(57)【要約】【課題】インク吐出不良の原因となる複雑な構造物に微細に潜む異物（切削粉）を完全に的確に除去でき、エキシマレーザによる加工性の向上を図るとともに、製作工数と不良の発生の低減を図ることができる記録ヘッド、これを使用するインクジェット記録装置、及び記録ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】液滴を吐出するノズル５１ａを複数有するノズル基板５２と、各ノズルから液滴を吐出するためのエネルギを発生するアクチュエータ５３ａと、を備え、該アクチュエータを駆動してノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッド１４において、ノズル基板は、マイクロバブルを含む洗浄液にて洗浄されてから他の部材と接合される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを複数有するノズル基板と、各ノズルから液滴を吐出するためのエネルギを発生するアクチュエータと、を備え、該アクチュエータを駆動して前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル基板は、マイクロバブルを含む洗浄液にて洗浄されてから他の部材と接合されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル基板は、複数のノズルを備えたノズル形成部材と、複数の液室を備えた液室構成部材と、を含み、前記ノズル形成部材と前記液室構成部材の片面同士を接合した構成を備え、
前記ノズル基板は、マイクロバブルを含む洗浄液にて洗浄されて前記アクチュエータと接合されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記ノズル基板の少なくとも一部をシリコンにて構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記ノズル形成部材は、樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記ノズル形成部材の片面には、ＳｉＯ2膜とフッ素系撥水剤とから成る撥水膜を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記ノズル形成部材に、エキシマレーザ加工によって前記ノズルを加工したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
液滴を吐出する複数のノズルと、前記各ノズルが連通する複数の液室とを有し、各ノズルから液滴を吐出するためのエネルギを発生するアクチュエータを駆動して前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出記録装置の製造方法において、
前記液滴となる液体が流通する少なくとも一つの部材を、マイクロバブルを含む洗浄液にて洗浄したことを特徴とする液滴吐出記録装置の製造方法。
【請求項９】
前記液体が流通する少なくとも一つの部材にはノズルが形成されていることを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出記録装置の製造方法。
【請求項１０】
シート状のノズル形成部材集合体の片面に液室構成部材集合体を接合してノズル基板集合体を製造する接合工程と、前記ノズル基板集合体の片面に粘着テープを接着する固定工程と、前記ノズル基板集合体を個々のノズル基板に切断すると共に前記粘着テープをハーフカットする切断工程と、前記粘着テープに各ノズル基板を接着した状態でマイクロバブルを含む洗浄液にて洗浄する洗浄工程と、前記粘着テープから剥離することによってチップ状のノズル基板を作成する剥離工程と、を有することを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出記録装置の製造方法。
【請求項１１】
前記切断工程中においては、前記マイクロバブルを含む洗浄液を切断部位に噴射しつつ切断を行うことを特徴とする請求項１０に記載の液滴吐出記録装置の製造方法。
【請求項１２】
前記洗浄工程では、前記粘着テープにより保持された切断後の複数のノズル基板を前記マイクロバブルを含む洗浄液中に浸漬して付着した切削粉を除去することを特徴とする請求項１０に記載の液滴吐出記録装置の製造方法。
【請求項１３】
前記マイクロバブルを含む洗浄液は、純水と不活性ガスからなり、前記不活性ガスの気泡の粒子径が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項８乃至１２の何れか一項に記載の液滴吐出記録装置の製造方法。
【請求項１４】
前記マイクロバブルを含む洗浄液は、純水と空気からなり、前記空気の気泡の粒子径が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項８乃至１２の何れか一項に記載の液滴吐出記録装置の製造方法。
【請求項１５】
前記マイクロバブルを含む洗浄液は、純水と、アルコール系の有機溶剤と、不活性ガス又は空気と、から成り、前記不活性ガス又は空気の気泡の粒子径が３０μｍ以下であり、前記アルコール系の有機溶剤を純水に含ませたことを特徴とする請求項８乃至１２の何れか一項に記載の液滴吐出記録装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッドの洗浄方法であって、前記ノズル形成部材にノズルを加工して所定サイズに切断して個別のノズル基板に分離する際、マイクロバブルを含む洗浄液にて該ノズル基板を洗浄し、切断によって発生する切削粉を前記ノズル基板から除去することを特徴とする液滴吐出ヘッドの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴をノズルから吐出させて文字や画像を記録する液滴吐出ヘッド、これを使用するインクジェット記録装置等の画像形成装置、製作工数と不良品の発生を低減する液滴吐出記録装置の製造方法、及び液滴吐出ヘッドの洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノンインパクト記録装置は記録時の騒音発生が無視できる程度に小さい点でオフィス用等として注目されている。そのうち高速記録可能で、かつ普通紙に特別の定着処理を要せずに記録できるインクジェット記録装置が近年多く使用されている。
