JP2008087438A - Liquid injection jet head and liquid injection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電気力によってノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject liquid from a nozzle opening by electrostatic force, and relates to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink as liquid.
一般的に、プリンタ、ファクシミリ、複写機等に用いられるインクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドは、液滴を吐出させるためのメカニズムに応じて各種方式のものが知られている。例えば、発熱素子等によって液体を沸騰させ、そのときに生じる気泡圧で液滴を吐出させるものや、液滴が充填された圧力発生室の容積を、圧電素子の変位によって膨張又は収縮させることでノズルから液滴を吐出させるものなどがある。さらに、例えば、静電気力を利用して圧力発生室の容積を変化させることで、ノズルから液滴を吐出させるようにしたものがある。 Generally, various types of liquid ejecting heads such as ink jet recording heads used in printers, facsimiles, copiers, and the like are known depending on the mechanism for ejecting droplets. For example, the liquid is boiled by a heating element, etc., and droplets are ejected by the bubble pressure generated at that time, or the volume of the pressure generation chamber filled with the droplets is expanded or contracted by the displacement of the piezoelectric element. There are those that discharge droplets from a nozzle. Further, for example, there is one in which droplets are ejected from a nozzle by changing the volume of a pressure generating chamber using electrostatic force.
例えば、静電駆動方式のインクジェット式記録ヘッドとしては、複数のノズルが形成されたノズルプレートと、ノズルに連通する液室(圧力室)と、液室の一方面を画成する可撓性電極が設けられた第1基板と、可撓性電極に一定間隔で対向配置された個別電極が設けられた電極基板とが貼り付けられて構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。 For example, as an electrostatic drive type ink jet recording head, a nozzle plate having a plurality of nozzles, a liquid chamber (pressure chamber) communicating with the nozzles, and a flexible electrode defining one surface of the liquid chamber There is a structure in which a first substrate provided with an electrode substrate and an electrode substrate provided with individual electrodes arranged to face a flexible electrode at regular intervals are attached (for example, see Patent Document 1).
また、特許文献1では、可撓性電極の固定電極に相対向する領域に絶縁膜を設け、この絶縁膜によって、可撓性電極が撓み変形して固定電極に当接した際の回路の短絡や、可撓性電極の固定電極への貼り付けを防止している。 Moreover, in patent document 1, an insulating film is provided in the area | region which opposes the fixed electrode of a flexible electrode, The short circuit of the circuit when a flexible electrode bends and deform | transforms by this insulating film and contact | abuts to a fixed electrode. In addition, sticking of the flexible electrode to the fixed electrode is prevented.
このような可撓性電極上に形成された絶縁膜は、膜厚を厚くすると、可撓性電極と固定電極との間の電界強度が弱まると共に、可撓性電極の剛性を高めてしまい、可撓性電極に所望の撓み変形を行わせることができず、所望のインク吐出特性を得ることができない。このため、可撓性電極と固定電極との間に印加される電圧に耐えられる耐電圧を考慮して最小の膜厚(例えば、100nm程度の膜厚)で形成されている。 When the insulating film formed on such a flexible electrode is thick, the electric field strength between the flexible electrode and the fixed electrode is weakened, and the rigidity of the flexible electrode is increased. The flexible electrode cannot be subjected to desired bending deformation, and desired ink ejection characteristics cannot be obtained. For this reason, it is formed with a minimum film thickness (for example, a film thickness of about 100 nm) in consideration of a withstand voltage that can withstand a voltage applied between the flexible electrode and the fixed electrode.
しかしながら、可撓性電極の撓み変形を繰り返し行い、可撓性電極上の絶縁膜と固定電極との接触及び剥離を繰り返し行うと、絶縁膜に電荷が蓄積して帯電してしまい、振動板の初期安定位置が狂ったり、通電時の電界に影響を与えてしまい、可撓性電極の挙動が狂ってしまい、安定したインク吐出特性を得ることができないという問題がある。 However, if the flexible electrode is repeatedly bent and deformed, and the insulating film on the flexible electrode and the fixed electrode are repeatedly contacted and peeled off, charges are accumulated and charged in the insulating film, and the vibration plate There is a problem that the initial stable position is deviated, the electric field at the time of energization is affected, the behavior of the flexible electrode is deviated, and stable ink ejection characteristics cannot be obtained.
