インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの保護膜形成方法
【課題】インク及び電極の劣化を抑制できるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの保護膜形成方法を提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド１は、インク３１が供給されるインク室３３が形成された圧電部材３、４と、インク室３３側の圧電部材３、４の表面に形成された電極７、８と、絶縁性及びフレキシブル性を有する材料を含み、インク３１と接する領域の電極７、８の表面に形成された保護膜９とを備えている。
【解決手段】インクジェットヘッド１は、インク３１が供給されるインク室３３が形成された圧電部材３、４と、インク室３３側の圧電部材３、４の表面に形成された電極７、８と、絶縁性及びフレキシブル性を有する材料を含み、インク３１と接する領域の電極７、８の表面に形成された保護膜９とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極の一部がインクと接触するインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの保護膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電極の一部がインクと接するインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの保護膜形成方法が知られている。
【０００３】
具体的には、このようなインクジェットヘッドは、インクが貯溜されるインク室を形成する圧電部材と、インク室を囲む圧電部材の内面に形成された電極と、圧電部材の吐出面に設けられたノズルプレートとを備えている。
【０００４】
このインクジェットヘッドでは、電圧が印加された電極により圧電部材が変形すると、インクに圧力が作用する。これにより、インクが液滴となってノズルから吐出されて、印刷用紙等に画像が印刷される。
【０００５】
しかしながら、上述の技術では、インクと接する電極により、インクに顔料として含まれるカーボンブラックやフタロシアニン銅（ＰｃＣｕ）等の錯体金属が化学反応を起こす。具体的には、フタロシアニン銅が、インク内に溶存する酸素によって、亜酸化銅（Ｃｕ２Ｏ）及び酸化銅（ＣｕＯ）へと順に酸化される。この後、酸化銅は、電圧が印加された電極の表面で還元されて金属銅（Ｃｕ）となる。これにより、銅が電極の表面に電析して、電極が劣化する。一方で、インク中にアルコール系溶剤が含まれる場合には、この還元反応に伴って、溶剤が酸化されて、ギ酸等のカルボン酸が生成される。この結果、電極及びインクが劣化するといった問題があった。
【０００６】
そこで、特許文献１には、インクと接する電極の表面にポリイミドからなる保護膜を形成したインクジェットヘッドが開示されている。尚、特許文献１の技術では、蒸着重合法によって保護膜を形成している。
【０００７】
特許文献１の技術では、電極とインクが、直接、接することを抑制して、上述のインクの化学反応に起因するインク及び電極の劣化をある程度、低減することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９４３９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術では、電極に電圧を印加して、圧電部材を変形させると、その変形により保護膜が破損する。このため、上述したように、電極及びインクの劣化を十分に抑制できていないといった課題がある。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、インク及び電極の劣化を抑制できるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの保護膜形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、インクが供給されるインク室が形成された圧電部材と、前記インク室を構成する前記圧電部材の内面に形成された電極と、絶縁性及びフレキシブル性を有する材料を含み、前記インクと接する領域の前記電極の表面に形成された保護膜とを備える。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記保護膜は、硫化物を含む。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、前記保護膜は、メルカプタンを含む。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、前記メルカプタンは、直鎖状のアルキル基を含むものである。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、前記メルカプタンは、ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨ（８≦ｎ≦１８）である。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、前記メルカプタンは、ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨ（ｎ：偶数）である。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明は、前記保護膜が形成される前記電極の表面は、金層である。
【００１８】
