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

Description

本発明の実施形態は、インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタに関する。

近年、インクジェットヘッドにおいては、導電性インクなどの多様なインクを吐出させるため、電極等をインクから保護することが求められている。

このような要求に対し、絶縁性を有する被膜を、電極を被覆するように設けたインクジェットヘッドが知られている。（特許文献１）

特開２００３−１９７９７号公報

本発明が解決しようとする課題は、絶縁耐久性に優れたインクジェットヘッド、及びこのようなインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタを提供することにある。

実施形態によれば、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、ノズルプレートと向き合ったアクチュエータ基板と、アクチュエータ基板のノズルプレートと向き合った面の上に設けられ、ノズルと連通する位置に、ノズルプレート側で開口し、圧力室を形成する溝を有し、圧力室内の圧力を変化させて圧力室内のインクを吐出させる圧電部材と、溝の側壁及び底面上に設けられ、圧電部材に駆動パルスを印加する電極と、電極と、圧電部材の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たインクジェットヘッドが提供される。この電極保護膜は、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１×１０^１３Ω・ｃｍ^２以上である材料からなり、電極と絶縁層との間及び圧電部材と絶縁層との間に位置し、圧電部材と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でいる。

実施形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。 実施形態に係るインクジェットヘッドを構成する、アクチュエータ基板、フレーム及びノズルプレートを示す分解斜視図。 実施形態に係るインクジェットヘッドの部分切断上面図。 図３に示すインクジェットヘッドの一部を示すＹ軸に垂直な平面に沿った断面図。 実施形態に係るインクジェットプリンタを示す模式図。 実施形態に係るインクジェットヘッドにおいて、下地層と絶縁層とに印加される電圧を説明するための回路図。 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変化量の関係を示すグラフ。

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。
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。

図１を参照して概略的に説明すると、インクジェットヘッド１は、インクマニホールド１０、アクチュエータ基板２０、フレーム４０及びノズルプレート５０を備えている。

アクチュエータ基板２０は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形をなしている。アクチュエータ基板２０の材料としては、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）及びチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）等が挙げられる。

アクチュエータ基板２０は、インクマニホールド１０の開口端を塞ぐようにインクマニホールド１０の上に重ねられている。インクマニホールド１０は、インク供給管１１及びインク戻し管１２を介してインクカートリッジに接続される。

アクチュエータ基板２０上には、フレーム４０が取り付けられている。フレーム４０上には、ノズルプレート５０が取り付けられている。ノズルプレート５０には、Ｙ軸に沿って２列を形成するように、複数のノズルＮがＸ軸方向に沿って所定の間隔をあけて設けられている。

図２は、実施形態に係るインクジェットヘッドを構成するアクチュエータ基板、フレーム及びノズルプレートの分解斜視図である。図３は、実施形態に係るインクジェットヘッドの部分切断上面図である。図４は、図３に示すインクジェットヘッドの一部を示すＹ軸に垂直な平面に沿った断面図である。
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。

図２及び図３に示すように、アクチュエータ基板２０には、Ｙ軸方向の中央部で列を形成するように、複数のインク供給口２１がＸ軸方向に沿って間隔をあけて設けられている。また、アクチュエータ基板２０には、インク供給口２１の列に対してＹ軸プラス方向及びＹ軸マイナス方向においてそれぞれ列を形成するように、複数のインク排出口２２がＸ軸方向に沿って間隔をあけて設けられている。

中央のインク供給口２１の列と一方のインク排出口２２の列との間には、複数の圧電部材３０が設けられている。これら圧電部材３０は、Ｘ軸方向に延びた列を形成している。また、中央のインク供給口２１の列と他方のインク排出口２２の列との間にも、複数の圧電部材３０が設けられている。これら圧電部材３０も、Ｘ軸方向に延びた列を形成している。

複数の圧電部材３０からなる列の各々は、図４に示すように、アクチュエータ基板２０上に積層された第１の圧電体３０１及び第２の圧電体３０２で構成されている。第１の圧電体３０１及び第２の圧電体３０２の材料としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）等が挙げられる。第１の圧電体３０１及び第２の圧電体３０２は、厚さ方向に沿って互いに逆向きに分極されている。

