JPH06238897A - インクジェットプリンターヘッド - Google Patents
インクジェットプリンターヘッドInfo
- Publication number
- JPH06238897A JPH06238897A JP5508893A JP5508893A JPH06238897A JP H06238897 A JPH06238897 A JP H06238897A JP 5508893 A JP5508893 A JP 5508893A JP 5508893 A JP5508893 A JP 5508893A JP H06238897 A JPH06238897 A JP H06238897A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- film
- oxide film
- printer head
- jet printer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】圧電駆動式インクジェットプリンターに関し
て、インク吐出特性が安定した高度の信頼性を持つこと
を可能とするインクジェットプリンターヘッドを提供す
る。 【構成】圧電性セラミックからなる貫通した溝を有する
圧電性基板において、この溝内部に電極膜を形成し、そ
の上に気相合成法によりパリレン膜を堆積後、パリレン
膜上に無機酸化物膜を積層する構成とした。 【効果】インク流路内の電極上に形成したパリレン膜を
インクに対して親液性を改善することにより、インク注
入時の空気の混入を防ぐことが可能となり、インク吐出
特性が安定した高度の信頼性を有するインクジェットプ
リンターヘッドを提供することが可能となる。
て、インク吐出特性が安定した高度の信頼性を持つこと
を可能とするインクジェットプリンターヘッドを提供す
る。 【構成】圧電性セラミックからなる貫通した溝を有する
圧電性基板において、この溝内部に電極膜を形成し、そ
の上に気相合成法によりパリレン膜を堆積後、パリレン
膜上に無機酸化物膜を積層する構成とした。 【効果】インク流路内の電極上に形成したパリレン膜を
インクに対して親液性を改善することにより、インク注
入時の空気の混入を防ぐことが可能となり、インク吐出
特性が安定した高度の信頼性を有するインクジェットプ
リンターヘッドを提供することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電駆動式インクジェッ
トプリンターのヘッド部の構造に関し、特に電極膜の表
面に被覆する絶縁膜の構成に関する。
トプリンターのヘッド部の構造に関し、特に電極膜の表
面に被覆する絶縁膜の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンピュータ出力等の応用分野に
おけるノンインパクトプリンターの一方式であるインク
ジェットプリンターにおいて圧電体の圧電作用をインク
吐出の駆動力に応用した方式が特公平４−４８６２２や
特開昭６３−２４７０５１等に提案されている。その代
表的な製造方法および構造は圧電性基板にインク流路の
ための微細な貫通した溝の加工を施した後、その表面に
電極膜を形成、表面を研磨加工し、溝内部に電極膜を残
し、その上に絶縁膜として気相合成法によるポリパラキ
シリレン樹脂からなるパリレン膜を形成する。この絶縁
膜はインクの不安定吐出の原因となるインクの電気分解
による気泡発生およびインクの変質を防ぐための重要な
構成体として位置づけられている。パリレン膜の製法は
原料であるジパラキシリレン固体ダイマーを気化、熱分
解し、発生した安定なジラジカルパラキシリレンモノマ
ーが基材上において吸着と重合の同時反応を起こすこと
によって形成される。このコーティング膜は従来の液状
コーティングや粉末コーティングでは不可能な精密コー
ティングを可能とするものであり、被着物の形状、材質
を選ばず、室温でのコーティングが可能であるなど、他
に類の無い数々の優れた特質を有する。したがって超精
密部品のコーティングをはじめ、汎用品のコーティング
に至るまで最適なコーティング被膜として注目されてい
る。
おけるノンインパクトプリンターの一方式であるインク
ジェットプリンターにおいて圧電体の圧電作用をインク
吐出の駆動力に応用した方式が特公平４−４８６２２や
特開昭６３−２４７０５１等に提案されている。その代
表的な製造方法および構造は圧電性基板にインク流路の
ための微細な貫通した溝の加工を施した後、その表面に
電極膜を形成、表面を研磨加工し、溝内部に電極膜を残
し、その上に絶縁膜として気相合成法によるポリパラキ
シリレン樹脂からなるパリレン膜を形成する。この絶縁
