JP2000211133A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JP2000211133A JP2000211133A JP1712999A JP1712999A JP2000211133A JP 2000211133 A JP2000211133 A JP 2000211133A JP 1712999 A JP1712999 A JP 1712999A JP 1712999 A JP1712999 A JP 1712999A JP 2000211133 A JP2000211133 A JP 2000211133A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】インクジェットヘッド材質、特に振動板材質が
インクによって腐食される場合、インク接触面に耐イン
ク保護膜を形成することにより、材質、インク組成、ヘ
ッドの製造プロセスを大きく変更することなく、耐イン
ク性を向上させる。 【解決手段】インクジェットヘッドのインク流路に、ス
パッタリング法・真空蒸着法等によって、イリジウムと
スズを含む導電性酸化膜を積層して、耐インク性薄膜２
１を形成する。耐インク性薄膜２１は、振動板１１の表
面まで形成される。
インクによって腐食される場合、インク接触面に耐イン
ク保護膜を形成することにより、材質、インク組成、ヘ
ッドの製造プロセスを大きく変更することなく、耐イン
ク性を向上させる。 【解決手段】インクジェットヘッドのインク流路に、ス
パッタリング法・真空蒸着法等によって、イリジウムと
スズを含む導電性酸化膜を積層して、耐インク性薄膜２
１を形成する。耐インク性薄膜２１は、振動板１１の表
面まで形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出し
て印字するためのインクジェットヘッドに関する。
て印字するためのインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録装置は、高画質化・
カラー化が進み、近年急速に普及している。その内、高
画質化については、まずインクジェットヘッドのノズル
密度の向上が果たした役割が非常に大きい。そのために
様々な研究・開発が行なわれ、微細加工の容易さ、加工
精度、プロセスなどの観点から、インクジェットヘッド
には、従来用いられてきた金属、プラスチックのほか
に、シリコン、ガラス、感光性ドライフィルム、セラミ
ックス等も使用されるようになっている。また、高画質
化、カラー化を実現するために、インクについても研究
・開発が行われている。記録紙に付着した時の浸透性や
発色性を最適化するために、また、長期間にわたる保存
性を高めるために、インクの成分および組成についても
研究・開発が行われており、その結果、隣り合った異な
る色のインクが混ざることなく、鮮やかな色で印刷する
ことができるようになっている。
カラー化が進み、近年急速に普及している。その内、高
画質化については、まずインクジェットヘッドのノズル
密度の向上が果たした役割が非常に大きい。そのために
様々な研究・開発が行なわれ、微細加工の容易さ、加工
精度、プロセスなどの観点から、インクジェットヘッド
には、従来用いられてきた金属、プラスチックのほか
に、シリコン、ガラス、感光性ドライフィルム、セラミ
ックス等も使用されるようになっている。また、高画質
化、カラー化を実現するために、インクについても研究
・開発が行われている。記録紙に付着した時の浸透性や
発色性を最適化するために、また、長期間にわたる保存
性を高めるために、インクの成分および組成についても
研究・開発が行われており、その結果、隣り合った異な
る色のインクが混ざることなく、鮮やかな色で印刷する
ことができるようになっている。
【０００３】このようにして、印字の高画質化・カラー
化が実現されてきたが、インクジェットヘッドの材質と
インク成分との組み合わせによっては、ヘッド材質がイ
ンクに溶解することが考えられる。その場合には、イン
クの成分および組成、或いはヘッドの材質を変更するの
が一般的である。
化が実現されてきたが、インクジェットヘッドの材質と
インク成分との組み合わせによっては、ヘッド材質がイ
ンクに溶解することが考えられる。その場合には、イン
クの成分および組成、或いはヘッドの材質を変更するの
が一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヘッド
の材質を変更して、インクに対して溶解しない材質を用
いた場合には、次のような問題点が指摘される。
