【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置のプリントヘッドに関するものでプリンタ、ファクシミリ、コピア等の記録機構部分に応用可能な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録時の騒音がきわめて小さく、また、高速印字が可能であり、安価な普通紙にも印字が可能であるなど多くの利点を有しているが、中でも記録に必要な時にのみインク滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマンド方式が、記録に不要なインク滴の回収を必要としないため、現在主流である。特に近年高画質化、カラー化の進捗が著しい。
高画質化に関しては、インクジェットヘッドのノズル高密度化が果たした役割が大きく、様様な研究開発が行われてきている。とりわけマイクロマシンの技術を用いた高密度加工の果たした成果が大きい。このため、ヘッドの素材も金属、プラスチックといった材料から、シリコン、ガラス、セラミックスなどが使われてきている。
また、カラー化に関してはインクおよび、記録メディアの開発が主である。記録メディアにインクが付着した時の浸透性や発色性、混色防止性などの面からの最適化や、印字したメディアの長期保存性、インク自身の保存性などを高めるために、インクの成分・組成についても開発が進められてきている。
しかしながら、前記のインクジェットヘッドでは以下に記するような課題があった。即ち、インクとヘッド材料の組み合わせによっては、インクによってヘッド材料がインクに溶解してしまうことがある。こういう場合インク組成の調整や、ヘッド材料の変更で対応する事が一般的であった。しかしながら、ヘッドの材料を変更した場合、高密度加工の実現が困難になったり、加工精度の低下なども発生することが多い。また材料の変更は、加工プロセスの大幅な変更や、組立て工程の工夫が必要になったりする。その結果としてノズル密度の低下、ひいては印字品質の低下が引き起こされる。
さらに、インクの成分、組成は印字品質を高めるために記録メディアに対する浸透性、発色性が最適になるように、あるいは保存性が良くなるように調整されているので、成分の変更調整は高画質化を損ねる方向になる。
【０００３】
これらの問題の解決策として、ヘッド材料のインクに接する面に耐インク性の薄膜を形成し、ヘッド材料の溶出を防ぐ技術がよく知られている。例えば、ＷＯ９８／４２５１３公報に開示される技術では、ヘッド材料のインクに接する面に、チタンおよび、チタン化合物あるいは、酸化アルミニウムを形成するという対策を講じている。
また、特開平６−１４３５８８号公報、特開平６−２３８８９７号公報に開示される技術では、ヘッド材料のインクに接する面に、ポリパラキシレン膜を用いている。また、特開平５−２２９１１８号公報に開示される技術では、ヘッド材料のインクに接する面に酸化物膜を用いている。
ここでＷＯ９８／４２５１３公報や特開平５−２２９１１８公報に開示される無機系の耐インク膜は、インクのｐＨによって電気化学的に溶解しやすい領域があり、インクに対する要求が厳しくなりやすい。具体的な例ではシリコン酸化膜では、ｐＨ＞９のインクに対して溶解してしまうが、一般的に発色性の良いインクのｐＨは１０〜１１程度のアルカリ性である場合が多い。このため、耐インク性を確保するためには膜をかなり厚くする必要がある。こう言った無機系の膜を厚く付けることはプロセス面でも困難が伴うことが多い。
また特開平６−１４３５８８号公報、特開平６−２３８８９７号公報に開示されるポリパラキシレン膜を用いた耐インク膜は、有機膜でありアルカリ性の強いインクに対しても耐性があるが、膜自体にインクに対して撥インク性があるため、インク流路内での気泡防止や、初期充填などの面から、製膜後さらに親インク化処理を行う必要がある。
もう一つの課題として、これら公報に示されるようなスパッタなどの製膜方法では、立体形状への均一な膜厚を製膜することが困難であるという問題もある。このような課題を解決するための手段として、本発明者は、耐インク膜としてポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂の使用を提案してきた。これらの樹脂膜は非常に良好な耐インク性を示し、インクジェットヘッドの信頼性を確保する上で効果的である。
ところが、このような耐インク膜であっても、液状の樹脂を塗布すると塗布面が表面張力で丸まったり、角部分の膜厚が薄くなったりするという問題があり、均一な膜形成が出来ず、長期信頼性面での課題や、硬化収縮時の応力によるヘッドへの影響、たとえば振動板が硬化収縮応力で撓むなどの課題が排除出来ないでいた。
又、本件出願人の先願には、接液膜として、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾールを使用した例が記載されており、その表面を凹凸にすることで、ノズルプレートなどとの接着性を高めるという技術が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、インクジェット記録ヘッドの液滴吐出アクチュエータにおいて、耐インク性を有する有機接液膜を均一に圧力室基板表面に製膜し、その膜を低い残留応力で製膜する構造および製造方法を提供し、液滴吐出ヘッドの信頼性を高めることを目的する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、複数のノズル孔と、該ノズル孔の各々に連通する複数の独立した圧力室と、該圧力室の少なくとも一方の壁の一部が機械的に変形を起こすようになっている振動板と、該振動板を駆動する駆動手段と、前記複数の圧力室にインクを供給する共通のインクキャビティとを有する構造を備え、前記駆動手段に電気パルスを印加することによって、前記駆動手段に対応する前記振動板を前記圧力室の圧力が上昇する方向に変形させて、前記ノズル孔よりインクを記録媒体に向けて吐出させて記録するような液滴吐出アクチュエータにおいて、前記の液体に圧力を加えて吐出させるための圧力室を構成している基板の表面、少なくとも圧力室を形成する振動板の表面に、耐インク性のある有機膜に親インク性微粒子が分散されている複合薄膜が形成されている液滴吐出アクチュエータを最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、請求項１に記述する有機薄膜が、ポリイミド樹脂または、ポリベンゾオキサゾール樹脂、フッソ樹脂である液滴吐出アクチュエータを主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１に記述する親インク性微粒子が、窒化チタンである液滴吐出アクチュエータを主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、請求項１〜３に記述する耐インク性の有機複合薄膜が、電着によって製膜されている液滴吐出アクチュエータの製造方法を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項１〜３に記述する耐インク性の有機複合薄膜が、静電吸着によって製膜されている液滴吐出アクチュエータの製造方法を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、請求項１〜５に記述する液滴吐出アクチュエータを用いたインクジェットヘッドを搭載したインクカートリッジを主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記インクジェットヘッドが請求項１〜５のいずれかに記載の液滴吐出アクチュエータを用いたインクジェットヘッドを主要な特徴とする。
