(57)【要約】【課題】絶縁耐久性に優れたインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】実施形態によると、インクジェットヘッドが提供される。インクジェットヘッドは、ノズルプレートと、圧電部材と、電極と、電極保護膜とを備える。ノズルプレートは、ノズルが設けられている。ノズルは、記録媒体へ向けてインクを吐出する。圧電部材は、ノズルと連通する位置に圧力室を形成する。圧電部材は、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。電極は、圧電部材のうち、圧力室と隣接した部分に位置する。電極は、圧電部材に駆動パルスを印加する。電極保護膜は、電極を被覆する。電極保護膜は、互いに積層された絶縁層及び第１酸化層を含む。絶縁層は有機物を含む。第１酸化層の酸素含有量は、絶縁層の酸素含有量よりも多い。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記電極を被覆し、互いに積層された絶縁層及び第１酸化層を含み、前記絶縁層は有機物を含み、前記第１酸化層の酸素含有量は、前記絶縁層の酸素含有量よりも多い電極保護膜と
を備えたインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記電極保護膜は、前記絶縁層を間に挟んで前記第１酸化層と向き合い、前記絶縁層と比較して酸素含有量の多い第２酸化層を更に含んだ請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記第１酸化層は、ケイ素、チタン、アルミニウム、ハフニウム、及びタンタルからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素の酸化物を含む請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記絶縁層は、ポリパラキシリレン骨格を有する化合物を含んだ請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
圧電部材のせん断変形を利用してノズルからインク滴を吐出させる、いわゆる、せん断モード型インクジェットヘッド構造を有するインクジェットプリンタが知られている。このような構造では、例えば、電気伝導性や極性を有するインクと電極とを絶縁するために、電極上に絶縁層を形成することがある。
【０００３】
絶縁層としては、例えば、ポリパラキシリレン（パリレン（登録商標））からなる膜が知られている。そのような絶縁層は、支持体の表面をシランカップリング剤により前処理をした後に、ポリパラキシリレンを堆積させることにより形成すると、高い密着性が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５８−５６３７１号公報
【特許文献２】特開２０１３−０８０７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によると、インクジェットヘッドが提供される。インクジェットヘッドは、ノズルプレートと、圧電部材と、電極と、電極保護膜とを備えている。ノズルプレートは、ノズルが設けられている。ノズルは、記録媒体へ向けてインクを吐出する。圧電部材は、ノズルと連通する位置に圧力室を形成している。圧電部材は、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。電極は、圧電部材のうち、圧力室と隣接した部分に位置している。電極は、圧電部材に駆動パルスを印加する。電極保護膜は、電極を被覆している。電極保護膜は、互いに積層された絶縁層及び第１酸化層を含んでいる。絶縁層は有機物を含んでいる。第１酸化層の酸素含有量は、絶縁層の酸素含有量よりも多い。
【０００７】
他の実施形態によると、インクジェットプリンタが提供される。インクジェットプリンタは、実施形態に係るインクジェットヘッドと媒体保持機構とを備えている。媒体保持機構は、インクジェットヘッドに対向して記録媒体を保持する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図２】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板、フレーム及びノズルプレートを示す分解斜視図。
【図３】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４】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。
【図５】実施形態に係るインクジェットプリンタを示す模式図。
【図６】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の一例を示すグラフ。
【図７】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の他の例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．インクジェットヘッド
１−１．構成
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。
【００１０】
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、アクチュエータ板２０、フレーム４０及びノズルプレート５０を備えている。