の材質を変更して、インクに対して溶解しない材質を用
いた場合には、次のような問題点が指摘される。
【０００５】まず、インクジェットヘッドの材質を変更
することは、加工精度、微細加工の容易さを犠牲にする
ことに繋がり、その結果、ノズル密度の低下、ひいては
印字品質の低下が引き起こされる。また、材質によって
はプロセスを大幅に変更する必要も出てくる。
することは、加工精度、微細加工の容易さを犠牲にする
ことに繋がり、その結果、ノズル密度の低下、ひいては
印字品質の低下が引き起こされる。また、材質によって
はプロセスを大幅に変更する必要も出てくる。
【０００６】更に、インクの成分および組成は、印字品
質を高めるため記録紙に対する浸透性、発色性が最適と
なるように、また長期間の保存性が良くなるように調整
されている。そのインクの成分および組成を変更するこ
とは、記録紙に対するインク浸透性や発色性、印字品
質、長期間の保存性といった単独又はいくつかのインク
特性低下を引き起こす原因になる。
質を高めるため記録紙に対する浸透性、発色性が最適と
なるように、また長期間の保存性が良くなるように調整
されている。そのインクの成分および組成を変更するこ
とは、記録紙に対するインク浸透性や発色性、印字品
質、長期間の保存性といった単独又はいくつかのインク
特性低下を引き起こす原因になる。
【０００７】本発明の目的は、インクによって腐食され
ないインクジェットヘッドを提供することにある。
ないインクジェットヘッドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、ヘッドのインク流路内の少なくともインクに
接触する面（好適には、少なくともヘッドのインク流路
の一部を構成する振動板のインク接触面）に耐インク性
薄膜が形成されており、前記耐インク性薄膜がイリジウ
ムとスズの化合物からなることを特徴とする。また、そ
のイリジウムとスズの化合物が導電性酸化物であること
を特徴とする。
ヘッドは、ヘッドのインク流路内の少なくともインクに
接触する面（好適には、少なくともヘッドのインク流路
の一部を構成する振動板のインク接触面）に耐インク性
薄膜が形成されており、前記耐インク性薄膜がイリジウ
ムとスズの化合物からなることを特徴とする。また、そ
のイリジウムとスズの化合物が導電性酸化物であること
を特徴とする。
【０００９】これらの耐インク性薄膜は、インクジェッ
ト記録装置に好適に用いられるインクに接触しても変化
がないことが確認されている。そのため上記構成によれ
ば、その薄膜が形成された部分についてはインクによる
浸食が避けられるという効果を有する。
ト記録装置に好適に用いられるインクに接触しても変化
がないことが確認されている。そのため上記構成によれ
ば、その薄膜が形成された部分についてはインクによる
浸食が避けられるという効果を有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本実施形態によるインクジェット
ヘッド１０は静電方式の駆動方法が採用されており、図
１に示されるように、下記に詳述する構造を持つ３枚の
基板１，２，３を重ねて接合した積層構造となってい
る。上側の基板１は、例えばシリコン、ガラスまたはプ
ラスチックからなり、複数のノズル孔４（ピッチは７０
μｍ程度、直径２５μｍ程度）が穿設されており、ノズ
ルプレートを構成している。中間の基板２は、例えばシ
リコン単結晶基板から構成されており、ノズル孔４に連
通し、底壁を振動板５とする圧力室６を構成することに
なる凹部２１と、凹部２１の後部に設けられオリフィス
７を構成することになるインク流入のための細溝２２
と、各々の圧力室６にインクを供給するための共通のリ
ザーバー８を構成することになる凹部２３とを有する。
ヘッド１０は静電方式の駆動方法が採用されており、図
１に示されるように、下記に詳述する構造を持つ３枚の
基板１，２，３を重ねて接合した積層構造となってい
る。上側の基板１は、例えばシリコン、ガラスまたはプ
ラスチックからなり、複数のノズル孔４（ピッチは７０
μｍ程度、直径２５μｍ程度）が穿設されており、ノズ
ルプレートを構成している。中間の基板２は、例えばシ
リコン単結晶基板から構成されており、ノズル孔４に連
通し、底壁を振動板５とする圧力室６を構成することに
なる凹部２１と、凹部２１の後部に設けられオリフィス
７を構成することになるインク流入のための細溝２２
と、各々の圧力室６にインクを供給するための共通のリ
ザーバー８を構成することになる凹部２３とを有する。
【００１１】この中間の基板２は上側の基板１と接合さ
