CN111688357A - 喷墨头、喷墨打印机及喷墨头的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种具有优异的绝缘耐久性的喷墨头、喷墨打印机及喷墨头的制造方法。根据实施方式，提供了一种喷墨头。喷墨头具备喷嘴板、压电构件、电极和电极保护膜。喷嘴板设置有喷嘴。喷嘴向记录介质喷出油墨。压电构件在连通于喷嘴的位置形成压力室。压电构件使压力室内的压力变化而使压力室内的油墨喷出。电极位于压电构件中的与压力室邻接的部分。电极向压电构件施加驱动脉冲。电极保护膜覆盖电极。电极保护膜包括相互层叠的绝缘层及第一氧化层。绝缘层包含有机物。第一氧化层的含氧量相比于绝缘层的含氧量更多。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及喷墨头及喷墨打印机。
背景技术
已知一种具有所谓的剪切模式型喷墨头结构的喷墨打印机，其中利用压电构件的剪切变形从喷嘴喷出墨滴。在这样的结构中，例如，可以在电极上形成绝缘层，以使具有导电性或极性的油墨与电极绝缘。
例如，已知由聚对二甲苯(Parylene(注册商标))制成的膜作为绝缘层。当在用硅烷偶联剂预处理支承体表面之后，通过堆积聚对二甲苯而形成这样的绝缘层时，可以获得较高的紧贴性。
发明内容
发明要解决的课题
本发明所要解决的课题在于提供一种具有优异的绝缘耐久性的喷墨头及具备这种喷墨头的喷墨打印机。
解决课题的方案
根据实施方式，提供了一种喷墨头。喷墨头具备喷嘴板、压电构件、电极和电极保护膜。喷嘴板设置有喷嘴。喷嘴向记录介质喷出油墨。压电构件在连通于喷嘴的位置形成压力室。压电构件使压力室内的压力变化而使压力室内的油墨喷出。电极位于压电构件中的与压力室邻接的部分。电极向压电构件施加驱动脉冲。电极保护膜覆盖电极。电极保护膜包括相互层叠的绝缘层及第一氧化层。绝缘层包含有机物。第一氧化层的含氧量比绝缘层的含氧量更多。
根据其他实施方式，提供一种喷墨打印机。喷墨打印机具备根据实施方式的喷墨头和介质保持机构。介质保持机构面向喷墨头保持记录介质。
附图说明
图1是示出实施方式的喷墨头的透视图。
图2是示出构成实施方式的喷墨头的致动器板、框架及喷嘴板的分解透视图。
图3是实施方式的喷墨头的局部切断的顶视图。
图4是沿垂直于Y轴的平面截取的截面图，示出了图3所示的喷墨头的一部分。
图5是示出实施方式的喷墨打印机的示意图。
图6是示出施加电压脉冲的次数与电极保护膜的泄漏电流值之间的关系的一示例的曲线图。
图7是示出施加电压脉冲的次数与电极保护膜的泄漏电流值之间的关系的另一示例的曲线图。
标号说明
1：喷墨头、10：油墨歧管、11：油墨供应管、12：油墨返回管、20：致动器板、21：油墨供应口、22：油墨排出口、30：压电构件、31：布线图案、32：压力室、33：电极、34：电极保护膜、34A：绝缘层、34B1：第一氧化层、34B2：第二氧化层、40：框架、50：喷嘴板、60：柔性印刷电路板、61：驱动电路、100：喷墨打印机、101a：盒、101b：盒、102：供纸辊、103：供纸辊、104：输送辊对、105：输送辊对、106：定位辊对、107：输送带、108：驱动辊、109：从动辊、110：介质保持机构、111：负压室、112：输送辊对、113：输送辊对、114：输送辊对、115Bk：喷墨头、115C：喷墨头、115M：喷墨头、115Y：喷墨头、116Bk：墨盒、116C：墨盒、116M：墨盒、116Y：墨盒、117Bk：管、117C：管、117M：管、117Y：管、118：排纸托盘、119：风扇、301：第一压电体、302：第二压电体、N：喷嘴、P：记录介质。
