JP6983679B2 - インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係る、インクジェットプリンタのヘッドキャリッジに搭載して使用するオンデマンド型のインクジェットヘッド1を示す斜視図である。以下の説明では、X軸、Y軸、Z軸からなる直交座標系を用いる。図中の矢印の指し示す方向を便宜上プラス方向とする。X軸方向は印刷幅方向に対応する。Y軸方向は記録媒体が搬送される方向に対応する。Z軸プラス方向は記録媒体に対向する方向である。
このインクジェットヘッド1は、いわゆるせん断モードシェアードウォールのサイドシューター型である。
圧電部材30は、後述するノズルNと連通する位置に圧力室32を形成し、圧力室32内の圧力を変化させて圧力室32内のインクを吐出させる。なお、インクが流通する圧力室32は、隣り合った2つのチャネル壁の間の溝に位置した空間である。圧力室32の幅、ここでは、圧力室32のX軸方向に沿った寸法は、好ましくは20乃至100μmの範囲内にあり、より好ましくは、30乃至70μmの範囲内にある。
電極保護膜34の厚さは、好ましくは1乃至10μmの範囲内にあり、より好ましくは2乃至5μmの範囲内にある。電極保護膜34の膜厚が大きすぎる場合、圧力室32の容積が小さくなりすぎる虞があり、また、圧力室32が拡張及び縮小するような変形を妨げる虞がある。電極保護膜34の膜厚を小さくすると、電圧パルスを繰り返し印加した後の絶縁性が不十分となるか、または、初期の絶縁性が不十分となる虞がある。したがって、上記の構成を採用することは、圧電部材30の作動を阻害することなく、長期の絶縁耐久性に優れたインクジェットヘッドを得る上で有利である。
絶縁層342は、ポリパラキシレン骨格を有する化合物として、以下の一般式(I)で表される化合物を含んでいることが好ましい。
絶縁層342の厚さは、一例によれば、1μm乃至5μmの範囲内にある。
下地層341は、絶縁層342の材料とは異なる材料からなる。また、下地層341は、電気固有抵抗が1×1013Ω・cm2以上である材料からなる。下地層341の材料は、好ましくは、電気固有抵抗が1×1013Ω・cm2乃至1×1017Ω・cm2の範囲内にあり、より好ましくは、1×1015Ω・cm2乃至1×1016Ω・cm2の範囲内にある。下地層341の材料は、絶縁層342の材料と同等又はより大きな電気固有抵抗を有していることが好ましい。
チャネル壁に直交する方向に電界を印加していない場合には、チャネル壁は直立した状態である。
実施形態に係るインクジェットプリンタ100は、インクジェットヘッド1と、インクジェットヘッド1に対向して記録媒体を保持する媒体保持機構110とを備えている。
まず、画像処理手段(図示しない)が、記録のための画像処理を開始し、画像データに対応した画像信号を生成するとともに、各種ローラや負圧チャンバ111などの動作を制御する制御信号を生成する。
例えば、下地層341の厚さ方向における電気抵抗が、絶縁層342の厚さ方向における電気抵抗と同等である場合、分圧の原理によって、絶縁層342に印加される電圧は、電極保護膜34に印加される電圧Vの半分の大きさとなる。同様にして、下地層341の厚さ方向における電気抵抗が、絶縁層342の厚さ方向における電気抵抗よりも大きい場合、絶縁層342に印加される電圧は、より小さくなる。
(例1)
図1乃至図4に示すインクジェットヘッド1を、以下のように作製した。
まず、ノズルプレート50と、圧電部材30と、電極33とを備えた構造体を形成した。
次に、電極33上に電極保護膜34を形成した。
具体的には、まず、ビスフェノールA型エポキシ樹脂からなる下地層341を気相堆積法により成膜した。続いて、下地層341の上に、ポリモノクロロパラキシリレンからなる絶縁層342を気相堆積法により成膜した。
以下のことを除いて、例1と同様にインクジェットヘッド1を作製した。
上記の絶縁層342の材料からなる単層の膜を形成し、これを電極保護膜とした。圧電部材30と圧力室32との間に位置する部分において、電極保護膜の膜厚は2μmであった。
以下、このようにして作製したインクジェットヘッド1を、インクジェットヘッドC1と表記する。
