(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルと、該ノズルに連通するインク流路と、該インク流路の一部に設けられた振動板と、該振動板に設けられた振動板電極と、該振動板電極に対向して設けられた対向電極とを有し、上記振動板電極と上記対向電極間にパルス電圧を印加し、上記振動板を静電気力により変形させ、この変形によって上記ノズルからインク滴を記録紙に向けて吐出し印刷を行うインクジェットヘッドにおいて、
上記振動板電極の上記対向電極に対向する表面と上記対向電極の上記振動板電極に対向する表面にはそれぞれ部分的に絶縁部材を設けるとともに、上記振動板電極と上記対向電極が接近して上記絶縁部材が当接したときの衝撃力を上記絶縁部材が吸収するように上記絶縁部材を衝撃吸収材で形成し、
上記振動板電極の上記対向電極の間には、上記絶縁部材の周囲に配置され、上記振動板電極と上記対向電極が接近したときに上記振動板電極と上記対向電極との電極間ギャップを一定に保持する絶縁性粒子を設けたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
上記衝撃吸収材は、引張弾性率、圧縮弾性率及び曲げ弾性率のうちの少なくとも１つの弾性率が約１００ｋｇｆ／ｍｍ2以下であることを特徴とする請求項１のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電アクチュエータ方式のインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電アクチュエータ方式のインクジェットヘッドとして、例えば特開平６−３４００６９号公報又は特開平７−２４６７０６号公報に図１７に示すインクジェットヘッド１００が開示されている。このインクジェットヘッド１００は、カバープレート１２、チャンネルプレート１４及び基板１６を一体接合して構成されている。
【０００３】
上記チャンネルプレート１４はシリコンプレートからなり、異方性エッチングにより複数の溝部が形成されている。これら溝部が上記カバープレート１２によって覆われることによりそれぞれ、インクを収容するインクチャンネル１８、インクチャンネル１８内のインクを液滴として吐出するノズル２２、インクチャンネル１８に補給されるインクを収容する共通インク室２６、及びインクチャンネル１８と共通インク室２６とを連通させるインレット３０になっている。
【０００４】
インクチャンネル１８の底部は振動板１９となっており、この振動板１９のインクチャンネル１８とは反対側の表面に共通電極３４が形成されている。一方、基板１６のインクチャンネル１８に対応する位置には凹部３６が形成され、この凹部３６の底面には駆動電極３８が上記共通電極３４に対向して形成されている。
【０００５】
上記構成のインクジェットヘッド１００では、共通電極３４と駆動電極３８とに異なる極性の電圧をそれぞれ印加すると、静電吸引力により両電極３４、３８が引き合うために振動板１９が駆動電極３８側に撓み、場合によっては両電極３４、３８が接触して電気的短絡が発生する。また、各電極３４、３８間ギャップｇは０．０５μｍ〜１μｍ程度に設定されることから、ヘッドの加工や組み立ての際の僅かなずれによっても両電極３４、３８が接触して電気的短絡が発生することがある。
【０００６】
そこで、このような電極間の短絡を防止するために、特開平７−２１４７６９号公報では、酸化膜、窒化膜、又は酸化マグネシウム膜からなる絶縁層を各電極３４、３８の少なくとも一方に設けることが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記酸化膜、窒化膜又は酸化マグネシウム膜は酸素原子又は窒素原子といった極性の強い原子から構成されるため、気相中の水分子を吸着しやすく、３０℃８５％といったような高温高湿時においては良好な絶縁効果が得られなくなり、耐湿性に問題がある。
【０００８】