また、絶縁膜が帯電することによって、可撓性電極が撓み変形した状態で、固定電極に貼り付いてしまうという問題がある。 Further, there is a problem that the insulating film is attached to the fixed electrode in a state where the flexible electrode is bent and deformed due to charging.
さらに、インクを吐出させる駆動電圧パルスには、一定時間内にインク液滴を1〜3回吐出させて1ドットの印刷を行うものが挙げられる。このうち、インク液滴を2又は3回吐出させて1ドット印刷を行う場合には、可撓性電極と固定電極との間に印加する電圧を極性が反転するように連続して印加することにより、絶縁膜の帯電を防止することができる。しかしながら、インク液滴を1回吐出させて1ドットの印刷を行わせた際には、可撓性電極と固定電極とに同一極性の電圧が連続して印加されることになり、絶縁膜が帯電してしまうため、インク液滴を1回吐出させて1ドットの印刷を行わせることができず、印刷時の階調表現に制限がかかってしまうという問題がある。 Furthermore, examples of the drive voltage pulse for ejecting ink include one that ejects ink droplets 1 to 3 times within a predetermined time to print one dot. Among these, when 1-dot printing is performed by ejecting ink droplets two or three times, the voltage applied between the flexible electrode and the fixed electrode must be continuously applied so that the polarity is reversed. Thus, charging of the insulating film can be prevented. However, when ink droplets are ejected once to perform printing of one dot, the same polarity voltage is continuously applied to the flexible electrode and the fixed electrode, and the insulating film Since charging is performed, ink droplets cannot be ejected once to perform printing of one dot, and there is a problem that gradation expression at the time of printing is limited.
なお、このような問題は、インク液滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。 Such a problem exists not only in an ink jet recording head that ejects ink droplets but also in a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink.
本発明はこのような事情に鑑み、液体噴射特性を安定させて、連続駆動による耐久性を向上することができると共に、階調表現を広げることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can stabilize liquid ejecting characteristics, improve durability by continuous driving, and widen gradation expression. Is an issue.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、液滴が噴射されるノズルに連通する複数の圧力室と、前記圧力室の一方面に設けられた可撓性電極と、該可撓性電極に一定間隔で対向配置された固定電極とを具備し、前記可撓性電極及び前記固定電極の間に駆動電圧パルスを印加して、これらの間に発生する静電気力によって前記可撓性電極を振動させることにより前記圧力室に圧力変動を発生させて前記ノズルから液滴を吐出させる液体噴射ヘッドであって、前記可撓性電極の前記固定電極に相対向する領域には、酸化膜からなる絶縁膜が、113〜138nmの膜厚で設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第1の態様では、絶縁膜の膜厚を113〜138nmとすることで、可撓性電極が繰り返し撓み変形することによって、絶縁膜が個別電極に当接することによる絶縁膜の帯電を防止することができる。これにより、可撓性電極を繰り返し撓み変形させた際に、絶縁膜が個別電極に貼り付くのを防止することができると共に、初期安定位置を安定させて、連続駆動による液滴吐出特性を安定させて耐久性を向上することができる。また、同一極性の電圧を繰り返し印加することができるため、階調表現を広げることができる。
According to a first aspect of the present invention for solving the above-described problem, a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle from which droplets are ejected, a flexible electrode provided on one surface of the pressure chamber, and the flexibility A fixed electrode disposed opposite to the electrode at a predetermined interval, and a driving voltage pulse is applied between the flexible electrode and the fixed electrode, and the flexible electrode is generated by an electrostatic force generated therebetween. Is a liquid jet head that generates a pressure fluctuation in the pressure chamber by vibrating the nozzle and ejects droplets from the nozzle. The region of the flexible electrode facing the fixed electrode is formed of an oxide film. In the liquid ejecting head, the insulating film is provided with a film thickness of 113 to 138 nm.