請求項８の発明では、請求項７に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置を主要な特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づきより詳細に説明する。
本発明の液滴吐出アクチュエータの特徴的な構成は、図１において、複数のノズル孔４と、該ノズル孔の各々に連通する複数の独立した圧力室６と、該圧力室６の少なくとも一方の壁の一部が機械的に変形を起こすようになっている振動板５と、該振動板を駆動する駆動手段３０と、複数の圧力室にインクを供給する共通のインクキャビティ（共通液室）８とを有する構造を備え、駆動手段に電気パルスを印加することによって、駆動手段に対応する振動板を圧力室の圧力が上昇する方向に変形させて、ノズル孔よりインクを記録紙に向けて吐出させて記録するような液滴吐出アクチュエータにおいて、前記液体に圧力を加えて吐出させるための圧力室を構成している基板の表面に、耐インク性のある有機膜に親インク性微粒子が分散されている複合薄膜が形成されている点にある。
上記有機薄膜は、ポリイミド樹脂または、ポリベンゾオキサゾール樹脂、フッソ樹脂である。更に、上記親インク性微粒子は、窒化チタンである。
上記のような特徴を持つアクチュエータにおいて、耐インク性の有機複合薄膜が、電着によって製膜されている構成も特徴的である。耐インク性の有機複合薄膜を、静電吸着によって製膜してもよい。
例えば、上記のような耐インク接液膜を有し、また製造方法によって作られたアクチュエータを用いる事でインクジェット記録装置を得ることができる。
さらには、インク滴を吐出するインクジェットヘッドとこのインクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクを一体化したインクカートリッジにおいて、前記インクジェットヘッドが上記のような特徴を有するインクジェットヘッドとして構成してもよい。
【０００７】
（実施例１）
本発明の第１の実施例を図１を用いて説明する。本発明の形態によるインクジェットヘッドは、静電駆動方式が用いられており、図１に示すように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、ポリイミドなどのプラスチックなどからなり、複数のノズル孔４が設けられており、ノズルプレートとして機能している。中間の基板２は単結晶シリコンでできており、ノズル孔４に連通し、底壁を振動板５とする圧力室（吐出室）６を形成することになるインク流入口のための細溝７と各々の圧力室６にインクを供給するための共通液室（インクキャビティ）８を形成することになる溝部分からなる。
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、流体抵抗部７、共通液室８を形成しており、上側の基板１と共に流路ユニットを構成する。
中間の基板２の下面に接合される基板３はシリコン基板を熱酸化してシリコン酸化膜の絶縁層を形成した基板やガラス基板、プラスチック基板などで構成される。下側基板の表面には振動板に対応する各々の位置に電極３０（駆動手段）が形成されている。
電極３０は静電駆動を行うための個別電極部３１と電位取りだしのためのＰＡＤ部分３３を有する。さらに、ＰＡＤ部を除く電極部分は電気的絶縁膜３４で覆っており、振動板と電極との短絡を防止している。さらにこれら３枚の基板１、２、３が接合され、中間の基板２と電極部３０との間に夫々発信回路２４を接続してインクジェットヘッドが構成されている。
次に、前記インクジェットヘッドの動作について説明する。中間の基板２を接地電位にしておき、個別電極３１に発信回路から電圧パルスを印加し、個別電極の表面が正電圧に帯電すると、振動板基板との間で静電吸引力が働き、振動板５が個別電極３１側に引き寄せられ撓む。次に個別電極３１の電位を０Ｖにすると、静電吸引力が無くなり、振動板５の復元力で元に戻る。この時圧力室６のインク圧力が高くなり、ノズル孔４から記録メディアに向かってインク液滴を吐出する。その後、振動板が下に撓む時、共通液室８側から、流体抵抗部７を通ってインクが供給される。
発信回路２４は、パルス状に電圧を印加するものでも良いし、交流電源のような波形であっても構わない。
【０００８】
次に本発明の特徴である中間の基板２について図３に基づき説明する。中間の基板２はシリコン基板からできており、ＫＯＨ溶液の異方性エッチングによって形状６を作っている。また振動板５は高濃度のホウ素（５×１０１９／ｃｍ３）が拡散されたシリコンでできており、ＫＯＨ溶液に対するエッチングレートの違いから、自発的にエッチング停止し、高精度の振動板を作ることができている。
このポリイミド膜の形成方法を図４で説明する。ポリイミドの前駆物質であるポリアミド酸をＮメチルピロリドンなどの溶媒と低沸点の溶媒、ここでは１、３ジオキソランを用いて、５ｃＰ（２５℃）以下の粘度になるまで希釈する。この時、低沸点溶媒の量を多く配合することが肝要である。実施例では、３ｃＰ（２５℃）まで希釈して塗布に用いた。この液に粒径１μｍ以下に揃えた窒化チタン粉末を混合分散し、さらにこの液に水を加えることで水分散液を作る。この液中に圧力室が形成されたシリコン基板２Ａを入れ、電極として電界を加えることで、シリコン基板表面にポリイミド複合膜を電着させる事が出来る。このようにして形成したポリイミド複合膜は、電着によって均一に付着するため膜厚むらが発生することなく均質な膜とすることができる。こうすることで、窒化チタン微粒子が均質に分散されたポリイミド前駆体薄膜が形成され完成する。
【０００９】
次に、前記ポリイミド前駆体が塗布された基板２Ａを１００〜１８０℃の温度で加熱し、膜中に含まれる９０溶媒であるＮメチルピロリドンをゆっくりと蒸発させる。ここで用いたＮメチルピロリドンの沸点は２０３℃であるが、この温度に近い温度、あるいはより高い温度で急速に蒸発させると、発泡による膜の不均一化（ピンホール）が発生することがあるため、ゆっくりと蒸発させることが必要である。
次に、ポリイミド前駆体が形成された基板２Ａを、ゆっくりと加熱し脱水縮合させてポリイミド膜とした。本実施例では、１５０℃／１５分、２００℃／１５分、２５０℃／１０分、３００℃／１０分、３５０℃／１０分処理後、徐冷している。ゆっくりと加熱する目的は、脱水縮合によるイミド化によって、基板に余計な応力が加わらないようにするためである。ただし、この複合膜では膜中に窒化チタンの微粒子を含んでいるため、硬化収縮が発生する領域を細かく分断する事になるため、複合膜全体としての硬化収縮を非常に小さくでき、例えば振動板のように薄い板上に形成しても、撓みを発生させることがない。
ポリイミド膜は各種インクに対して高い接液性（不溶解性、耐膨潤性）を持っており、薄い膜であっても耐インク膜の役割を達成することができる。本実施例では、振動板５上の耐インク膜２８が、イミド化後約３μｍの厚さになるように製膜した。
この様にして形成したポリイミド膜には、粒状の窒化チタンが存在するため、その一部が膜から顔をのぞかせた状態になっている。このことで、ポリイミド膜よりも親インク性の高い窒化チタンによって、インクの濡れ性がよくなり、インク流路に気泡が付着する事が無くなる。加えて、表面に微細な凹凸ができる事になるので、次工程以降でのノズルプレート張り付けなどの組み立て工程において、接着面積増大によるアンカー効果が期待できる。
続いてノズルプレート１を接着剤で貼りつける。ここでは接着剤にエポキシ系接着剤を使用した。この時、接着される面が上記のように凹凸構造となっているため、接着面積が大きくでき、接着のアンカー効果などが良く効き、接着信頼性を高める事ができる。
