专利名称：液滴喷出头的制造方法
技术领域：
本发明涉及液滴喷出头的制造方法，特别涉及在液滴喷出头的喷嘴板表面上具有疏水膜的液滴喷出头的制造方法。
背景技术：
液滴喷出装置例如在喷墨记录装置中使用的液滴喷出头中，当油墨附着在喷嘴板表面上时，从喷嘴喷出的油墨液滴会受到影响，有时会在油墨液滴的喷出方向上产生不均。当油墨附着时，难以使油墨液滴击中记录介质上的规定位置，成为图像品质变差的原因。因此，为了防止油墨附着在喷嘴板表面上、提高喷出性能，在喷嘴板表面上形成疏水膜。通过在喷嘴板表面上形成疏水膜，在喷嘴部处形成了弯液面(meniscus)。如此在喷嘴部处形成的弯液面能够防止用于使其从喷嘴喷出的液体(喷出液体)从喷嘴中溢出。当在喷嘴板表面上没有疏水膜时，喷出液体溢出至表面、无法控制正确的喷出体积和喷出方向。另外，通过在喷嘴板表面上形成疏水膜，还可以使纸粉等碎屑或异物、液体的干燥物等难以附着固化在喷嘴板表面上。当喷嘴板表面上附着有液体时，会引起碎屑、异物或固化物等的附着。而且，喷嘴板表面通常会进行定期维护的擦拭工作，在该擦拭时当异物、固化物等附着在嗔嘴内时，会对嗔出造成很大的障碍。另一方面，在喷嘴板表面上形成该疏水膜的情况下，当在喷嘴打开的状态下形成疏水膜时，疏水膜也附着在喷嘴内部。当在喷嘴内部形成疏水膜时，疏水膜形成在喷嘴内部的弯液面位置甚至喷嘴深部。其结果，喷出体积或喷出方向有时变得不稳定、引起不喷出。另外，当在喷嘴内部填充液体时，由于润湿性差，因此易于卷入气泡等。当卷入气泡时，则不仅该喷嘴易于变得不喷出、而且气泡也在充填液体中搬运并转移到其他喷嘴，从而对其他的喷嘴也造成影响。因此，关于将附着在喷嘴内部的疏水膜除去的方法，探讨了各种方法。例如在下述的专利文献I中，作为将环绕附着在喷嘴内部的疏水膜除去的方法，记载了用弹性体或掩蔽材料对喷嘴面上进行保护、利用等离子体将内部疏水膜从喷嘴内部侧除去的方法。下述的专利文献2中记载了在喷嘴板表面上形成疏液膜后，按照与喷嘴开口及其边缘部不粘接的方式设置保护构件，将疏液膜除去的方法。另外，下述的专利文献3中记载了作为保护构件使用感光性树脂、利用等离子体将内部疏水膜从喷嘴内部侧除去的方法。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007 - 261070号公报专利文献2:日本特开2008 - 221653号公报专利文献3:日本专利第4374811号公报
发明内容
发明预解决的技术问题
专利文献f 3所记载的方法由于使用保护构件，因此其前提是在等离子体处理后必须将保护构件除去。因此，保护构件的除去性(操作性)和除去时的表面洗涤性变得很重要。为此，需要在保护构件的剥离时进行湿式处理和/或在剥离后进行洗涤处理，但由于生产性工序增加，因此变得没有效率。而且，湿式处理液浸入到喷嘴内部，从喷嘴和内部流路污染的观点出发成为问题。另外，就用于保护喷嘴板的保护膜而言，不仅粘合材料残渣在喷嘴板表面上的附着成为重要因素，而且伴随等离子体处理的等离子体处理产物在喷嘴板表面和喷嘴内部的附着也成为重要因素。即，由于保护构件(保护膜)的成分与等离子体的相互作用而飞散的污染物附着在喷嘴内部、喷出液体成分优先附着固化在该污染物所附着的部分上，因此喷出体积、方向性随着时间变化，稳定喷出控制变得困难。本发明是鉴于这种情况而完成的，本发明的目的在于提供利用简便工艺工序实现成本降低、同时能够长期获得喷出可靠性的液滴喷出头的制造方法。用于解决技术问题的方法本发明为了达成上述目的，提供一种保护膜的粘合成分和基材中不含聚硅氧烷的液滴喷出头的制造方法，其包含以下工序:在具有喷嘴孔的喷嘴形成基板的表面和喷嘴孔的侧壁上形成疏水膜的疏水膜形成工序；在形成于喷嘴形成基板的表面的疏水膜的表面上粘贴保护膜的保护膜粘贴工序；利用等离子体处理将形成于喷嘴孔侧壁的疏水膜除去的等离子体照射工序；和，将保护膜剥离的保护膜剥离工序。本发明人等发现，使疏水膜的疏水性降低并在喷出性能的长期可靠性中对不稳定化造成严重影响的因素是为了除去喷嘴孔内部的疏水膜所粘贴的保护膜中所含的作为脱模剂成分的聚硅氧烷。脱模材料成分是在除去了喷嘴孔内部的疏水膜后，为了将保护膜剥离而添加的。根据本发明，由于使用不含聚硅氧烷的保护膜，因此能够防止聚硅氧烷附着于疏水膜的表面。聚硅氧烷由于促进油墨的颜料成分附着、固化，因此通过使用在保护膜中不含聚硅氧烷的膜，能够维持疏水膜的疏水性。