また、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、又は酸化マグネシウム膜は脆性が高くてもろいため、これらの膜を介して両電極３４、３８が衝突し合うとヒビ割れや欠け等が発生しやすく、この欠損部において電気的短絡が発生したり、欠損による膜の破片が電極間ギャップの他の部分に付着することによりそのギャップ間隔を適正に維持できなくなるという問題もある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、上述の耐湿性及び脆性という問題を解決するため、本発明のインクジェットヘッドでは、ノズルと、該ノズルに連通するインク流路と、該インク流路の一部に設けられた振動板と、該振動板に設けられた振動板電極と、該振動板電極に対向して設けられた対向電極とを有し、上記振動板電極と上記対向電極間にパルス電圧を印加し、上記振動板を静電気力により変形させ、この変形によって上記ノズルからインク滴を記録紙に向けて吐出し印刷を行うインクジェットヘッドにおいて、
上記振動板電極の上記対向電極に対向する表面と上記対向電極の上記振動板電極に対向する表面にはそれぞれ部分的に絶縁部材を設けるとともに、上記振動板電極と上記対向電極が接近して上記絶縁部材が当接したときの衝撃力を上記絶縁部材が吸収するように上記絶縁部材を衝撃吸収材で形成し、
上記振動板電極の上記対向電極の間には、上記絶縁部材の周囲に配置され、上記振動板電極と上記対向電極が接近したときに上記振動板電極と上記対向電極との電極間ギャップを一定に保持する絶縁性粒子を設けたことを特徴とする。
上記衝撃吸収材は、引張弾性率、圧縮弾性率及び曲げ弾性率のうちの少なくとも１つの弾性率が約１００ｋｇｆ／ｍｍ2以下であることが好ましい。
【００１１】
【発明の効果】
本発明のインクジェットヘッドによれば、振動板電極と対向電極とが衝突することがあっても、その衝突力が衝撃吸収材からなる絶縁部材によって吸収されるので、絶縁部材や各電極が破損することがない。したがって、絶縁部材の破片が各電極間ギャップの他の部分に付着するということがなく、各電極間のギャップを初期状態のまま適正に維持できる。また、耐湿性に優れた衝撃吸収材を絶縁部材に使用すれば、高温高湿な環境下であっても良好な絶縁効果を維持でき、電極間の電気的短絡を防止できる。また、振動板が駆動電極側に変形したときに絶縁性粒子が電極間ギャップを一定に保持する機能を果たし、複数あるインク流路間でインク滴の大きさを均一にでき、画質の向上を図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態であるインクジェットヘッド１０の分解斜視図である。このインクジェットヘッド１０は、カバープレート１２、チャンネルプレート１４及び基板１６を積層して陽極接合により一体接合されている。
【００１４】
カバープレート１２は例えばガラス製の平板であり、チャンネルプレート１４の上部を覆っている。チャンネルプレート１４は例えばシリコンプレートからなり、その上面には異方性エッチングにより複数の溝が形成されている。具体的には、インクチャンネル（インク流路）１８となる複数の長溝２０が互いに平行に配列形成されている。また、チャンネルプレート１４の縁部には、ノズル２２となるＶ字溝２４が上記各長溝２０に連通して形成されている。さらに、上記Ｖ字細溝２４とは反対側のチャンネルプレート１４の縁部近傍には、共通インク室２６となる横溝２８が上記複数の長溝２０の配列方向に沿って延設されている。そして、インクチャンネル１８となる長溝２０と共通インク室２６となる横溝２８とは、インレット３０となるＶ字細溝３２によってそれぞれ連通している。これらの溝部２０、２４、２８、３２がカバープレート１２によって覆われることにより、インクチャンネル１８、ノズル２２、共通インク室２６及びインレット３０が形成される。
【００１５】
ノズル２２はインクチャンネル１８に連通し、インクチャンネル１８内のインクを吐出するようになっている。また、インクチャンネル１８と共通インク室２６とはインレット３０を介して連通しており、共通インク室２６から各インクチャンネル１８にインクが供給されて収容されるようになっている。さらに、共通インク室２６は図示しないインクタンクに接続され、そこからインクが供給されるようになっている。
【００１６】
インクチャンネル１８の底部は振動板１９となっており、この振動板１９の裏面（インクチャンネル１８とは反対側の面）には金属材料をスパッタリング等することにより共通電極（振動板電極）３４が形成されている。一方、例えばガラス等からなる基板１６の表面には、複数の凹部３６が上記インクチャンネル１８に対応して形成されいる。各凹部３６の底面には金属材料をスパッタリング等することにより駆動電極（対向電極）３８が形成されている。共通電極３４と駆動電極３８は、駆動回路４０にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１７】