第１の圧電体３０１及び第２の圧電体３０２からなる積層体には、Ｙ軸方向に各々が延び、Ｘ軸方向に配列した複数の溝が設けられている。これら溝は、第２の圧電体３０２側で開口しており、第２の圧電体３０２の厚さよりも大きな深さを有している。以下、この積層体のうち、隣り合った溝に挟まれた部分をチャネル壁という。これらチャネル壁は、Ｙ軸方向に各々が延び、Ｘ軸方向に配列している。
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。

圧力室３２を取り囲む側壁及び底には、電極３３が形成されている。すなわち、圧電部材３０のうち、圧力室３２と隣接した部分には、電極３３が形成されている。これら電極３３は、Ｙ軸方向に沿って延びた配線パターン３１に接続されている。電極３３は、圧電部材３０に駆動パルスを印加する。

後述するフレキシブルプリント基板との接続部を除き、電極３３及び配線パターン３１を含むアクチュエータ基板２０の表面には、電極保護膜３４が形成されている。電極保護膜３４については、後で詳述する。

フレーム４０は、図２及び図３に示すように、開口部を有している。この開口部は、アクチュエータ基板２０よりも小さく、かつ、アクチュエータ基板２０のうち、インク供給口２１、圧電部材３０、及びインク排出口２２が設けられた領域よりも大きい。フレーム４０は、例えばセラミックスからなる。フレーム４０は、例えば接着剤によりアクチュエータ基板２０に接合される。

ノズルプレート５０は、ノズルプレート基板と、その媒体対向面（ノズルＮからインクを吐出する吐出面）に設けられた撥油膜とを含んでいる。ノズルプレート基板は、例えば、ポリイミドフィルムなどの樹脂フィルムからなる。なお、撥油膜は省略してもよい。

ノズルプレート５０は、フレーム４０の開口部よりも大きい。ノズルプレート５０は、例えば接着剤によってフレーム４０に接合される。

ノズルプレート５０には、記録媒体へ向けてインクを吐出する複数のノズルＮが設けられている。これらノズルＮは、圧力室３２に対応して２つの列を形成している。ノズルＮは、記録媒体対向面から圧力室３２の方向に進むに従って径が大きくなっている。ノズルＮの寸法は、インクの吐出量に応じて所定の値に設定される。ノズルＮは、例えば、エキシマレーザーを用いたレーザー加工を施すことによって形成することができる。

アクチュエータ基板２０、フレーム４０及びノズルプレート５０は、図１に示すように一体化されており、中空構造を形成している。アクチュエータ基板２０、フレーム４０及びノズルプレート５０によって囲まれた領域は、インク流通室である。インクは、インクマニホールド１０からインク供給口２１を通してインク流通室に供給され、圧力室３２を通過し、余剰のインクがインク排出口２２からインクマニホールド１０へ戻るように循環する。インクの一部は、圧力室３２を流れる間にノズルＮから吐出されて印刷に用いられる。

配線パターン３１には、アクチュエータ基板２０上であってフレーム４０の外側の位置でフレキシブルプリント基板６０が接続されている。フレキシブルプリント基板６０には、圧電部材３０を駆動する駆動回路６１が搭載されている。

電極保護膜３４は、絶縁層３４２と下地層３４１とを含んでいる。
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を含んでいる。
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。

一般式（Ｉ）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、水素原子であってもよく、ハロゲン原子であってもよい。好ましくは、Ｒ１乃至Ｒ４は、水素原子又はフッ素原子であり、Ｒ５乃至Ｒ８は、水素原子又は塩素原子である。

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、上記の一般式（Ｉ）において、Ｒ１乃至Ｒ８の全てが水素原子である化合物、又は、Ｒ１乃至Ｒ４が水素原子であり、Ｒ５乃至Ｒ８の何れかの原子が塩素原子であり且つＲ５乃至Ｒ８のうち他の原子は水素原子である化合物を含んでいることが好ましい。すなわち、絶縁層３４２は、ポリパラキシリレン、又はポリモノクロロパラキシリレンを含んでいることが好ましい。絶縁層３４２は、ポリモノクロロパラキシリレンを含んでいることがより好ましい。

絶縁層３４２を構成する化合物の一例としては、ｄｉＸ（登録商標；ＫＩＳＣＯ社製）が挙げられる。

絶縁層３４２は、従来公知の方法を用いて成膜することができる。例えば、絶縁層３４２は、気相堆積法によって成膜することができる。
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、電極３３と絶縁層３４２との間に位置している。
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１×１０^１３Ω・ｃｍ^２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１×１０^１３Ω・ｃｍ^２乃至１×１０^１７Ω・ｃｍ^２の範囲内にあり、より好ましくは、１×１０^１５Ω・ｃｍ^２乃至１×１０^１６Ω・ｃｍ^２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。