因此，能够获得长期的喷出可靠性。另外，由于使用不含聚硅氧烷成分的保护膜，因此在保护膜剥离后不需要洗涤聚硅氧烷的洗涤工序。因此，能够通过简便的工艺，实现工序成本的降低。另外，由于粘贴保护膜的对象是疏水膜，因此即便不含聚硅氧烷，也可容易地将保护膜剥离。作为聚硅氧烷，例如可举出聚二甲基硅氧烷。本发明另一方式中的液滴喷出头的制造方法优选，在疏水膜形成工序之前，在喷嘴形成基板上粘接形成有所喷出的液体流动的流路和压力室的流路形成基板，且流路形成基板上形成有驱动用的压电元件和布线。根据本发明，在形成疏水膜的喷嘴形成基板上粘接流路形成基板，且以在流路形成基板上形成有驱动用的压电元件和布线的状态进行疏水膜的形成。疏水膜的形成优选在液滴喷出头的制造的最后阶段进行。若首先在喷嘴形成基板上形成疏水膜时，存在例如在之后的工序中异物附着在疏水膜上的问题或者在形成时由于赋予热量而疏水膜发生恶化的问题。另外，由于如此在形成疏水膜之前形成压电元件和布线，因此优选不进行热量或UV等的能量照射地进行保护膜的剥离。在剥离时，由于赋予热量或UV会使形成于液滴喷出头的压电元件或者在接合时使用的树脂发生恶化，因此不优选。但是，本发明中由于粘贴保护膜的对象是疏水膜，因此即便不进行能量照射、并且保护膜不含作为脱模剂的聚硅氧烷，也能够容易地将保护膜剥离。本发明的另一方式中的液滴喷出头的制造方法优选，保护膜具有除气性。本方式中的“除气性”是指在将保护膜粘贴在疏水膜上时，能够防止或减少残留气泡(气泡)的发生的特性。根据本发明，作为保护膜，使用具有除气性的膜。通过使用具有除气性的膜，保护膜能够不漂浮地粘贴在疏水膜上。因此，能够减少喷嘴形成基板表面的疏水膜被除去。本发明的另一方式中的液滴喷出头的制造方法优选，保护膜在光学上是透明的。根据本发明，通过使用光学上透明的膜作为保护膜，当在保护膜与疏水膜之间发生漂浮时，可以通过目视进行确认。因此，能够减少喷嘴形成基板表面的疏水膜被除去。本发明的另一方式中的液滴喷出头的制造方法优选，保护膜在至少一个表面上具有含有聚硅氧烷的剥离膜，在保护膜粘贴工序之前具有将剥离膜从保护膜剥离的剥离工序。根据本发明，虽然保护膜不含有聚硅氧烷，但通过使保护使用前的保护膜的剥离膜内含有聚硅氧烷，可以容易地进行剥离膜从保护膜的剥离。本发明的另一方式中的液滴喷出头的制造方法优选，保护膜粘贴工序在对喷嘴孔内部进行了减压的条件下进行。根据本发明，由于在对喷嘴孔内部进行了减压的条件下进行保护膜粘贴工序，因此能够在不使保护膜在喷嘴形成基板表面的疏水膜上漂浮的情况下以密合的状态粘贴。因此，能够防止喷嘴形成基板表面的疏水膜被除去。本发明的另一方式中的液滴喷出头的制造方法优选，保护膜粘贴工序在加热环境下进行。根据本发明，由于在加热环境下进行保护膜粘贴工序，因此可以使保护膜的材质变得柔软。因此，保护膜能够不漂浮地粘贴在疏水膜上。本发明的另一方式中的液滴喷出头的制造方法优选，在疏水膜形成工序中，疏水膜由氟系硅烷偶联材料形成。根据本发明，由于疏水膜由氟系硅烷偶联材料形成，因此能够在提高疏水膜的疏水性的同时、维持保护膜从疏水膜剥离的剥离性。本发明的另一方式中的液滴喷出头的制造方法优选，在疏水膜形成工序中，疏水膜通过对氟系硅烷偶联材料进行蒸镀而形成。根据本发明，由于利用蒸镀法进行疏水膜形成工序，因此能够形成致密的膜。本发明的另一方式中的液滴喷出头的制造方法优选，在等离子体处理工序中，采用真空减压等离子体处理进行等离子体处理。根据本发明，由于采用真空减压等离子体处理进行等离子体处理，因此能够高效地进行疏水膜的除去。本发明的另一方式中的液滴喷出头的制造方法优选，在等离子体照射工序中，采用利用气流的大气压等离子体处理进行等离子体处理。
根据本发明，由于采用利用气流的大气压等离子体处理进行等离子体处理，因此可以闻效地进行疏水I旲的除去。发明效果根据本发明的液滴喷出头的制造方法，由于使用不含聚硅氧烷的保护膜对喷嘴形成基板表面进行保护，因此通过用于将喷嘴内部的疏水膜除去的等离子体照射，能够防止聚硅氧烷附着于喷嘴板表面。因此，聚硅氧烷变为原因、能够防止油墨发生附着，因此可以长期地获得喷出可靠性。
图1为表示喷墨记录装置的概略的整体构成图。图2为表示喷墨头的构造例的平面透视图。图3为表示油墨室单元的立体构成的截面图。图4为说明疏水膜的形成方法的工序图。图5为保护膜的截面图。图6为说明等离子体处理的方法的图。图7为用于说明现有的制造方法的问题点的图。