【００１１】
アクチュエータ板２０は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形をなしている。アクチュエータ板２０の材料としては、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、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）Ｏ３）等が挙げられる。
【００１２】
アクチュエータ板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。
【００１３】
アクチュエータ板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。
【００１４】
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板２０、フレーム４０及びノズルプレート５０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。
【００１５】
図２及び図３に示すように、アクチュエータ板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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、アクチュエータ板２０上に積層された第１圧電体３０１及び第２圧電体３０２で構成されている。第１圧電体３０１及び第２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（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）等が挙げられる。第１圧電体３０１及び第２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。
【００１８】
第１圧電体３０１及び第２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圧電体３０２側で開口しており、第２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。
【００１９】
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１００μｍ以上３００μｍ以下の範囲内にあり、より好ましくは、２０μｍ以上６０μｍ以下の範囲内にある。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、アクチュエータ板２０よりも小さく、かつ、アクチュエータ板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板２０に接合される。
【００２３】
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）に設けられた撥液膜とを含んでいる。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、撥液膜は省略してもよい。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
アクチュエータ板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。
【００２７】
配線パターン３１には、アクチュエータ板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。
【００２８】
電極保護膜３４は、図４に示すように、電極３３を被覆した部分と、第２圧電体３０２の表面のうち電極３３によって覆われていない領域３０２ａを被覆した部分とを含んでいる。後者の部分は省略することができる。
【００２９】
電極保護膜３４は、絶縁層３４Ａと、第１酸化層３４Ｂ１と、第２酸化層３４Ｂ２とを含んでいる。電極保護膜３４は、第１酸化層３４Ｂ１、絶縁層３４Ａ、及び第２酸化層３４Ｂ２が、この順に厚さ方向に積層した三層構造の膜である。
【００３０】
絶縁層３４Ａは、第１酸化層３４Ｂ１を介して電極３３と向き合った部分と、領域３０２ａと向き合った部分とを含んでいる。後者の部分は省略することができる。
【００３１】
絶縁層３４Ａは、有機物を含んでいる。絶縁層３４Ａは、好ましくは、第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２と比較して、耐電圧がより高い。また、絶縁層３４Ａは、好ましくは、第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２と比較して、水蒸気透過率がより低い。
【００３２】
有機物は、ポリパラキシリレン骨格を有する化合物を含んでいることが好ましい。一例によれば、絶縁層３４Ａは、ポリパラキシリレン骨格を有する化合物からなる。
【００３３】
ポリパラキシリレン骨格を有する化合物は、以下の一般式（Ｉ）で表される繰返し単位を含んでいることが好ましい。
【００３４】
【化１】
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【００３５】