図８は、ポリイミド膜の耐インク基材への溶出特性評価結果を示す図である。ここでは、紫外線吸収曲線によって評価している。リファレンスの溶液の吸収特性と、ポリイミド浸漬液の吸収特性に全く差がなく、ポリイミドの溶出がないことがわかる。なお、浸漬は５０℃で３日間超音波を印加した場合の結果である。
【００１０】
（実施例２）
本実施例では、中間の基板２以外は実施例１と同じである。本発明の特徴である中間の基板２について図５で説明する。中間の基板２Ａはシリコン基板からできており、ＫＯＨ溶液の異方性エッチングによって形状６Ａを作っている。また振動板５は高濃度のホウ素（５×１０１９／ｃｍ３）が拡散されたシリコンでできており、ＫＯＨ溶液に対するエッチングレートの違いから、自発的にエッチング停止し、高精度の振動板を作ることができている。
このポリイミド膜の形成方法を図５で説明する。ポリイミドの前駆物質であるポリアミド酸をＮメチルピロリドンなどの溶媒と低沸点の溶媒、ここでは１、３ジオキソランを用いて、５ｃＰ（２５℃）以下の粘度になるまで希釈する。この時、低沸点溶媒の量を多く配合することが肝要である。実施例では、３ｃＰ（２５℃）まで希釈して塗布に用いた。この液に粒径１μｍ以下に揃えた窒化チタン粉末を混合分散する。これを機械式霧化装置（例えば、超音波発生装置など）を用いて霧化させる。塗装機（霧化頭）の中心部（近傍）にある電極にマイナスの高電圧を印加する。この電極は針状で印加された高電圧により電極近傍の電界が著しく不均等な状態にすることができ、空気が局部的に絶縁破壊されることで、電極近傍にきわめて安定的なグローコロナ放電を継続させることができる。このグローコロナ放電によって空気をイオン化し、ここを霧化させたポリイミド前駆体を通過させ、このポリイミド前駆体をマイナス帯電させる。霧化塗布（粉霧塗装）装置とシリコン基板との間に形成した電界に沿ってポリイミド前駆体をシリコン基板表面に飛行吸着させる。
このようにして形成したポリイミド前駆体膜は、電界によってシリコン基板２Ａの表面に均一に付着させることができるため、段差などの部分にもムラを生じることなく一定の膜とすることができる。このあと、実施例２と同様の方法でポリイミド前駆体をポリイミド膜に加熱生成する。本例で形成したポリイミド膜も実施例１と同様の形状効果を持つことは特記するまでもない。
また、別の実施例としてフッソ樹脂を用いた場合も実施例１、２と同じ方法で形成する事が出来る。本来強い撥インク性を示すフッソ樹脂は、その優れた耐インク性があってもインクの流れる部分への適応が困難であった。しかし本発明のように、親インク性で耐インク性を持つ窒化チタン微粒子を混合し、窒化チタンが露出出来るような製膜を行う事で、凹凸効果と窒化チタンの親インク効果でフッソ樹脂複合膜として対インク濡れ性を改善できるのである。
フッソ樹脂は帯電しやすい性質をもっているので、特に実施例２のような静電吸着法による塗布が効果的である。
【００１１】
（実施例３）
更に、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図６は本発明に係るインクジェット記録装置の要部構成の斜視説明図、図７は同構成の側面説明図である。
このインクジェット記録装置は、記録装置本体１０１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部１０２等を収納し、装置本体１０１の下方部には前方側から多数枚の用紙１０３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）１０４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙１０３を手差しで給紙するための手差しトレイ１０５ を開倒することができ、給紙カセット１０４或いは手差しトレイ１０５から給送される用紙１０３を取り込み、印字機構部１０２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。
印字機構部１０２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１１１と従ガイドロッド１１２とでキャリッジ１１３を主走査方向（図７で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１１３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなるヘッド１１４を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いる。
【００１２】
またキャリッジ１１３にはヘッド１１４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１１５を交換可能に装着している。インクカートリッジ１１５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。
また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド１１４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。また本実施形態では静電型インクジェットヘッドを用いている。ここで、キャリッジ１１３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１１１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向下流側）を従ガイドロッド１１２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１１７で回転駆動される駆動プーリ１１８と従動プーリ１１９との間にタイミングベルト１２０を張装し、このタイミングベルト１２０をキャリッジ１１３に固定しており、主走査モーター１１７の正逆回転によりキャリッジ１１３が往復駆動される。
【００１３】
一方、給紙カセット１０４にセットした用紙１０３をヘッド１１４の下方側に搬送するために、給紙カセット１０４から用紙１０３を分離給装する給紙ローラ１２１及びフリクションパッド１２２と、用紙１０３を案内するガイド部材１２３と、給紙された用紙１０３を反転させて搬送する搬送ローラ１２４と、この搬送ローラ１２４の周面に押し付けられる搬送コロ１２５及び搬送ローラ１２４からの用紙１０３の送り出し角度を規定する先端コロ１２６とを設けている。搬送ローラ１２４は副走査モータ１２７によってギヤ列を介して回転駆動される。
そして、キャリッジ１１３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１２４から送り出された用紙１０３を記録ヘッド１１４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１２９を設けている。この印写受け部材１２９の用紙搬送方向下流側には、用紙１０３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１３１、拍車１３２を設け、さらに用紙１０３を排紙トレイ１０６に送り出す排紙ローラ１３３及び拍車１３４と、排紙経路を形成するガイド部材１３５、１３６とを配設している。
記録時には、キャリッジ１１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１１４を駆動することにより、停止している用紙１０３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙１０３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙１０３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙１０３を排紙する。