膜はインクの不安定吐出の原因となるインクの電気分解
による気泡発生およびインクの変質を防ぐための重要な
構成体として位置づけられている。パリレン膜の製法は
原料であるジパラキシリレン固体ダイマーを気化、熱分
解し、発生した安定なジラジカルパラキシリレンモノマ
ーが基材上において吸着と重合の同時反応を起こすこと
によって形成される。このコーティング膜は従来の液状
コーティングや粉末コーティングでは不可能な精密コー
ティングを可能とするものであり、被着物の形状、材質
を選ばず、室温でのコーティングが可能であるなど、他
に類の無い数々の優れた特質を有する。したがって超精
密部品のコーティングをはじめ、汎用品のコーティング
に至るまで最適なコーティング被膜として注目されてい
る。
【０００３】このように作製した圧電性基板の溝を有す
る面どうしを対向させて接着、あるいは溝を有する面上
にガラス、セラミック、金属あるいはプラスチック製の
平板を接着することによってインク流路を形成する。さ
らにインク流路の一方の端部にインク吐出孔を有し、外
部表面にテフロンに代表される撥液性膜をコーティング
したノズル板を接着した後、前記電極に駆動回路を接続
することによって構成される。
る面どうしを対向させて接着、あるいは溝を有する面上
にガラス、セラミック、金属あるいはプラスチック製の
平板を接着することによってインク流路を形成する。さ
らにインク流路の一方の端部にインク吐出孔を有し、外
部表面にテフロンに代表される撥液性膜をコーティング
したノズル板を接着した後、前記電極に駆動回路を接続
することによって構成される。
【０００４】このインクジェットプリンターヘッドの駆
動原理は各溝中に形成された電極に電圧を印加すると溝
を形成する隔壁がその圧電作用のために前記インク流路
の容積を増大または減少せしめるように変形する。そし
てこの減少の変形によって生じた圧力が溝内部に充填さ
れたインクに伝播し、ノズル孔からインク滴として吐出
するものである。
動原理は各溝中に形成された電極に電圧を印加すると溝
を形成する隔壁がその圧電作用のために前記インク流路
の容積を増大または減少せしめるように変形する。そし
てこの減少の変形によって生じた圧力が溝内部に充填さ
れたインクに伝播し、ノズル孔からインク滴として吐出
するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
インクジェットプリンターヘッドの構造において用いら
れる絶縁膜であるパリレン膜は極めて高い撥液性を示す
ためインク、特に水性インクの注入が非常に困難であ
り、また注入時にインクとパリレン膜間に空気が混入さ
れ、駆動源となる圧電体の変位による圧力が緩和されて
しまう。このため発生した圧力がインク流体に充分伝播
せず、インクの不安定吐出の大きな原因となっていた。
この対策としてパリレン膜の表面をプラズマ処理や親水
性モノマーによるグラフト重合処理によってインクに対
して親液性にする方法も本出願人により提案されてはい
るが、この方法では親液性の長期安定性が必ずしも充分
ではない問題があった。
インクジェットプリンターヘッドの構造において用いら
れる絶縁膜であるパリレン膜は極めて高い撥液性を示す
ためインク、特に水性インクの注入が非常に困難であ
り、また注入時にインクとパリレン膜間に空気が混入さ
れ、駆動源となる圧電体の変位による圧力が緩和されて
しまう。このため発生した圧力がインク流体に充分伝播
せず、インクの不安定吐出の大きな原因となっていた。
この対策としてパリレン膜の表面をプラズマ処理や親水
性モノマーによるグラフト重合処理によってインクに対
して親液性にする方法も本出願人により提案されてはい
るが、この方法では親液性の長期安定性が必ずしも充分
ではない問題があった。
【０００６】本発明の目的は電極膜上に形成したパリレ
ン膜をインクに対して親液性にすることによりインク注
入を容易にし、さらにはインク注入時の空気の混入を防
ぐことにより、インク吐出特性が安定した高度の信頼性
を有するインクジェットプリンターヘッドを提供するこ
とである。
ン膜をインクに対して親液性にすることによりインク注
入を容易にし、さらにはインク注入時の空気の混入を防
ぐことにより、インク吐出特性が安定した高度の信頼性
を有するインクジェットプリンターヘッドを提供するこ
とである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、圧電性セラミックからなる貫通した溝
を有する圧電性基板に設けた溝の内面に電極膜を形成
し、その上に気相合成法によりパリレン膜を堆積し、更
にその上に親液性に優れた無機酸化物膜を積層したこと
を特徴とする。
め、本発明では、圧電性セラミックからなる貫通した溝