In the first aspect, by setting the thickness of the insulating film to 113 to 138 nm, the flexible electrode is repeatedly bent and deformed, thereby preventing the insulating film from being charged due to the insulating film coming into contact with the individual electrode. be able to. As a result, when the flexible electrode is repeatedly bent and deformed, the insulating film can be prevented from sticking to the individual electrode, and the initial stable position can be stabilized to stabilize the droplet discharge characteristics by continuous driving. And durability can be improved. In addition, since a voltage having the same polarity can be repeatedly applied, gradation expression can be expanded.
本発明の第2の態様は、前記絶縁膜が、酸化シリコンからなることを特徴とする第1の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第2の態様では、絶縁膜による耐電圧を向上することができると共に、帯電を防止することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the liquid jet head according to the first aspect, the insulating film is made of silicon oxide.
In the second aspect, the withstand voltage due to the insulating film can be improved, and charging can be prevented.
本発明の第3の態様は、絶縁膜が、ドライ酸化により形成されたドライ酸化膜からなることを特徴とする第1又は2の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第3の態様では、絶縁膜による耐電圧を向上することができると共に、帯電を防止することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the liquid ejecting head according to the first or second aspect, the insulating film is formed of a dry oxide film formed by dry oxidation.
In the third aspect, the withstand voltage due to the insulating film can be improved, and charging can be prevented.
本発明の第4態様は、第1〜3の何れか一つの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第4の態様では、液滴吐出特性を安定させて耐久性を向上して階調表現を広げた液体噴射装置を実現できる。
A fourth aspect of the invention is a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to any one of the first to third aspects.
In the fourth aspect, it is possible to realize a liquid ejecting apparatus that stabilizes droplet discharge characteristics, improves durability, and expands the gradation expression.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るインクジェット式記録装置の概略斜視図である。図1に示すように、液体噴射装置は、インクジェット式記録ヘッド210を有するヘッドユニット200は、インク供給手段を構成するカートリッジ1A及び1Bが着脱可能に設けられ、このヘッドユニット200を搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。このヘッドユニット200は、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view of an ink jet recording apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, in the liquid ejecting apparatus, a
そして、駆動モータ6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、ヘッドユニット200を搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8上を搬送されるようになっている。