また、キャリッジ１１３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド１１４の吐出不良を回復するための回復装置１３７を配置している。回復装置はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１１３は印字待機中にはこの回復装置１３７側に移動されてキャッピング手段でヘッド１１４をキャッピングされ、吐出口部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する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド１１４の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００１４】
（実施例４）
次に、本発明に係るインクカートリッジについて図９を参照して説明する。
このインクカートリッジは、ノズル８０等を有する上記各実施形態のいずれかのインクジェットヘッド８１と、このインクジェットヘッド８１に対してインクを供給するインクタンク８２とを一体化したものである。
このようにインクタンク一体型のヘッドの場合、ヘッドの歩留まり不良は直ちにインクカートリッジ全体の不良につながるので、上述したようにパーティクルなどによる製造不良を低減することで、インクカートリッジの歩留まりが向上し、ヘッド一体型インクカートリッジの低コスト化を図れる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２に開示する本発明の効果として、耐インク信頼性の高いインクジェットヘッドを得ることができる。図８に示すように、リファレンスの溶液の吸収特性と、ポリイミド浸漬液の吸収特性に全く差がなく、ポリイミドの溶出がない。
請求項１、３に開示する本発明の効果として、耐インク性があるが親インク性が十分とは言えない有機膜に、親インク性の窒化チタンを分散することで、インクの塗れ性が高まりインク充填時などに気泡が発生しにくくなる。また窒化チタン微粒子が接液膜表面を凹凸あるいは、顔を覗かせるような構成とすることで接液膜表面の粗さ（接着時のアンカー効果）を高め組み立ての信頼性を高める事が可能となる。また接液膜の硬化時には、硬化領域を細かく分断する事になるため、硬化収縮時の応力発生を小さくできる。
請求項４に開示する本発明の効果として、電界によって膜材料を吸着させるため、垂直面のような部分にも均質に膜形成する事が可能となる。また、導電性を有する振動板にのみ電圧を印加することで、振動板表面にのみ有機複合膜を形成する事も可能である。
請求項５に開示する本発明の効果として、静電界によって膜材料を吸着させるため、垂直面のような部分にも均質に膜形成する事が可能となる。
請求項６に開示する発明の効果として、高画質（高密度）、カラー対応のインクジェット記録装置が実現できる。
請求項７に開示する発明の効果として、小型で高密度のインクジェットヘッドを得ることが出来るので、小型低コストのインクカートリッジを得ることができ、コストパフォーマンスを高めることができる。
請求項８に開示する発明の効果として、小型で高密度のインクジェットヘッドを得ることが出来るので、小型低コストのインクジェット装置を得ることができ、コストパフォーマンスを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明インクジェットヘッドの３枚基板からなる積層構造の分解説明図。
【図２】本発明の上記３枚基板の中間基板の斜視図。
【図３】本発明の上記中間基板の断面図。
【図４】本発明の上記中間基板にポリイミド膜を電着形成する方法の説明図。
【図５】本発明の上記中間基板にポリイミド膜を粉霧塗装形成する方法の説明図。
【図６】本発明に係るインクジェット記録装置の要部構成の斜視説明図。
【図７】本発明に係るインクジェット記録装置の要部構成の側面説明図。
【図８】本発明の前記ポリイミド膜のインクへの溶出のＵＶ吸収曲線評価説明図。
【図９】本発明に係るインクカートリッジの外観図。
【符号の説明】
１ 上側基板、２ 中間基板、３ 下側基板、４ ノズル孔、５ 振動板、６圧力室、７ 流体抵抗部、８ 共通液室、２４ 発振回路、２８ 耐インク膜、３１ 電極、３３ 電位取りだしＰＡＤ、３４ 電気的絶縁膜、８０ ノズル、８１ インクジェットヘッド、８２ インクタンク、１０１ 記録装置本体、１０２ 印字機構部、１０３ 用紙、１０４ 給紙カセット、１０５ 手差しトレイ、１０６ 排紙トレイ、１１１ 主ガイドロッド、１１２ 従ガイドロッド、１１３ キャリッジ、１１４ ヘッド、１１５ インクカートリッジ、１１７主走査モータ、１１８ 駆動プーリ、１１９ 従動プーリ、１２０ タイミングベルト、１２１ 給紙ローラ、１２２ フリクションパッド、１２３ ガイド部材、１２４ 搬送ローラ、１２５ 搬送コロ、１２６ 先端コロ、１２７ 副走査モータ、１２９ 印写受け部材、１３１ 搬送コロ、１３２ 拍車、１３３排紙ローラ、１３４ 拍車、１３５ ガイド部材、１３６ ガイド部材、１３７ 回復装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a print head of an inkjet recording apparatus, and to a technique applicable to a recording mechanism such as a printer, a facsimile, a copier, and the like.
[0002]
[Prior art]
Ink-jet recording devices have many advantages, such as extremely low noise during recording, high-speed printing, and printing on inexpensive plain paper. The so-called ink-on-demand method, which discharges only ink droplets, is currently the mainstream because it does not require collection of ink droplets unnecessary for recording. In particular, in recent years, progress in improving image quality and color has been remarkable.
Regarding the improvement of image quality, the role of increasing the density of nozzles of an ink jet head has played a large role, and various research and development have been conducted. In particular, the results achieved by high-density processing using micromachine technology are significant. For this reason, the material of the head has been used from materials such as metal and plastic, such as silicon, glass, and ceramics.