図２は、組み立てられたインクジェットヘッド１０のインクチャンネル１８の長手方向に沿った部分断面図である。図２に示すように、共通電極３４と駆動電極３８とは、例えば０．５μｍの間隔ｇをおいて対向している。
【００１８】
共通電極３４と駆動電極３８との間には、衝撃吸収材からなる絶縁層（絶縁部材）４２、４４が設けられている。絶縁層４２、４４は共通電極３４及び駆動電極３８の表面全体をそれぞれ覆っている。これら絶縁層４２、４４はパッド印刷等の方法で形成することができる。絶縁層４２、４４に用いられる衝撃吸収材としては、衝撃力を効果的に吸収するために、引張弾性率、圧縮弾性率及び曲げ弾性率のうちの少なくとも１つの弾性率が約１００ｋｇｆ／ｍｍ2以下であることが好ましい。この条件を満たす具体的な衝撃吸収材料として、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、アルフィンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、多硫化ゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、プロピレンオキシドゴム、ポリオレフィンスルフィド、エチレン−酢酸ビニルゴム、アクリロニトリル−イソプレンゴム、交互重合ポリマー、ポリペテナマー、ポリエステルゴム、ネオプレンゴム、ヒドリンゴム等が使用できる。特に、これらの材料のうち、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムについては、極性が小さい化合物であるため、高湿時における絶縁効果にも優れている。
【００１９】
次に、上記構成からなるインクジェットヘッド１０のインク吐出動作について説明する。図示しないインクタンクから共通インク室２６に供給されたインクは、対応するインレット３０を介して各インクチャンネル１８にそれぞれ収容されている。この状態で、駆動回路４０から駆動電極３８にパルス電圧が印加されると、上記パルス電圧とは異なる極性の電圧が印加された共通電極３４が静電気力によって引き付けられ、これにより振動板１９が撓み変形して駆動電極３８側に衝突する。しかし、そのときの衝撃は各電極３４、３８上に形成された絶縁層４２、４４によって吸収されるため、このような衝突が繰り返し行われても共通電極３４、駆動電極３８及び各絶縁層４２、４４が破損することがない。
【００２０】
上記振動板１９の変形によってインクチャンネル１８内の体積が増加し、それに伴って共通インク室２６からインレット３０を介してインクチャンネル１８に引き込まれる。そして、駆動電極３８への電圧印加が解除されると、振動板１９はそれ自体の弾性によって元の状態に復帰し、これによりインクチャンネル１８内のインクが加圧されてノズル２２からインク滴４６が吐出される。このインク滴が図示しない用紙等の記録媒体に付着してドットを形成し、このドットの集合により画像が記録される。
【００２１】
このように第１実施形態のインクジェットヘッド１０によれば、振動板１９が衝突する際の衝撃は、衝撃吸収材からなる絶縁層４２、４４によって吸収されるので、共通電極３４、駆動電極３８及び絶縁層４２、４４が破損するのを防止できる。したがって、酸化膜や窒化膜を絶縁層として形成した場合のように、衝突によって破損した酸化膜等の破片が他の部分に付着するということがなく、電極間ギャップを初期状態のままで適性に維持できる。また、絶縁層４２、４４にスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐湿性に優れた材料を使用すれば、高温高湿な環境下であっても良好な絶縁効果を維持でき、電極３４、４８間の電気的短絡を確実に防止できる。その結果、装置の信頼性が向上し、装置寿命を延ばすことができる。
【００２２】
上記インクジェットヘッド１０では、共通電極３４及び駆動電極３８の両方に絶縁層を設けたが、図３又は図４に示すように、いずれか一方にのみ絶縁層を設けるようにしてもよい。
【００２３】
また、絶縁層は必ずしも電極表面の全体を覆う必要はなく、図５（ａ）〜（ｇ）に示すように、電極の表面に部分的に設けてもよい。図５（ａ）〜（ｆ）は、図１におけるＡ−Ａ線断面を示し、図５（ｇ）は図１と同方向の断面図である。