Then, the driving force of the
ここで、インクジェット式記録ヘッド210について詳細に説明する。なお、図2は、本発明の実施形態1に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図3は、インクジェット式記録ヘッドの断面図である。
Here, the ink
図2及び図3に示すように、インクジェット式記録ヘッド210は、いわゆる静電駆動方式のヘッドであり、キャビティ基板10と、このキャビティ基板10の両面にそれぞれ接合されるノズルプレート20及び電極基板30とで構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the ink
キャビティ基板10は、例えば、面方位(100)又は(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方面側に開口する圧力室(キャビティ)11がその幅方向に複数並設されている。また、キャビティ基板10には、各圧力室11に共通するインク室となる共通液室である共通インク室12が形成されており、この共通インク室12は、後述する供給口23を介して各圧力室11に連通されている。また、共通インク室12の底壁には、共通インク室12にインクを供給するためのインク供給孔13が形成されている。また、キャビティ基板10には、共通インク室12の外側に、後述する個別電極に接続される個別端子部を露出させるための貫通孔14が形成されている。なお、この貫通孔14は、キャビティ基板10の共通インク室12とは反対側の端面まで連続的に形成されていてもよい。
The
なお、各圧力室11の底壁は、圧力室11内に圧力変化を生じさせるための振動板として機能すると共に、この振動板を変位させる静電気力を発生させるための共通電極としての役割を兼ねる可撓性電極15となっている。そして、キャビティ基板10の貫通孔14近傍には、ノズルプレート20の後述する露出孔内に露出されて図示しない駆動配線が接続される共通端子部16が形成されている。
The bottom wall of each
また、可撓性電極15の電極基板30に相対向する面には、詳しくは後述する電極基板30の個別電極33に相対向する領域に、酸化膜からなる絶縁膜17が設けられている。本実施形態では、絶縁膜17をキャビティ基板10の電極基板30側の表面の全面に亘って形成するようにした。
An
このような絶縁膜17としては、ドライ酸化により形成されたドライ酸化膜が好ましく、特に、ドライ酸化により形成された二酸化シリコン(SiO2)が好ましい。絶縁膜17は、例えば、シリコンからなるキャビティ基板10を熱酸化することにより形成することができる。また、絶縁膜17は、キャビティ基板10上にTEOS−CVD法により形成することができる。
As such an
このような絶縁膜17は、膜厚が113〜138nmで形成されている。なお、詳しくは後述するが、絶縁膜17の膜厚が113nmより薄いと、可撓性電極15の撓み変形を繰り返し行わせた際に、可撓性電極15が個別電極33に当接することにより絶縁膜17に電荷が蓄積して帯電し、可撓性電極15の初期安定位置が狂ったり、通電時の電界に影響を与えてしまい、安定したインク吐出特性を得ることができない。
Such an
また、絶縁膜17の膜厚が138nmより厚いと、可撓性電極15の剛性が高くなってしまうと共に、電界強度が低下して可撓性電極15に所望の撓み変形を行わせることができず、変位量が減少すると共に、インク吐出特性が低下してしまう。このため、絶縁膜17を、その膜厚が113〜138nmで形成することで、可撓性電極15を繰り返し撓み変形させた際の初期安定位置を安定させて、連続駆動によるインク吐出特性を安定させて耐久性を向上することができる。
Further, if the thickness of the insulating
ノズルプレート20は、キャビティ基板10と同様に、面方位(100)又は(110)のシリコン単結晶基板からなり、各圧力室11に連通する複数のノズル21が形成されている。そして、このノズルプレート20は、キャビティ基板10の開口面側に接合され、圧力室11及び共通インク室12の一方の面を形成している。また、ノズルプレート20のキャビティ基板10とは反対側の面には、ノズル21に対応する領域に亘って厚さ方向の一部を除去したノズル段差部22が形成されている。
Similarly to the
ここで、各ノズル21は、インク滴が吐出される面側に設けられて、ノズル段差部22内に開口する略円形の小径部21aと、小径部21aよりも大きい内径を有し小径部21aと圧力室11とを連通する大径部21bとからなる。そして、全てのノズル21(小径部21a)は、ノズル段差部22内に開口しており、本実施形態では、ノズル段差部22内のノズルプレート20の表面がノズル面となる。
Here, each
また、このノズルプレート20のキャビティ基板10との接合面には、圧力室11と共通インク室12との境界に対応する領域に、これら各圧力室11と共通インク室12とを連通する供給口23が形成されている。供給口23は、ノズルプレート20のキャビティ基板10側に設けられた凹部により形成されている。また、ノズルプレート20には、共通インク室12の外側に対応する位置に、キャビティ基板10の貫通孔14に連通し、後述する個別端子部と共に共通端子部16を露出させる露出孔24が形成されている。なお、この露出孔24は、貫通孔14と同様に、共通インク室12とは反対側の端面まで連続的に形成されていてもよい。
Further, a supply port that communicates each of the