このインクジェット記録装置の中でとくにオンデマンド方式は従来のインパクト方式の記録装置などと比べると、動作音が小さいことや、高精細な画像を出力できることなどの特徴を有し、近年は急速に普及している。
このインクジェット記録装置に使用する記録ヘッドは、ノズルからインク滴を吐出させて記録を行うため、ノズルの形状や精度がインク滴の噴射特性に大きな影響を与える。また、ノズル穴を形成しているノズル形成部材の表面の特性もインク滴の噴射特性に影響を与える。
例えば、ノズル形成部材表面のノズル穴周辺部にインクが付着して不均一なインク溜まりが発生すると、インク滴の吐出方向が曲げられたり、インク滴の大きさにバラツキが生じたり、あるいはインク滴の飛翔速度が不安定になる等の不都合が生じることが知られている（例えば、特許文献１乃至４参照）。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１では、ノズル形成部材の一方の面に粘着部材を貼り付け、その反対側面からレーザビームを照射し、ノズル形成部材の一部が残るように加工した後、粘着部材を剥して残った一部を除去して、ノズル穴の出射側に未加工な部分をなくしてインク滴の飛翔方向のバラツキが生じないようにする技術が開示されている。
また、特許文献２に示すように、ノズル形成部材の表面に含フッ素重合体からなるコーティング層を設け、その背面側からエキシマレーザを照射してノズル穴加工を行うとともにノズル穴上のコーティング層を除去する技術、また、特許文献３に示すように、ノズル形成部材の一方の面にテトラフルオロエチレンを成分とする共重合体を含む有機樹脂層で撥水膜を形成し、ノズル形成部材の表面の均一性を高め、インク滴の飛翔特性の安定化を図る技術も開示されている。
【０００４】
ところで、ノズル形成部材として樹脂材料を使用する場合、前記のように撥水膜を樹脂材料の表面に形成するが、樹脂材料と撥水剤との密着性があまり良くないため、直接塗布して使用することは非常に困難である。そこで樹脂材料の表面を粗面化して微細な凹凸を形成し、その上に撥水剤を塗布して密着力の向上を図ったりしているが、十分な密着力の確保には至っていなかった。
すなわち、塗布後の初期には撥水性は得られているが、ノズルプレート表面やノズル開口部に付着したインク滴やゴミ等の除去のために行われるワイピング動作によって表面が擦られるため、密着性が十分でないと、徐々に撥水層の剥がれが発生し、撥水性が劣化してしまう。
【０００５】
また、フッ素系撥水剤を使用する場合などでは、ノズル形成部材である樹脂材料等の表面に、ＳｉＯ2膜を形成し、その上にフッ素系撥水剤を塗布して密着力を向上することも試みられている。この場合、ＳｉＯ2膜厚を或る程度厚く、例えば、２００Å以上にしないと十分な密着力を得ることができない。
さらに、ノズル穴加工をエキシマレーザ加工等で行う場合、ノズル形成部材の樹脂材料としてポリイミド等を使用すればエキシマレーザによる加工性を確保できるが、ＳｉＯ2膜はエキシマレーザによる加工性が悪いため、きれいなノズル穴加工ができなくなり、異形ノズル穴が発生してしまう。
また、ノズル形成部材と液室構成部材は、１ヘッド単位（１チップ単位）に切断分割してから接合しているため、ノズル形成部材と液室構成部材とも分割後の部品の取り扱いや接合やエキシマレーザ加工及び洗浄などの各工程がチップ単位となり、量産ではその取り扱いだけで時間を要し、記録ヘッドの生産効率が悪くなってしまう。
【０００６】
この点を改良するため、特許文献４では、インク滴を吐出する複数のノズルを有するノズル基板と、前記各ノズルが連通する複数のインク液室とを有し、各ノズルに対応するエネルギを発生するアクチュエータを駆動して前記ノズルからインク滴を吐出させる記録ヘッドの製造方法が開示されている。
この記録ヘッドの製造方法においては、ノズル基板は、インク吐出側表面に撥水膜を有し、ノズルを形成するノズル形成部材と、ノズル基板のインク吐出側と反対の面に接合されるインク液室の一方の面を構成する液室構成部材を有し、ノズル形成部材と液室構成部材を接合する時、ノズル形成部材と複数の液室構成部材が一体に配列された液室構成部材集合体を接合した後ノズル形成部材にノズルを加工して所定サイズに切断してチップ状にして、前記アクチュエータと接合するようにしている。
【０００７】
このチップ状に切断する方法は、通常のＩＣ製造工程で使用されているダイシング工程を応用して行う。すなわち、エキシマレーザ加工後のウェハを、ＵＶ硬化型粘着テープ側を加工テーブル側としてダイシングマシンに載置し、液室構成部材のチップ外形に沿ってダイシング加工してノズル基板を形成する。
この時、ダイシング深さは、ＵＶ硬化型粘着テープの厚さの中間程度まで切断（ハーフカット）する深さにする。このように切断することにより、ノズル基板を完全に切断することができるとともに次工程のＵＶ硬化型粘着テープのエキスパンドを実施し易くすることができる。なお、ダイシングマシンには洗浄ステーションが併設されていて、ダイシング後の切り粉等の洗浄を連続的に行うことにより、切削粉を除去している。
【０００８】
しかしながら、複雑な形状をしている液室構成部材の片面はノズル基板により閉塞されており、ダイシングによって発生する切削粉は液室溝へ深く進入し、前記洗浄によって完全に除去することが困難となり、結果として僅かではあるが切削粉を残し易いという問題点が発生した。
かかる切削粉の残存は、前記不均一なインク溜まりの発生と同様、インク滴の吐出方向が曲げられたり、インク滴の大きさにバラツキが生じたり、あるいはインク滴の飛翔速度が不安定になる等の不都合が生じる。
【特許文献１】特許第２９１４１４６号
【特許文献２】特開平６−８７２１６号公報
【特許文献３】特開平１０−３０５５８２号公報
【特許文献４】特開２００４−１８１８９３公報
【特許文献５】特開２００５−０００８８２公報
【特許文献６】特許第３７８５４０６号
【特許文献７】ＷＯ０１／０３６１０５
【特許文献８】特許第３７６３５２１号
【特許文献９】特開２００１−０５８１４２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上説明したように、ノズルとなる穴を多数備えたノズル形成部材、各ノズル穴に対応する液室を備えた液室構成部材、アクチュエータ基板を順次接合した構成の液滴吐出ヘッドにおいては、大面積のウェハ状の母材を切断、分割することによって夫々得たチップ状のノズル形成部材、液室構成部材を接着剤により接合していた。また、この接合前に各チップを洗浄していたため、ダイシングによる切削粉等の異物を除去することは比較的容易であった。