図５（ａ）に示すように電極３４、３８の中央部に絶縁層４２ａ、４４ａを対向させて設けてもよいし、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように絶縁層４２ａ又は４４ａのいずれか一方のみを設けてもよい。また、図５（ｄ）に示すように上下の絶縁層４２ｂ、４４ｂの大きさを異ならせてもよい。さらに、図５（ｅ）に示すように共通電極３４に絶縁層４２ｃを複数に分けて設けてもよいし、図示しないが駆動電極３８に絶縁層を分割して設けてもよい。さらにまた、図５（ｆ）に示すように、共通電極３４及び駆動電極３８について互いに対向しない位置に絶縁層４２ｄ、４４ｄを設けてもよい。そして、図５（ｇ）に示すように、駆動電極３８上にインクチャンネル１８の長手方向に沿って複数の絶縁層４４ｅを配列してもよい。
【００２４】
次に、図６を参照して第２の実施形態のインクジェットヘッド６０について説明する。このインクジェットヘッド６０の構成は、上記インクジェットヘッド１０とほぼ同じであり、異なるところは絶縁層４２、４４がなく、その代わりに共通電極３４と駆動電極３８との間に多数の絶縁性粒子６２を配置した点だけである。よって、他の構成とインク吐出動作についての説明は省略する。
【００２５】
このインクジェットヘッド６０では、振動板１９が駆動電極３８側に変形したときに、絶縁性粒子６２が介在することによって共通電極３４と駆動電極３８との電気的短絡が防止される。また、耐湿性に優れた材料で絶縁性粒子６２を形成すれば、高温高湿な環境下でも良好な絶縁効果を維持でき、電極間の電気的短絡を防止できる。さらに、振動板１９が駆動電極３８側に変形したときに絶縁性粒子６２が電極３４、３８間のギャップを一定に保持する機能を果たし、複数あるインクチャンネル１８間でインク滴の大きさを均一にでき、画質の向上を図れる。
【００２６】
上記絶縁性粒子６２は、例えば有機合成において常用される重合法、具体的には乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、非水系分散重合法、シード乳化重合法、ミニエマルジョン重合法、懸濁重合法などを用いて作製することができる。これらの重合法のなかで、特にシード重合法により作製された微粒子は粒径が均一であることから、電圧印加時に電極間ギャップが狭まったときにそのギャップ距離を所定の間隔で保持するのに極めて好適である。また、ソープフリー乳化重合法により作製された微粒子は、粒子表面に極性の強い界面活性剤が存在しないので、高湿時における電気的短絡を防ぐという耐湿性の効果にも優れている。
なお、上記各種の重合法は、個別に独立した手法ではないので、ソープフリー乳化重合法を用いたシード乳化重合法を適用すれば、ギャップ保持効果と耐湿性の２つの効果を兼ね備えた微粒子を得ることもできる。
【００２７】
また、絶縁性粒子６２は粉砕法によっても作製することができる。上記のような重合法による場合には重合反応が可能な原料に限られるため出来上がる粒子の素材が限定されていまうが、粉砕法では素材の限定を受けることがない。ただ、機械的エネルギを素材が吸収してしまうことなく、効率よく粉砕できるかどうかに依存するだけである。具体的な粉砕法としては、ジェットミル法、ビーズミル法、ボールミル法、サンドミル法、３本ロールミル法、ダブルシリンダパールミル法などがあり、これらの粉砕法は乾式法で用いてもよいし、湿式法で用いてもよい。
【００２８】
また、絶縁性粒子６２は、噴霧乾燥法、噴射冷却造粒法、凍結乾燥法、晶析法などの重合法にも粉砕法にも分類されない造粒方法によっても作製できる。
なお、絶縁性粒子６２の作製方法として重合法、粉砕法、それ以外の造粒法のいずれを選択するかは、素材の原料費、製造時間、製造工程数等の理由を考慮して適宜選択すればよい。
【００２９】
次に、図７〜９を参照して第３の実施形態のインクジェットヘッド７０について説明する。
このインクジェットヘッド７０は、図５（ａ）に示すインクジェットヘッドの特徴と第２実施形態のインクジェットヘッド６０の特徴とを併せ持ったものである。すなわち、図７及び図７のＢ−Ｂ線断面を表す図８に示すように、共通電極３４及び駆動電極３８の各中央部に互いに対向する絶縁層４２ａ、４４ａがインクチャンネル１８の長手方向に延びて形成されており、共通電極３４と駆動電極３８の間であって絶縁層４２ａ、４４ａの周囲に絶縁性粒子６２が配置されている。他の構成は第１実施形態のインクジェットヘッド１０と同様であるため、説明を省略する。