また、ノズルプレート20の表面、本実施形態では、ノズル段差部22内には、例えば、フッ素含有シランカップリング化合物等からなる撥水撥油性材料からなる撥水撥油膜25が形成されている。これにより、ノズルプレート20の表面(ノズル面)へのインク滴の付着を抑えている。
Further, a water /
なお、ノズルプレート20のノズル21及び供給口23等は、ノズルプレート20をドライエッチングすることにより形成されている。
The
一方、電極基板30は、シリコン単結晶基板に近い熱膨張率を有する、例えば、ホウ珪酸ガラス等のガラス基板からなり、キャビティ基板10の可撓性電極15側の面に接合されている。この電極基板30の可撓性電極15に対向する領域には、各圧力室11に対応して溝31が形成されている。また、電極基板30には、キャビティ基板10のインク供給孔13に対応する位置には、インク供給孔13に連通するインク導入孔32が形成されている。そして、図示しないインクタンクからこのインク導入孔32及びインク供給孔13を介して共通インク室12にインクが導入されるようになっている。
On the other hand, the
また、各溝31には、各可撓性電極15を変位させる静電気力を発生させるための固定電極である個別電極33が、可撓性電極15との間に所定の間隔を確保した状態でそれぞれ配置されている。また、溝31内には、キャビティ基板10の貫通孔14に対向する領域に、図示しない駆動配線が接続される個別端子部34が形成されており、この個別端子部34と各個別電極33とはリード電極35によって接続されている。なお、図示しないが、これら各個別電極33及び可撓性電極15は絶縁膜によって封止され、また個別端子部34と共通端子部16との間には、接続配線を介して駆動電圧パルスを印加するためのドライバIC(図示なし)が接続されている。
Further, in each
このようなインクジェット式記録ヘッド210では、ドライバICによって個別電極33と可撓性電極15との間に駆動電圧を印加すると、これら個別電極33と可撓性電極15との隙間に発生する静電気力によって可撓性電極15が個別電極33側に撓み変形して、圧力室11の容積が拡大し、駆動電圧の印加を解除すると、可撓性電極15が元の状態に復帰して圧力室11の容積が収縮する。そして、このとき発生する圧力室11内の圧力変化によって、圧力室11内のインクの一部が、ノズル21からインク滴として吐出される。
In such an ink
ここで、このようなインクジェット式記録ヘッド210の可撓性電極15と個別電極33との間に印加される駆動電圧パルスについて、図4〜図5を参照して説明する。なお、図4〜図5は、本発明の実施形態1に係る駆動電圧パルスを示す波形図である。なお、駆動電圧パルスの印加電圧はパルス電圧V、印加時間はパルス幅Pw、駆動電圧パルスの印加周期はパルス間隔Pwiで示している。
Here, driving voltage pulses applied between the
駆動電圧パルスとしては、例えば、図4〜図5に示すように、一定時間(例えば、142μ秒)内に1〜3回のインク液滴を吐出させて1ドットの画素の印字を行う3種類が挙げられる。 As the drive voltage pulse, for example, as shown in FIGS. 4 to 5, three types of printing one dot pixel are performed by ejecting ink droplets 1 to 3 times within a certain time (for example, 142 μsec). Is mentioned.
詳しくは、駆動電圧パルスとして、図4(a)〜図4(c)に示すように、一定時間内に3回の駆動電圧パルスを連続して印加してインク液滴を3回吐出させて1ドットの画素の印字を行う3/3ショット印字を行うものが挙げられる。なお、図4(a)は、可撓性電極15と個別電極33との間に印加する駆動電圧の極性を正逆正と反転させたもの、図4(b)は、駆動電圧の極性を逆正逆と反転させたもの、図4(c)は、駆動電圧の極性を正逆逆と反転させたものである。
Specifically, as shown in FIG. 4A to FIG. 4C, as the driving voltage pulse, three driving voltage pulses are continuously applied within a predetermined time to eject ink droplets three times. One that performs 3/3 shot printing that prints 1-dot pixels is included. 4A shows a case where the polarity of the drive voltage applied between the
また、駆動電圧パルスとして、図5(a)及び図5(b)に示すように、一定時間内に2回の駆動電圧パルスを連続して印加してインク液滴を2回吐出させて1ドットの画素の印字を行う2/3ショット印字を行うものが挙げられる。なお、図5(a)は、可撓性電極15と個別電極33との間に印加する駆動電圧の極性を正逆と反転させたもの、図5(b)は、駆動電圧の極性を逆正と反転させたものである。
Further, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), as the drive voltage pulse, two drive voltage pulses are continuously applied within a predetermined time to eject ink droplets twice, thereby causing 1 One that performs 2/3 shot printing that prints dot pixels is included. 5A shows a case where the polarity of the drive voltage applied between the