具体实施方式
喷墨头
1-1.构成
在下文中，参考附图对实施方式进行描述。
图1是示出实施方式涉及的装配在喷墨打印机的头托架上使用的按需型喷墨头1的立体图。在下面的描述中，使用由X轴、Y轴和Z轴构成的直角坐标系。为了方便起见，图中箭头所示的方向为正方向。X轴方向对应于印刷宽度方向。Y轴方向对应于输送记录介质的方向。Z轴正方向是面向记录介质的方向。
参考图1概略地进行描述，喷墨头1具备油墨歧管10、致动器板20、框架40和喷嘴板50。
致动器板20具有长度方向是X轴方向的矩形形状。作为致动器板20的材料，例如可列举氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)及锆钛酸铅(PZT：Pb(Zr，Ti)O3)等。
致动器板20重叠在油墨歧管10上，以堵塞油墨歧管10的开口端。油墨歧管10经由油墨供应管11及油墨返回管12连接到墨盒。
框架40安装在致动器板20上。喷嘴板50安装在框架40上。在喷嘴板50上以沿Y轴形成两列的方式，沿X轴方向空开预定间隔设置有多个喷嘴N。
图2是构成实施方式的喷墨头的致动器板20、框架40和喷嘴板50的分解立体图。图3是实施方式的喷墨头的局部切断的顶视图。图4是沿垂直于Y轴的平面截取的截面图，示出了图3所示的喷墨头的一部分。
喷墨头1是所谓的剪切模式共壁的侧面发射型。
如图2及图3所示，在致动器板20上以在Y轴方向的中央部形成列的方式，沿X轴方向空开间隔设置有多个油墨供应口21。另外，在致动器板20上以相对于油墨供应口21在Y轴正方向及Y轴负方向上分别形成列的方式，沿X轴方向空开间隔设置有多个油墨排出口22。
在中央的油墨供应口21的列和一个油墨排出口22的列之间设置有多个压电构件30。这些压电构件30形成沿X轴方向延伸的列。另外，在中央的油墨供应口21的列和另一油墨排出口22的列之间设置有多个压电构件30。这些压电构件30也形成沿X轴方向延伸的列。
如图4所示，由多个压电构件30构成的列中的每个列由层叠在致动器板20上的第一压电体301和第二压电体302构成。作为第一压电体301和第二压电体302的材料，可列举例如锆钛酸铅(PZT)、铌酸锂(LiNbO3)和钽酸锂(LiTaO3)等。第一压电体301及第二压电体302沿厚度方向相互在相反的方向上极化。
由第一压电体301及第二压电体302构成的层叠体设置有分别在Y轴方向上延伸且在X轴方向上排列的多个槽。这些槽在第二压电体302侧开口，并且具有大于第二压电体302的厚度的深度。在下文中，将该层叠体中的夹在相邻的槽之间的部分称为通道壁。这些通道壁各自在Y轴方向上延伸并且在X轴方向上排列。
压电构件30在连通于后述的喷嘴N的位置上形成有压力室32，并使该压力室32内的压力变化而使压力室32内的油墨喷出。另外，油墨流过的压力室32是位于两个相邻通道壁之间的槽中的空间。压力室32的宽度即在这里为压力室32的沿X轴方向的尺寸优选在100μm以上且300μm以下的范围内，更优选在20μm以上且60μm以下的范围内。
在包围压力室32的侧壁及底上形成电极33。即，电极33形成在压电构件30中的与压力室32邻接的部分上。这些电极33连接到沿Y轴方向延伸的布线图案31。电极33向压电构件30施加驱动脉冲。
除了后述的与柔性印刷电路板的连接部之外，在致动器板20的包括电极33及布线图案31的表面上形成有电极保护膜34。电极保护膜34将在后面详细描述。
如图2及图3所示，框架40具有开口部。该开口部比致动器板20小并且比致动器板20中的设置有油墨供应口21、压电构件30及油墨排出口22的区域大。框架40例如由陶瓷制成。框架40通过例如粘着剂接合到致动器板20。