Regarding colorization, development of ink and recording media is mainly performed. In order to optimize the ink from adhering to the recording media in terms of penetrability, color development, color mixing prevention, etc., and to improve the long-term storage characteristics of the printed media and the storage characteristics of the ink itself, the components of the ink The development of the composition has also been advanced.
However, the above-described ink jet head has the following problems. That is, depending on the combination of the ink and the head material, the ink may dissolve the head material in the ink. In such a case, it is common to adjust the ink composition or change the head material. However, when the material of the head is changed, it is often difficult to realize high-density processing, and the processing accuracy often decreases. In addition, a change in the material requires a drastic change in the processing process or a need to devise an assembly process. As a result, a reduction in nozzle density and, consequently, a reduction in print quality are caused.
Furthermore, since the ink components and compositions are adjusted to optimize the permeability and coloring of the recording media or to improve the storability in order to improve the print quality, the adjustment of the components can be adjusted with high image quality. In a direction that impairs the conversion.
[0003]
As a solution to these problems, a technique of forming an ink-resistant thin film on a surface of the head material that is in contact with the ink to prevent elution of the head material is well known. For example, in the technique disclosed in WO98 / 42513, a measure is taken to form titanium and a titanium compound or aluminum oxide on the surface of the head material that contacts the ink.
Further, in the techniques disclosed in JP-A-6-143588 and JP-A-6-238897, a polyparaxylene film is used on the surface of the head material that contacts the ink. In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-229118, an oxide film is used on the surface of the head material that contacts the ink.
Here, the inorganic ink-resistant film disclosed in WO98 / 42513 or JP-A-5-229118 has a region which is easily electrochemically dissolved depending on the pH of the ink, and the demand for the ink tends to be severe. In a specific example, the silicon oxide film dissolves in ink having a pH> 9, but the pH of an ink having good color development is generally about 10 to 11 in many cases. For this reason, it is necessary to make the film considerably thick in order to secure the ink resistance. It is often difficult to make such an inorganic film thicker in terms of process.
Further, the ink-resistant film using a polyparaxylene film disclosed in JP-A-6-143588 and JP-A-6-238897 is an organic film and has resistance to strong alkaline ink. Since the ink itself has ink repellency to ink, it is necessary to further perform an ink-philic treatment after film formation from the viewpoint of preventing bubbles in the ink flow path and initial filling.
Another problem is that it is difficult to form a uniform three-dimensional film thickness by a film forming method such as sputtering disclosed in these publications. As means for solving such a problem, the present inventors have proposed the use of a polyimide resin or a polybenzoxazole resin as an ink-resistant film. These resin films exhibit very good ink resistance and are effective in ensuring the reliability of the ink jet head.
However, even with such an ink-resistant film, when a liquid resin is applied, there is a problem that the applied surface is rounded due to surface tension, or the thickness of the corner portion is reduced, and a uniform film cannot be formed. However, the problem in terms of long-term reliability and the effect on the head due to the stress at the time of curing shrinkage, such as the problem that the diaphragm bends due to the curing shrinkage stress, cannot be eliminated.
Further, in the prior application of the applicant of the present application, an example in which polyimide and polybenzoxazole are used as a liquid contacting film is described. By making the surface uneven, the adhesiveness with a nozzle plate or the like is improved. The technology is known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In a droplet discharge actuator of an ink jet recording head, an organic liquid contacting film having ink resistance is uniformly formed on the surface of a pressure chamber substrate, and the film is formed. It is an object of the present invention to provide a structure and a manufacturing method for forming a film with low residual stress, and to enhance the reliability of a droplet discharge head.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, in the invention according to claim 1, a plurality of nozzle holes, a plurality of independent pressure chambers communicating with each of the nozzle holes, and a part of at least one wall of the pressure chamber Wherein said driving means comprises a diaphragm having a structure which causes mechanical deformation, a driving means for driving said vibration plate, and a common ink cavity for supplying ink to said plurality of pressure chambers. By applying an electric pulse to the diaphragm, the diaphragm corresponding to the driving unit is deformed in a direction in which the pressure in the pressure chamber increases, and ink is ejected from the nozzle holes toward a recording medium to perform recording. In a simple droplet discharge actuator, an ink-resistant organic material is formed on the surface of a substrate forming a pressure chamber for applying pressure to the liquid to discharge the liquid, at least the surface of a vibration plate forming the pressure chamber. Ink affinity particles is the most important feature droplet ejection actuator composite film are dispersed is formed on.
According to a second aspect of the present invention, the organic thin film according to the first aspect is characterized mainly by a droplet discharge actuator in which the organic thin film is a polyimide resin, a polybenzoxazole resin, or a fluorine resin.
According to a third aspect of the present invention, a droplet discharge actuator in which the ink-philic fine particles according to the first aspect are titanium nitride is a main feature.
The invention according to claim 4 is characterized mainly by a method of manufacturing a droplet discharge actuator in which the ink-resistant organic composite thin film according to claims 1 to 3 is formed by electrodeposition.
The invention according to claim 5 is characterized mainly by a method of manufacturing a droplet discharge actuator in which the ink-resistant organic composite thin film according to claims 1 to 3 is formed by electrostatic adsorption.
According to a sixth aspect of the invention, an ink cartridge equipped with an ink jet head using the droplet discharge actuator according to the first to fifth aspects is a main feature.
According to a seventh aspect of the present invention, the main feature of the inkjet head is an inkjet head using the droplet discharge actuator according to any one of the first to fifth aspects.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an inkjet recording apparatus including the inkjet head according to the seventh aspect as a main feature.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
In FIG. 1, the characteristic configuration of the droplet discharge actuator of the present invention is a plurality of nozzle holes 4, a plurality of independent pressure chambers 6 communicating with each of the nozzle holes, and at least one of the pressure chambers 6. A vibrating plate 5 whose part of the wall is mechanically deformed, a driving unit 30 for driving the vibrating plate, and a common ink cavity (common liquid chamber) for supplying ink to a plurality of pressure chambers And applying an electric pulse to the drive means to deform the diaphragm corresponding to the drive means in a direction in which the pressure in the pressure chamber increases, and direct the ink from the nozzle holes toward the recording paper. In a droplet discharge actuator for discharging and recording, ink-philic fine particles are dispersed in an ink-resistant organic film on the surface of a substrate constituting a pressure chamber for applying pressure to the liquid and discharging the liquid. Been That lies in the composite thin film is formed.