具体实施例方式以下根据附图对本发明的优选实施方式进行说明。<喷墨记录装置的整体构成>首先，对作为通过本发明的液滴喷出头的制造方法制造的液滴喷出头所适用的液滴喷出装置的喷墨记录装置进行说明。图1为喷墨记录装置的构成图。该喷墨记录装置100是下述的压印圆筒直描方式的喷墨记录装置:从作为液滴喷出头的喷墨头172M、172K、172C、172Y将多色的油墨打滴在保持于描绘部116的压印圆筒(描绘滚筒170)上的记录介质124 (为了方便有时称作“用纸”)，从而形成所期望的彩色图像。喷墨记录装置100是适用下述2液反应(凝聚)方式的按需型图像形成装置:在油墨的打滴前将处理液(这里为凝聚处理液)赋予在记录介质124上，使处理液与油墨液反应，从而在记录介质124上进行图像形成。如图所示，喷墨记录装置100主要具备给纸部112、处理液赋予部114、描绘部116、干燥部118、固着部120和排出部122而构成。(给纸部)给纸部112是将记录介质124供给至处理液赋予部114的机构，在该给纸部112上叠层单张纸的记录介质124。在给纸部112上设置给纸盘150，记录介质124从该给纸盘150向处理液赋予部114 一张张地给纸。(处理液赋予部)处理液赋予部114是向记录介质124的记录面赋予处理液的机构。处理液含有使赋予在描绘部116处的油墨中的着色剂(本例中为颜料)凝聚的着色剂凝聚剂，通过该处理液与油墨进行接触，促进了油墨中的着色剂与溶剂的分离。如图1所示，处理液赋予部114具备送料圆筒152、处理液滚筒154和处理液涂布装置156。处理液滚筒154是保持记录介质124、使其旋转输送的滚筒。处理液滚筒154在其外周面具备爪形状的保持机构(卡子)155，通过在该保持机构155的爪与处理液滚筒154的周面之间夹持记录介质124,能够将记录介质124的前端保持。在处理液滚筒154的外侧与其周面相向地设置处理液涂布装置156。处理液涂布装置156由储存处理液的处理液容器、一部分浸溃于该处理液容器的处理液中的网纹辊、和压焊在网纹辊和处理液滚筒154上的记录介质124上、将测量后的处理液转移至记录介质124的橡胶辊构成。利用该处理液涂布装置156，可以一边对处理液进行测量一边涂布到记录介质124上。在处理液赋予部114处赋予有处理液的记录介质124从处理液滚筒154介由中间输送部126被递交至描绘部116的描绘滚筒170。(描绘部)描绘部116具备描绘滚筒(第2输送体)170、用纸抑制辊174和喷墨头17211、1721(、172CU72Y。描绘滚筒170与处理液滚筒154同样，在其外周面具备爪形状的保持机构(卡子)171。固定在描绘滚筒170上的记录介质124按照记录面朝向外侧的方式被输送，由喷墨头172M、172K、172C、172Y将油墨赋予至该记录面。喷墨头172M、172K、172C、172Y优选分别为具有与记录介质124的图像形成区域最大宽度相对应的长度的实线型喷墨方式的记录头(喷墨头)。在油墨喷出面上形成在图像形成区域的整个宽度上排列有多个油墨喷出用喷嘴的喷嘴列。各喷墨头172M、172K、172C、172Y按照在与记录介质124的输送方向(描绘滚筒170的旋转方向)正交的方向上延续存在的方式设置。通过从各喷墨头172M、172K、172C、172Y面向密合保持在描绘滚筒170上的记录介质124的记录面喷出对应色的油墨的液滴，油墨与在处理液赋予部114处预先赋予在记录面的处理液接触，使分散于油墨中的着色剂(颜料)凝聚，形成着色剂凝聚体。由此，防止记录介质124上的着色剂流动等,在记录介质124的记录面上形成图像。在描绘部116处形成有图像的记录介质124从描绘滚筒170介由中间输送部128被递交至干燥部118的干燥滚筒176。(干燥部)干燥部118是将利用着色剂凝聚作用分离的溶剂中所含的水分干燥的机构，如图1所示，其具备干燥滚筒176和溶剂干燥装置178。干燥滚筒176与处理液滚筒154同样，在其外周面具备爪形状的保持机构(卡子)177,通过该保持机构177可以将记录介质124的前端保持。溶剂干燥装置178配置在与干燥滚筒176外周面相向的位置上，由多个卤素加热器180和在各卤素加热器180之间分别配置的热风喷出喷嘴182构成。在干燥部118处进行了干燥处理的记录介质124从干燥滚筒176介由中间输送部130被递交至固着部120的固着滚筒184。(固着部)固着部120由固着滚筒184、卤素加热器186、固着辊188和串联传感器190构成。固着滚筒184与处理液滚筒154同样，在其外周面上具备爪形状的保持机构(卡子)185，可利用该保持机构185将记录介质124的前端保持。