れることにより、圧力室６、オリフィス７およびリザー
バー８を構成しており、上側の基板１とともに流路ユニ
ットを構成する。そして、リザーバー８には接続パイ
プ、チューブ、インク供給口９等を介してインクタンク
からのインクが供給され、インクはリザーバー８および
圧力室６を満たしている。中間の基板２の下面（下側の
基板３が接合される面）には、絶縁膜が形成されてい
る。
れることにより、圧力室６、オリフィス７およびリザー
バー８を構成しており、上側の基板１とともに流路ユニ
ットを構成する。そして、リザーバー８には接続パイ
プ、チューブ、インク供給口９等を介してインクタンク
からのインクが供給され、インクはリザーバー８および
圧力室６を満たしている。中間の基板２の下面（下側の
基板３が接合される面）には、絶縁膜が形成されてい
る。
【００１２】中間の基板２の下面に接合される下側の基
板３は、例えばガラスまたはプラスチックからなり、下
側の基板３の表面に振動板５に対応する各々の位置に、
エアギャップ３０と電極３１が形成されている。電極３
１はリード部３２および端子部３３を持つ。各端子部３
３にはリード線がボンディングされる。
板３は、例えばガラスまたはプラスチックからなり、下
側の基板３の表面に振動板５に対応する各々の位置に、
エアギャップ３０と電極３１が形成されている。電極３
１はリード部３２および端子部３３を持つ。各端子部３
３にはリード線がボンディングされる。
【００１３】前記の基板１，２，３が接合されて組み立
てられ、さらに、中間の基板２と電極３１の端子部３３
との間にそれぞれ発振回路２４を接続してインクジェッ
トヘッド１０が構成される。
てられ、さらに、中間の基板２と電極３１の端子部３３
との間にそれぞれ発振回路２４を接続してインクジェッ
トヘッド１０が構成される。
【００１４】次に、図１のインクジェットヘッド１０の
動作を説明する。電極３１に発振回路２４により、例え
ば０Ｖ〜＋電圧のパルス電圧を印加し、電極３１の表面
が＋電位に帯電すると、対応する振動板５の下面は−電
位に帯電する。したがって、振動板５は静電気の吸引作
用により下方へ撓む。そして、振動板５が下方へ撓むこ
とにより、インクがリザーバー８よりオリフィス７を通
じて圧力室６内に補給される。次に、電極３１をＯＦＦ
にすると、振動板５は復元する。したがって、圧力室６
内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔４よりインク液滴が
記録紙に向けて吐出される。発振回路２４には、上記の
ように０Ｖ〜＋電圧間をＯＮ・ＯＦＦさせるものや交流
電源等が用いられる。記録にあたっては、それぞれのノ
ズル孔４の電極３１に印加すべき電気パルスを制御すれ
ばよい。
動作を説明する。電極３１に発振回路２４により、例え
ば０Ｖ〜＋電圧のパルス電圧を印加し、電極３１の表面
が＋電位に帯電すると、対応する振動板５の下面は−電
位に帯電する。したがって、振動板５は静電気の吸引作
用により下方へ撓む。そして、振動板５が下方へ撓むこ
とにより、インクがリザーバー８よりオリフィス７を通
じて圧力室６内に補給される。次に、電極３１をＯＦＦ
にすると、振動板５は復元する。したがって、圧力室６
内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔４よりインク液滴が
記録紙に向けて吐出される。発振回路２４には、上記の
ように０Ｖ〜＋電圧間をＯＮ・ＯＦＦさせるものや交流
電源等が用いられる。記録にあたっては、それぞれのノ
ズル孔４の電極３１に印加すべき電気パルスを制御すれ
ばよい。
【００１５】次に、本実施形態の特徴である中間の基板
２について、図２を用いて更に詳細に説明する。図２
は、圧力室６となる凹部２１で切断した中間の基板２の
断面図である。中間の基板２は、圧力室６を含めて、イ
ンクが流れる箇所（以下インク流路という。）、即ちオ
リフィス７及リザーバー８を形成している凹部２１〜２
３の表面に、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプ
レーティング法およびＣＶＤ法のいずれかによってイリ
ジウムとスズの導電性酸化物（以下ＩＴＯ）が耐インク
性薄膜２５として形成されている。このときの各部の寸
法は、圧力室６（凹部２１）の深さａが６０μｍ、圧力
室６（凹部２１）の幅ｂが５０μｍ、圧力室隔壁２６の
幅ｃが２０μｍである。中間の基板２の圧力室隔壁２６
の上側の基板１が貼り付けられる面２７はインクが直接
接触しないため、何らかの手段を用いて、その面２７上
に耐インク性薄膜を形成しなくても、本実施形態の効果