を有する圧電性基板に設けた溝の内面に電極膜を形成
し、その上に気相合成法によりパリレン膜を堆積し、更
にその上に親液性に優れた無機酸化物膜を積層したこと
を特徴とする。
【０００８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明によるインクジェットプリンターヘッ
ドに用いられる圧電性基板１の断面模式図である。ダイ
ヤモンドブレードカッターによって微細溝加工を施した
圧電性基板１にスパッタリング法によって下層をクロ
ム、上層を金とする電極膜を形成する。溝の代表的な寸
法は幅１００ミクロン、深さ４００ミクロン、長さ１０
ミリメートルである。この圧電性基板１の表面を研磨す
ることによって溝内部に電極１０を残す。次に圧電性基
板１の表面および溝内部に気相合成法によってパリレン
膜１２を約５ミクロン形成する。パリレン膜１２は圧電
性基板１の溝内部がその加工方法のために平滑性が不十
分であるため、膜厚が１ミクロン未満では完全に電極１
０全面を被覆することができず、絶縁性を保持すること
が困難であり、また膜厚が１０ミクロンを越えるとパリ
レン膜自体の剛性のために溝を形成する隔壁の変形が抑
制されてしまい、インクの吐出が不充分になってしま
う。したがってパリレン膜の膜厚は１ミクロン以上１０
ミクロン以内が好ましく、更に好ましくは２ミクロン以
上６ミクロン以下であることが本出願人によって確認さ
れている。そして、パリレン膜１２を形成後、パリレン
膜１２上に無機酸化物膜であるシリコン酸化物膜１４を
スパッタリング法により０．１ミクロン積層する。シリ
コン酸化物膜の形成にはスパッタリング法以外にもイオ
ンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法などの気相合成
法、またゾル−ゲル法などのウェットプロセスでも可能
である。また、ここで用いる無機酸化物膜はシリコン酸
化物膜のほかに、クロム酸化物膜、タンタル酸化物膜、
アルミニウム酸化物膜などの他の無機酸化物膜でもイン
ク、特に水性インクに対し親液性を示す。しかし、これ
らの無機酸化物膜はその内部応力のためにパリレン膜１
２上では密着性に劣り、本実施例で用いたシリコン酸化
物膜の場合、膜厚が約０．５ミクロンを越えると剥離し
てしまう現象が観察された。したがって最適膜厚として
は０．５ミクロン以下が適当であり、親液性機能として
も充分その性能を満たすものである。
る。図１は本発明によるインクジェットプリンターヘッ
ドに用いられる圧電性基板１の断面模式図である。ダイ
ヤモンドブレードカッターによって微細溝加工を施した
圧電性基板１にスパッタリング法によって下層をクロ
ム、上層を金とする電極膜を形成する。溝の代表的な寸
法は幅１００ミクロン、深さ４００ミクロン、長さ１０
ミリメートルである。この圧電性基板１の表面を研磨す
ることによって溝内部に電極１０を残す。次に圧電性基
板１の表面および溝内部に気相合成法によってパリレン
膜１２を約５ミクロン形成する。パリレン膜１２は圧電
性基板１の溝内部がその加工方法のために平滑性が不十
分であるため、膜厚が１ミクロン未満では完全に電極１
０全面を被覆することができず、絶縁性を保持すること
が困難であり、また膜厚が１０ミクロンを越えるとパリ
レン膜自体の剛性のために溝を形成する隔壁の変形が抑
制されてしまい、インクの吐出が不充分になってしま
う。したがってパリレン膜の膜厚は１ミクロン以上１０
ミクロン以内が好ましく、更に好ましくは２ミクロン以
上６ミクロン以下であることが本出願人によって確認さ
れている。そして、パリレン膜１２を形成後、パリレン
膜１２上に無機酸化物膜であるシリコン酸化物膜１４を
スパッタリング法により０．１ミクロン積層する。シリ
コン酸化物膜の形成にはスパッタリング法以外にもイオ
ンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法などの気相合成
法、またゾル−ゲル法などのウェットプロセスでも可能
である。また、ここで用いる無機酸化物膜はシリコン酸
化物膜のほかに、クロム酸化物膜、タンタル酸化物膜、
アルミニウム酸化物膜などの他の無機酸化物膜でもイン
ク、特に水性インクに対し親液性を示す。しかし、これ
らの無機酸化物膜はその内部応力のためにパリレン膜１
２上では密着性に劣り、本実施例で用いたシリコン酸化
物膜の場合、膜厚が約０．５ミクロンを越えると剥離し
てしまう現象が観察された。したがって最適膜厚として
は０．５ミクロン以下が適当であり、親液性機能として
も充分その性能を満たすものである。
【０００９】図２は本発明の対象とするインクジェット
プリンターヘッドの組立概観図である。図１のようにし