なお、一般式（Ｉ）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、互いに独立に、水素原子又はハロゲン原子を表す。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。
【００３６】
ポリパラキシリレン骨格を有する化合物は、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３４Ａ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３４Ａ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３４Ａ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。
【００３７】
絶縁層３４Ａの厚さは、１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。絶縁層３４Ａの厚さは、例えば、走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope；ＳＥＭ）で断面を観察により測定できる。絶縁層３４Ａを厚くすると、インクジェットヘッドの絶縁耐久性が向上する。但し、絶縁層３４Ａを過剰に厚くすると、圧電部材３０の動作が妨げられる可能性がある。
【００３８】
第１酸化層３４Ｂ１は、電極３３と絶縁層３４Ａとの間に位置した部分と、領域３０２ａと絶縁層３４Ａとの間に位置した部分とを含んでいる。後者の部分は省略することができる。
【００３９】
第１酸化層３４Ｂ１の酸素含有量は、絶縁層３４Ａの酸素含有量よりも多い。ここで、「酸素含有量」は、単位体積当たりの酸素の量を表している。第１酸化層３４Ｂ１の酸素含有量が、絶縁層３４Ａの酸素含有量よりも多いことは、例えば、Ｘ線光電子分光（X-ray Photoelectron Spectroscopy：ＸＰＳ）分析により確認できる。具体的には、先ず、インクジェットプリンタを分解して、電極保護膜３４を採取する。採取した電極保護膜３４を厚さ方向にエッチングしながらＸＰＳ分析を行い、Ｏ１ｓスペクトルを得る。厚さ方向の複数のＯ１ｓスペクトルから、酸化層と絶縁層との酸素含有量の差を確認できる。
【００４０】
第１酸化層３４Ｂ１は、例えば、金属又は非金属元素の酸化物を含む。金属又は非金属元素は、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、及びタンタル（Ｔａ）からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素であることが好ましい。金属又は非金属元素の酸化物は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＨｆＯ２、及びＴａ２Ｏ５からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。電極３３との密着性を高めるという観点からは、この酸化物は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びＴｉＯ２からなる群より選ばれる少なくとも１種の酸化物を含むことが好ましい。
【００４１】
第１酸化層３４Ｂ１は、ＳｉＯ２を含むことがより好ましい。ＳｉＯ２は、上記に例示した他の酸化物と比較して、酸素の原子比が高いため、インクジェットヘッドの絶縁耐久性を高める効果に特に優れている。また、ＳｉＯ２は誘電率が小さいため、これを使用すると、寄生容量を小さくすることができる。さらに、ＳｉＯ２を使用すると、低コストで柔軟性に優れた膜を得ることができる。
【００４２】
第１酸化層３４Ｂ１の厚さは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましい。第１酸化層３４Ｂ１の厚さは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることがより好ましい。絶縁層３４Ａを厚くすると、インクジェットヘッドの絶縁耐久性が向上する。但し、絶縁層３４Ａを過剰に厚くすると、圧電部材３０の動作が妨げられる可能性がある。第１酸化層３４Ｂ１の厚さは、例えば、ＳＥＭによる断面観察により測定できる。
【００４３】
第１酸化層３４Ｂ１は、絶縁層３４Ａの材料の酸化物からなる酸化膜であってもよい。そのような第１酸化層３４Ｂ１の膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内にあることが好ましく、２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の範囲内にあることがより好ましい。この表面領域の厚さが大きすぎると、電極保護膜の初期における絶縁性が不十分となる虞がある。表面領域の厚さが小さすぎると、長期的な絶縁性が不十分となる虞がある。
【００４４】
第２酸化層３４Ｂ２は、絶縁層３４Ａを被覆している。第２酸化層３４Ｂ２は、絶縁層３４Ａと圧力室３２との間に位置した部分と、絶縁層３４Ａとノズルプレート５０との間に位置した部分とを含んでいる。後者の部分は省略することができる。
【００４５】
第２酸化層３４Ｂ２は、例えば、金属又は非金属元素の酸化物を含む。金属又は非金属元素及びその酸化物としては、第１酸化層３４Ｂ１で挙げたものと同様のものを用い得る。耐インク性に優れるという点からは、第２酸化層３４Ｂ２は、ＨｆＯ２及びＴａ２Ｏ５からなる群より選ばれる少なくとも１種の酸化物を含むことが好ましい。