インクジェットヘッドN1及びC1の電極33に対して電圧パルスを印加し、リーク電流値を観測した。具体的には、まず、インクジェットヘッドN1又はC1の電極33に対して振幅が60Vの電圧パルスを1×107回印加した。その後、電極33とインクとの間での電流のリークを測定した。同様の測定を、1×107回、1×108回、1×109回、1×1010回、1×1011回及び1×1012回の電圧パルスの印加を行なったインクジェットヘッドについても行なった。結果を図7に示す。図7は、電圧パルスを印加した回数に対する電極保護膜のリーク電流値の関係を示すグラフである。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
[1]
記録媒体へ向けてインクを吐出するノズルが設けられたノズルプレートと、
前記ノズルと連通する位置に圧力室を形成し、前記圧力室内の圧力を変化させて前記圧力室内の前記インクを吐出させる圧電部材と、
前記圧電部材のうち前記圧力室と隣接した部分に位置し、前記圧電部材に駆動パルスを印加する電極と、
前記電極を被覆する電極保護膜と
を備え、
前記電極保護膜は、
ポリパラキシレン骨格を有する化合物を含んだ絶縁層と、
電気固有抵抗が1×10 13 Ω・cm 2 以上である材料からなり、前記電極と前記絶縁層との間に位置し、前記圧電部材と前記圧力室との間に位置する部分における膜厚が1μm乃至10μmの範囲内にある下地層と
を含んだインクジェットヘッド。
[2]
前記圧電部材と前記圧力室との間に位置する部分において、前記絶縁層の膜厚に対する前記下地層の膜厚の比が1乃至3の範囲内にある項1に記載のインクジェットヘッド。
[3]
前記材料は、エポキシ系樹脂又はシリコングリス系樹脂である項1又は2に記載のインクジェットヘッド。
[4]
前記ポリパラキシレン骨格を有する化合物は、ポリモノクロロパラキシリレンを含んでいる項1乃至3の何れか1項に記載のインクジェットヘッド。
[5]
項1乃至4の何れか1項に記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに対向して前記記録媒体を保持する媒体保持機構と
を備えたインクジェットプリンタ。
Claims (5)
- 記録媒体へ向けてインクを吐出するノズルが設けられたノズルプレートと、
前記ノズルプレートと向き合ったアクチュエータ基板と、
前記アクチュエータ基板の前記ノズルプレートと向き合った面の上に設けられ、前記ノズルと連通する位置に、前記ノズルプレート側で開口し、圧力室を形成する溝を有し、前記圧力室内の圧力を変化させて前記圧力室内の前記インクを吐出させる圧電部材と、
前記溝の側壁及び底面上に設けられ、前記圧電部材に駆動パルスを印加する電極と、
前記電極と、前記圧電部材の前記ノズルプレートと向き合った面とを被覆する電極保護膜と
を備え、
前記電極保護膜は、
ポリパラキシレン骨格を有する化合物を含んだ絶縁層と、
電気固有抵抗が1×1013Ω・cm2以上である材料からなり、前記電極と前記絶縁層との間及び前記圧電部材と前記絶縁層との間に位置し、前記圧電部材と前記圧力室との間に位置する部分における膜厚が1μm乃至10μmの範囲内にある下地層と
を含んだインクジェットヘッド。 - 前記圧電部材と前記圧力室との間に位置する部分において、前記絶縁層の膜厚に対する前記下地層の膜厚の比が1乃至3の範囲内にある請求項1に記載のインクジェットヘッド。
- 前記材料は、エポキシ系樹脂又はシリコングリス系樹脂である請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。
- 前記ポリパラキシレン骨格を有する化合物は、ポリモノクロロパラキシリレンを含んでいる請求項1乃至3の何れか1項に記載のインクジェットヘッド。
- 請求項1乃至4の何れか1項に記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに対向して前記記録媒体を保持する媒体保持機構と
を備えたインクジェットプリンタ。
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