は減じることはない。
２について、図２を用いて更に詳細に説明する。図２
は、圧力室６となる凹部２１で切断した中間の基板２の
断面図である。中間の基板２は、圧力室６を含めて、イ
ンクが流れる箇所（以下インク流路という。）、即ちオ
リフィス７及リザーバー８を形成している凹部２１〜２
３の表面に、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプ
レーティング法およびＣＶＤ法のいずれかによってイリ
ジウムとスズの導電性酸化物（以下ＩＴＯ）が耐インク
性薄膜２５として形成されている。このときの各部の寸
法は、圧力室６（凹部２１）の深さａが６０μｍ、圧力
室６（凹部２１）の幅ｂが５０μｍ、圧力室隔壁２６の
幅ｃが２０μｍである。中間の基板２の圧力室隔壁２６
の上側の基板１が貼り付けられる面２７はインクが直接
接触しないため、何らかの手段を用いて、その面２７上
に耐インク性薄膜を形成しなくても、本実施形態の効果
は減じることはない。
【００１６】耐インク性薄膜２５の膜厚は、振動板５の
表面で１０００オングストローム（図３の寸法ｄ）とな
るように積層したが、その時の面２７でのＩＴＯ膜厚
（図３の寸法ｅ）は、次の表１のように積層方法によっ
て異なったものになる。
表面で１０００オングストローム（図３の寸法ｄ）とな
るように積層したが、その時の面２７でのＩＴＯ膜厚
（図３の寸法ｅ）は、次の表１のように積層方法によっ
て異なったものになる。
【００１７】
【表１】
【００１８】なお、表１においては振動板５の表面で１
０００オングストロームとしたときの上側の基板１（ノ
ズルプレート）に接する面２７の膜厚を示しているが、
振動板５の表面の膜厚を測定することは難しく（図３に
示されるように窪んだ箇所の測定は難しい）、そして、
振動板５の表面の膜厚と面２７の膜厚とは一義的な関係
があることから、振動板５の表面の膜厚を把握するため
に、表１に示される面２７の膜厚の特性が利用される。
０００オングストロームとしたときの上側の基板１（ノ
ズルプレート）に接する面２７の膜厚を示しているが、
振動板５の表面の膜厚を測定することは難しく（図３に
示されるように窪んだ箇所の測定は難しい）、そして、
振動板５の表面の膜厚と面２７の膜厚とは一義的な関係
があることから、振動板５の表面の膜厚を把握するため
に、表１に示される面２７の膜厚の特性が利用される。
【００１９】このようにして本実施例において、シリコ
ン製インク流路の表面に形成した耐インク性薄膜の耐イ
ンク性について評価した結果を、表２および表３に示
す。
ン製インク流路の表面に形成した耐インク性薄膜の耐イ
ンク性について評価した結果を、表２および表３に示
す。
【００２０】このときの評価項目は、耐インク性薄膜の
膜厚変化量とピンホールおよび腐食の有無である。評価
方法は、耐インク性薄膜を形成したシリコン製インク流
路を、有機アミン含有顔料インクおよび１％ＫＯＨ水溶
液に７０℃で７日間浸漬して、耐インク性薄膜の膜厚変
化量を測定し、耐インク性薄膜のピンホールの有無、シ
リコン製インク流路の腐食の有無を確認した。比較のた
め、耐インク性薄膜を形成しないシリコン製インク流路
もインクに浸漬して、外観の変化を確認した。浸漬試験
をする時には、振動板５の電極基板側の面（裏側）が直
接インク、ＫＯＨ水溶液に触れないようにした。
膜厚変化量とピンホールおよび腐食の有無である。評価
方法は、耐インク性薄膜を形成したシリコン製インク流
路を、有機アミン含有顔料インクおよび１％ＫＯＨ水溶
液に７０℃で７日間浸漬して、耐インク性薄膜の膜厚変
化量を測定し、耐インク性薄膜のピンホールの有無、シ
リコン製インク流路の腐食の有無を確認した。比較のた
め、耐インク性薄膜を形成しないシリコン製インク流路
もインクに浸漬して、外観の変化を確認した。浸漬試験
をする時には、振動板５の電極基板側の面（裏側）が直
接インク、ＫＯＨ水溶液に触れないようにした。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】薄膜材質がＩＴＯの場合には、インク浸漬
の前後で、耐インク性薄膜の膜厚はどの場合も変化が見
られなかった。また、インク浸漬後に金属顕微鏡、電子
顕微鏡などでピンホールの有無を確認したが、一つも観
察されなかった。さらに、耐インク性薄膜を除去した
後、金属顕微鏡、電子顕微鏡などで振動板において腐食
された所がないか確認したが、一つも観察されなかっ
た。
の前後で、耐インク性薄膜の膜厚はどの場合も変化が見
られなかった。また、インク浸漬後に金属顕微鏡、電子