The organic thin film is a polyimide resin, a polybenzoxazole resin, or a fluorine resin. Further, the ink-philic fine particles are titanium nitride.
In the actuator having the above-described characteristics, a configuration in which an ink-resistant organic composite thin film is formed by electrodeposition is also characteristic. The ink-resistant organic composite thin film may be formed by electrostatic adsorption.
For example, an ink jet recording apparatus can be obtained by using an actuator having the above-described ink contact liquid-resistant film and manufactured by a manufacturing method.
Further, in an ink cartridge in which an ink jet head for ejecting ink droplets and an ink tank for supplying ink to the ink jet head are integrated, the ink jet head may be configured as an ink jet head having the above-described features.
[0007]
(Example 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The inkjet head according to the embodiment of the present invention employs an electrostatic drive system, and has a laminated structure in which three substrates 1, 2, and 3 are overlapped and joined as shown in FIG.
The upper substrate 1 is made of, for example, silicon, glass, plastic such as polyimide, or the like, is provided with a plurality of nozzle holes 4, and functions as a nozzle plate. The intermediate substrate 2 is made of single-crystal silicon and communicates with the nozzle hole 4 to form a pressure chamber (discharge chamber) 6 having a bottom wall as a vibration plate 5. And a groove portion for forming a common liquid chamber (ink cavity) 8 for supplying ink to each pressure chamber 6.
The intermediate substrate 2 is joined to the upper substrate 1 to form a pressure chamber 6, a fluid resistance portion 7, and a common liquid chamber 8, and together with the upper substrate 1, constitutes a flow path unit.
The substrate 3 bonded to the lower surface of the intermediate substrate 2 is constituted by a substrate formed by thermally oxidizing a silicon substrate to form an insulating layer of a silicon oxide film, a glass substrate, a plastic substrate, or the like. Electrodes 30 (driving means) are formed on the surface of the lower substrate at respective positions corresponding to the diaphragm.
The electrode 30 has an individual electrode portion 31 for performing electrostatic driving and a PAD portion 33 for extracting potential. Further, the electrode portion except for the PAD portion is covered with an electrical insulating film 34 to prevent a short circuit between the diaphragm and the electrode. Furthermore, these three substrates 1, 2, and 3 are joined, and an oscillation circuit 24 is connected between the intermediate substrate 2 and the electrode unit 30 to form an ink jet head.
Next, the operation of the inkjet head will be described. When the intermediate substrate 2 is set to the ground potential and a voltage pulse is applied to the individual electrode 31 from the transmission circuit, and the surface of the individual electrode is charged to a positive voltage, an electrostatic attraction force acts between the substrate and the vibration plate substrate, thereby causing vibration. The plate 5 is drawn toward the individual electrode 31 and bends. Next, when the potential of the individual electrode 31 is set to 0 V, the electrostatic attraction force is lost, and the original force is restored by the restoring force of the diaphragm 5. At this time, the ink pressure in the pressure chamber 6 increases, and ink droplets are ejected from the nozzle hole 4 toward the recording medium. Thereafter, when the diaphragm bends downward, ink is supplied from the common liquid chamber 8 through the fluid resistance portion 7.
The transmission circuit 24 may apply a voltage in the form of a pulse, or may have a waveform like an AC power supply.
[0008]
Next, the intermediate substrate 2 which is a feature of the present invention will be described with reference to FIG. The intermediate substrate 2 is made of a silicon substrate, and the shape 6 is formed by anisotropic etching of a KOH solution. Further, the diaphragm 5 is made of high-concentration boron (5 × 10 19 / Cm 3 ) Is made of diffused silicon. Etching is stopped spontaneously due to the difference in the etching rate with respect to the KOH solution, and a highly accurate diaphragm can be manufactured.
A method for forming this polyimide film will be described with reference to FIG. Polyamide acid, which is a precursor of polyimide, is diluted with a solvent such as N-methylpyrrolidone and a low-boiling solvent, here 1,3 dioxolane, until the viscosity becomes 5 cP (25 ° C.) or less. At this time, it is important to add a large amount of the low boiling point solvent. In the example, the solution was diluted to 3 cP (25 ° C.) and used for coating. Titanium nitride powder having a particle size of 1 μm or less is mixed and dispersed in the liquid, and water is added to the liquid to form an aqueous dispersion. The polyimide composite film can be electrodeposited on the surface of the silicon substrate by putting the silicon substrate 2A in which the pressure chamber is formed into the liquid and applying an electric field as an electrode. The polyimide composite film thus formed is uniformly deposited by electrodeposition, so that a uniform film can be formed without unevenness in film thickness. By doing so, a polyimide precursor thin film in which titanium nitride fine particles are uniformly dispersed is formed and completed.
[0009]
Next, the substrate 2A coated with the polyimide precursor is heated at a temperature of 100 to 180 ° C., and N-methylpyrrolidone, which is a 90 solvent contained in the film, is slowly evaporated. The boiling point of N-methylpyrrolidone used here is 203 ° C., but if it is rapidly evaporated at a temperature close to this temperature or higher, nonuniformity of the film due to foaming (pinhole) may occur. Therefore, it is necessary to evaporate slowly.
Next, the substrate 2A on which the polyimide precursor was formed was slowly heated and dehydrated and condensed to obtain a polyimide film. In the present embodiment, after the treatment at 150 ° C./15 minutes, 200 ° C./15 minutes, 250 ° C./10 minutes, 300 ° C./10 minutes, and 350 ° C./10 minutes, it is gradually cooled. The purpose of the slow heating is to prevent unnecessary stress from being applied to the substrate due to imidization by dehydration condensation. However, since the composite film contains fine particles of titanium nitride in the film, the region where the curing shrinkage occurs is finely divided, so that the curing shrinkage of the entire composite film can be extremely small. Even when formed on a thin plate as described above, no bending occurs.
