板
１３：チャネル（インク室）
１４：隔壁
２００：ノズルプレート基材
２００Ａ：撥インク処理面
２０１：粘着剤
２０２：保護シート
２０２Ａ、２０２Ｂ：タグ部
２０３：ノズルプレート材
２０５：レーザー光
【図１】
2004114435.tif 000002
【図２】
2004114435.tif 000003
【図３】
2004114435.tif 000004
【図４】
2004114435.tif 000005
【図５】
2004114435.tif 000006
【図６】
2004114435.tif 000007