通过固着滚筒184的旋转，记录介质124按照记录面朝向外侧的方式被输送，对于该记录面进行利用卤素加热器186的预备加热、利用固着辊188的固着处理和利用串联传感器190的检查。由于在干燥部118处形成的薄层的图像层内的热塑性树脂微粒通过固着辊188被加热加压、发生熔融，因此通过固着部120可以使其固定固着在记录介质124上。另外，通过将固着滚筒184的表面温度设定为50°C以上，通过从里面对保持在固着滚筒184外周面的记录介质124进行加热，可以促进干燥、防止固着时的图像破坏，同时可以通过图像温度的升温效果提高图像强度。另外，当使油墨中含有UV固化性单体时，在干燥部处使水分充分地挥发，然后在具备UV照射灯的固着部对图像照射UV，从而可以使UV固化性单体发生固化聚合、提高图像强度。(排出部)如图1所述，连在固着部120后设置有排出部122。排出部122具备排出盘192，在该排出盘192与固着部120的固着滚筒184之间，按照与它们对接的方式设置有递纸圆筒194、输送带196、张力棍(tension roller) 198。记录介质124通过递纸圆筒194被送至输送带196、被排出至排出盘192。另外，虽未图示，但本例的喷墨记录装置100中除了上述构成之外，还具备向各喷墨头172M、172K、172C、172Y供给油墨的油墨储存/装填部、对处理液赋予部114供给处理液的机构，同时还具备进行各喷墨头172M、172K、172C、172Y的清洁(喷嘴面的擦拭、清洗、喷嘴吸引等)的头维护部、对用纸输送路上的记录介质124的位置进行检测的位置检测传感器、对装置各部的温度进行检测的温度传感器等。另外，图1中对滚筒输送方式的喷墨记录装置进行了说明，但本发明并非限定于此，在皮带输送方式的喷墨记录装置等中也可使用。[喷墨头的构造]接着，对喷墨头172M、172K、172C、172Y的构造进行说明。其中，由于各喷墨头172M、172K、172C、172Y的构造是共通的，因此以下用代表它们的符号250表示喷墨头。图2 Ca)为表示喷墨头250的构造例的平面透视图、图2 (b)为表示喷墨头250的另一构造例的平面透视图。图3为表示油墨室单元的立体构成的截面图。为了使形成于记录纸面上的点距高密度化，有必要使喷墨头250的喷嘴间距高密度化。本例的喷墨头250如图2 (a)所示,具备以锯齿、矩阵状(2维)地配置作为油墨滴的喷出孔的喷嘴251、由对应各喷嘴251的压力室252等构成的多个油墨室单元253而成的构造，由此实现按照沿着喷墨头长度方向(与纸输送方向正交的主扫描方向)排列的方式投影的实质上的喷嘴间隔(投影喷嘴间距)的高密度化。在与纸输送方向大致正交的方向上，在对应记录介质124整个宽度的长度上构成一列以上的喷嘴列的方式并非限定于本例。例如，还可代替图2 (a)的构成，如图2 (b)所示，通过将2维地排列有多个喷嘴251的短尺寸的垫块(head block ;也称为垫片，headtip)250’排列成锯齿状并使其接合在一起，可以构成具有与记录介质124的整个宽度对应的长度的喷嘴列的线式头。另外，虽然图示省略，但也可将短尺寸的头排成一列、构成线式头。
如图3所示，各喷嘴251形成在构成喷墨头250的油墨喷出面250a的喷嘴板260(喷嘴形成基板)上。喷嘴板260例如由31、5102、51队石英玻璃等硅系材料^1、？6、祖、(:11或含有它们的合金等金属系材料，氧化铝、氧化铁等氧化物材料，炭黑、石墨等碳系材料，聚酰亚胺等树脂系材料构成。在喷嘴板260的表面(油墨喷出侧的面)上形成有对油墨具有疏水性的疏水膜262，以图防止油墨的附着。喷嘴板260接合在流路形成基板264上，在流路形成基板264上对应各喷嘴251设置有压力室252。压力室252的平面形状呈大致正方形，在对角线上的两角落部设置有喷嘴251和供给口 254。各压力室252介由供给口 254与共通流路255连通。共通流路255介由作为油墨供给源的油墨供给罐(未图示)和油墨供给口 259相连通、由该油墨供给罐供给的油墨介由共通流路255被分配供给至各压力室252内。