下地層３４１の材料の電気固有抵抗が小さすぎる場合、下地層３４１の膜厚を大きくする必要が生じる。その場合、電極保護膜３４の膜厚が大きくなりすぎるため、後述する圧力室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が妨げられる虞がある。電気固有抵抗の上限値は特に制限されないが、下地層３４１を後述する膜厚の範囲内で形成可能な材料は、一般に、上記の上限値以下の電気固有抵抗を有している。

このような材料としては、例えば、エポキシ系樹脂を用いることができる。エポキシ系樹脂としては、例えば、以下の化学式（ＩＩ）で表されるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いることができる。また、下地層３４１を構成する材料としては、シリコングリス系樹脂を用いることもできる。

下地層３４１は、圧電部材３０と圧力室３２との間に位置した部分の膜厚が１μｍ乃至１０μｍの範囲内にある。この膜厚は、２μｍ乃至５μｍの範囲内にあることが好ましい。下地層３４１の膜厚が大きすぎる場合、後述する圧力室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が妨げられる虞がある。下地層３４１の膜厚が小さすぎる場合、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。

圧電部材３０と圧力室３２との間に位置した部分において、絶縁層３４２の膜厚に対する下地層３４１の膜厚の比は、１乃至３の範囲内にあることが好ましく、１乃至２の範囲内にあることがより好ましい。この比を小さくすると、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虞がある。また、この比を小さくすると、例えば、下地層３４１の材料が絶縁層３４２の材料と比較してより小さな電気固有抵抗を有している場合には、電極保護膜３４の絶縁性が不十分となる可能性がある。他方、この比を大きくすると、圧力室３２の容積が小さくなりすぎる虞があり、圧力室３２が拡張及び縮小するような変形が妨げられる虞がある。

下地層３４１は、例えば、以下の方法によって成膜することができる。すなわち、下地層３４１の成膜方法としては、例えば、高周波スパッタリング法及び熱蒸着法などの気相堆積法が挙げられる。なお、これらの方法において、圧電部材３０の側壁へ下地層３４１を成膜するには、先の側壁に対して斜め方向に下地層の材料を堆積させることが好ましい。

通常、電極３３の表面は、圧電部材３０の表面の凹凸に対応した凹凸を有している。電極３３を被覆している下地層３４１の表面は、電極３３の表面よりも滑らかである。したがって、下地層３４１を設けると、絶縁層３４２にピンホールが発生することを抑制可能となる。そのため、この構造は、優れた絶縁性を発揮するインクジェットヘッドを得る上で有利である。

以下、圧電部材３０の動作を説明する。ここでは、隣り合う３つの圧力室３２のうち中央の圧力室３２に着目して動作を説明する。なお、隣り合う３つの圧力室３２に対応する電極３３を電極Ａ、Ｂ及びＣとし、中央の圧力室３２に対応した電極３３は、電極Ｂであるとする。
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。

ノズルＮからインクを吐出させるには、まず、例えば、中央の電極Ｂに、両隣の電極Ａ及びＣの電位よりも高い電位の電圧パルスを印加して、チャネル壁に直交する方向に電界を生じさせる。こうして、チャネル壁をせん断モードで駆動させ、中央の圧力室３２を挟む１対のチャネル壁を、中央の圧力室３２の体積が拡張するように変形させる。

次に、両隣の電極Ａ及びＣに、中央の電極Ｂの電位よりも高い電位の電圧パルスを印加して、チャネル壁に直交する方向に電界を生じさせる。こうして、チャネル壁をせん断モードで駆動させ、中央の圧力室３２を挟む１対のチャネル壁を、中央の圧力室３２の体積が縮小するように変形させる。この動作により、中央の圧力室３２内のインクに圧力を加え、この圧力室３２に対応するノズルＮからインクを吐出させて記録媒体に着弾させる。このように、このインクジェットヘッド１では、圧電部材３０をアクチュエータとして利用して、ノズルＮからインクを吐出させる。

このインクジェットヘッド１を用いた印刷プロセスでは、例えば、すべてのノズルＮを３つの群に分けて、上で説明した駆動操作を時分割制御して３サイクル行い、記録媒体への印刷を行う。

図５に、インクジェットプリンタ１００の模式図を示す。
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。

図５に示すインクジェットプリンタ１００は、排紙トレイ１１８が設けられた筐体を含んでいる。筐体内には、カセット１０１ａ及び１０１ｂ、給紙ローラ１０２及び１０３、搬送ローラ対１０４及び１０５、レジストローラ対１０６、搬送ベルト１０７、ファン１１９、負圧チャンバ１１１、搬送ローラ対１１２、１１３及び１１４、インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ及び１１５Ｂｋ、インクカートリッジ１１６Ｃ、１１６Ｍ、１１６Ｙ及び１１６Ｂｋ、並びに、チューブ１１７Ｃ、１１７Ｍ、１１７Ｙ及び１１７Ｂｋが設置されている。

カセット１０１ａ及び１０１ｂは、サイズの異なる記録媒体Ｐを収容している。給紙ローラ１０２又は１０３は、選択された記録媒体のサイズに対応した記録媒体Ｐをカセット１０１ａ又は１０１ｂから取り出し、搬送ローラ対１０４及び１０５並びにレジストローラ対１０６へ搬送する。

搬送ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と２本の従動ローラ１０９とによって張力が与えられている。搬送ベルト１０７の表面には、所定間隔で穴が設けられている。搬送ベルト１０７の内側には、記録媒体Ｐを搬送ベルト１０７に吸着させるための、ファン１１９に連結された負圧チャンバ１１１が設置されている。搬送ベルト１０７の搬送方向下流には、搬送ローラ対１１２、１１３及び１１４が設置されている。なお、搬送ベルト１０７から排紙トレイ１１８までの搬送経路には、記録媒体Ｐ上に形成された印刷層を加熱するヒータを設置することができる。

媒体保持機構１１０は、記録媒体Ｐ、例えば記録用紙を、インクジェットヘッド１に対向して保持する。媒体保持機構１１０は、記録媒体を移動させる記録用紙移動機構としての機能も有している。媒体保持機構１１０は、搬送ベルト１０７、駆動ローラ１０８、従動ローラ１０９、負圧チャンバ１１１、及びファン１１９を含んでいる。媒体保持機構１１０は、印刷時には、記録媒体Ｐを、インクジェットヘッド１に対向させた状態で、記録媒体Ｐの印刷面に平行な方向へ移動させる。その間に、インクジェットヘッド１は、ノズルからインク滴を吐出して記録媒体Ｐ上に印刷する。

搬送ベルト１０７の上方には、画像データに応じてインクを記録媒体Ｐに吐出する４つのインクジェットヘッドが配置されている。具体的には、シアン（Ｃ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｍ、イエロー（Ｙ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｙ、及びブラック（Ｂｋ）インクを吐出するインクジェットヘッド１１５Ｂｋが、上流側からこの順に配置されている。インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ及び１１５Ｂｋの各々は、図１及び図２を参照しながら説明したインクジェットヘッド１である。

インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ及び１１５Ｂｋの上方には、これらに対応したインクをそれぞれ収容した、シアン（Ｃ）インクカートリッジ１１６Ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクカートリッジ１１６Ｍ、イエロー（Ｙ）インクカートリッジ１１６Ｙ、及びブラック（Ｂｋ）インクカートリッジ１１６Ｂｋが設置されている。これらカートリッジ１１６Ｃ、１１６Ｍ、１１６Ｙ及び１１６Ｂｋは、それぞれ、チューブ１１７Ｃ、１１７Ｍ、１１７Ｙ及び１１７Ｂｋによって、インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ及び１１５Ｂｋに連結されている。

次に、このインクジェットプリンタ１００の画像形成動作について説明する。
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。

給紙ローラ１０２又は１０３は、画像処理手段による制御のもと、カセット１０１ａ又は１０１ｂから、選択されたサイズの記録媒体Ｐを１枚ずつ取り出し、搬送ローラ対１０４及び１０５並びにレジストローラ対１０６へ搬送する。レジストローラ対１０６は、記録媒体Ｐのスキューを補正し、所定のタイミングで記録媒体Ｐを搬送する。

負圧チャンバ１１１は、搬送ベルト１０７の穴を介して空気を吸い込んでいる。従って、記録媒体Ｐは、搬送ベルト１０７に吸着された状態で、搬送ベルト１０７の移動に伴い、インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ及び１１５Ｂｋの下方の位置へと順次搬送される。

インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ及び１１５Ｂｋは、画像処理手段による制御のもと、記録媒体Ｐが搬送されるタイミングに同期してインクを吐出する。これにより、記録媒体Ｐの所望の位置に、カラー画像が形成される。

その後、搬送ローラ対１１２、１１３及び１１４は、画像が形成された記録媒体Ｐを排紙トレイ１１８へ排紙する。搬送ベルト１０７から排紙トレイ１１８までの搬送経路にヒータを設置した場合、記録媒体Ｐ上に形成された印刷層をヒータによって加熱してもよい。ヒータによる加熱を行うと、特に、記録媒体Ｐが非浸透性である場合に、記録媒体Ｐに対する印刷層の密着性を高めることができる。

上記のインクジェットヘッド１は、優れた絶縁耐久性を達成することができる。以下にその理由を説明する。

パリレンＣ（登録商標）などの化合物を含んだ被膜を単層で電極に被覆した場合、インクジェットヘッドは優れた絶縁性を示す。しかしながら、そのような被膜を用いた場合、長期間に亘る絶縁性の維持については改善の余地があった。具体的には、電圧部材に対して１×１０^１１回以上の電圧パルスの印加を行なうと、被膜のピンホールが増大し、被膜は絶縁性を維持できなくなることがあった。

上記のインクジェットヘッド１は、電極保護膜３４に下地層３４１と絶縁層３４２との２層構造を採用している。

図６は、実施形態に係るインクジェットヘッドにおいて下地層と絶縁層とに印加される電圧を説明するための回路図である。上記の電極保護膜３４で電極３３を被覆したインクジェットヘッド１に対して電圧Ｖを印加する場合の等価回路は、図６に示すように、直列接続された２つの抵抗素子からなる。すなわち、下地層３４１と絶縁層３４２とは、インクＩと電極３３との間で直列に接続された抵抗素子として振舞う。

下地層３４１の材料は、十分に大きな電気固有抵抗を有している。例えば、下地層３４１の材料は、絶縁層３４２と同等又はより大きな電気固有抵抗を有している。そして、下地層３４１は、十分に厚い。
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。

したがって、電極保護膜３４に上記の構成を採用すると、電極保護膜３４へ電圧パルスが繰り返し印加されたとしても、大電流が局所的に流れることに伴う絶縁層３４２の損傷は生じにくい。それゆえ、上記のインクジェットヘッド１は、長期間に亘る絶縁性の維持が可能となる。

また、このインクジェットヘッド１を備えたインクジェットプリンタ１００は、導電性のインクを長期間に亘って吐出することが可能となる。

以下、実施例を説明する。

＜インクジェットヘッドの製造＞
（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。

ここで、圧電部材３０と圧力室３２との間に位置する部分において、下地層３４１の膜厚は２μｍであり、絶縁層３４２の膜厚は２μｍであった。すなわち、絶縁層３４２の膜厚に対する下地層３４１の膜厚の比は、１であった。また、この下地層３４１の材料は、電気固有抵抗が１×１０^１５Ω・ｃｍ^２であった。

以上の方法により、図１乃至図４に示すインクジェットヘッド１を作製した。以下、このインクジェットヘッド１をインクジェットヘッドＮ１と表記する。

（比較例１）
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。

＜評価＞
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１×１０^７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、１×１０^７回、１×１０^８回、１×１０^９回、１×１０^１０回、１×１０^１１回及び１×１０^１２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。

図７に示すように、インクジェットヘッドＣ１は、１×１０^９回以上の電圧パルスの印加によってリーク電流値が大幅に増大した。一方、インクジェットヘッドＮ１は、電圧パルスの印加を１×１０^１２回繰返しても、リーク電流値の変化を生じなかった。すなわち、優れた絶縁耐久性を達成することができた。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
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。

１…インクジェットヘッド、３０…圧電部材、３０１…第１の圧電体、３０２…第２の圧電体、３２…圧力室、３３…電極、３４…電極保護膜、３４１…下地層、３４２…絶縁層、５０…ノズルプレート、Ｎ…ノズル、１００…インクジェットプリンタ、１１５Ｂｋ…インクジェットヘッド、１１５Ｃ…インクジェットヘッド、１１５Ｍ…インクジェットヘッド、１１５Ｙ…インクジェットヘッド。

Claims (5)

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１×１０^１３Ω・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。
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の範囲内にある請求項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請求項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。
5. 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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