て加工した圧電性基板１上に厚さ約１ｍｍのガラス蓋２
を接着することによってインク流路４が形成される。そ
して表面にテフロン膜をコーティングしたニッケル製の
ノズル板３をインク流路４端部に接着し、さらに電極１
０を駆動回路に接続することによってインクジェットプ
リンターヘッドが構成される。
プリンターヘッドの組立概観図である。図１のようにし
て加工した圧電性基板１上に厚さ約１ｍｍのガラス蓋２
を接着することによってインク流路４が形成される。そ
して表面にテフロン膜をコーティングしたニッケル製の
ノズル板３をインク流路４端部に接着し、さらに電極１
０を駆動回路に接続することによってインクジェットプ
リンターヘッドが構成される。
【００１０】本発明の実施例の効果を確認するために比
較用ヘッドとして上記の構造においてシリコン酸化物膜
を積層しないヘッドと本発明によって得られたヘッドに
水を７５重量％含有する水性インクをノズル板３とは反
対のインク流路４の端部から毛細管現象によって注入し
た結果、比較用ヘッドは全く注入が不可能であった。更
に強制的にインクを注入すべくノズル板３のインク吐出
孔５をポンプによって真空吸引したところインクの注入
は可能となったがインク流路４内に多数の気泡を巻き込
む現象が観察された。これに対して本発明のヘッドでは
毛細管現象により容易にインク流路４内へインクの注入
が可能であり、気泡の巻き込みも全く観察されなかっ
た。またインク注入後インクの連続吐出試験を行ったと
ころ比較用ヘッドは初期において吐出が可能であったも
のの約３０秒で吐出不可能になってしまった。これに対
して本発明のヘッドは長時間安定な吐出が可能であっ
た。
較用ヘッドとして上記の構造においてシリコン酸化物膜
を積層しないヘッドと本発明によって得られたヘッドに
水を７５重量％含有する水性インクをノズル板３とは反
対のインク流路４の端部から毛細管現象によって注入し
た結果、比較用ヘッドは全く注入が不可能であった。更
に強制的にインクを注入すべくノズル板３のインク吐出
孔５をポンプによって真空吸引したところインクの注入
は可能となったがインク流路４内に多数の気泡を巻き込
む現象が観察された。これに対して本発明のヘッドでは
毛細管現象により容易にインク流路４内へインクの注入
が可能であり、気泡の巻き込みも全く観察されなかっ
た。またインク注入後インクの連続吐出試験を行ったと
ころ比較用ヘッドは初期において吐出が可能であったも
のの約３０秒で吐出不可能になってしまった。これに対
して本発明のヘッドは長時間安定な吐出が可能であっ
た。
【００１１】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によればヘッドへのインク注入を容易にし、さらにはイ
ンク注入時の空気の混入を防ぐことが可能となり、イン
ク吐出特性が安定した高度の信頼性を有するインクジェ
ットプリンターヘッドを提供することが可能となる。
によればヘッドへのインク注入を容易にし、さらにはイ
ンク注入時の空気の混入を防ぐことが可能となり、イン
ク吐出特性が安定した高度の信頼性を有するインクジェ
ットプリンターヘッドを提供することが可能となる。
【図１】本発明のインクジェットプリンターヘッドにお
ける圧電性基板１の模式断面図である。
ける圧電性基板１の模式断面図である。
【図２】本発明の対象とするインクジェットプリンター
ヘッドの組立概観図である。
ヘッドの組立概観図である。
１ 圧電性基板 ２ ガラス蓋 ３ ノズル板 ４ インク流路 ５ インク吐出孔 ６ 溝 １０ 電極 １２ パリレン膜 １４ シリコン酸化物膜
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電性セラミックからなる圧電性基板に
形成されている互いに平行な多数の溝と、この溝の上部
に接着されている平板状の蓋とにより規定され、あるい
はこの溝を有する面どうしを対向させて接着することに
より規定されるインク流路と、このインク流路の一方の
端部に接着されているインク吐出孔を有するノズル板と
によって構成され、インク流路内面に駆動用電極膜を有
する圧電駆動式インクジェットプリンターヘッドにおい
て、前記電極膜の表面上にパリレン膜、無機酸化物膜が
順次積層されていることを特徴とするインクジェットプ
リンターヘッド。 - 【請求項２】無機酸化物膜がシリコン酸化物膜、クロム
酸化物膜、タンタル酸化物膜、アルミニウム酸化物膜の
中から選ばれることを特徴とする請求項１に記載のイン
クジェットプリンターヘッド。 - 【請求項３】無機酸化物膜がシリコン酸化物膜であり、
更にその膜厚が０．５ミクロン以下であることを特徴と
する請求項１に記載のインクジェットプリンターヘッ