【００４６】
第２酸化層３４Ｂ２の膜厚は、第１酸化層３４Ｂ１について上述した範囲内にあることが好ましい。
【００４７】
また、第２酸化層３４Ｂ２は、絶縁層３４Ａの表面領域を酸化させてなる酸化膜であってもよい。すなわち、第２酸化層３４Ｂ２は、絶縁層３４Ａの材料の酸化物からなる酸化膜であってもよい。そのような第２酸化層３４Ｂ２の膜厚は、絶縁層３４Ａの材料の酸化物からなる第１酸化層３４Ｂ１について上述した範囲内にあることが好ましい。
【００４８】
第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２の一方は省略してもよい。
【００４９】
１−２．インクの吐出
以下、図３及び図４を参照しながら圧電部材３０の動作を説明する。ここでは、中央の圧力室３２の両隣にも、圧力室３２が形成されているものと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をそれぞれ電極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。
【００５０】
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が拡張するように変形させる。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
１−３．製造方法
次に、図１乃至図４に示すインクジェットヘッド１の製造方法を説明する。  
上記のインクジェットヘッド１は、以下の方法によって製造する。まず、圧電部材３０と電極３３とを備えた構造体を形成する。具体的には、インクが供給される圧力室３２を形成し、この圧力室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圧電部材３０と、圧電部材３０のうち圧力室３２と隣接した部分に位置し、圧電部材３０に駆動パルスを印加する電極３３とを備えた構造体を形成する。なお、構造体の形成は、従来公知の方法によって行なうことができる。
【００５４】
次に、後述する方法で電極３３及び領域３０２ａ上に電極保護膜３４を形成する。その後、ノズルプレート５０をノズルＮが圧力室３２と連通するように設置する。
【００５５】
電極保護膜３４の製造方法の一例について説明する。  
先ず、電極３３及び領域３０２ａ上に、第１酸化層３４Ｂ１を形成する。例えば、先ず、遷移元素の酸化物の粒子を分散媒に分散させた分散液を調製する。分散媒としては、水を用いてもよく、有機溶媒を用いてもよい。分散液は、結着剤を更に含んでもよい。次に、この分散液を、例えば、スピンコート法、スプレー法などを用いて電極３３及び領域３０２ａ上に塗布して塗膜を形成する。この塗膜を乾燥させて第１酸化層３４Ｂ１を得る。第１酸化層３４Ｂ１は、ゾル−ゲル法により形成してもよい。
【００５６】
第１酸化層３４Ｂ１は、化学気相堆積（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法により形成してもよい。第１酸化層３４Ｂ１としてＳｉＯ２膜を用いる場合、オルトケイ酸テトラエチル（Tetra Ethyl Ortho Silicate：ＴＥＯＳ）を原料としたプラズマ化学気相堆積（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition：ＰＥＣＶＤ）法を用いることが好ましい。ＰＥＣＶＤ法を用いると、生産効率を高めることができる。
【００５７】
次に、第１酸化層３４Ｂ１上に、絶縁層３４Ａを形成する。具体的には、先ず、有機物を用意する。有機物としては、例えば、ポリパラキシリレン骨格を有する化合物を使用することができる。気相堆積法などの従来公知の方法を用いて、有機物を第１酸化層３４Ｂ１上に堆積させて絶縁層３４Ａを形成する。
【００５８】
次に、絶縁層３４Ａ上に第２酸化層３４Ｂ２を形成する。例えば、絶縁層３４Ａの表面を酸化させることにより、第２酸化層３４Ｂ２を得る。絶縁層３４Ａの表面を酸化させる方法としては、酸素含有雰囲気中での紫外線照射処理、プラズマ処理、及びオゾン処理などが挙げられる。絶縁層３４Ａを劣化させにくいという観点からは、絶縁層３４Ａの表面処理方法としては、紫外線照射処理を用いることが好ましい。紫外線照射に際しては、照度を１０ｍＷ／ｃｍ２以上２０ｍＷ／ｃｍ２以下とし、照射時間を３分以上１０分以下とすることが好ましい。
【００５９】
あるいは、第２酸化層３４Ｂ２は、第１酸化層３４Ｂ１と同様の方法により形成してもよい。
【００６０】
次に、電極保護膜３４の製造方法の他の例について説明する。  
先ず、基材上に、絶縁層３４Ａと同じ材料からなる層を形成する。この層の形成には、絶縁層３４Ａについて上述したのと同様の方法を用いることができる。次いで、この層を酸化させることにより、第１酸化層３４Ｂ１を得る。
【００６１】
次に、第１酸化層３４Ｂ１上に、絶縁層３４Ａを形成する。絶縁層３４Ａは、上述したのと同様の方法により形成することができる。その後、絶縁層３４Ａの表面領域を酸化させて、第２酸化層３４Ｂ２を得る。
【００６２】
なお、ここでは、三層構造を有する電極保護膜３４の形成方法を説明したが、第１酸化層３４Ｂ１又は第２酸化層３４Ｂ２の形成を省略することにより、二層構造を有する電極保護膜３４を形成してもよい。