【００３０】
図９は、図８におけるＣ部分を拡大したもので、インクジェットヘッド７０において振動板１９が変形するときの状態を段階的に示している。図９（ａ）は駆動電極３８に電圧が印加されていないときの状態を示す。駆動電極３８に電圧が印加されると、図９（ｂ）に示すように振動板１９が変形して絶縁性４２ａ、４４ａが互いに当接する。そして、振動板１９がさらに変形して下方に移動してくると、図９（ｃ）に示すように絶縁層４２ａ、４４ａが歪んで振動板１９の衝撃力を吸収するとともに、上述したように絶縁性粒子６２が電極３４、３８間に挟まれて電極間ギャップｇを一定に保持する機能を果たす。このギャップ保持機能により、振動板１９が復元する際に吐出されるインク量を正確に規定することが可能になる。
【００３１】
次に、図１０を参照して第４の実施形態のインクジェットヘッド８０について説明する。このインクジェットヘッド８０は、第２実施形態のインクジェットヘッド６０とほぼ同じ構成を有し、異なるところは絶縁性粒子８２が共通電極３４と駆動電極３８との間の間隔ｇとほぼ等しい直径を有している点だけである。よって、他の構成についての説明は省略する。
【００３２】
このインクジェットヘッド８０では、記録時に駆動電極３８に印加されるパルス電圧が共通電極３４に印加される電圧と同極性である。したがって、電極３４、３８間に働く静電気力は反発力となり、これにより振動板１９がインクチャンネル１８に向かって押し上げられて変形する。この振動板１９の変形によりインクチャンネル１８内のインクが加圧されてノズル２２からインク滴が吐出する。
【００３３】
本実施形態のインクジェットヘッド８０によれば、振動板１９や基板１６に加工上のばらつきがあったり、あるいは、組み立てが高精度になされなかった場合でも、絶縁性粒子８２によって共通電極３４と駆動電極３８との間の間隔を確実に所定ギャップに設定できる。そのため、製造工程での負担を軽減できるとともに、各インクチャンネル１８から吐出されるインク滴の大きさを均一なものにできる。
【００３４】
次に、上記各実施形態のインクジェットヘッドと比較例のインクジェットヘッドとを用いて行った耐久試験及び環境試験について説明する。
【００３５】
上記各試験で用いたインクジェットヘッドの基本構造は次のようにした。図１１を参照して説明すると、カバープレート１２、チャンネルプレート１４及び基板１６は陽極接合法により一体接合されている。カバープレート１２には厚さ０．８ｍｍの石英ガラス板を用いた。インクチャンネル１８の寸法は、幅１２０μｍ、高さ８０μｍ、長さ５ｍｍとした。ノズル２２及びインレット３０は、３０μｍ角の正方形開口形状とした。ノズル２２は９０個／インチのピッチで形成した。チャンネルプレート１４はシリコンからなり、異方性エッチングでインクチャンネル１８を形成する際に振動板１９の厚さが６．５μｍとなるように制御した。基板１６には厚さ０．８ｍｍの結晶シリコン板を使用した。共通電極３４及び駆動電極３８はそれぞれ、スパッタリングにより形成した厚さ０．１μｍのクロム膜とし、電極３４、３８間のギャップｇは０．５μｍとした。そして、インクには、２０℃で表面張力３５ｄｙｎ／ｃｍ、粘度２．７ｃｐの物性のものを用いた。なお、電極３４、３８にはクロムのスパッタ膜を用いたが、他の金属薄膜でもよいし、好適な導電性が得られるのであれば、ＩＴＯ膜の如き導電性酸化膜を使用してもよいし、ＡｓＦ5をドープしたポリアセチレンの如き有機導電膜を使用してもよい。
【００３６】
比較例１のインクジェットヘッドでは、電極３４、３８を覆う絶縁層４２、４４を酸化シリコン膜とした。酸化シリコン膜は反応性スパッタリング法の常法を用いて作製した。ターゲット材に結晶シリコンを用い、約２０％の酸素ガスを含むアルゴンガス雰囲気中において、真空度０．７Ｔｏｒｒ、放電電極間距離３ｃｍの下で、超音波振動子により管理しながら膜厚が２０００オングストロームになるまで成膜した。
【００３７】
また、比較例２のインクジェットヘッドでは、電極３４、３８を覆う絶縁層４２、４４を窒化シリコン膜とした。窒化シリコン膜は、反応性スパッタリング法の常法を用いて作製した。ターゲット材は結晶シリコンを用い、約２０％のアンモニアガスを含むアルゴンガス雰囲気中において、真空度０．５Ｔｏｒｒ、放電電極間距離３ｃｍの下で、超音波振動子により管理しながら膜厚が２０００オングストロームになるまで成膜した。