顕微鏡などでピンホールの有無を確認したが、一つも観
察されなかった。さらに、耐インク性薄膜を除去した
後、金属顕微鏡、電子顕微鏡などで振動板において腐食
された所がないか確認したが、一つも観察されなかっ
た。
【００２４】これに対し、耐インク薄膜が無いシリコン
製インク流路の場合（ＳｉＯ２、ＳｉＮ）は、インクお
よびＫＯＨどちらに浸漬しても材質が腐食されてしまっ
ており、ＳｉＯ２またはＳｉＮの薄膜は、浸漬後ほとん
ど残っていなかった。
製インク流路の場合（ＳｉＯ２、ＳｉＮ）は、インクお
よびＫＯＨどちらに浸漬しても材質が腐食されてしまっ
ており、ＳｉＯ２またはＳｉＮの薄膜は、浸漬後ほとん
ど残っていなかった。
【図１】 本実施例のインクジェットヘッドの組立斜視
図。
図。
【図２】 本実施例の２枚目の基板の断面図。
【符号の説明】 １ 上側の基板 ２ 中間の基板 ３ 下側の基板 ４ ノズル孔 ５ 振動板 ６ 圧力室 ７ オリフィス ８ リザーバー １０ インクジェットヘッド ２１、２２、２３ 圧力室、オリフィス、リザーバーと
なる凹部 ２４ 発振回路 ２５ 耐インク性薄膜 ３０ エアギャップ ３１ 電極 ３２ リード部 ３３ 端子部
なる凹部 ２４ 発振回路 ２５ 耐インク性薄膜 ３０ エアギャップ ３１ 電極 ３２ リード部 ３３ 端子部
Claims (2)
- 【請求項１】 インクジェットヘッドのインク流路内
の、少なくともインクに接触する面に、耐インク性薄膜
が形成されているインクジェットヘッドであって、前記
耐インク性薄膜がイリジウムとスズの化合物からなるこ
とを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】 前記イリジウムとスズの化合物が導電性
酸化物であることを特徴とする請求項１記載のインクジ
ェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1712999A JP2000211133A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1712999A JP2000211133A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000211133A true JP2000211133A (ja) | 2000-08-02 |
Family
ID=11935435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1712999A Withdrawn JP2000211133A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000211133A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002210961A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体噴射装置及びその製造方法 |
| JP2009208369A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
| CN102152632A (zh) * | 2009-11-06 | 2011-08-17 | 富士胶片株式会社 | 流体喷射器上的热氧化物涂层 |
-
1999
- 1999-01-26 JP JP1712999A patent/JP2000211133A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002210961A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体噴射装置及びその製造方法 |
| JP4622103B2 (ja) * | 2001-01-12 | 2011-02-02 | パナソニック株式会社 | 流体噴射装置 |
| JP2009208369A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
| CN102152632A (zh) * | 2009-11-06 | 2011-08-17 | 富士胶片株式会社 | 流体喷射器上的热氧化物涂层 |
| CN102152632B (zh) * | 2009-11-06 | 2015-03-18 | 富士胶片株式会社 | 流体喷射器上的热氧化物涂层 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |