JPH0781062A

JPH0781062A - インクジェットヘッド装置

Info

Publication number: JPH0781062A
Application number: JP5225308A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tokiwa; 剛常盤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】インクと電極の化学反応を防ぎ、電極の溶解、
剥離がなく、安定な電極寿命をもつインクジェットヘッ
ド装置を提供することを目的とする。【構成】信号電極４上に誘電体層５を形成し、信号電極
４間に交流電圧を印加し、誘電体の充放電により信号電
極４間に電流を流してインクを沸騰させる。また誘電体
層５上にオーバーコート層６を薄膜形成した構成とす
る。【効果】信号電極４とインクが直接接することがなく、
インクと信号電極４の反応が起こりにくくなるため、信
号電極４からの電解気泡の発生、信号電極４の溶解、剥
離などが起こり難く、安定した電極性能を得ることがで
き、高寿命を得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタなどの印字ヘ
ッドに用いられるインクジェットヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリンタは印字の高速化、カラー
化、低騒音化の要求が高まってきており、なかでもイン
クジェットヘッドを用いたインクジェットプリンタが注
目されてきている。

【０００３】インクジェットヘッドの方式は大別して連
続式とオンディマンド方式があり、さらにオンディマン
ド方式には、ピエゾ素子で駆動するカイザー方式、ステ
ムメ方式、グールド方式や、熱にてバブルを発生させ、
その体積変化にてインクを飛翔させるバブルジェット方
式がある。これらの内、ノズル毎にインク流路および圧
力発生手段を設け、信号に応じてインク滴を吐出するオ
ンディマンド方式は、近年要求が高まってきている高密
度化にともない、多数のインク流路を狭い範囲に製造す
る場合、応答周波数、飛翔の安定性、消費電力および効
率などで十分でない点ができている。

【０００４】以下に従来のバブルジェット方式のインク
ジェットヘッド装置について説明する。図８は従来のバ
ブルジェット方式のインクジェットヘッドのノズル１つ
の断面図、図９は図８の線Ａ−Ａ断面図である。図８に
おいて、１は基板であり、この基板１上に、導電性イン
クの自己発熱を基板１に逃がさず効果的にバブル発生を
行わせるための断熱層３２を積層してある。前記断熱層
３２の上には信号電極３３ａおよびコモン電極３３ｂを
パターン形成してあり、この信号電極３３ａおよびコモ
ン電極３３ｂ上には酸化物もしくは貴金属よりなる耐久
皮膜３４ａおよび３４ｂをコートしてある。前記耐久被
膜３４ａ，３４ｂ上には各ノズル間の干渉を防ぐ絶縁材
からなる仕切り部２を設け、この仕切り部２上にノズル
８を有するノズルプレート３を配してあり、前記基板１
と仕切り部２とノズルプレート３とにより圧力室１３が
構成されている。そして仕切部２には圧力室１３に至る
インク流路５が形成されている。

【０００５】図中の１１は信号電極３３ａ、コモン電極
３３ｂ間に電圧を加える信号発生装置、１０は導電性イ
ンク滴９が付着する記録紙である。以上のように構成さ
れたインクジェットヘッド装置について、以下にその動
作を説明する。

【０００６】まず、信号発生装置１１により信号電極３
３ａ、コモン電極３３ｂ間に電圧を加えると、図８およ
び図９に示すように所定の体積抵抗率を有する導電性イ
ンクの電流通過部ロで電気力線イがコモン電極３３ｂに
対して発生し、電流がこの電気力線イに沿って流れ、電
流通過部ロの導電性インクが、自己発熱して沸騰が始ま
りバブル（図示せず）が発生する。このバブルにより圧
力室１３内の導電性インクの圧力が急激に高まり、ノズ
ル８から導電性インク滴９が飛び出し、飛翔して記録紙
１０に付着し、ドットの形成を行う。このドットの形成
にともない消費された導電性インクは常時インク流路３
５から補給され、信号発生装置１１からの信号に応じた
導電性インク滴９が連続的に生成され、記録紙１０に対
して任意の連続的なドット形成が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、耐久被膜３４ａ，３４ｂは樹脂材料によ
って形成されているうえに圧力室１３内に露出している
ので、毛細管力や沸騰による圧力波により、断熱層３２
と耐久被膜３４ａ，３４ｂの隙間から導電性インクが進
入し、耐久被膜３４ａ，３４ｂで保護された信号電極３
３ａ、コモン電極３３ｂに達し、耐久被膜３４ａ，３４
ｂと信号電極３３ａ、コモン電極３３ｂとの間での局部
電池の形成や、信号電極３３ａ、コモン電極３３ｂの溶
解、導電性インクによる信号電極３３ａ、コモン電極３
３ｂの腐食などの電極性能の劣化が発生するという課題
を有していた。

【０００８】本発明は前記従来の問題に留意し、インク
と電極の化学反応を防ぎ、電極の溶解、剥離のない、ま
た電極が長寿命であるインクジェットヘッド装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインクジェットヘッド装置は、インクが満た
されている圧力室の圧力室内に設けられた一対の電極上
に誘電体層を形成し、対向する両電極間に交流電圧を印
加して誘電体層の充放電電流を流すという構成を有して
いる。また前記誘電体層上にオーバーコート層を設ける
構成としている。

【００１０】

【作用】この構成によって、電極上に誘電体層が形成さ
れているため、電極界面とインクの間での化学反応が無
くなり、電解気泡の発生や電極の溶解が無くなる。また
誘電体層上にはオーバーコート層が形成されているた
め、導電性インクが電極および誘電体層に接触すること
がほとんど無くなる。さらに前記オーバーコート層によ
って、誘電体層の充放電特性を維持しつつ、かつ、イン
クの沸騰による圧力波および腐食反応気泡に対する強度
が向上し、耐久被膜層の剥離脱落を防止することができ
る。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の実施例１について、図面を参
照しながら説明する。

【００１２】図１は本発明の実施例１のインクジェット
ヘッド装置の縦断面図である。なお、従来例として示し
たものと同じ構成部には同一符号を用いる。図１におい
て、１は基板、２は仕切部、３はノズル８を有するノズ
ルプレート、１３は前記基板１と仕切部２とノズルプレ
ート３によって形成された圧力室、４は一部が前記圧力
室１３に存在するように基板１上にパターン形成された
一対の信号電極、９はノズルより吐出されたインク滴、
１０はインク滴９が付着する記録紙であり、これらは前
述の従来のものと基本的には同じ構成となっている。

【００１３】本実施例の特徴とする構成は一対の信号電
極４上に誘電体膜５を形成し、その上にオーバーコート
層６をコートし、前記一対の信号電極４に信号発生装置
１１によって交流電圧を印加するようにしたことにあ
る。図中の７は耐久被膜層、１２は信号発生装置１１に
より発生する導電性インク中の電界の集中する箇所を示
している。

【００１４】なお図２は本実施例のインクジェットヘッ
ド装置の要部の分解斜視図である。図２に示すように基
板１の一側には圧力室１３へインクを導くための共通イ
ンク室１４を設けてあり、共通インク室１４には各圧力
室１３へインクを供給するためのインク供給孔１５を設
けてある。

【００１５】また図３（ａ）は本実施例のインクジェッ
トヘッドをインクカートリッジへの組み込み図を、図３
（ｂ）は前記インクカートリッジの分解斜視図を示して
いる。図示のようにインクジェットヘッド１６はインク
カートリッジ１７に嵌め込まれて固定されるようになっ
ている。前記インクカートリッジ１７内にはインクタン
ク２０内の導電性インクに含まれるゴミ、塵などを除去
するインクフィルター１８を設け、また導電性インクを
共通インク室１４に導くインク導入溝１９が形成されて
いる。

【００１６】また図４は、プリンタを示し、インクカー
トリッジ１７はプリンタのカートリッジ挿入口２１より
挿入されるようになっており、挿入されたインクカート
リッジ１７はキャリッジ２２に固定され、キャリッジ２
２はガイドシャフト２３にガイドされてシリアルに往復
するようになっている。２４は記録紙１０を送るプラテ
ンローラである。

【００１７】以上のように構成されたインクジェットヘ
ッド装置について図１、図２、図３、図４を用いてその
動作について説明する。まず、信号発生装置１１により
一対の信号電極４に１ＭＨｚ以上の交流電圧を加え、互
いに隣接する一対の信号電極４間に電位差が発生する
と、図７に示す等価回路に従ってコンデンサの充放電が
起きる。ここで３６は図１に示す信号電極４表面の誘電
体層５およびオーバーコート層６によるコンデンサ成分
を、３７はインクの抵抗値による抵抗成分を示してい
る。この充放電過程によって所定の体積抵抗率を有する
導電性インク内を図１に示す電気力線イが互いに隣接す
る一対の信号電極４間に発生し、電流がこの電気力線イ
に沿って流れ、Ｉ²Ｒ（Ｉ：電流、Ｒ：導電性インクの
抵抗）で表される電流のジュール損失によって電流が流
れた部分の導電性インクが自己発熱し、時間の経過にと
もない電流が流れた導電性インクの電流通過部ロの部分
より沸騰が始まり、バブル（図示せず）が発生、膨張す
る。このバブルの膨張にともない導電性インク内の電流
は、バブルが絶縁体でその中を電流が通過できないた
め、バブルの両側へ曲げられ電流密度はバブル表面で最
も高くなる。よってバブル表面が最も加熱されてバブル
の膨張が一層加速され、バブルの膨張により、圧力室１
３内の導電性インクの圧力が急激に高まる。この高圧に
なった導電性インクはノズル８と共通インク室１４の方
向へ移動しようとするが、インク供給孔１５が存在する
ために急激な圧力変化による急な導電性インクの流れに
は流体的な抵抗がノズル８部と比較して大きいため、圧
力変化による急激な導電性インクの流れはノズル８へ向
かい、ノズル８から導電性インク滴９が飛び出し、記録
紙１０に飛翔して付着し、ドットの形成が行われる。バ
ブルの膨張が最大の大きさに達すると電流通過部ロは、
かなりの部分をバブルが占めるようになるので導電性イ
ンクに流れる電流が低下し、バブルの熱が導電性イン
ク、ノズルプレート３、信号電極４、仕切り部２、基板
１へ奪われ、バブルが急激に収縮し消滅する。このバブ
ルは、バブル自身の持つ熱が全方向から奪われるので、
導電性インクの中で最終的にバブルが消滅することにな
る。バブルの消滅にともない圧力室１３内の導電性イン
クは、消滅時の負圧により攪拌され電流通過部ロの温度
が下がり、再び導電性インクに電流が流れだすが、電流
通過部ロから沸騰を開始するのには数マイクロ秒以上の
加熱時間を必要とする。この沸騰を開始するまでの加熱
時間の間に、信号発生装置１１は信号電極４への電圧の
印加を中止し、導電性インクの二重沸騰による不必要な
導電性インク滴９の飛翔を防止する。導電性インク滴９
の飛翔により消費された導電性インクは、導電性インク
の表面張力により常時共通インク室１４より圧力室１３
へ補給され待機状態に戻る。圧力室１３内の導電性イン
クは、導電性インク滴９の飛翔後、わずかに温度が上昇
しているが、この導電性インクは待機状態の間に信号電
極４、ノズルプレート３、仕切り部２、基板１に熱を奪
われ、ほぼ初期状態の温度近くまで冷却される。

【００１８】以上の動作の繰り返しにより、たとえばコ
ンピュータなどから送られて来る印字信号に応じて、プ
リンタのカートリッジ挿入口２１より挿入されキャリッ
ジ２２へ装着されたインクカートリッジ１７がガイドシ
ャフト２３に沿って往復運動し、キャリッジ２２の位置
にあわせて信号発生装置１１が任意の信号電極４に駆動
電圧を印加し、導電性インク滴９が連続的に生成され、
プラテンローラ２４によって送られる記録紙１０に付着
し、記録紙１０へのドットによる印字が可能となる。

【００１９】インク圧力室１３に露出した信号電極４
は、通電状態においては導電性インク中に存在する電解
質や染料中に含まれるカチオン、アニオンと酸化還元反
応を行い、電解気泡が発生したり電極そのものの溶解が
進行するという問題があった。また圧力室１３内でバブ
ルが膨張、収縮をくり返すと通常、インクの圧力変化に
よる衝撃によって耐久被膜層７および信号電極へのキャ
ビテーションが起こる。耐久被膜層７をフェノール樹脂
などを主成分とするレジスト材料で形成すると、このキ
ャビテーションに耐えることができず、信号電極４が剥
離してしまうという問題があった。また図２に示すよう
に対向した隣同士の信号電極４はそれぞれ同面積ずつ耐
久被膜層７から露出しているが、前記キャビテーション
によってレジスト材で形成された耐久被膜層７のどちら
か片方が部分的に剥離すると、信号電極４の露出面積が
片方だけ広くなり、露出部の広い信号電極の電気抵抗値
が低下し、より多くの電流が両極間に流れるようにな
る。その結果耐久被膜層７が剥離した一方の信号電極に
対向する他方の信号電極の電流密度が上昇し、信号電極
の損耗を促すことになる。しかし本実施例では信号電極
４自体が導電性インクに直接触れず、信号電極４上に形
成した誘電体層５の充放電過程によってインク中に電流
を流すという構成であるため、信号電極４の溶解が進行
しない。また、誘電体層５上にはオーバーコート層６を
形成しているため、圧力室１３内でバブルが膨張、収縮
を繰りかえしても、信号電極４や耐久被膜７の剥離、脱
落も極めて起こりにくく、安定した電極性能を得ること
ができる。

【００２０】次に基板１上の信号電極４および誘電体層
５の形成方法について図５を用いて説明する。まず清浄
化された基板１（シリカガラスなど）上に蒸着法によっ
てＰｔをコーティングする。蒸着条件は、蒸着源である
９９．９９％Ｐｔのバルク試料をタングステンボート上
に乗せ、蒸着源と基板１の距離が３０ｍｍ、パワー５０
０Ｗ、基板温度２５℃、蒸着時間６０分で厚さ２μｍの
Ｐｔ膜２５を形成し、図５（ａ）に示す基板を得る。信
号電極として形成される材料としてはＰｔの他に、Ｉｒ
やＡｕなどの白金族の元素が電気伝導体としては良好で
あり、信号電極材料に適している。

【００２１】次に前記の基板上にフェノール樹脂を主成
分とする感光性レジスト材料をスピンコーターによって
約７μｍの厚さに形成し、９０℃で３０分間プリベーク
を行いレジスト膜２６を形成し、図５（ｂ）に示す基板
を得る。この基板上にフォトマスクを重ねてマスクアラ
イナーにより２０秒間露光した後現像を行い、図５
（ｃ）に示すようにヘッド形成用レジストパターン２７
を形成する。

【００２２】レジストパターンを形成した前記基板にア
ルゴンビームによるミリングをアルゴン圧２×１０^-4、
ビームパワー３００Ｗ、ステージ傾斜角４５度、ミリン
グ時間８０分で行い、レジストを施した箇所以外のＰｔ
膜２５を取り除くＰｔ膜２５のミリングとともにヘッド
形成用レジストパターン２７もミリングを受けるが、Ｐ
ｔパターン上に残ったレジスト材は有機溶剤中で洗浄
し、完全に除去する。こうして図５（ｄ）に示すように
Ｐｔの信号電極４を形成する。次に誘電体層としてＢａ
Ｓｒ_1-xＴｉ_xＯ３（ｘ＝０．７）をＰｔパターン上全
面にスパッタする。このときのスパッタ条件は、アルゴ
ン圧１０ｍTorr、ＡＣパワー８００Ｗ、スパッタ時間２
０分、基板温度２５℃で行い約０．２μｍ厚さのＢａＳ
ｒ_1-xＴｉ _xＯ₃による誘電体膜２８を形成し、さらに
オーバーコート層としてこの基板上にＡｌ₂Ｏ₃をスパ
ッタする。スパッタ条件は、アルゴン圧１０ｍTorr、Ａ
Ｃパワー７５０Ｗ、スパッタ時間１５分、基板温度２５
℃で行い全面に約０．１μｍ厚さのアルミナによるオー
バーコート膜２９を形成し図５（ｅ）に示す基板を得
る。こうしてＢａＳｒ_1-xＴｉ_xＯ₃膜およびアルミナ
を基板全面に形成した該基板を図５（ｆ）に示すよう
に、フェノール樹脂を主成分とする誘電体膜形成用レジ
ストパターン３０を信号電極の直上に、信号電極よりも
縦、横とも１μｍのマージンをとった大きさで形成す
る。誘電体膜形成用レジストパターン３０の形成は、ま
ずアルミナ膜２６を全面に形成した基板にフェノール樹
脂系レジスト材をスピンコートによって約７μｍの厚さ
に塗布し、９０℃で３０分間プリベークを行う。前記基
板上にフォトマスクを重ねてマスクアライナーにより２
０秒間露光した後現像を行い、レジストパターン２７を
形成する。前記基板をアルゴンビームによるミリングを
アルゴン圧２×１０^-4、ビームパワー３００Ｗ、ステー
ジ傾斜角４５度、ミリング時間７０分で行い、レジスト
を施した箇所以外のアルミナ膜を取り除く。ミリングの
際レジストもミリングされるが、ミリングを終了した時
点でオーバーコート膜上に残っているレジストは有機溶
剤によって完全に洗浄、除去する。以上の工程によっ
て、図５（ｇ）に示す誘電体層５およびオーバーコート
層６を有す信号電極４が形成される。オーバーコート層
６としてはアルミナの他にＳｉＯ₂，ＳｉＣ，Ｚｒ
Ｏ₂，ＺｎＳなどを用いても沸騰気泡のキャビテーショ
ンを受けにくく、安定な電極性能を得ることができる。
形成方法はアルミナと同様に、スパッタ法により、アル
ゴン圧１０ｍTorr、ＡＣパワー７５０Ｗ、スパッタ時間
１５分、基板温度１５０℃で行い全面に約０．１μｍ厚
さのオーバーコート層２９を形成する。

【００２３】誘電体層５およびオーバーコート層６を有
する信号電極４の上に感光性ポリイミド３０００ｒｐｍ
で３０秒間スピンコートし、８０℃で３０分間プリベー
クし、図５（ｈ）に示す基板を得た。この基板に耐久被
膜層のパターンを形成するために７秒間の露光を行い、
現像後４００℃で１時間ポストベークを行って、図５
（ｉ）に示す耐久被膜層７、誘電体層５およびオーバー
コート層６を有す電極が形成される。図６は図５（ｉ）
の斜視図で、線Ａ−Ａ′は図５（ｉ）の線Ａ−Ａ′に対
応する。

【００２４】誘電体層としてＢａＳｒ_1-xＴｉ_xＯ₃お
よびオーバーコート層としてアルミナを用いたとき、印
加電圧を５０Ｖ、交流周波数を１ＭＨｚ以上としたとき
沸騰気泡が発生し、信号電極の溶解、剥離が無く安定な
電極性能が得られた。（実施例２）以下に本発明の他の実施例による基板１上
の信号電極４および誘電体層５の形成方法について図５
を用いて説明する。まず清浄化された基板１（シリカガ
ラスなど）上にスパッタ法によってＴｉ膜を形成する。
スパッタ条件は、ターゲットと基板１間の距離が８０ｍ
ｍ、アルゴン圧５ｍTorr、ＤＣパワー３００Ｗ、基板温
度１５０℃、スパッタ時間４０分で厚さ２μｍのＴｉ膜
２５を形成し、図５（ａ）に示す基板を得る。信号電極
として形成される材料としてはＴｉの他に、ＴａやＡｌ
などの、安定な酸化膜を形成する材料が誘電体として良
好な特性を示す。Ｔａの場合のスパッタ条件は、ターゲ
ットと基板間の距離が８０ｍｍ、アルゴン圧５ｍTorr、
ＤＣパワー３００Ｗ、基板温度１５０℃、スパッタ時間
５０分で形成する。またＡｌの場合のスパッタ条件は、
ターゲットと基板間の距離が８０ｍｍ、アルゴン圧５ｍ
Torr、ＤＣパワー３００Ｗ、基板温度１５０℃、スパッ
タ時間３０分で形成する。次にこの基板上にフェノール
樹脂を主成分とする感光性レジスト材料をスピンコータ
ーによって約７μｍの厚さに形成し、９０℃で３０分間
プリベークを行いレジスト膜２６を形成し、図５（ｂ）
に示す基板を得る。この基板上にフォトマスクを重ねて
マスクアライナーにより２０秒間露光した後現像を行
い、図５（ｃ）に示すようにヘッド形成用レジストパタ
ーン２７を形成する。

【００２５】レジストパターンを形成した前記基板にア
ルゴンビームによるミリングをアルゴン圧２×１０^-4、
ビームパワー３００Ｗ、ステージ傾斜角４５度、ミリン
グ時間８０分で行い、レジストを施した箇所以外のＴｉ
膜２５を取り除くＴｉ膜２５のミリングとともにヘッド
形成用レジストパターン２７もミリングを受けるが、Ｔ
ｉパターン上に残ったレジスト材は有機溶剤中で洗浄
し、完全に除去する。こうして図５（ｄ）に示すように
Ｔｉの信号電極４を形成する。次に陽極酸化法によって
Ｔｉパターン上にＴｉＯ₂なる誘電体膜を形成する。陽
極酸化は、５％ホウ酸アンモニウム水溶液に電極のヘッ
ド部を浸漬し、信号電極４を陽極として１．５Ａ／ｃｍ
²の電流密度で１０分間通電し、約０．１μｍ厚の誘電
体層５（ＴｉＯ₂）を形成する、信号電極４をＴａで形
成した場合は、信号電極４を陽極として１．５Ａ／ｃｍ
²の電流密度で１０分間通電し、約０．１μｍ厚の誘電
体層５（Ｔａ₂Ｏ₅）を形成する。信号電極４をＡｌで
形成した場合は、信号電極４を陽極として１．２Ａ／ｃ
ｍ²の電流密度で５分間通電し、約０．０６μｍ厚の誘
電体層５（Ａｌ₂Ｏ₃）を形成する。Ｔｉ，Ｔａ，Ａｌ
は酸化膜を形成することによって電気化学的には安定な
金属酸化物となり、かつ１０から１００の比誘電率を持
つためコンデンサの充放電特性を示す。次にこの基板上
にＡｌ₂Ｏ₃のオーバーコート膜をスパッタする。スパ
ッタ条件は、アルゴン圧１０ｍTorr、ＡＣパワー７５０
Ｗ、スパッタ時間１５分、基板温度２５℃で行い、全面
に約０．１μｍ厚さのアルミナによるオーバーコート膜
２９を形成し図５（ｅ）に示す基板を得る。こうしてＴ
ｉＯ₂膜およびアルミナを基板全面に形成した基板を図
５（ｆ）に示すように、フェノール樹脂を主成分とする
誘電体膜形成用レジストパターン３０を信号電極の直上
に、信号電極よりも縦、横とも１μｍのマージンをとっ
た大きさで形成する。誘電体膜形成用レジストパターン
３０の形成は、まずアルミナ膜２６を全面に形成した基
板にフェノール樹脂系レジスト材をスピンコートによっ
て約７μｍの厚さに塗布し、９０℃で３０分間プリベー
クを行う。前記基板上にフォトマスクを重ねてマスクア
ライナーにより２０秒間露光した後現像を行い、レジス
トパターン２７を形成する。前記基板をアルゴンビーム
によるミリングをアルゴン圧２×１０^-4、ビームパワー
３００Ｗ、ステージ傾斜角４５度、ミリング時間７０分
で行い、レジストを施した箇所以外のアルミナ膜を取り
除く。ミリングの際レジストもミリングされるが、ミリ
ングを終了した時点でオーバーコート膜上に残っている
レジストは有機溶剤によって完全に洗浄、除去する。以
上の工程によって、図５（ｇ）に示す誘電体層５および
オーバーコート層６を有す信号電極４が形成される。オ
ーバーコート層６としてはアルミナの他にＳｉＯ₂，Ｓ
ｉＣ，ＺｒＯ₂，ＺｎＳなどを用いても沸騰気泡のキャ
ビテーションを受けにくく、安定な電極性能を得ること
ができる。形成方法はアルミナと同様に、スパッタ法に
より、アルゴン圧１０ｍTorr、ＡＣパワー７５０Ｗ、ス
パッタ時間１５分、基板温度１５０℃で行い全面に約
０．１μｍ厚さのオーバーコート層２９を形成する。

【００２６】誘電体層５およびオーバーコート層６を有
する信号電極４の上に感光性ポリイミド３０００ｒｐｍ
で３０秒間スピンコートし、８０℃で３０分間プリベー
クし、図５（ｈ）に示す基板を得た。この基板に耐久被
膜層のパターンを形成するために７秒間の露光を行い、
現像後４００℃で１時間ポストベークを行って、図５
（ｉ）に示す耐久被膜層７、誘電体層５およびオーバー
コート層６を有す電極が形成される。図６は図５（ｉ）
の斜視図で、線Ａ−Ａ′は図５（ｉ）の線Ａ−Ａ′に対
応する。

【００２７】誘電体層として酸化Ｔｉおよび酸化Ｔａオ
ーバーコート層としてアルミナを用いたとき、印加電圧
を５０Ｖ、交流周波数を６ＭＨｚ以上としたとき沸騰気
泡が発生し、電極の溶解、剥離が無く安定な電極性能が
得られた。また誘電体層として酸化Ａｌ、オーバーコー
ト層としてアルミナを用いたとき、印加電圧を５０Ｖ、
交流周波数を５０ＭＨｚ以上としたとき沸騰気泡が発生
し、信号電極の溶解、剥離が無く安定な電極性能が得ら
れた。

【００２８】

【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなように
本発明は、信号電極上に誘電体層およびオーバーコート
層を形成しているため、信号電極が直接インクに接触す
ることがないため、インクと信号電極との電気化学反応
が起こらず、信号電極の溶解や電気気泡の発生を防ぐこ
とができる。また信号電極は誘電体層およびオーバーコ
ート層によって保護されているため、沸騰気泡の圧力波
によるキョビテーションにも強く、安定した電極性能を
得ることができる優れたインクジェットヘッドを実現で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のインクジェットヘッド装置
の縦断面図

【図２】同インクジェットヘッド装置の要部の分解斜視
図

【図３】（ａ）同インクジェットヘッドとインクカート
リッジの斜視図（ｂ）同インクカートリッジの分解斜視図

【図４】同インクジェットヘッドを組み込んだインクカ
ートリッジを取り付けたインクジェットプリンタの一部
切欠斜視図

【図５】（ａ）〜（ｉ）本発明の一実施例のインクジェ
ットヘッドの電極、誘電体層、オーバーコート層の形成
工程断面図

【図６】図５（ｉ）の斜視図

【図７】本発明の一実施例のインクジェットヘッドの等
価回路図

【図８】従来のインクジェットヘッド装置の断面図

【図９】従来のインクジェットヘッドを示した図８の線
Ａ−Ａ断面図

【符号の説明】

１基板２仕切り部３ノズルプレート４信号電極５誘電体層６オーバーコート層７耐久被膜層８ノズル９インク滴１０記録紙１１信号発生装置１２電極間電界集中部１３圧力室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板上に形成された圧力室
と、圧力室に形成されたノズルと、前記基板の上に設け
られかつ、一部が圧力室に存在する一対の電極を備え、
前記一対の電極上に誘電体層を形成し、前記一対の電極
に交流電圧を印加する信号発生装置を備えてなるインク
ジェットヘッド装置。
【請求項２】一対の電極上に設けられた誘電体層が、
金属の酸化物である請求項１に記載のインクジェットヘ
ッド装置。
【請求項３】誘電体層が、Ｔｉ，Ｔａ，Ａｌの酸化物
である請求項２に記載のインクジェットヘッド装置。
【請求項４】一対の電極上に設けられた誘電体層は、
ＢａＳｒ_1-xＴｉ_xＯ₃である請求項１に記載のインク
ジェットヘッド装置。
【請求項５】一対の電極間に印加する交流周波数は１
ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクジェットヘッド装置。
【請求項６】電極の材料は、金もしくは白金族元素で
ある請求項１に記載のインクジェットヘッド装置。
【請求項７】一対の電極上に設けられた誘電体層上に
オーバーコート層を設けた請求項１記載のインクジェッ
トヘッド装置。
【請求項８】オーバーコート層はＡｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ
₂，ＳｉＣ，ＺｒＯ ₂，ＺｎＳによって形成した請求項
７に記載のインクジェットヘッド装置。