喷嘴板50包括喷嘴板基板和设置在介质相对表面(从喷嘴N喷出油墨的喷出表面)上的疏液膜。喷嘴板基板例如由聚酰亚胺膜等的树脂膜制成。可以省略疏液膜。
喷嘴板50相比于框架40的开口部更大。喷嘴板50通过例如粘着剂接合到框架40。
喷嘴板50设置有用于向记录介质喷出油墨的多个喷嘴N。这些喷嘴N对应于压力室32形成两列。喷嘴N的直径随着从记录介质相对表面朝向压力室32的方向前进而增大。喷嘴N的尺寸根据油墨的喷出量被设定为预定值。喷嘴N例如可以通过使用准分子激光器施加激光加工而形成。
如图1所示，致动器板20、框架40及喷嘴板50被形成为一体而形成中空构造。由致动器板20、框架40及喷嘴板50包围的区域是油墨流通室。油墨通过油墨供应口21从油墨歧管10供应到油墨流通室，通过压力室32，多余的油墨从油墨排出口22返回到油墨歧管10，如此进行循环。油墨的一部分在流过压力室32期间从喷嘴N喷出并用于印刷。
柔性印刷电路板60在致动器板20上且在框架40外侧的位置连接到布线图案31。用于驱动压电构件30的驱动电路61装配在柔性印刷电路板60上。
如图4所示，电极保护膜34包括覆盖电极33的部分和覆盖第二压电体302的表面中没有被电极33覆盖的区域302a的部分。后者的部分可以省略。
电极保护膜34包括绝缘层34A、第一氧化层34B1和第二氧化层34B2。电极保护膜34是第一氧化层34B1、绝缘层34A及第二氧化层34B2以此顺序在厚度方向上层叠而得的三层构造的膜。
绝缘层34A包括使第一氧化层34B1介于中间而与电极33相对的部分和使第一氧化层34B1介于中间而与区域302a相对的部分。后者的部分可以省略。
绝缘层34A包含有机物。绝缘层34A优选地与第一氧化层34B1及第二氧化层34B2相比较，耐电压更高。另外，绝缘层34A优选地与第一氧化层34B1及第二氧化层34B2相比较，水蒸气透过率更低。
有机物优选包含具有聚对二甲苯骨架的化合物。根据一个示例，绝缘层34A由具有聚对二甲苯骨架的化合物制成。
具有聚对二甲苯骨架的化合物优选包含下述通式(I)表示的重复单元。
【化学式1】
在通式(I)中，R1至R8相互独立地表示氢原子或卤素原子。优选地，R1至R4是氢原子或氟原子，R5至R8是氢原子或氯原子。
优选具有聚对二甲苯骨架的化合物包含在上述通式(I)中R1至R8全部为氢原子的化合物，或者R1至R4为氢原子、R5至R8中的任意一个原子为氯原子并且R5至R8中的其他原子为氢原子的化合物。即，优选绝缘层34A包含聚对二甲苯或聚单氯对二甲苯。更优选地，绝缘层34A包含聚单氯对二甲苯。作为构成绝缘层34A的化合物的一个示例，可以列举diX(注册商标；KISCO公司制造)。
绝缘层34A的厚度优选为1μm以上且15μm以下，更优选为5μm以上且10μm以下。绝缘层34A的厚度例如可以通过利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope；SEM)观察截面来进行测定。如果将绝缘层34A加厚，则喷墨头的绝缘耐久性提高。然而，如果绝缘层34A过厚，则可能妨碍压电构件30的操作。
第一氧化层34B1包括位于电极33与绝缘层34A之间的部分以及位于区域302a与绝缘层34A之间的部分。后者的部分可以省略。
第一氧化层34B1的含氧量大于绝缘层34A的含氧量。在此，“含氧量”表示每单位体积的氧的量。第一氧化层34B1的含氧量高于绝缘层34A的含氧量，这例如可以通过X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy：XPS)分析来确认。具体地，首先，拆卸喷墨打印机，并选取电极保护膜34。在沿厚度方向蚀刻所选取的电极保护膜34的同时执行XPS分析以获得O1s光谱。从厚度方向上的多个O1s光谱可以确认氧化层和绝缘层之间的含氧量的差。