其中，共通流路255由于与图2 (a)所示的副扫描方向的油墨室单元253共通地设置，因此向共通流路255供给油墨的油墨供给口 259可以设置在共通流路255 —处。 在构成压力室252的顶板、与共通电极兼用的振动板256上接合具备个别电极257的压电元件258，通过对个别电极257施加驱动电压，压电元件258发生变形，从喷嘴251喷出油墨。当喷出油墨时，从共通流路255通过供给口 254将新的油墨供给至压力室252。其中，虽未图示，但在流路形成基板264上设置用于对个别电极257施加电压的布线。另外，喷嘴的配置构造并非限定于图示的例子，也可以使用在副扫描方向上具有一列喷嘴列的配置构造等各种喷嘴配置构造。另外，并非限定于利用 线型头的打字方式，还可适用以下的串行方式:使不足用纸的宽度方向(主扫描方向)长度的短尺寸的头沿用纸的宽度方向扫描、进行该宽度方向的打字，当I次的宽度方向的打字结束时，使用纸在与宽度方向正交的方向(副扫描方向)上仅移动规定量，进行之后的打字区域的用纸宽度方向的打字，重复该作业，在用纸的打字区域的整个面上进行打字。<疏水膜的形成方法>接着，对设置于液滴喷出头的疏水膜的形成方法进行说明。图4为用于说明本发明的设置于液滴喷出头的疏水膜的形成方法的工序图。疏水膜的形成由以下工序构成:(1)在喷嘴板表面和喷嘴内部形成疏水膜的疏水膜形成工序、
(2)在喷嘴板表面的疏水膜表面上粘贴保护膜的保护膜粘贴工序、(3)利用等离子体处理将喷嘴内部的疏水膜除去的等离子体照射工序、(4)将保护膜剥离的保护膜剥离工序。以下对各工序详细地进行说明。(I)疏水膜形成工序如图4 (a)、(b)所示，在具有喷嘴12的喷嘴形成基板、即喷嘴板10上形成疏水膜
14。图4 (a)、(b)中的喷嘴板10、喷嘴12和疏水膜14分别相当于图3中的喷嘴板260、喷嘴251和疏水膜262。喷嘴板10优选使用预先形成有压力室252、振动板256、驱动用的压电元件258、挠性电缆等布线等的状态的喷嘴板10。S卩，疏水膜14的形成优选在喷墨头250的制造的最后阶段进行。在形成喷嘴板10表面的疏水I吴14之后进行喷墨头250的加工时，有加工时的异物附着在疏水膜14上的可能。或者，通过在喷墨头250的形成时施加热量，有对疏水膜14的性能造成变化的可能性。因此，疏水膜14的形成优选在最后阶段进行。喷嘴12可通过刻蚀加工形成。另外，喷嘴12的尺寸可以设定为直径为10 30 μ m。例如，在由硅(Si)基材形成的喷嘴板10上通过进行孔加工形成喷嘴12，在喷嘴板10的喷嘴12形成面侧使用氟系硅烷偶联剂形成疏水膜14。作为疏水膜14，例如可利用蒸镀法等物理气相沉淀法进行成膜。蒸镀法是指将成膜基板安装在真空室内、在进行气化的条件(即蒸汽压变得充分的条件)下对欲在真空室内进行成膜的材料进行气化，进行成膜的方法。在硅烷偶联剂的情况下，通常是通过对硅烷偶联剂进行加热、气化来进行成膜的方法。另外，即使在浸溃处理或利用旋涂法的液相法中，也可形成疏水膜14。作为氟系硅烷偶联剂，优选使用氯型、甲氧基型、乙氧基型、异氰酸酯型等。硅烷偶联剂是Cn= 1、2、3)表示的硅化合物。Y是包含烷基等较不活泼性的基团或者乙烯基、氨基或环氧基等反应性基团的基团。X包括卤素、甲氧基、乙氧基或乙酰氧基等通过与基质表面的羟基或吸附水的缩合能够进行键合的基团。硅烷偶联剂在制造由玻璃纤维强化塑料等有机质和无机质形成的复合材料时被作为居间对它们的键合起作用的物质广泛使用，在Y为烷基等不活泼性基团时，赋予改质表面防止附着或摩擦、保持光泽、疏水、润滑等性质。另外，含有反应性基团时，主要被用于提高粘接性。此外，使用在Y中导入有直链状氟化碳链的氟系硅烷偶联剂进行了改质的表面如PTFE (聚四氟乙烯)表面那样具有低表面自由能、疏水、润滑、脱模等性质提高，进而还表现疏油性。作为直链状的氟烷基硅烷，例如可举出Y = CF3CH2CH2,CF3 (CF2)3CH2CH2jCF3 (CF2)7ch2ch2 等。另外，Y的部分可以使用具有全氟醚(PFPE)基(一CF2 — O — CF2 —)的材料。另外，作为硅烷偶联剂，可以使用不仅在单侧、而且在两侧上均键合有硅烷偶联基的材料 X3SiYSiX3。另外，还可使用Daikin工业株式会社制0PT00L、株式会社Harves制DURASURF、住友 3M 株式会社制 Novec EGC1720、Solvaysolexis 株式会社制 Fluorolink S 一 10、株式会社T&K制Nanos、信越化学工业株式会社制SIFEL KY 一 100.AGC制CYTOP M型等市售的硅烧偶联疏水材料。但是，在喷嘴12内部由于也露出了 Si或自然氧化膜Si02，因此在喷嘴12内部也通过硅烷偶联键形成了疏水膜14。因此，有必要仅留下喷嘴板10表面的疏水膜14而将喷嘴12内部的疏水膜14除去。(2)保护膜粘贴工序接着，如图4 (C)所示，在欲留有疏水膜14的位置上粘贴保护膜16。将保护膜16的截面图示于图5。保护膜16由基底材料22和被赋予至基底材料22的粘合材料24构成。在保护膜16的粘合剂24赋予面侧上设置在使用时被剥离的剥离膜26。通过具有在使用时将剥离膜26剥离的剥离工序、使粘合材料24侧接触于要粘贴的对象物来进行保护膜16的粘贴。作为保护膜16，例如可以使用以厚度为80 μ m的聚酯膜为基底材料22、在粘合材料24中使用了烯烃系弹性体的弱粘合性膜。本实施方式中，重要的是保护膜16、即基底材料22和粘合材料24中不含聚硅氧烷、例如具有官能团(CH3)2SiO的聚二甲基硅氧烷(PDMS、通称:硅)。以下，作为聚硅氧烷以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为例进行说明，但本发明并不限定于 PDMS。一般来说，PDMS作为脱模材料被广泛使用，在保护膜中被用于提高再剥离性。但是，市场上销售的是在胶带主体中不使用PDMS、而是通过添加其他成分提高了脱模性的保护膜。本实施方式中，使用不含PDMS、含有苯二甲酸作为增塑剂的保护膜。通过使用保护膜16中不含PDMS的膜，在之后工序的等离子体照射工序中对保护膜16照射等离子体，可以防止PDMS飞散、PDMS附着于喷嘴板10表面。当PDMS发生附着时，PDMS与油墨的颜料成分发生附着，在该部分处发生固化，因此易于发生油墨的喷出故障。另外，当在喷嘴板10上粘贴保护膜16时，为了防止喷嘴12附近的保护膜16漂浮，优选具有除气性，优选对粘合材料24的硬度(柔软性)进行最优化。这里所说的保护膜16的“除气性”是指在将保护膜16粘贴到喷嘴板10上时，能够防止或减少残留气泡(气泡)的发生的特性。例如，通过使用具有柔软性的粘合材料24，能够提高除气性。粘合材料24的柔软性由粘合材料24的厚度、刚性(柔软性)和/或密度等决定。假如在喷嘴12附近保护膜16漂浮时，该部分的喷嘴板10表面的疏水膜14通过之后的等离子体工序被除去。其结果，对于该喷嘴12而言，易于导致由于弯液面溢出导致的喷出故障或由于喷嘴12附近的异物附着导致的喷嘴堵塞。因此，为了确认保护膜16不会从喷嘴板10漂浮而是被粘贴，也优选保护膜16是透明的。当保护膜16使用着色膜时，假如即便是进了气体、发生了漂浮，也难以从保护膜16上表面确认。其中，为了防止保护膜16的漂浮，还可以在对喷嘴内部12进行减压的状态下粘贴保护膜16。由此，可以进一步稳定，防止喷嘴12附近的边缘部保护膜16的漂浮。此外，在粘贴保护膜16时，通过提高环境气体温度，使保护膜16变得柔软，结果可以防止保护膜16的漂浮。其中，通过提高保护膜16粘贴时的环境温度、使保护膜16的材质软化、得到难以发生漂浮的条件，能够大幅度减少保护膜16发生漂浮的部位。其结果，由于能够减少在喷嘴板10表面上被除去的疏水膜14，因此能够减少喷出故障。粘贴时的环境温度只要是不影响喷墨头250的压电元件258和粘合剂的树脂的温度则无特别限定，优选为30°C 100°C。作为保护膜16，并不限定于对于上述基底材料22使用了聚酯膜、对于粘合材料24使用了烯烃系弹性体的膜，也可以使用其他的材料。例如，作为基底材料22，可以使用聚酰亚胺、聚丙烯材料，作为粘合材料24，可以使用丙烯酸系材料。另外，由于保护膜16主体中不含PDMS，因此优选使剥离膜26中含有PDMS以能够容易地将在使用保护膜16时剥离的剥离膜26剥去。由此，可以维持剥离膜26从保护膜16剥离的剥离性。当在剥离膜26侧不含PDMS时，难以将剥离膜26从保护膜16剥离。(3)等离子体照射工序接着，如图4 (d)所示，通过对喷嘴12内部进行等离子体处理、进行等离子体暴露来进行喷嘴12内部的疏水膜14的除去。作为等离子体处理的方法，例如在真空室中配置喷嘴板10后抽真空，进行氧置换，使氧等离子体产生。作为氧等离子体的产生条件，例如可以通过产生功率为30W、流量为30sCCm、产生15分钟的等离子体来进行。等离子体照射如图6所示，通过从液体流路导入侧即油墨供给口 259和排出侧(未图示)通过，经由压力室252到达喷嘴251内部，从而可以将疏水膜14除去。
其中，将等离子体直接暴露于压电元件258由于会引起压电元件258的恶化，因此在压电元件258上盖上硅板，使得等离子体不会直接暴露于压电元件258。另外，等离子体处理工序并不限定于上述真空减压等离子体，还可使用利用气流的大气压等离子体。此时，通过使气流使用干燥空气或氮(N2)、等离子体的产生条件设定为电压为15kV、频率为100Hz、功率为150W、气体流量为20 40L/min，所制造的喷墨头250可获得与利用真空减压等离子体形成的喷墨头250相同的喷出特性，从而可以确认喷嘴12内部的疏水膜14已被除去。(4)保护膜剥离工序最后如图4 (e)所示，通过将保护膜16从喷嘴板10表面剥离、除去来制造喷墨头250。就一般的保护膜而言，为了提高再剥离性，含有作为脱模剂成分的PDMS。本发明中，使用不含PDMS的保护膜16，但由于将保护膜粘贴在氟系的疏水膜14上，因此即便不含PDMS,也能够获得良好的再剥离性。另外，如上所述，由于在喷嘴板10上预先形成驱动用的压电元件258等，因此在剥离保护膜16时，当对喷嘴板10赋予热量时，有对压电元件258施加应力的可能性。或者，当对喷嘴板10照射UV时，制作喷嘴板10时所使用的粘合剂发生恶化，有对树脂造成损伤的可能。因此，有必要在不对喷嘴板10施加热量、不照射UV的条件下将保护膜16剥离。本发明中，即便不使用PDMS，通过使粘贴保护膜16的疏水膜14为氟系，也能够提高再剥离性。实施例《喷出试验》使用利用上述方法制造的液滴喷出头(喷墨头)，进行使用了颜料油墨的连续喷出耐久评价。另外，作为比较例，也对使用含有PDMS的保护膜所制造的液滴喷出头进行了评价。油墨喷出驱动条件为使用颜料油墨，驱动用压电体的驱动电压为30V、频率为IOOkHz。其中，在打字时，将距离目标打字位置喷出方向变化20 μ m以上的情况判定为喷出故障。对于不喷出喷嘴也判断为喷出故障。另外，还每隔0.5亿dot进行利用擦拭操作的喷嘴面的洗涤维护。当使用含有PDMS的通常的保护膜制造的液滴喷出头时，在10亿dot的连续打字试验中，发生约15%的喷出故障。而当使用不含PDMS的保护膜制造的液滴喷出头时，在10亿点(dot)的连续打字试验中，喷出故障率为1%以下。《喷出故障原因的研究》接着，研究使用含有PDMS的保护膜制造的液滴喷出头的喷出故障原因。利用TOF - SIMS进行故障喷嘴附近的组成分析。分析中使用ION - TOF制SMSIV进行成分分析。结果，在连接于喷嘴板表面的喷嘴的附近，CF量降低，特异地检测到含有SiCH的PDMS成分。另一方面，在使用喷出故障率低、不含PDMS成分的保护膜制造的液滴喷出头中，未检测到PDMS。由此可确认，当PDMS成分附着于喷嘴板表面时，油墨的颜料成分变得易于有力地附着，从而易于发生油墨固化。通过使用含有PDMS的保护膜，进行PDMS仅附着在喷嘴附近的验证。将保护膜粘贴在喷嘴面后，利用显微镜进行喷嘴附近的观察。其结果，如图7所示，在数个喷嘴的喷嘴附近部(与喷嘴相连接的附近)确认到保护膜16漂浮的部分。另外，不仅在喷嘴附近部，在喷嘴周边部也确认到空气没有除干净、保护膜16漂浮的部分(在与喷嘴之间，由于保护膜而具有间隔的附近)。之后，利用等离子体处理将喷嘴内部的疏水膜除去、将保护膜剥离，然后进行喷出试验。其结果可确认，由于空气而发生膜漂浮的附近喷嘴与喷出故障喷嘴大致一致。图7 (b)是图7 (a)的喷嘴附近部的放大图。如图7 (b)所示，由于保护膜16在喷嘴附近部漂浮，因此将保护膜16漂浮的部分的喷嘴附近部的疏水膜14除去。另外认为，通过对保护膜16照射等离子体，保护膜16的PDMS成分附着于喷嘴板表面。因此认为，由于油墨的颜料成分附着在附着于喷嘴板表面的PDMS上并发生析出固化，因此发生喷出故障。另外还可以确认，附近喷嘴部分以外的喷嘴的空气漂浮部与喷出故障没有特别的关联。由于疏水性降低，因此当将表面张力低的液体涂布在喷嘴面上时，疏水膜异常部仅润湿残留在异常喷嘴的喷嘴附近。因此，在进行利用等离子体处理将喷嘴内表面的疏水膜除去的工序之后，通过用低表面张力液体擦拭喷嘴面、进行全部喷嘴检查，可以进行异常喷嘴的检测。