【００３８】
さらに、比較例３のインクジェットヘッドでは、電極３４、３８を覆う絶縁層４２、４４を酸化マグネシウム膜とした。酸化マグネシウム膜はスパッタリング法の常法を用いて作製した。ターゲット材に酸化マグネシウムを用い、アルゴンガス雰囲気中において真空度０．７Ｔｏｒｒ、放電電極間距離３ｃｍの下で、超音波振動子により管理しながら膜厚が２０００オングストロームになるまで成膜した。また、アルゴンガスには約５％の酸素ガスを含ませ、成膜後の酸化マグネシウム膜が化学量論的に酸素原子が欠乏することなくＭｇＯ組成となるようにした。
【００３９】
一方、実施例１のインクジェットヘッドでは、第１実施形態のインクジェットヘッド１０（図２参照）において絶縁層４２、４４をシリコンゴムとした。その形成方法としては、トリアルキルシラノールとジアルキルシランジオールの混合物を各電極上に塗工した後、縮重合反応させ、次いで過酸化ベンソイルを追塗工した後、加熱処理を行い、シリコンゴムによる絶縁層を形成した。膜厚は加熱硬化後の膜厚が２０００オングストロームとなるように、各塗工量を調整して制御した。塗工はパッド印刷機を用いて行った。振動板１９側は平面形状なのでパッド印刷機による塗工を容易に行えることが理解できるが、基板１６側は凹部３６内に印刷するため困難なようにも思える。しかし、その凹部３６の深さは１μｍ以下と非常に浅いのでパッド印刷機によって好適に塗工することが可能である。
【００４０】
実施例２のインクジェットヘッドでは、第１実施形態のインクジェットヘッド１０（図２参照）において絶縁層４２、４４をウレタンゴムとした。その形成方法としては、上記実施例１のシリコンゴムによる絶縁層の場合と同様にしてパッド印刷法を適用しながら、Ｂａｙｅｒ社製のＶｕｌｋｏｌｌａｎ  Ｒ−１２を３０重量部とアジピン酸１００重量部とからポリエステルを合成し、さらにナフタレンジイソシアナートと処理、乾燥することにより、ウレタンゴムからなる絶縁層を形成した。膜厚は乾燥後の膜厚が２０００オングストロームとなるように、各塗工量を調整して制御した。
【００４１】
実施例３のインクジェットヘッドでは、第２実施形態のインクジェットヘッド６０（図６参照）において絶縁性粒子６２をスチレンアクリル製のものとした。その製造方法としては、スチレン６０重量部、アクリル酸３重量部、加硫酸カリウム０．４重量部、水２２０重量部を反応温度７０℃の下でソープフリー重合し、直径約３０００オングストロームのスチレンアクリル製の絶縁性粒子を作製した。この粒子をパッド印刷機により、電極間ギャップに約１００万個／ｃｍ2の濃度となるように塗工し、基板１６と振動板１９を当接させた状態で徐々に乾燥させ、電極ギャップに絶縁性粒子が介在するヘッドを作製した。
【００４２】
実施例４のインクジェットヘッドでは、上記第３実施形態のインクジェットヘッド７０（図７参照）において、上述した実施例１と実施例３の手法を併用して、シリコンゴム製の絶縁層４２ａ、４４ａとスチレンアクリル製の絶縁性粒子６２とを併せ持つヘッドを作製した。膜厚と粒径は、実施例１及び実施例３と同様に２０００オングストロームと３０００オングストロームとした。
【００４３】
実施例５のインクジェットヘッドでは、上記第４実施形態のインクジェットヘッド８０（図１０参照）において、用いる原材料の量を増やすこと以外は実施例３と同様の手法にて直径５０００オングストロームの絶縁性粒子８２を作製してヘッドを構成した。
【００４４】
比較例１〜３及び実施例１〜４の各インクジェットヘッドの駆動回路４０として、図１２に示す回路を用いた。図１２に示す回路では、クロック回路４８からクロック信号がスイッチ回路５０に送られる。また、何クロック目でスイッチＳを切り替えるかのタイミングを指示する信号がタイマー回路５２からスイッチ回路５０に入力される。この信号に基づきスイッチ回路５０は、電源回路５４に接続された充電回路５６側の端子と、グラウンドに接続された放電回路５８側の端子との間でスイッチＳを切り替える信号を出力する。また、スイッチＳと駆動電極３８とを接続する接続線のポイントＸで後述する電圧波形の検出を行った。図１３に駆動回路４０によって印加されるパルス電圧（周波数２ｋＨｚ）の波形を示す。
【００４５】