【００６３】
２．インクジェットプリンタ
２−１．構成
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１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ及び１１５Ｂｋと、インクジェットヘッド１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ及び１１５Ｂｋ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。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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。これらインクカートリッジ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。
【００６９】
２−２．画像形成
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
３．効果
上記のインクジェットヘッド１は、絶縁層３４Ａの両面に絶縁層３４Ａよりも酸素含有量が多い第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２がそれぞれ積層した電極保護膜３４を備えている。このような構成によれば、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。
【００７５】
上記の構成を採用していないインクジェットヘッド、すなわち、第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２を省略したインクジェットヘッドが優れた絶縁耐久性を達成できない理由の１つは、電極を被覆している絶縁層において、これを構成している有機物分子が破壊されることにある。そのような破壊を生じるのは、以下の理由によると考えられる。
【００７６】
せん断モード型のインクジェットヘッドでは、圧電部材に交流電圧を印加する。したがって、圧電素子へ電圧を印加するための電極と、この電極と絶縁層を間に挟んで隣接したインクとの間にも、交流電圧が印加される。すなわち、電極及びインクは、何れも、陽極若しくは陰極になり得る。
【００７７】
この際、絶縁層の陽極と接する領域において、この絶縁層が含んでいる有機物分子から電子が引き離され、引き離された電子が陽極へと移動することがある。絶縁層において電子が引き離された部分には、電子が抜けてできた空孔、すなわち、ホールが形成される（ホール注入）。このような電子の移動が繰り返されて一定量を超えると、陽極近傍の領域において絶縁層を構成している有機物分子の破壊等を生じる。その結果、絶縁層は絶縁破壊が生じると考えられる。
【００７８】
実施形態に係るインクジェットヘッド１では、電極３３と絶縁層３４Ａとの間及びインクと絶縁層３４Ａとの間に、絶縁層３４Ａよりも酸素含有量が多い第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２をそれぞれ配置している。すなわち、インクジェットヘッド１においては、絶縁層３４Ａと陽極との間に、第１酸化層３４Ｂ１又は第２酸化層３４Ｂ２が介在している。酸素は、電気陰性度が比較的大きい。そのため、第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２は、絶縁層３４Ａと比較して、陽極へ電子を供与し易い。したがって、このような第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２が陽極と接していると、絶縁層３４Ａへのホール注入を抑制できる。それゆえ、絶縁層３４Ａの劣化に起因した絶縁破壊を生じ難い。
【００７９】
上述したように、電極３３及びインクは、何れも、陽極及び陰極になり得る。したがって、上記の通り、電極３３と絶縁層３４Ａとの間及びインクと絶縁層３４Ａとの間に、第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２をそれぞれ配置することが好ましい。但し、第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２の一方を省略した場合であっても、それらの双方を省略した場合と比較すれば、絶縁層３４Ａの劣化に起因した絶縁破壊を生じ難くすることができる。
【００８０】
第１酸化層３４Ｂ１及び第２酸化層３４Ｂ２の一方を省略する場合、それらのどちらを省略してもよい。但し、第１酸化層３４Ｂ１は省略しないことが好ましい。これは、電極３３への電子の移動は、インクへの電子の移動と比較してより生じ易いためである。
【実施例】
【００８１】
以下、実施例を説明する。  
＜インクジェットヘッドの製造＞
（実施例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、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、絶縁層３４Ａと第２酸化層３４Ｂ２とをこの順で積層させた。
【００８２】
具体的には、電極３３上にポリパラキシリレン（パリレンＣ）からなる膜を気相堆積法により成膜して、絶縁層３４Ａを得た。絶縁層３４Ａの厚さは５μｍであった。
【００８３】