さらに、駆動電圧パルスとして、図5(c)及び図5(d)に示すように、一定時間内に1回の駆動電圧パルスを印加してインク液滴を1回吐出させて1ドットの画素の印字を行う1/3ショット印字を行うものが挙げられる。なお、図5(c)は、可撓性電極15と個別電極33との間に印加する駆動電圧の極性を正としたもの、図5(d)は、駆動電圧の極性を逆としたものである。
Further, as shown in FIG. 5C and FIG. 5D, a drive voltage pulse is applied once within a predetermined time as a drive voltage pulse, and an ink droplet is ejected once to form a one-dot pixel. In this case, 1/3 shot printing is performed. FIG. 5C shows the case where the polarity of the drive voltage applied between the
そして、図4(a)〜図5(b)に示すように、3/3ショット印字や2/3ショット印字で使用される駆動電圧パルスは、可撓性電極15と個別電極33との間に極性が正及び逆の電圧が繰り返し印加されるため、可撓性電極15が個別電極33に当接して絶縁膜17が帯電したとしても、それがキャンセルされて、絶縁膜17が帯電するのを防止することができる。
As shown in FIGS. 4A to 5B, the driving voltage pulse used in 3/3 shot printing or 2/3 shot printing is generated between the
これに対して、図5(c)及び図5(d)に示すように、1/3ショット印字の駆動電圧パルスを繰り返し印加すると、極性が正又は逆の電圧の印加のみが連続して行われることになり、1/3ショット印字を繰り返し行うと、絶縁膜17の帯電がキャンセルされずに絶縁膜17が帯電してしまう。
In contrast, as shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), when the driving voltage pulse for 1/3 shot printing is repeatedly applied, only the application of a positive or reverse voltage is continuously performed. Therefore, if 1/3 shot printing is repeated, charging of the insulating
このため、本発明では、絶縁膜17の膜厚を113nm以上とすることで、1/3ショット印字を繰り返し行って、極性が同じ電圧が繰り返し印加されても、絶縁膜17が帯電するのを防止している。
Therefore, in the present invention, by setting the thickness of the insulating
ここで、絶縁膜17の膜厚を変更したインクジェット式記録ヘッド210を複数形成し、インクジェット式記録ヘッド210に1/3ショット印字を繰り返し行わせて、印字不良の発生率を測定する耐久試験を行った。この結果を図6に示す。なお、インクジェット式記録ヘッド210は、絶縁膜17が同一膜厚となるように、1枚のシリコンウェハに図1に示すような1つのチップサイズで同時に30個形成した。また、図6は、1枚のシリコンウェハの面内での絶縁膜17の平均値(ウェハ平均:菱形マーク)、最大値(ウェハMAX:四角マーク)、最小値(ウェハMIN:三角マーク)と、印字不良率との関係を示している。
Here, an endurance test is performed in which a plurality of ink jet recording heads 210 with different film thicknesses of the insulating
さらに、耐久試験は、各インクジェット式記録ヘッド210に1/3ショット印字を印加電圧Vが34V、Pwが7.5μsで、且つ環境温度が35℃で13000回繰り返し行わせた。
Further, in the durability test, 1/3 shot printing was repeatedly performed 13,000 times on each ink
図6に示すように、絶縁膜の膜厚が113nmより薄い場合には、印字不良が発生しているのに対し、絶縁膜の膜厚が113nm以上の場合には、印字不良の発生を防止できることが分かる。 As shown in FIG. 6, when the thickness of the insulating film is thinner than 113 nm, a printing failure occurs. On the other hand, when the insulating film thickness is 113 nm or more, the occurrence of printing failure is prevented. I understand that I can do it.