The polyimide film has high liquid contact property (insolubility, swelling resistance) with various inks, and can achieve the role of an ink-resistant film even with a thin film. In this embodiment, the ink-resistant film 28 on the diaphragm 5 was formed to have a thickness of about 3 μm after imidization.
Since the particulate titanium nitride is present in the polyimide film formed in this way, a part of the polyimide film is in a state where the face is seen from the film. Thus, the wettability of the ink is improved by the titanium nitride having higher ink affinity than the polyimide film, and bubbles are not attached to the ink flow path. In addition, since fine irregularities can be formed on the surface, an anchor effect due to an increase in the bonding area can be expected in an assembling process such as a nozzle plate attaching process in a subsequent process.
Subsequently, the nozzle plate 1 is attached with an adhesive. Here, an epoxy adhesive was used as the adhesive. At this time, since the surface to be bonded has the uneven structure as described above, the bonding area can be increased, the anchor effect of bonding and the like can be effectively performed, and the bonding reliability can be improved.
FIG. 8 is a diagram showing the results of evaluating the elution characteristics of the polyimide film onto the ink-resistant substrate. Here, the evaluation is made by an ultraviolet absorption curve. It can be seen that there is no difference between the absorption characteristics of the reference solution and the absorption characteristics of the polyimide immersion liquid, and there is no polyimide elution. Note that the immersion is a result of applying ultrasonic waves at 50 ° C. for 3 days.
[0010]
(Example 2)
This embodiment is the same as Embodiment 1 except for the intermediate substrate 2. The intermediate substrate 2 which is a feature of the present invention will be described with reference to FIG. The intermediate substrate 2A is made of a silicon substrate, and the shape 6A is formed by anisotropic etching of a KOH solution. Further, the diaphragm 5 is made of high-concentration boron (5 × 10 19 / Cm 3 ) Is made of diffused silicon. Etching is stopped spontaneously due to the difference in the etching rate with respect to the KOH solution, and a highly accurate diaphragm can be manufactured.
A method for forming this polyimide film will be described with reference to FIG. Polyamide acid, a precursor of polyimide, is diluted with a solvent such as N-methylpyrrolidone and a low-boiling solvent, here 1,3 dioxolane, to a viscosity of 5 cP (25 ° C.) or less. At this time, it is important to add a large amount of the low boiling point solvent. In the example, the solution was diluted to 3 cP (25 ° C.) and used for coating. Titanium nitride powder having a particle size of 1 μm or less is mixed and dispersed in this liquid. This is atomized using a mechanical atomizer (for example, an ultrasonic generator). A negative high voltage is applied to the electrode at the center (near) of the coating machine (atomizing head). This electrode can make the electric field near the electrode extremely uneven due to the high voltage applied in the form of a needle, and a very stable glow corona discharge near the electrode due to the local breakdown of air. Can be continued. The air is ionized by the glow corona discharge and passes through a polyimide precursor atomized by the ionization, thereby negatively charging the polyimide precursor. The polyimide precursor is fly-adsorbed on the surface of the silicon substrate along the electric field formed between the atomization coating (powder atomization) device and the silicon substrate.
The polyimide precursor film thus formed can be uniformly adhered to the surface of the silicon substrate 2A by an electric field, so that a uniform film can be formed without causing unevenness in a portion such as a step. Thereafter, a polyimide precursor is heated and generated on the polyimide film in the same manner as in Example 2. It goes without saying that the polyimide film formed in this example also has the same shape effect as in Example 1.
Further, as another embodiment, when a fluorine resin is used, it can be formed by the same method as in the first and second embodiments. Fluoro resins which inherently exhibit strong ink repellency have been difficult to adapt to the portion where ink flows even though they have excellent ink resistance. However, as in the present invention, by mixing titanium nitride fine particles having ink affinity and ink resistance, and forming a film so that titanium nitride can be exposed, the fluorine resin composite is formed by the unevenness effect and the ink affinity effect of titanium nitride. As a film, the ink wettability can be improved.
Since the fluororesin has the property of being easily charged, it is particularly effective to apply it by the electrostatic adsorption method as in the second embodiment.
[0011]
(Example 3)
Further, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 6 is a perspective explanatory view of a main configuration of the ink jet recording apparatus according to the present invention, and FIG. 7 is a side explanatory view of the same configuration.
The inkjet recording apparatus includes a printing mechanism including a carriage movable in the main scanning direction inside a recording apparatus main body 101, a recording head including an inkjet head mounted on the carriage, an ink cartridge for supplying ink to the recording head, and the like. 102, etc., and a paper cassette (or paper tray) 104 capable of loading a large number of sheets 103 from the front side can be detachably mounted below the apparatus main body 101. The manual tray 105 for manually feeding the paper 103 can be folded down, the paper 103 fed from the paper feed cassette 104 or the manual tray 105 is taken in, and a required image is recorded by the printing mechanism unit 102. After that, the sheet is discharged to the sheet discharge tray 106 mounted on the rear side.
The printing mechanism unit 102 slidably holds the carriage 113 in the main scanning direction (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 7) by a main guide rod 111 and a sub guide rod 112 which are guide members which are laterally mounted on left and right side plates (not shown). On the carriage 113, a head 114 composed of ink jet heads for ejecting ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) is connected to a plurality of ink ejection ports in the main scanning direction. Are arranged in a direction crossing the ink droplets, and are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward.
[0012]
Each ink cartridge 115 for supplying each color ink to the head 114 is exchangeably mounted on the carriage 113. The ink cartridge 115 has an upper air port communicating with the atmosphere, a lower supply port for supplying ink to the inkjet head, and a porous body filled with ink inside, and has a capillary force of the porous body. Maintains the ink supplied to the inkjet head at a slight negative pressure.
Although the heads 114 of the respective colors are used here as the recording heads, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used. In this embodiment, an electrostatic inkjet head is used. Here, the carriage 113 is slidably fitted on the main guide rod 111 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and is slidably mounted on the front guide rod 112 on the front side (downstream side in the paper conveyance direction). are doing. In order to move and scan the carriage 113 in the main scanning direction, a timing belt 120 is stretched between a driving pulley 118 and a driven pulley 119 that are driven to rotate by a main scanning motor 117, and the timing belt 120 is mounted on the carriage 113. , And the carriage 113 is reciprocated by the forward and reverse rotation of the main scanning motor 117.
[0013]
On the other hand, in order to transport the sheet 103 set in the sheet cassette 104 to the lower side of the head 114, the sheet 103 is guided by a sheet supply roller 121 and a friction pad 122 for separating and supplying the sheet 103 from the sheet cassette 104. A guide member 123, a transport roller 124 that reverses and transports the fed paper 103, a transport roller 125 that is pressed against the peripheral surface of the transport roller 124, and a leading end that defines an angle at which the paper 103 is fed from the transport roller 124 A roller 126 is provided. The transport roller 124 is driven to rotate by a sub-scanning motor 127 via a gear train.
Further, an image receiving member 129 is provided as a paper guide member for guiding the paper 103 sent from the transport roller 124 below the recording head 114 in accordance with the moving range of the carriage 113 in the main scanning direction. On the downstream side of the printing receiving member 129 in the paper transport direction, a transport roller 131 and a spur 132 that are driven to rotate to transport the paper 103 in the paper discharge direction are provided. Rollers 133 and spurs 134 and guide members 135 and 136 forming a paper discharge path are provided.
At the time of recording, the recording head 114 is driven in accordance with an image signal while moving the carriage 113, thereby discharging ink on the stopped paper 103 to record one line, and after transporting the paper 103 by a predetermined amount, the next time. Record the line. Upon receiving a recording end signal or a signal indicating that the rear end of the sheet 103 has reached the recording area, the recording operation is terminated and the sheet 103 is discharged.
Further, a recovery device 137 for recovering the ejection failure of the head 114 is disposed at a position outside the recording area on the right end side in the moving direction of the carriage 113. The recovery device has cap means, suction means and cleaning means. The carriage 113 is moved to the recovery device 137 side during printing standby, the head 114 is capped by the capping means, and the ejection opening is kept wet, thereby preventing ejection failure due to ink drying. In addition, by discharging ink that is not related to printing during printing or the like, the ink viscosity of all the discharge ports is kept constant, and stable discharge performance is maintained.
When a discharge failure occurs, the discharge port of the head 114 is sealed with a capping unit, air bubbles and the like are sucked out of the discharge port with a suction unit through a tube, and ink and dust adhered to the discharge port surface are cleaned with a cleaning unit. And the ejection failure is recovered. The sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) provided at a lower portion of the main body, and is absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.
[0014]
(Example 4)
Next, the ink cartridge according to the present invention will be described with reference to FIG.
This ink cartridge is obtained by integrating an ink jet head 81 having any of the above-described embodiments having a nozzle 80 and the like, and an ink tank 82 for supplying ink to the ink jet head 81.
As described above, in the case of the ink tank integrated type head, a defective yield of the head immediately leads to a defective entire ink cartridge. Therefore, as described above, by reducing manufacturing defects due to particles and the like, the yield of the ink cartridge is improved, The cost of the head-integrated ink cartridge can be reduced.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, as an effect of the present invention disclosed in the first and second aspects, it is possible to obtain an ink jet head having high ink resistance. As shown in FIG. 8, there is no difference between the absorption characteristics of the reference solution and the absorption characteristics of the polyimide immersion liquid, and there is no elution of polyimide.
The effect of the present invention disclosed in claims 1 and 3 is that, by dispersing ink-philic titanium nitride in an organic film having ink resistance but not sufficient ink affinity, ink wettability is improved. As a result, bubbles are less likely to be generated when ink is filled. In addition, it is possible to increase the roughness of the liquid contacting film surface (anchor effect at the time of bonding) by increasing the roughness of the liquid contacting film surface or to make the face visible through the titanium nitride fine particles. Become. In addition, when the liquid contact film is cured, the cured region is finely divided, so that stress generation during curing shrinkage can be reduced.
As an effect of the present invention disclosed in claim 4, since the film material is adsorbed by an electric field, it is possible to form a film even on a portion such as a vertical surface. In addition, by applying a voltage only to the conductive diaphragm, it is possible to form an organic composite film only on the surface of the diaphragm.
As an effect of the present invention disclosed in claim 5, since the film material is adsorbed by an electrostatic field, it is possible to uniformly form a film on a portion such as a vertical surface.
As an effect of the invention disclosed in claim 6, it is possible to realize a high quality (high density), color compatible ink jet recording apparatus.
As an effect of the invention disclosed in claim 7, since a small-sized and high-density ink jet head can be obtained, a small and low-cost ink cartridge can be obtained, and cost performance can be improved.
As an effect of the invention disclosed in claim 8, since a small-sized and high-density inkjet head can be obtained, a small-sized and low-cost inkjet device can be obtained, and cost performance can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded explanatory view of a laminated structure including three substrates of an ink jet head of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the intermediate substrate of the three substrates of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the intermediate substrate of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view of a method of electrodepositing a polyimide film on the intermediate substrate according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view of a method of forming a polyimide film on the intermediate substrate by powder atomization according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory perspective view of a main part configuration of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory side view of a main configuration of the inkjet recording apparatus according to the invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a UV absorption curve evaluation of elution of the polyimide film of the present invention into ink.
FIG. 9 is an external view of an ink cartridge according to the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 upper substrate, 2 intermediate substrate, 3 lower substrate, 4 nozzle hole, 5 diaphragm, 6 pressure chamber, 7 fluid resistance section, 8 common liquid chamber, 24 oscillation circuit, 28 ink-resistant film, 31 electrode, 33 potential extraction PAD, 34 Electrical insulation film, 80 nozzles, 81 inkjet head, 82 ink tank, 101 recording device main body, 102 printing mechanism, 103 paper, 104 paper feed cassette, 105 manual feed tray, 106 paper output tray, 111 main guide rod , 112 slave guide rod, 113 carriage, 114 head, 115 ink cartridge, 117 main scanning motor, 118 drive pulley, 119 driven pulley, 120 timing belt, 121 paper feed roller, 122 friction pad, 123 guide member, 124 transport roller, 125 conveying roller, 126 tip roller, 127 sub査 motor, 129 a sign copy receiving member 131 transport roller, 132 spur, 133 discharge roller, 134 spur, 135 guide member 136 guide member 137 recovery device