作为低表面张力液体，使用30mN/m的水溶液。在擦拭喷嘴面时后立即进行利用喷嘴检测显微镜的自动图像拍摄，利用图像处理检测异常喷嘴。其中，即便为上述由于空气而发生漂浮的情况，通过使用该全部喷嘴检查装置也能够有效地进行评价。由以上内容可确认，在对喷嘴内部进行等离子体照射以除去疏水膜时，在连接于喷嘴的空气漂浮部处，等离子体绕至喷嘴板表面，结果降低了喷嘴附近的喷嘴板表面的疏水性。具体地可确认，疏水性功能(疏水膜)的CF量降低、而且保护膜的成分PDMS由于等离子体照射而分散附着。另外，通过提高保护膜粘贴时的环境温度、使胶带材质软化、得到难以发生漂浮的条件，能够大幅度地减少保护膜漂浮的部位，结果确认能够减少喷出故障，支持上述机理。但是，即便是在高温下进行粘贴的情况下，由于难以根本性地回避PDMS附着，因此根本性地从保护膜上除去PDMS成分变得很重要。使用不含PDMS的 膜时，从喷嘴附近当然也不会检测到PDMS，从而也不会发生油墨固化现象。符号说明10喷嘴板12喷嘴14疏水膜16保护膜22基底材料24粘合材料26剥离膜100喷墨记录装置112给纸部114处理液赋予部116描绘部118干燥部120固着部122排出部124记录介质154处理液滚筒156处理液涂布装置170描绘滚筒172M、172K、172C、172Y 喷墨头176干燥滚筒180热风喷出喷嘴182IR加热器184固着滚筒186卤素加热器188固着棍
192排出盘196输送带
权利要求
1.一种液滴喷出头的制造方法，其包含以下工序: 在具有喷嘴孔的喷嘴形成基板的表面和在所述喷嘴孔的侧壁形成疏水膜的疏水膜形成工序， 在形成于所述喷嘴形成基板的表面的所述疏水膜表面上粘贴保护膜的保护膜粘贴工序， 利用等离子体处理将形成于所述喷嘴孔侧壁的所述疏水膜除去的等离子体照射工序，和 将所述保护膜剥离的保护膜剥离工序； 其中，所述保护膜的粘合成分和基材中不含聚硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的液滴喷出头的制造方法，其中，在所述疏水膜形成工序之前，在所述喷嘴形成基板上粘接有喷出的液体流动的流路和压力室的流路形成基板，且在所述流路形成基板上形成有驱动用的压电元件和布线。
3.根据权利要求1或2所述的液滴喷出头的制造方法，其中，所述保护膜具有除气性。
4.根据权利要求1或2所述的液滴喷出头的制造方法，其中，所述保护膜在光学上是透明的。
5.根据权利要求1或2所述的液滴喷出头的制造方法，其中，所述保护膜在至少一个表面上具有含聚硅氧烷的剥离膜，且 在所述保护膜粘贴工序之前具有将所述剥离膜从所述保护膜剥离的剥离工序。
6.根据权利要求1或2所述的液滴喷出头的制造方法，其中，所述保护膜粘贴工序在对所述喷嘴孔的内部进行了减压的条件下进行。
7.根据权利要求1或2所述的液滴喷出头的制造方法，其中，所述保护膜粘贴工序在加热环境下进行。
8.根据权利要求1或2所述的液滴喷出头的制造方法，其中，在所述疏水膜形成工序中，所述疏水膜由氟系硅烷偶联材料形成。
9.根据权利要求1或2所述的液滴喷出头的制造方法，其中，在所述疏水膜形成工序中，所述疏水膜通过对所述氟系硅烷偶联材料进行蒸镀来形成。
10.根据权利要求1或2所述的液滴喷出头的制造方法，其中，在所述等离子体照射工序中，所述等离子体处理采用真空减压等离子体处理来进行。
11.根据权利要求1或2所述的液滴喷出头的制造方法，其中，在所述等离子体照射工序中，所述等离子体处理采用利用气流的大气压等离子体处理来进行。
全文摘要
本发明的目的在于提供在利用简便的工艺工序实现成本降低的同时，可长期获得喷出可靠性的液滴喷出头的制造方法。本发明的一种液滴喷出头的制造方法包含以下工序在具有喷嘴孔12的喷嘴形成基板的表面10和喷嘴孔12的侧壁形成疏水膜的疏水膜形成工序，在形成于喷嘴形成基板10表面的疏水膜14的表面上粘贴保护膜16的保护膜粘贴工序，利用等离子体处理将形成于喷嘴孔12侧壁的疏水膜14除去的等离子体照射工序，和将保护膜16剥离的保护膜剥离工序；其中，保护膜16的粘合成分和基材中不含聚硅氧烷。
文档编号B41J2/16GK103085481SQ2012104398
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月6日 优先权日2011年11月8日
发明者二瓶靖和 申请人:富士胶片株式会社