第一氧化层34B1包含例如金属或非金属元素的氧化物。金属或非金属元素优选是选自由硅(Si)、钛(Ti)、铝(Al)、铪(Hf)及钽(Ta)组成的组中的至少一种元素。金属或非金属元素的氧化物优选包含选自由SiO2、Al2O3、TiO2、HfO2及Ta2O5组成的组中的至少一种。从提高与电极33的紧贴性的观点出发，该氧化物优选包含选自由SiO2、Al2O3及TiO2组成的组中的至少一种氧化物。
更优选地，第一氧化层34B1包含SiO2。SiO2与在上面示例的其他氧化物相比较由于氧原子比更高，因此在提高喷墨头的绝缘耐久性的效果方面特别优异。另外，由于SiO2的介电常数小，因此如果使用了SiO2，则可以降低寄生电容。此外，如果使用SiO2，则可以获得低成本且柔韧性优异的膜。
第一氧化层34B1的厚度优选为10nm以上且1000nm以下。第一氧化层34B1的厚度更优选为100nm以上且500nm以下。如果将绝缘层34A加厚，则喷墨头的绝缘耐久性提高。然而，如果绝缘层34A过厚，则可能妨碍压电构件30的操作。第一氧化层34B1的厚度例如可以通过利用SEM观察截面来测定。
第一氧化层34B1也可以是由绝缘层34A的材料的氧化物制成的氧化膜。这样的第一氧化层34B1的膜厚优选在10nm以上且100nm以下的范围内，更优选在20nm以上且60nm以下的范围内。如果该表面区域的厚度过大，则电极保护膜的初始绝缘性可能不足。如果表面区域的厚度过小，则长期绝缘性可能不足。
第二氧化层34B2覆盖绝缘层34A。第二氧化层34B2包括位于绝缘层34A与压力室32之间的部分和位于绝缘层34A与喷嘴板50之间的部分。后者的部分可以省略。
第二氧化层34B2包含例如金属或非金属元素的氧化物。作为金属或非金属元素及其氧化物，可以使用与针对第一氧化层34B1所列举的物质同样的物质。从耐油墨性优异的观点出发，优选第二氧化层34B2包含选自由HfO2及Ta2O5组成的组中的至少一种氧化物。
优选第二氧化层34B2的膜厚在关于第一氧化层34B1的上述范围内。
另外，第二氧化层34B2也可以是通过氧化绝缘层34A的表面区域而形成的氧化膜。即，第二氧化层34B2也可以是由绝缘层34A的材料的氧化物制成的氧化膜。优选这样的第二氧化层34B2的膜厚在关于由绝缘层34A的材料的氧化物制成的第一氧化层34B1的上述范围内。
可以省略第一氧化层34B1及第二氧化层34B2中的一个。
1-2.油墨的喷出
在下文中，参考图3及图4描述压电构件30的操作。在此，假设在中央的压力室32的左右两侧也形成压力室32来对操作进行描述。另外，假设与相邻的3个压力室32对应的电极33分别为电极A、电极B及电极C，与中央的压力室32对应的电极33为电极B。
为了从喷嘴N喷出油墨，首先，例如，将具有比左右两侧的电极A及电极C的电势更高的电势的电压脉冲施加到中央的电极B，并使沿与通道壁正交的方向产生电场。因此，通道壁以剪切模式被驱动，并且夹着中央的压力室32的一对通道壁变形，从而使中央的压力室32膨胀。
接下来，将具有比中央的电极B的电势更高的电势的电压脉冲施加到左右两侧的电极A及电极C，并使沿与通道壁正交的方向产生电场。因此，通道壁以剪切模式被驱动，并且夹着中央的压力室32的一对通道壁变形，从而使中央的压力室32减小。通过该操作，向中央的压力室32内的油墨施加压力，使油墨从与该压力室32相对应的喷嘴N喷出而着落于记录介质。这样，在喷墨头1中，利用压电构件30作为致动器从喷嘴N喷出油墨。
在使用该喷墨头1的印刷过程中，例如，将所有喷嘴N分成三组，以时分控制的方式执行在上面说明的驱动操作三个周期，从而在记录介质上进行印刷。
1-3.制造方法
接下来，将描述图1至图4所示的喷墨头1的制造方法。
上述喷墨头1通过下面的方法制造。首先，形成具备压电构件30和电极33的构造体。具体地，形成具备压电构件30和电极33的构造体，该压电构件30形成被供应油墨的压力室32，并使该压力室32内的压力变化从而使压力室32内的油墨喷出，该电极33位于压电构件30中的与压力室32邻接的部分，并向压电构件30施加驱动脉冲。另外，该构造体可以通过以往已知的方法形成。
接下来，通过后述的方法在电极33及区域302a上形成电极保护膜34。之后，将喷嘴板50设置成使喷嘴N与压力室32连通。
对电极保护膜34的制造方法的一个示例进行描述。
首先，在电极33及区域302a上形成第一氧化层34B1。例如，首先，制备过渡元素的氧化物颗粒分散在分散介质中的分散液。可以使用水，也可以使用有机溶剂作为分散介质。分散液可进一步包含粘结剂。接下来，通过使用例如旋涂法、喷涂法等将该分散液涂敷到电极33及区域302a上以形成涂膜。通过干燥涂膜获得第一氧化层34B1。第一氧化层34B1也可以通过溶胶-凝胶法形成。
第一氧化层34B1也可以通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition：CVD)法形成。在使用SiO2膜作为第一氧化层34B1的情况下，优选使用以原硅酸四乙酯(TetraEthyl Ortho Silicate：TEOS)为原料的等离子体增强化学气相沉积(Plasma-EnhancedChemical Vapor Deposition：PECVD)法。如果使用PECVD法，则可以提高生产效率。
接下来，在第一氧化层34B1上形成绝缘层34A。具体地，首先，准备有机物。作为有机物，例如，可以使用具有聚对二甲苯骨架的化合物。通过使用气相沉积法等以往已知的方法在第一氧化层34B1上沉积有机材料以形成绝缘层34A。
接下来，在绝缘层34A上形成第二氧化层34B2。例如，通过氧化绝缘层34A的表面获得第二氧化层34B2。作为氧化绝缘层34A的表面的方法，可以列举在含氧氛中的紫外线照射处理、等离子体处理及臭氧处理等。从绝缘层34A不易劣化的观点出发，作为绝缘层34A的表面处理方法，优选使用紫外线照射处理。在照射紫外线时，优选照度为10mW/cm2以上且20mW/cm2以下，照射时间为3分钟以上且10分钟以下。
或者，可以通过与第一氧化层34B1同样的方法来形成第二氧化层34B2。
接下来，对电极保护膜34的制造方法的另一示例进行描述。
首先，在基材上形成由与绝缘层34A相同的材料构成的层。该层可以使用与关于绝缘层34A的上述同样的方法形成。接下来，通过氧化该层来获得第一氧化层34B1。
接下来，在第一氧化层34B1上形成绝缘层34A。绝缘层34A可以通过与上述同样的方法形成。此后，绝缘层34A的表面区域被氧化以获得第二氧化层34B2。
另外，尽管已经在此描述了具有三层构造的电极保护膜34的形成方法，但是可以通过省略形成第一氧化层34B1或第二氧化层34B2来形成具有双层构造的电极保护膜34。
2.喷墨打印机
2-1.构成
图5示出了喷墨打印机100的示意图。
实施方式的喷墨打印机100具备喷墨头115C、115M、115Y及115Bk和面向喷墨头115C、115M、115Y及115Bk保持记录介质的介质保持机构110。喷墨头115C、115M、115Y及115Bk中的每个均为参考图1及图2描述的喷墨头1。