次に、ＴＥＯＳを含んだエタノール溶液をスピンコート法で絶縁層３４Ａ上に塗布し、塗膜を形成した。この塗膜を常温で乾燥させて、ＳｉＯ２膜を第２酸化層３４Ｂ２として得た。第２酸化層３４Ｂ２の膜厚は０．５μｍであった。
【００８４】
続いて、ノズルプレート５０を、ノズルＮが圧力室３２と連通するように設置して、インクジェットヘッド１を得た。
【００８５】
（実施例２）
第２酸化層Ｂ２として、ＳｉＯ２膜を形成する代わりに、絶縁層３４Ａの表面領域を紫外線照射して酸化膜を形成した。これ以外は、実施例１と同様の方法でインクジェットヘッド１を得た。紫外線照射に際しては、照度を１７ｍＷ／ｃｍ２とし、照射時間を５分間とした。第２酸化層３４Ｂ２の膜厚は３０ｎｍであった。
【００８６】
（実施例３）
絶縁層３４Ａの形成に先んじて第１酸化層３４Ｂ１を設けたこと以外は、実施例１と同様の方法でインクジェットヘッド１を得た。第１酸化層３４Ｂ１は、実施例１の第２酸化層３４Ｂ２と同様の方法で電極３３上に形成した。第１酸化層３４Ｂ１の膜厚は１μｍであった。
【００８７】
（比較例１）
第２酸化層３４Ｂ２の形成を省略したこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法でインクジェットヘッドを得た。
【００８８】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られたインクジェットヘッドの電極３３に対して電圧を印加し、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の電極３３に対して、振幅が６０Ｖの電圧パルスを１×１０８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、１×１０９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。
【００８９】
実施例１、２、及び比較例１の結果を図６に示す。図６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の一例を示すグラフである。
【００９０】
図６に示すように、比較例１に係るインクジェットヘッドは、１×１０１１回以上の電圧の印加によってリーク電流値が大幅に増大した。一方、実施例１及び２に係るインクジェットヘッドは、電圧の印加を１×１０１１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できた。また、第２酸化層３４Ｂ２として、パリレン膜のＵＶ処理膜を用いるよりも、ＳｉＯ２膜を用いたほうがリーク電流値は小さく、より優れた絶縁耐久性を示した。
【００９１】
実施例３及び比較例１の結果を図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の他の例を示すグラフである。
【００９２】
図７に示すように、実施例３に係るインクジェットヘッドは、電圧の印加を１×１０１２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できた。また、第１酸化層、絶縁層、及び第２酸化層の三層構造を有する電極保護膜を用いた実施例３に係るインクジェットヘッドの絶縁耐久性は、絶縁層及び第２酸化層の二層構造を有する電極保護膜を用いた実施例１及び２に係るインクジェットヘッドの絶縁耐久性よりも優れていた。
【００９３】
以上説明した少なくとも一つの実施形態に係るインクジェットヘッドは、絶縁層と、絶縁層よりも酸素含有量が多い酸化層とが互いに積層した絶縁保護膜を含んでいる。したがって、実施形態に係るインクジェットヘッドは、長期間に亘る絶縁性の維持が可能となる。
【００９４】
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。
【符号の説明】
【００９５】
１…インクジェットヘッド、１０…インクマニホールド、１１…インク供給管、１２…インク戻し管、２０…アクチュエータ板、２１…インク供給口、２２…インク排出口、３０…圧電部材、３１…配線パターン、３２…圧力室、３３…電極、３４…電極保護膜、３４Ａ…絶縁層、３４Ｂ１…第１酸化層、３４Ｂ２…第２酸化層、４０…フレーム、５０…ノズルプレート、６０…、フレキシブルプリント基板、６１…駆動回路、１００…インクジェットプリンタ、１０１ａ…カセット、１０１ｂ…カセット、１０２…給紙ローラ、１０３…給紙ローラ、１０４…搬送ローラ対、１０５…搬送ローラ対、１０６…レジストローラ対、１０７…搬送ベルト、１０８…駆動ローラ、１０９…従動ローラ、１１０…媒体保持機構、１１１…負圧チャンバ、１１２…搬送ローラ対、１１３…搬送ローラ対、１１４…搬送ローラ対、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、１１６Ｂｋ…インクカートリッジ、１１６Ｃ…インクカートリッジ、１１６Ｍ…インクカートリッジ、１１６Ｙ…インクカートリッジ、１１７Ｂｋ…チューブ、１１７Ｃ…チューブ、１１７Ｍ…チューブ、１１７Ｙ…チューブ、１１８…排紙トレイ、１１９…ファン、３０１…第１圧電体、３０２…第２圧電体、Ｎ…ノズル、Ｐ…記録媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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