一方、実施例５のインクジェットヘッドの駆動回路４０として、図１４に示す回路を用いた。この回路は図１２に示すものとほぼ同様であるが、共通電極３４及び駆動電極３８の両方に同一電圧が印加されるように回路が接続されている。また、図１５にこの駆動回路４０によって印加されるパルス電圧（周波数２ｋＨｚ）の波形を示すが、このパルス電圧では立ち上がり部でインクを吐出するため、図１３に示すパルス波形に対してほぼ対称形状をなしている。
【００４６】
図１３又は図１５に示すパルス電圧を印加し、その波形を回路上のポイントＸでオシロスコープにより観測し、耐久試験と環境試験において電圧波形がどの程度変動するかを調べ、波形の乱れに応じて評価のランク付けを行った。その理由は、耐久試験や環境試験を行うと、電極間ギャップ精度の不具合の発生や絶縁耐力の不具合の発生から波形に乱れが生じてくるためであり、このことから図１６において一点鎖線で挟まれた領域で示すように、基本波形に対して時間的または電圧的に何％の乱れが生ずるかで評価のランク付けを行ったものである。具体的には、下記の表１に示すようにランク付けを行った。
【００４７】
【表１】
0004187821.tif 000002
【００４８】
まず、耐久試験では、初期状態で基本波形のパルス電圧を印加した後、駆動回路の設定を変えることなく２ｋＨｚの条件でインク吐出を続けた。また、環境試験では、駆動回路及び測定系が環境の影響を受けないように、ヘッド部分のみを環境槽内に配置し、所定の環境条件の下でヘッドを８時間以上放置した後、インク吐出を行った。なお、環境温度は摂氏℃、環境湿度は相対湿度％で表示した。
【００４９】
耐久試験及び環境試験の結果を下記の表２に示す。この表から明らかなように、本発明の各実施形態のインクジェットヘッドの方が、酸化膜や窒化膜を絶縁層とした従来のインクジェットヘッドより耐久性及び耐湿性に優れていることが確認された。
【００５０】
【表２】
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【００５１】
なお、上述した本発明の各実施形態では、振動板１９側に共通電極３４を設けたが、振動板１９側に駆動電極を設けて基板１６側に共通電極を設けてもよい。また、上記各実施形態では振動板１９にスパッタリングにより金属薄膜からなる電極を設けたが、シリコン等からなるチャンネルプレートの基板対向面にボロンドーピングを施すことにより導電性を付与して振動板自体を共通電極又は駆動電極として使用する場合にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態のインクジェットヘッドの分解斜視図。
【図２】  組み立てられた図１のインクジェットヘッドの部分断面図。
【図３】  絶縁層を振動板側だけに設けた例を示すインクジェットヘッドの部分断面図。
【図４】  絶縁層を基板側だけに設けた例を示すインクジェットヘッドの部分断面図。
【図５】  （ａ）〜（ｇ）は共に、絶縁層の配置形態の変形例を示すインクジェットヘッドの部分断面図。
【図６】  第２実施形態のインクジェットヘッドの部分断面図。
【図７】  第３実施形態のインクジェットヘッドの部分断面図。
【図８】  図７におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図９】  （ａ）〜（ｃ）は共に、図８におけるＣ部分の拡大図。
【図１０】  第４実施形態のインクジェットヘッドの部分断面図。
【図１１】  比較例及び実施例のインクジェットヘッドの基本構造を示す部分断面図。
【図１２】  駆動回路の概略構成を示す回路図。
【図１３】  図１２の駆動回路によって印加されるパルス電圧の波形図。
【図１４】  別の駆動回路の概略構成を示す回路図。
【図１５】  図１４の駆動回路によって印加されるパルス電圧の波形図。
【図１６】  パルス電圧の基本波形と、乱れた状態の実際の波形と、試験結果の評価のためのランキングの領域を示す図。
【図１７】  従来のインクジェットヘッドの一例を示す部分断面図。
【符号の説明】
１８…インクチャンネル（インク流路）、１９…振動板、２２…ノズル、３４…共通電極（振動板電極）、３８…駆動電極（対向電極）、４２，４４…絶縁層。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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