图5所示的喷墨打印机100包括设置有排纸托盘118的外壳。在外壳内设置有盒101a及101b、供纸辊102及103、输送辊对104及105、定位辊对106、输送带107、风扇119、负压室111、输送辊对112、113及114、喷墨头115C、115M、115Y及115Bk、墨盒116C、116M、116Y及116Bk以及管117C、117M、117Y及117Bk。
盒101a及101b容纳不同尺寸的记录介质P。供纸辊102或103从盒101a或101b中取出与所选择的记录介质的尺寸相对应的记录介质P，并将其输送到输送辊对104及105以及定位辊对106。
输送带107被驱动辊108和2个从动辊109施加张力。在输送带107的表面上以预定间隔设置有孔。在输送带107的内侧设置有用于将记录介质P吸附到输送带107上的与风扇119连结的负压室111。在输送带107的输送方向的下游，设置有输送辊对112、113及114。另外，可以在从输送带107到排纸托盘118的输送路径中设置用于加热形成在记录介质P上的印刷层的加热器。
在输送带107上方，配置有根据图像数据将油墨喷出到记录介质P上的四个喷墨头。更具体地，喷出青色(C)油墨的喷墨头115C、喷出品红色(M)油墨的喷墨头115M、喷出黄色(Y)油墨的喷墨头115Y以及喷出黑色(Bk)油墨的喷墨头115Bk从上游侧以该顺序配置。喷墨头115C、115M、115Y及115Bk中的每个均为参考图1及图2描述的喷墨头1。
在喷墨头115C、115M、115Y及115Bk的上方，设置有分别收容与它们对应的油墨的青色(C)墨盒116C、品红色(M)墨盒116M、黄色(Y)墨盒116Y及黑色(Bk)墨盒116Bk。这些墨盒116C、116M、116Y及116Bk分别通过管117C、117M、117Y及117Bk连结到喷墨头115C、115M、115Y及115Bk。
2-2.图像形成
接下来，对该喷墨打印机100的图像形成操作进行描述。
首先，图像处理单元(图中没示出)开始用于记录的图像处理，在生成与图像数据相对应的图像信号的同时，生成用于控制各种辊、负压室111等的操作的控制信号。
在图像处理单元的控制下，供纸辊102或103从盒101a或101b中各取出一张选定尺寸的记录介质P，向输送辊对104及105以及定位辊对106进行输送。定位辊对106校正记录介质P的偏斜并且在预定的定时输送记录介质P。
负压室111通过输送带107的孔吸入空气。因此，记录介质P在被输送带107吸附的状态下，随着输送带107的移动，依次被输送到喷墨头115C、115M、115Y及115Bk下方的位置。
喷墨头115C、115M、115Y及115Bk在图像处理单元的控制下与输送记录介质P的定时同步地喷出油墨。由此，在记录介质P上的期望位置处形成彩色图像。
之后，输送辊对112、113及114将形成有图像的记录介质P排出到排纸托盘118。在从输送带107到排纸托盘118的输送路径中设置有加热器的情况下，也可以利用加热器对在记录介质P上形成的印刷层进行加热。如果执行通过加热器的加热，特别是在记录介质P为非渗透性的情况下，可以提高印刷层对记录介质P的紧贴性。
3.效果
上述喷墨头1包括在绝缘层34A的两个表面上分别层叠有含氧量高于绝缘层34A的第一氧化层34B1和第二氧化层34B2的电极保护膜34。根据这种构成，可以实现优异的绝缘耐久性。原因将在下面描述。
不采用上述构成的喷墨头，即省略了第一氧化层34B1及第二氧化层34B2的喷墨头不能实现优异的绝缘耐久性的理由之一在于，在覆盖电极的绝缘层中，构成绝缘层的有机物分子被破坏。认为这种破坏是由于以下原因而产生的。
在剪切模式型喷墨头中，向压电构件施加交流电压。因此，在用于向压电元件施加电压的电极和与该电极以将绝缘层夹在其间的方式邻接的油墨之间也施加交流电压。即，电极和油墨都可以是阳极或阴极。
此时，在绝缘层的与阳极接触的区域中，有时电子从绝缘层中包含的有机分子分离，并且分离的电子移动到阳极。在绝缘层中已从中分离出电子的部分中，形成了通过去除电子而形成的空孔，即空穴(空穴注入)。如果反复进行这种电子的移动并且超过一定量，则在阳极附近的区域中产生构成绝缘层的有机物分子的破坏等。结果，认为在绝缘层中产生了绝缘破坏。
在根据实施方式的喷墨头1中，在电极33与绝缘层34A之间以及在油墨与绝缘层34A之间分别配置含氧量比绝缘层34A更多的第一氧化层34B1和第二氧化层34B2。即，在喷墨头1中，第一氧化层34B1或第二氧化层34B2介于绝缘层34A和阳极之间。氧具有相对较高的电负性。因此，与绝缘层34A相比较，第一氧化层34B1和第二氧化层34B2更容易向阳极提供电子。因此，如果这样的第一氧化层34B1和第二氧化层34B2与阳极接触，则可以抑制空穴注入到绝缘层34A中。因此，不太可能产生由于绝缘层34A的劣化引起的绝缘破坏。
如上所述，电极33及油墨都可以是阳极及阴极。因此，如上所述，优选将第一氧化层34B1和第二氧化层34B2分别设置在电极33和绝缘层34A之间以及油墨和绝缘层34A之间。但是，即使在省略第一氧化层34B1和第二氧化层34B2中的一个的情况下，与省略它们二者的情况相比较，也难以产生由于绝缘层34A的劣化引起的绝缘破坏。
在省略第一氧化层34B1及第二氧化层34B2中的一个的情况下，可以省略它们中的任一个。但是，优选不省略第一氧化层34B1。这是因为电子向电极33的移动比电子向油墨的移动更容易发生。
【实施例】
在下文中，将描述实施例。
<喷墨头的制造>
(实施例1)
如下制作图1至图4所示的喷墨头1。
首先，形成具备压电构件30和电极33的构造体。接下来，将绝缘层34A和第二氧化层34B2以此顺序层叠在电极33上。
具体地，通过气相沉积法在电极33上形成由聚对二甲苯(Parylene C)制成的膜，以获得绝缘层34A。绝缘层34A的厚度为5μm。
接下来，通过旋涂法将包含TEOS的乙醇溶液涂敷到绝缘层34A上，以形成涂膜。将该涂膜在室温下干燥以获得SiO2膜作为第二氧化层34B2。第二氧化层34B2的膜厚为0.5μm。
随后，将喷嘴板50设置成使得喷嘴N与压力室32连通以获得喷墨头1。
(实施例2)
代替形成SiO2膜，用紫外线照射绝缘层34A的表面区域形成氧化膜作为第二氧化层34B2。除此之外，以与实施例1相同的方法获得喷墨头1。紫外线照射时的照度为17mW/cm2，照射时间为5分钟。第二氧化层34B2的膜厚为30nm。
(实施例3)
除了在形成绝缘层34A之前设置第一氧化层34B1之外，以与实施例1同样的方法获得喷墨头1。以与实施例1的第二氧化层34B2同样的方法在电极33上形成第一氧化层34B1。第一氧化层34B1的膜厚为1μm。
(比较例1)
除了省略第二氧化层34B2的形成以外，以与实施例1中所述的同样的方法获得喷墨头。
<评价>
对实施例及比较例中获得的喷墨头的电极33施加电压，观察泄漏电流值。具体地，首先，对喷墨头的电极33施加1×108次振幅为60V的电压脉冲。此后，测量电极33和油墨之间的电流泄漏。对施加了1×109次、1×1010次、1×1011次及1×1012次电压脉冲的喷墨头也进行同样的测量。
实施例1、2及比较例1的结果如图6所示。图6是示出施加电压脉冲的次数与电极保护膜的泄漏电流值之间的关系的一个示例的曲线图。
如图6所示，比较例1的喷墨头通过施加1×1011次以上电压，泄漏电流值大幅增大。另一方面，实施例1及2的喷墨头即使重复施加电压1×1011次，也不会产生泄漏电流值的变化。即，实现了优异的绝缘耐久性。另外，与使用Parylene膜的UV处理膜作为第二氧化层34B2相比，使用SiO2膜作为第二氧化层34B2的泄漏电流值更小，表现出更好的绝缘耐久性。
图7示出了实施例3及比较例1的结果。图7是示出施加电压脉冲的次数与电极保护膜的泄漏电流值之间的关系的另一示例的曲线图。
如图7所示，实施例3的喷墨头即使重复施加电压1×1012次，也不会产生泄漏电流值的变化。即，实现了优异的绝缘耐久性。另外，使用具有第一氧化层、绝缘层及第二氧化层的三层构造的电极保护膜的实施例3的喷墨头的绝缘耐久性比使用具有绝缘层及第二氧化层两层构造的电极保护膜的实施例1及实施例2的喷墨头的绝缘耐久性更优异。
在上面描述的至少一个实施方式的喷墨头包括相互层叠绝缘层和具有比绝缘层高的含氧量的氧化层而得的绝缘保护层。因此，实施方式的喷墨头可以长时间保持绝缘性。
虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
Claims (10)
1.一种喷墨头，具备：
喷嘴板，设置有向记录介质喷出油墨的喷嘴；
压电构件，所述压电构件在连通于所述喷嘴的位置形成压力室，并使所述压力室内的压力变化而使所述压力室内的所述油墨喷出；
电极，所述电极位于所述压电构件中的与所述压力室邻接的部分，并对所述压电构件施加驱动脉冲；以及
电极保护膜，所述电极保护膜覆盖所述电极，并包括相互层叠的绝缘层及第一氧化层，所述绝缘层包含有机物，所述第一氧化层的含氧量比所述绝缘层的含氧量多。
2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，所述电极保护膜还包括第二氧化层，所述第二氧化层与所述第一氧化层以将所述绝缘层夹在其间的方式相对，所述第二氧化层与所述绝缘层相比较含氧量更多。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨头，其中，所述第一氧化层包含选自由硅、钛、铝、铪及钽组成的组中的至少一种元素的氧化物。
4.根据权利要求1或2所述的喷墨头，其中，所述绝缘层包含具有聚对二甲苯骨架的化合物。
5.根据权利要求3所述的喷墨头，其中，所述绝缘层包含具有聚对二甲苯骨架的化合物。
6.一种喷墨打印机，包括：
根据权利要求1至5中任一项所述的喷墨头；以及
介质保持机构，所述介质保持机构面向所述喷墨头保持所述记录介质。
7.一种喷墨头的制造方法，具备：
形成压电构件和电极的构造体的工序，所述压电构件形成被供应油墨的压力室，并使所述压力室内的压力变化而使所述压力室内的所述油墨喷出，所述电极位于所述压电构件中的与所述压力室邻接的部分，并对所述压电构件施加驱动脉冲；
形成电极保护膜的工序，所述电极保护膜覆盖所述电极，并包括相互层叠的绝缘层及第一氧化层，所述绝缘层包含有机物，所述第一氧化层的含氧量比所述绝缘层的含氧量多；以及
设置喷嘴板的工序，将具有向记录介质喷出油墨的喷嘴的喷嘴板设置成使所述喷嘴与所述压力室连通。
8.根据权利要求7所述的喷墨头的制造方法，其中，所述电极保护膜还包括第二氧化层，所述第二氧化层与所述第一氧化层以将所述绝缘层夹在其间的方式相对，所述第二氧化层与所述绝缘层相比较含氧量更多。
9.根据权利要求7或8所述的喷墨头的制造方法，其中，所述第一氧化层包含选自由硅、钛、铝、铪及钽组成的组中的至少一种元素的氧化物。
10.根据权利要求7或8所述的喷墨头的制造方法，其中，所述绝缘层包含具有聚对二甲苯骨架的化合物。
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