しかし、この従来方法では、微小なチップ同士を接合する必要があったため、位置決め工程、接着工程を含む製造工程が複雑化する、という欠点があった。
そこで、最近ではこのような不具合を解消するために、複数のノズル板をシート状に連結したノズル形成部材集合体を、複数の液室構成部材をシート状に連結した液室構成部材集合体に対して直接接合した後で、ノズル形成部材集合体に対してノズル穴を形成してから、各チップに切断、分割する手法が採用されるようになってきた。
【００１０】
しかし、この製造方法を採用した場合、切断時に発生した切削粉等の微小な異物がノズル穴や液室内に入り込んで除去しにくくなるという問題が発生している。
このように、従来のインクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）においては、各集合体内部に複雑な形状の溝が形成されていることに加え、さらに奥側には微小なノズル穴のみが開いたノズル板が形成されていることから、流水による洗浄では完全に切削粉等の異物を除去できない場合があり、こうした異物が１つでも残存すれば、当該ノズルからのインク吐出特性に影響があり、ヘッドが不良品化するという課題がある。
そこで、本発明の目的は、インク吐出不良の原因となる複雑な構造物に微細に潜む異物（切削粉）を完全に的確に除去でき、エキシマレーザによる加工性の向上を図るとともに、製作工数と不良の発生の低減を図ることができる記録ヘッド、これを使用するインクジェット記録装置、及び記録ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルを複数有するノズル基板と、各ノズルから液滴を吐出するためのエネルギを発生するアクチュエータと、を備え、該アクチュエータを駆動して前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル基板は、マイクロバブルを含む洗浄液にて洗浄されてから他の部材と接合されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル基板は、複数のノズルを備えたシート状のノズル形成部材と、複数の液室を備えた液室構成部材と、を含み、前記ノズル形成部材と前記液室構成部材の片面同士を接合した構成を備え、前記ノズル基板は、マイクロバブルを含む洗浄液にて洗浄されて前記アクチュエータと接合されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記ノズル基板の少なくとも一部をシリコンにて構成したことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項において、前記ノズル形成部材は、樹脂フィルムからなることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、前記ノズル形成部材の片面には、ＳｉＯ2膜とフッ素系撥水剤とから成る撥水膜を備えていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項において、前記ノズル形成部材には、エキシマレーザ加工によって前記ノズルを加工したことを特徴とする。
請求項７に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッドを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明に係る液滴吐出記録装置の製造方法は、液滴を吐出する複数のノズルと、前記各ノズルが連通する複数の液室とを有し、各ノズルから液滴を吐出するためのエネルギを発生するアクチュエータを駆動して前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出記録装置の製造方法において、前記液体が流通する少なくとも一つの部材を、マイクロバブルを含む洗浄液にて洗浄したことを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記液体が流通する少なくとも一つの部材にはノズルが形成されていることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９において、シート状のノズル形成部材集合体の片面に液室構成部材集合体を接合してノズル基板集合体を製造する接合工程と、前記ノズル基板集合体の片面に粘着テープを接着する固定工程と、前記ノズル基板集合体を個々のノズル基板に切断すると共に前記粘着テープをハーフカットする切断工程と、前記粘着テープに各ノズル基板を接着した状態でマイクロバブルを含む洗浄液にて洗浄する洗浄工程と、前記粘着テープから剥離することによってチップ状のノズル基板を作成する剥離工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０において、前記切断工程中においては、前記マイクロバブルを含む洗浄液を切断部位に噴射しつつ切断を行うことを特徴とする。
請求項１２に記載の発明に係る記録ヘッドの製造方法は、請求項１０において、前記マイクロバブルを含む洗浄液による洗浄工程では、前記粘着テープにより保持された切断後の複数のノズル基板を前記マイクロバブルを含む洗浄液中に浸漬して付着した切削粉を除去することを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項８乃至１２の何れか一項において、前記マイクロバブルを含む洗浄液は、純水と不活性ガスからなり、前記不活性ガスの気泡の粒子径が３０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
請求項１４に記載の発明は、請求項８乃至１２の何れか一項において、前記マイクロバブルを含む洗浄液は、純水と空気からなり、前記空気の気泡の粒子径が３０μｍ以下であることを特徴とする。
請求項１５に記載の発明に係る液滴吐出ヘッドの洗浄方法は、請求項８乃至１２の何れか一項において、前記マイクロバブルを含む洗浄液は、純水と、アルコール系の有機溶剤と、不活性ガス又は空気と、から成り、前記不活性ガス又は空気の気泡の粒子径が３０μｍ以下であり、前記アルコール系の有機溶剤を純水に含ませたことを特徴とする。
請求項１６の発明は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッドの洗浄方法であって、前記ノズル形成部材にノズルを加工して所定サイズに切断して個別のノズル基板に分離する際、マイクロバブルを含む洗浄液にて該ノズル基板を洗浄し、切断によって発生する切削粉を前記ノズル基板から除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シート状のノズル形成部材と、複数の液室構成部材が一体に配列された液室構成部材集合体を前記ノズル形成部材の撥水膜を有しない方の面とを接合したのち、ノズル形成部材にノズルを加工して所定サイズに切断して個別のノズル基板に分離することによって、製造コストを低減することができるとともに、マイクロバブルを含む洗浄液にて洗浄することによって、切断によって発生する切削粉を実質的に完全に前記ノズル基板から除去できることから、記録ヘッドは異物付着等によるインク非吐出や噴射曲がりが発生することなく、安定した吐出特性を示す。とくに高密度のヘッドにおいては異物により吐出安定性が低下するが、本発明による記録ヘッドでは高密度ヘッドにおいてもインク吐出が安定している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は液滴吐出記録装置（画像形成装置）の一例としてのインクジェット記録装置の構成を前方側から示す概略斜視図である。本実施の形態では、画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置について説明する。
このインクジェット記録装置Ａは、装置本体１と、この装置本体１に装着した記録媒体である用紙を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に装着され、画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ３と、を備えている。
インクジェット記録装置Ａは、さらに、装置本体１の前面４の一端部側に、前面４から前方側に突き出し、上面５よりも低くなったカートリッジ装填部６を有し、このカートリッジ装填部６の上面に操作キーや表示器などの操作部７を配置している。カートリッジ装填部６には液体保管用タンク（メインタンク）であるインクカートリッジ１０の脱着を行うための開閉可能な前カバー８を有している。
【００１８】
図２は図１のインクジェット記録装置の機構部の全体構成を示す概略構成図である。図３は図２の機構部を説明する要部平面図である。次に、このインクジェット記録装置Ａの機構部について図１乃至図３を参照して説明する。
キャリッジ１３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１１とステー１２とによって主走査方向に摺動自在に保持され、かつ図示しない主走査モータによって図３の矢示方向に移動走査される。
このキャリッジ１３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴（液滴）を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）１４を装着している。この記録ヘッド１４は複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着してある。
【００１９】
記録ヘッド１４を構成するインクジェット記録ヘッドとしては、インクを吐出するためのエネルギ発生手段として圧電素子を含む圧電アクチュエータを用いたヘッドを搭載している。
インク滴を吐出するためのエネルギ発生手段としては、この他に、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを使用できる。
要するに本発明においては、インクを吐出させるためのエネルギを発生する手段としてのアクチュエータとして、如何なる構成、種類を使用してもよい。
【００２０】
上述したように、ここでは圧電アクチュエータ（圧電素子）をエネルギ発生手段に用いたヘッドを搭載している。また、記録ヘッド１４としては各色の液滴を吐出するための複数のノズル列を有する１つのインクジェット記録ヘッドで構成することもできる。
また、キャリッジ１３には、記録ヘッド１４に各色のインクを供給するための各色の液体容器であるサブタンク１５を搭載している。このサブタンク１５にはインク供給チューブ１６を介して前述した各色のメインタンク（インクカートリッジ）１０からインクが補充かつ供給される。
ここで、メインタンク１０は、それぞれ各色に対応してイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインクを収容しているが、ブラックインクを収容するメインタンク１０は、他のカラーインクを収容するメインタンク１０よりもインクの収容容量を大きくしている。
【００２１】
一方、給紙トレイ３の用紙積載部（圧板）２１上に積載した用紙２２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２１から用紙２２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２３及びこの給紙コロ２３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４を備え、この分離パッド２４は給紙コロ２３側に弾性手段によって付勢されている。
そして、給紙コロ２３及び分離パッド２４からなるこの給紙部から給紙された用紙２２を記録ヘッド１４の下方側へ搬送するための搬送部として、用紙２２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト３１と、カウンタローラ３２と、搬送ガイド３３と、押さえ部材３４で搬送ベルト３１側に付勢された先端加圧コロ３５とを備えている。
カウンタローラ３２は給紙部からガイド２５を介して送られる用紙２２を搬送ベルト３１との間で挟んで搬送するために設けられ、搬送ガイド３３は略鉛直上方に送られる用紙２２を略９０°方向転換させて搬送ベルト３１上に倣わせるために設けられている。また、搬送ベルト３１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ３６を備えている。
【００２２】
搬送ベルト３１は無端状ベルトであり、搬送ローラ３７とテンションローラ３８との間に掛け渡されて、図３のベルト搬送方向に周回するように構成している。帯電ローラ３６は搬送ベルト３１の表層に接触し、この搬送ベルト３１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎを掛けている。
また、搬送ベルト３１の裏側には、記録ヘッド１４による印写領域に対応してガイド部材４１を配置している。このガイド部材４１は、上面が搬送ベルト３１を支持する２つのローラ（搬送ローラ３７とテンションローラ３８）の接線よりも記録ヘッド１４側に突出している。これにより、搬送ベルト３１は印写領域ではガイド部材４１の上面にて押し上げられて案内されるので、高精度な平面性が維持される。
【００２３】
さらに、このガイド部材４１の搬送ベルト３１の裏面と接触する面側には、主走査方向、すなわち搬送方向と直交する方向に複数の溝を形成して、搬送ベルト３１との接触面積を少なくし、搬送ベルト３１がスムーズにガイド部材４１表面に沿って移動できるようにしている。
さらに、記録ヘッド１４で記録された用紙２２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト３１から用紙２２を分離するための分離爪３９と、排紙ローラ４０及び排紙コロ４２とを備え、排紙ローラ４０の下方に排紙トレイ３を備えている。ここで、排紙ローラ４０と排紙コロ４２との間から排紙トレイ３までの高さは排紙トレイ３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
【００２４】
また、装置本体１の背面部には両面給紙ユニット４３が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット４３は搬送ベルト３１の逆方向回転で戻される用紙２２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ３２と搬送ベルト３１との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット４３の上面には手差し給紙部４４を設けている。
さらに、図３に示すように、キャリッジ１３の走査方向両側の非印字領域には、記録ヘッド１４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構（以下「サブシステム」という。）４５、４５を配置している。
このサブシステム４５、４５には、記録ヘッド１４のノズル面をキャピングするためのキャップ部材４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄと、ノズル面をワイピングするためのワイパーブレード４７等を備えている。
【００２５】
このように構成したインクジェット記録装置Ａにおいては、給紙トレイ２から用紙２２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２２はガイド２５で案内され、搬送ベルト３１とカウンタローラ３２との間に挟まれて搬送され、さらに先端を搬送ガイド３３で案内されて先端加圧コロ３５で搬送ベルト３１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
この時、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ３６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト３１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。
【００２６】
このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト３１上に用紙２２が給送されると、用紙２２が搬送ベルト３１に静電的に吸着され、搬送ベルト３１の周回移動によって用紙２２が副走査方向に搬送される。
そこで、キャリッジ１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１４を駆動することにより、停止している用紙２２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２２を排紙トレイ３に排紙する。
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ１３はサブシステム４５側に移動され、かつ記録ヘッド１４はキャップ４６ａ〜４６ｄによってキャッピングされ、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止し、また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する回復動作を行って安定した吐出性能を維持する。
【００２７】
図４は本発明による記録ヘッドを示す分解斜視図である。図４に示すように、図１のインクジェット記録装置Ａの記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）１４は、基板５１上にノズル（穴）５１ａを複数形成したチップ状のノズル形成部材５０、各ノズル５１ａに対応する液室４８ａを複数備えたチップ状の液室構成部材４８（流路板）、及びチップ状の振動板４９を順次接合したノズル基板５２と、複数個のアクチュエータ５３ａを搭載し且つノズル基板５２と接合される圧電アクチュエータ基板５３と、ＦＰＣケーブル５５と、これらを支持する図示しないフレームを有する。
なお、振動板４９は必須ではない。従って、ノズル基板５２の概念には、ノズル形成部材５０と液室構成部材４８との接合体が含まれる。
ノズル形成部材５０は複数のノズル（穴）５１ａを有し、ノズル形成部材５０を樹脂フィルムで形成することにより材料のコストを低減するとともに、ノズルの加工方法の選択範囲を広くすることができる。
【００２８】
図５は本発明の液滴吐出ヘッドを製造する過程において、ノズル形成部材集合体と液室構成部材集合体を接合する手順を示す図である。
ノズル形成部材５０の表面には、ＳｉＯ2膜とフッ素系撥水剤とから成る撥水膜６０を形成する。ＳｉＯ2膜とフッ素系撥水剤とが化学的結合によって密着することにより、フッ素系撥水剤を非常に薄くすることができ、撥水剤の使用量を低減できるとともに、ワイピング耐久性と加工性を向上することができる。
更に、液室構成部材４８は例えばＳｉ（シリコン）によって構成する。液室構成部材４８は、ノズル形成部材５０の裏面、即ち撥水膜６０を備えていない面側に接合される。
【００２９】
本発明においては、複数の液室構成部材４８をシート状に連結した液室構成部材集合体４８Ａ（液室構成部材ウェハ）に対して、複数のノズル形成部材５０をシート状に連結したノズル形成部材集合体５０Ａ（ノズル形成部材ウェハ）を接合することによってノズル基板集合体５２Ａを形成してから、個々のチップに切断する製造手順を採る。
特に、液室構成部材集合体４８ＡをＳｉウェハで構成することにより、複数の液室構成部材４８の集積化を高精度に行うことができ、後工程の加工や切断処理は半導体プロセス装置を用いることができ、容易に行うことができる。
【００３０】
ノズル形成部材集合体５０Ａについても、複数のノズル形成部材５０を集積化することにより、同様のメリットを得ることができる。
ノズル形成部材集合体５０Ａと液室構成部材集合体４８Ａとの接合手段として、エポキシ系接着剤を使用することにより、各液室構成部材４８の必要箇所に選択的に接着剤を塗布することができ、各ノズル形成部材５０のノズル穴５１ａに接着剤を塗布しないで済み、ノズルの加工を容易に行うことができるとともに、塗布厚さのムラによるノズル径にバラツキが発生することを防ぐことができる。
また、ノズル形成部材集合体５０Ａと液室構成部材集合体４８Ａとを接着剤を用いて接合してから、ノズル形成部材集合体５０Ａの撥水膜６０を形成した面に粘着テープ７５を接着すると共に、この接合された両集合体の外周縁に環状のリング治具７６を取り付け、粘着テープ（ＵＶ硬化型粘着テープ）７５の粘着力により保持する。
【００３１】
このようにして組み付けられた液室構成部材集合体４８Ａとノズル形成部材集合体５０Ａを構成する個々のノズル形成部材部分にエキシマレーザ加工でノズルを加工することにより、精度の良いノズル穴を加工することができるとともに、ノズル形成部材集合体と液室構成部材集合体とを接合する時に、高精度な位置合わせや接着剤硬化時の加熱熱膨張による位置ズレなどの影響を受けずにノズルを加工することができる。
なお、ＦＰＣケーブル５５には信号を制御するドライバ５６が配置されている。
【００３２】
図６はエキシマレーザ加工装置の構成を示す概略図である。記録ヘッド１４のノズル基板５２に形成する複数のノズル５１ａは、エキシマレーザ加工装置Ｂにより加工される。
エキシマレーザ加工装置Ｂは、図６に示すように、レーザ発振器６１から射出されたエキシマレーザビーム６２をミラー６３、６５、６８によって反射し加工テーブル７０に導く。
このレーザビーム６２が加工テーブル７０に至るまでの光路には、加工物に対して最適なビームが届くように、レーザビーム６２を所望のサイズに拡大するビームエキスパンダ６４と、レーザビーム６２を加工する穴に対応した形状にするマスク６６と、このマスク６６を通過したレーザビームを結像光学系６９に導くフィールドレンズ６７を有する。加工テーブル７０はＸＹＸテーブル等で構成され、加工するノズル基板５２を載置して加工位置を位置決めする。
【００３３】
本発明では、シリコン等から成る液室構成部材４８を複数個連結した構成を備えた液室構成部材集合体４８Ａと、ノズル形成部材５０を複数個連結した構成を備えたノズル形成部材集合体５０Ａとを接合したノズル基板集合体５２Ａを形成してから、エキシマレーザ加工装置Ｂによって個々のノズル形成部材５０に対してノズル５１ａを形成したのち次工程でチップ毎に切断する。
この切断は通常のＩＣ製造工程で使用されているダイシング工程を応用して行う。すなわち、エキシマレーザ加工後のノズル基板集合体５２Ａを、ＵＶ硬化型粘着テープ７５によって接着保持した状態で、この粘着テープ７５側を加工テーブル上に載置してダイシングマシンに載置し、個々のノズル基板５２のチップ外形に沿ってダイシング加工してノズル基板５２を得る。
【００３４】
この時のダイシング深さは、ＵＶ硬化型粘着テープ７５の厚さの中間程度まで切断（ハーフカット）する深さにするのが良い。このように切断することにより、ノズル基板５２をチップ単位に完全に切断、分離することができるとともに、ＵＶ硬化型粘着テープ７５はハーフカットされているに過ぎないため、ノズル基板がバラバラになることを防止することができ、次工程のＵＶ硬化型粘着テープの伸縮を実施し易くすることができる。
なお、ダイシングマシンには後述する洗浄ステーションが併設されていて、ダイシング後切り粉等の洗浄を行うことができる。
洗浄後に、各ノズル基板５２を静電アクチュエータ５３に接合する。
【００３５】
図７（ａ）はダイシング工程及び洗浄工程を実施するためのダイシング・洗浄装置の全体斜視図、（ｂ）はダイシング部の構成説明図、（ｃ）は洗浄ステーションの構成説明図である。
ダイシング・洗浄装置８０は、装置本体８１上にダイシング部８２と、洗浄ステーション９０と、を近接配置し、ダイシング部８２で切断対象物を切断した後で、洗浄ステーションに移載して洗浄を実施するための構成を備えている。
ダイシング部８２は、図７（ｂ）に示すように粘着テープ７５によって片面を保持されたノズル基板集合体５２Ａを載置すると共にＸＹＺ方向へ移動するテーブル８３と、回転することによりノズル基板集合体５２Ａを切断するダイシングソー８４と、ダイシングソーによる切断部位に対して冷却、及び洗浄用の洗浄液Ｆを供給する流体供給手段８５と、を有する。ダイシングソー８４による切断中は、洗浄液Ｆを切断部位に供給し続けることによって切断を円滑化すると共に、切断粉を洗い流す。この際、ノズル基板集合体５２Ａはチップ単位に完全に切断されるが、粘着テープ７５はハーフカットされる。
洗浄ステーション９０は、（ｃ）に示すようにモータ９２によって回転駆動される回転ステージ９１と、洗浄ノズル９３等を有しており、ダイシング部８２によってチップ単位に切断され且つ粘着テープ７５によって連結された状態にあるノズル基板集合体５２Ａは回転ステージ９１上に移載されてから洗浄工程に供される。
【００３６】
図８（ａ）及び（ｂ）は洗浄ステーションにおける洗浄手順（洗浄ノズルの動作）を示している。
洗浄ノズル９３は、回動軸である基端部９４ａを水平方向へ回動自在に支持された供給パイプ９４の先端に設けられている。供給パイプ９４は図８（ａ）に示した待機位置と（ｂ）に示した洗浄液（流体）Ｆの供給位置との間を回動自在に構成されており、供給位置において洗浄ノズル９３から洗浄液Ｆを、回転ステージ９１上のノズル基板集合体５２Ａの上面に供給する。
【００３７】
図９（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は洗浄ステーション９０において実施される第１の洗浄方法を示している。まず、（ａ）（ｂ）の洗浄液供給工程では、回転ステージ９１上にセットされたノズル基板集合体５２Ａの上面に洗浄ノズル９３から洗浄液Ｆを適量だけ供給する。（ｃ）の洗浄工程では回転ステージ９１を回転させてノズル基板集合体５２Ａ上の洗浄液Ｆを動かして洗浄を行い、同時に洗浄液を飛散させることにより、ノズル基板集合体を乾燥させる。或いは、ノズル基板集合体を回転させながら洗浄液を供給する洗浄方法であってもよい。
【００３８】
次に、図１０（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は洗浄ステーション９０において実施される第２の洗浄方法を示している。この洗浄方法では、ケース９５によって回転ステージ９１及びノズル基板集合体５２Ａを包囲、収容する。次いで、図１０（ａ）の洗浄液供給工程では、回転ステージ９１上にセットされたノズル基板集合体５２Ａの上面に洗浄ノズル９３から洗浄液Ｆを供給する。（ｂ）に示すように回転ステージ９１及びノズル基板集合体５２Ａが洗浄液Ｆ中に浸漬した状態となるまで洗浄液を供給する。この状態で所要時間ノズル基板集合体を洗浄液中に浸漬して異物の除去を行う。この際、回転ステージ９１を適度な速度で回転させてもよい。
その後、（ｃ）のようにケース９５に設けた図示しない排水弁を開放して洗浄液を排出してから回転ステージ９１を回転させることによって遠心力により洗浄液Ｆを飛散させてノズル基板集合体５２Ａを乾燥させる。
【００３９】
従来、ダイシング部８２におけるダイシング工程における洗浄においては、ダイシングソー８４による切断中に洗浄水Ｆを噴射して切削粉等を除去していた。すなわち、洗浄水を数Ｍｐａ程度に加圧し、ノズルを通して高速にてノズル基板集合体５２Ａ上に噴射させ、その時の衝撃力によって洗浄力を生み出している。
洗浄力は洗浄水の流速によって決まり、流速を上げることで洗浄力を上げている。しかしながら、過度に高速の水を噴射すると、微細加工されているノズル基板集合体５２Ａに損傷を与えるため好ましくない。
これに対し、本発明では、洗浄液Ｆとして液体中に微細な気泡を包含した２流体を用いる。具体的には、エアを加速させ、その加速されたエアの中に水滴を混入し、エアとともに加速した水滴をノズル基板集合体５２Ａに表面に衝突させ、その時に発生する衝撃波とジェット水流により切削粉等の異物を除去する方法を用いる。
この方法では、水滴がノズル基板集合体５２Ａの表面に衝突した際、水滴内部にはノズル基板集合体５２Ａとの接触点を中心として衝撃波、膨張波が発生する。この衝撃波と水流の双方の効果により、比較的弱い噴射でも洗浄効率が著しく向上すると考えられる。
【００４０】
なお、ノズル穴を穿孔する位置に微小な穴が形成されているに過ぎないノズル形成部材集合体５０Ａと液室構成部材集合体４８Ａとを接合した後で、個々のノズル基板５２に切断する工程では、切削屑がノズル穴（直径２０μｍ程度）、及び液室内に入り込み、溜まりやすい。そこで、ダイシング時における洗浄液Ｆの噴射の他に、洗浄ステーション９０での洗浄を行うことにより、液室の奥部に付着した切削屑をより完全に除去することが可能となる。
何れの洗浄工程においても、洗浄液として３０μｍ以下の微小な気泡であるマイクロバブルを含んだ２流体を使用するため、ノズル穴や液室の隅々まで洗浄液が行き渡り、付着した異物を除去、排出することができる。
【００４１】
次に、洗浄ステーション９０での洗浄方法を種々条件を変更して実験した。
比較例１では、洗浄ステーション９０にて洗浄する際の洗浄液Ｆとして純水を用いた。
比較例２では、洗浄ステーション９０にて洗浄する際の洗浄液として純水と空気と混合した２流体を用いた。
実施例１では、洗浄ステーション９０にて洗浄する際の洗浄液Ｆとして純水と空気を用いて作成したマイクロバブル洗浄液を用いた。マイクロバブル洗浄液とは、泡の大きさが３０μｍ以下と通常の気泡（０．数ｍｍ程度）よりも著しく微小な気泡を有するもので、本実験では西華産業社製ＯＨＲラインミキサーを用いて作成した。
このラインミキサーは固定配置されたスタティックミキサーが形成する微細な流路内に対して２流体を勢いよく強制通過させることによって微細な気泡群を形成する手法が採られている。
【００４２】
図１１はラインミキサーを用いた気泡生成装置の概略構成を示しており、この気泡生成装置は、水槽１００と、水槽内の液体Ｆを取り出すパイプ１０１、及びポンプ１０２と、パイプ１０１に設けた空気取り入れ部１０３と、ポンプと水槽１００とを接続するパイプ１０５の途中に配置したラインミキサー１０６と、を有している。
空気取り入れ部１０３からの空気が混合された液体Ｆは、ポンプ１０２によってラインミキサー１０６へ向けて供給される。ラインミキサー１０６内には上記したスタティックミキサーから構成される微細な流路が形成されており、２流体としての液体Ｆ中の気泡はスティックミキサーを通過する際に微細化されて水槽１００に循環される。この循環動作を繰り返すことにより、気泡の微小化が促進され、最後には３０μｍ以下のマイクロバブル洗浄液Ｆが生成される。
マイクロバブル発生装置に関する従来技術としては、特許文献５乃至９に開示されている。
【００４３】
実施例２では、比較例と同様にノズル基板集合体５２Ａをチップ単位にダイシングした後、実施例１で作成したマイクロバブル液中に数分間浸して洗浄した（図１０（ｂ））。
実施例３では、実施例２のマイクロバブル液浸漬中に超音波を当てて洗浄効率をさらに上げた。
実施例４〜６では、ダイシング後に洗浄ステーションにて洗浄したが、洗浄液として純水と窒素ガスを用いて作成したマイクロバブル洗浄液を用い、実施例１〜３と同様に行った。
上記のごとく切断、洗浄したノズル基板５２を用いて作成したインクジェット記録ヘッドにて、印字実験をしたところ、比較例１、２ではインクの吐出しないノズルが複数あったのに対し、洗浄液としてマイクロバブルを含んだ２流体を使用した実施例１〜６では、全ノズルからインクが吐出した。
【００４４】
本発明による記録ヘッドの製造方法によれば、ノズル形成部材集合体５０Ａの片面に撥水膜６０を形成し、液室構成部材集合体４８Ａをノズル形成部材集合体の撥水膜を有しない面と接合した後、ノズル基板集合体５２Ａを粘着テープ７５により接着保持する。
その後、ノズル基板集合体５２Ａをチップ単位に分割しつつ粘着テープはハーフカットする。さらに粘着テープに個々のノズル基板５２を接着保持した状態でマイクロバブルを含む洗浄液Ｆにて洗浄した後、粘着テープから剥離することによってチップ状のノズル基板５２を作成する。さらにこのノズル基板５２とアクチュエータ基板５３とを接合することにより、多数のノズル基板を少ない工程で作成することができ、さらに異物が完全に除去されることからインク非吐出等の不良の発生がなく、ヘッドを歩留まりよく安価に製造することができる。
【００４５】
本発明によるマイクロバブルを含む洗浄液による洗浄工程は、ノズル形成部材集合体５０Ａと液室構成部材集合体４８Ａとが接合したノズル基板集合体５２Ａをチップ毎に分割する工程において、マイクロバブルを含む洗浄液を切断工程中に切断部位に噴射させることにより、発生した切削粉を逐次除去でき、製造効率が高い。
また、本発明によるマイクロバブルを含む洗浄液による洗浄工程は、ノズル形成部材と液室構成部材とが接合したノズル基板をチップ状に分割する工程の後、粘着テープに密着した状態の各ノズル基板をマイクロバブルを含む洗浄液中に浸漬して付着した切削粉を除去することにより、液室構成部材の微細溝に入り込んだ異物も完全に短時間で除去することができる。
或いは、図９のように回転テーブルにマイクロバブルを含む洗浄液を散布してから回転テーブルを回転させることによって洗浄してもよい。
【００４６】
また、本発明の洗浄方法は、ノズル形成部材と液室構成部材を貼り合わせたものを洗浄する場合に限らず、接合前のノズル形成部材単体、液室構成部材単体を洗浄する場合にも適用することができる。
マイクロバブルを純水と不活性ガスからなる構成にすることにより、安価で洗浄後乾燥時に不純物（蒸発残渣）を残さないばかりでなく、液室構成部材やノズル形成部材を変質させることがなく、材料の選択幅が広くなる。また、マイクロバブルとして、純水と空気からなるものを用いることにより、安価で洗浄後乾燥時に不純物（蒸発残渣）を残さない。
また、マイクロバブルを含む洗浄液を、純水と、アルコール系の有機溶剤と、不活性ガス又は空気と、から構成し、不活性ガス、又は空気の気泡の粒子径を３０μｍ以下とし、アルコール系の有機溶剤を純水に対して０．１〜１０％程度含ませるようにしてもよい。これによれば、洗浄乾燥後に蒸発残渣を残さずに優れた洗浄効果を発揮できる。
【００４７】
上述した本発明による構成及び製造方法により形成した記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）をインクジェット記録装置、その他の画像形成装置に使用することにより、良質な画像を安定して記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】インクジェット記録装置を示す前方側から見た概略斜視図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置の機構部の全体構成を示す概略構成図である。
【図３】図２の機構部を説明する要部平面図である。
【図４】本発明による記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図５】本発明の液滴吐出ヘッドを製造する過程において、ノズル形成部材集合体と液室構成部材集合体を接合する手順を示す図である。
【図６】エキシマレーザ加工装置の構成を示す概略図である。
【図７】（ａ）はダイシング工程及び洗浄工程を実施するためのダイシング・洗浄装置の全体斜視図、（ｂ）はダイシング部の構成説明図、（ｃ）は洗浄ステーションの構成説明図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は洗浄ステーションにおける洗浄手順（洗浄ノズルの動作）を示した図である。
【図９】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は洗浄ステーションにおいて実施される第１の洗浄方法を示した図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は洗浄ステーションにおいて実施される第２の洗浄方法を示した図である。
【図１１】ラインミキサーを用いた気泡生成装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ａ  インクジェット記録装置、１０  インクカートリッジ、１１  ガイドロッド、１２  ステー、１３  キャリッジ、１４  記録ヘッド、１５  サブタンク、１６  インク供給チューブ、２１  用紙積載部、２２  用紙、２３  給紙コロ、２４  分離パッド、２５  ガイド、３１  搬送ベルト、３２  カウンタローラ、３３  搬送ガイド、３５  先端加圧コロ、３６  帯電ローラ、３７  搬送ローラ、３８  テンションローラ、３９  分離爪、４０  排紙ローラ、４１  ガイド部材、４２  排紙コロ、４３  両面給紙ユニット、４４  給紙部、４５  サブシステム、４６ａ  キャップ部材、４７  ワイパーブレード、４８  液室構成部材、４８Ａ  液室構成部材集合体、４８ａ  液室、４９  振動板、５０  ノズル形成部材、５０Ａ  ノズル形成部材集合体、５１ａ  ノズル（ノズル穴）、５２  ノズル基板、５２Ａ  ノズル基板集合体、５３  アクチュエータ基板、５３ａ  アクチュエータ、５５  ＦＰＣケーブル、５６  ドライバ、６０  撥水膜、６１  レーザ発振器、６２  エキシマレーザビーム、６３  ミラー、６４  ビームエキスパンダ、６６  マスク、６７  フィールドレンズ、６９  結像光学系、７０  加工テーブル、７５  粘着テープ、７６  リング治具、８０  ダイシング・洗浄装置、８１  装置本体、８３  テーブル、８４  ダイシングソー、８５  流体供給手段、９０  洗浄ステーション、９１  回転ステージ、９２  モータ、９３  洗浄ノズル、９４  供給パイプ、９５  ケース、１００  水槽、１０１  パイプ、１０２  ポンプ、１０５  パイプ、１０６  ラインミキサー。
【図１】
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【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】
2007261251.tif 000009
【図８】
2007261251.tif 000010
【図９】
2007261251.tif 000011
【図１０】
2007261251.tif 000012
【図１１】
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