なお、絶縁膜の膜厚は、138nmより厚いと、可撓性電極15の剛性が高くなってしまうと共に、電界強度が低下して可撓性電極15に所望の撓み変形を行わせることができず、変位量が減少すると共に、インク吐出特性が低下してしまう。このため、絶縁膜17の膜厚を113〜138nmとすることで、1/3ショット印字を繰り返し行わせても、絶縁膜17が個別電極33に当接することによる帯電を防止することができ、可撓性電極15を繰り返し撓み変形させた際の初期安定位置を安定させて、連続駆動によるインク吐出特性を安定させて耐久性を向上することができる。また、インクジェット式記録ヘッド210に、3/3ショット印字、2/3ショット印字、1/3ショット印字及び印字しないの4つの階調の印字を行わせることができるため、階調表現を広げることができる。
If the thickness of the insulating film is thicker than 138 nm, the flexibility of the
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態1を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although Embodiment 1 of this invention was demonstrated, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.
例えば、上述した実施形態1では、キャビティ基板10の電極基板30側の全面に亘って絶縁膜17を形成するようにしたが、特にこれに限定されず、絶縁膜17は、少なくとも可撓性電極15が個別電極33に当接する領域に設けられていればよく、可撓性電極15の個別電極33に相対向する領域に設けられていればよい。
For example, in Embodiment 1 described above, the insulating
また、上述した実施形態1では、絶縁膜17の材料として、二酸化シリコンを例示したが、耐圧を有する酸化膜であれば、特にこれに限定されず、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO2)等を用いることもできる。
In Embodiment 1 described above, silicon dioxide is exemplified as the material of the insulating
さらに、上述した実施形態1では、液体噴射ヘッドとしてインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドを例に挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般に適用することができる。例えば、液体噴射ヘッドとして、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(電界放出ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を適用することができる。 Furthermore, in the first embodiment described above, an ink jet recording head that ejects ink droplets as a liquid ejecting head has been described as an example. However, the present invention can be widely applied to all liquid ejecting heads. For example, as a liquid ejecting head, for forming electrodes such as a recording head used in an image recording apparatus such as a printer, a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an organic EL display, and an FED (field emission display). An electrode material ejecting head used, a bioorganic matter ejecting head used for biochip production, or the like can be applied.
1A、1B カートリッジ、3 キャリッジ、 10 キャビティ基板、 11 圧力室、 12 共通インク室、 14 貫通孔、 15 可撓性電極、 17 絶縁膜、 20 ノズルプレート、 21 ノズル、 21a 小径部、 21b 大径部、 22 ノズル段差部、 23 供給口、 24 露出孔、 25 撥水撥油膜、 30 電極基板、 31 溝、 33 個別電極、 200 ヘッドユニット、 210 インクジェット式記録ヘッド 1A, 1B cartridge, 3 carriage, 10 cavity substrate, 11 pressure chamber, 12 common ink chamber, 14 through hole, 15 flexible electrode, 17 insulating film, 20 nozzle plate, 21 nozzle, 21a small diameter portion, 21b large diameter portion , 22 nozzle step, 23 supply port, 24 exposure hole, 25 water / oil repellent film, 30 electrode substrate, 31 groove, 33 individual electrode, 200 head unit, 210 ink jet recording head
Claims (4)
前記可撓性電極の前記固定電極に相対向する領域には、酸化膜からなる絶縁膜が、113〜138nmの膜厚で設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A plurality of pressure chambers communicating with a nozzle from which liquid droplets are ejected; a flexible electrode provided on one surface of the pressure chamber; and a fixed electrode disposed to face the flexible electrode at a predetermined interval. Then, a driving voltage pulse is applied between the flexible electrode and the fixed electrode, and the flexible electrode is vibrated by an electrostatic force generated between them, thereby generating a pressure fluctuation in the pressure chamber. A liquid ejecting head for ejecting liquid droplets from the nozzle,
In the liquid jet head, an insulating film made of an oxide film having a thickness of 113 to 138 nm is provided in a region of the flexible electrode facing the fixed electrode.
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