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5508893A JPH06238897A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | インクジェットプリンターヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5508893A JPH06238897A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | インクジェットプリンターヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06238897A true JPH06238897A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12988977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5508893A Pending JPH06238897A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | インクジェットプリンターヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06238897A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013188892A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Toshiba Tec Corp | インクジェットヘッド |
| JP2013193447A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Toshiba Tec Corp | インクジェットヘッド |
| KR20130142456A (ko) * | 2012-06-19 | 2013-12-30 | 삼성디스플레이 주식회사 | 잉크젯 프린트 헤드 및 이의 제조 방법 |
| KR20130143208A (ko) * | 2012-06-21 | 2013-12-31 | 삼성디스플레이 주식회사 | 잉크젯 프린트 헤드 및 이의 제조 방법 |
| JP2019508285A (ja) * | 2016-01-28 | 2019-03-28 | ザール・テクノロジー・リミテッド | 液滴堆積ヘッド |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP5508893A patent/JPH06238897A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013188892A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Toshiba Tec Corp | インクジェットヘッド |
| JP2013193447A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Toshiba Tec Corp | インクジェットヘッド |
| US8905522B2 (en) | 2012-03-22 | 2014-12-09 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Ink-jet head and method of manufacturing ink-jet head |
| KR20130142456A (ko) * | 2012-06-19 | 2013-12-30 | 삼성디스플레이 주식회사 | 잉크젯 프린트 헤드 및 이의 제조 방법 |
| KR20130143208A (ko) * | 2012-06-21 | 2013-12-31 | 삼성디스플레이 주식회사 | 잉크젯 프린트 헤드 및 이의 제조 방법 |
| US9139001B2 (en) | 2012-06-21 | 2015-09-22 | Samsung Display Co., Ltd. | Inkjet print head and method for manufacturing the same |
| JP2019508285A (ja) * | 2016-01-28 | 2019-03-28 | ザール・テクノロジー・リミテッド | 液滴堆積ヘッド |
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