また、請求項８に記載の発明は、インク室を囲む圧電部材の面に電極が形成されたインクジェットヘッドのインク室に保護膜を形成する材料を含む保護膜溶液を供給する供給工程と、前記保護膜溶液中の溶媒を乾燥させて、保護膜を電極の表面に形成する乾燥工程とを備え、前記供給工程は、前記電極に電圧を印加して、前記圧電部材を駆動させた状態で行われる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、インクと接する領域の電極の表面に形成される保護膜が、絶縁性及びフレキシブル性を有するので、圧電部材の変形による保護膜の破損を抑制できる。これにより、インクに含まれる錯体金属等が電極と接することをより抑制できるので、金属錯体が還元されて電極の表面に電析することを抑制できる。この結果、本発明は、電極及びインクの劣化をより抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態によるインクジェットヘッドの全体斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】電極及び保護膜の積層構造を説明する断面図である。
【図６】インクジェットヘッドが設けられるインクジェットプリンタの概略の全体構成図である。
【図７】保護膜形成工程を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明による第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態によるインクジェットヘッドの全体斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、電極及び保護膜の積層構造を説明する断面図である。図６は、インクジェットヘッドが設けられるインクジェットプリンタの概略の全体構成図である。尚、以下の説明において、図１の矢印で示す上下左右前後を上下左右前後方向とする。
【００２２】
図１〜図５に示すように、第１実施形態によるインクジェットヘッド１は、基材２と、第１圧電部材３と、第２圧電部材４と、固定具５と、ノズルプレート６と、一対の電極７、８と、保護膜９、１０とを備えている。
【００２３】
基材２は、樹脂からなる。基材２は、立設部材１５と、中空部材１６と、側壁部材１７とを備えている。尚、立設部材１５、中空部材１６及び側壁部材１７は、一体的に形成されている。
【００２４】
立設部材１５は、直方体形状に形成されている。立設部材１５は、インクジェットヘッド１の横方向の中央部の上部に設けられている。立設部材１５は、中空部材１６の上面から上方へ伸びるように構成されている。
【００２５】
中空部材１６は、中空の直方体形状に形成されている。中空部材１６は、第２圧電部材４の上部を覆うように構成されている。中空部材１６の下面は、第２圧電部材４の上面と密着している。図４に示すように、中空部材１６の内側には、後述するメインタンク４１からインク３１が供給されるインク供給室３２が構成されている。インク供給室３２の下面及び左側面は、開口されている。
【００２６】
側壁部材１７は、直方体形状に形成されている。側壁部材１７は、インクジェットヘッド１の右側面を覆うように構成されている。側壁部材１７の前後方向の中央部には、インク供給孔１７ａが形成されている。インク供給孔１７ａは、外部とインク供給室３２とを繋げている。インク供給孔１７ａには、供給配管３５が接続されている。供給配管３５は、インク３１及び保護膜溶液３６とを供給するものである。
【００２７】
第１圧電部材３は、変形によってインク３１に圧力を作用させるものである。第１圧電部材３は、直方体形状のＰＺＴからなる。第１圧電部材３は、基材２及び第２圧電部材４の左側に設けられている。第１圧電部材３の右側面の上部は、基材２の中空部材１６の左側面と密着された状態で固定される。これにより、第１圧電部材３の上部の右側面によって、インク供給室３２の左側面が塞がれる。第１圧電部材３の右側面の下部は、第２圧電部材４の左側面と密着された状態で固定される。
【００２８】
図２及び図４に示すように、複数の第１溝２１が、第１圧電部材３の右側面の下部に形成されている。複数の第１溝２１は、供給されるインク３１を貯留するインク室３３の一部を構成する。複数の第１溝２１は、前後方向に等間隔で形成されている。第１溝２１は、直方体状に形成されている。第１溝２１の右側面及び下面は、開口されている。一方、第１溝２１の前後面、左側面及び上面は、閉口されている。
【００２９】
第２圧電部材４は、第１圧電部材３とともに変形することによってインク３１に圧力を作用させるものである。第２圧電部材４は、直方体形状のＰＺＴからなる。第２圧電部材４は、基材２の中空部材１６の下面であって、側壁部材１７と第１圧電部材４との間に設けられている。第２圧電部材４の左側面は、第１圧電部材３の下部の右側面と密着された状態で固定される。
【００３０】
図３及び図４に示すように、複数の第２溝２２が、第２圧電部材４の左側面に形成されている。複数の第２溝２２は、供給されるインク３１を貯留するインク室３３の一部を構成する。複数の第２溝２２は、前後方向に等間隔で形成されている。複数の第２溝２２は、直方体状に形成されている。第２溝２２の左側面は、開口されている。また、第２溝２２は、第１溝２１と対向する位置に形成されている。これにより、第１圧電部材３と第２圧電部材４とが組み合わされると、第１溝２１と第２溝２２とによって、インク室３３が構成される。換言すると、インク室３３が、第１圧電部材３と第２圧電部材４とによって形成される。第２溝２２の下面は、第１溝２１の下面と同様に、開口されている。これにより、インク室３３の下面は、インク３１を吐出可能に開口される。第２溝２２の上面は、開口されている。これにより、基材２の中空部材１６に形成されているインク供給室３２とインク室３３とが連結される。一方、第２溝２２の前後面及び右側面は、閉口されている。
【００３１】
固定具５は、基材２と圧電部材３、４とを固定するものである。固定具５は、樹脂からなる。固定具５は、左右方向において、基材２の右側面と第１圧電部材３の左側面とを押圧する。固定具５は、前後方向において、基材２及び圧電部材３、４の前面と後面とを押圧する。これにより、基材２、圧電部材３、４が互いに密着される。固定具５の底面には、インク３１を吐出するための開口部５ａが形成されている。
【００３２】
ノズルプレート６は、第１圧電部材３の下面と第２圧電部材４の下面とにわたって設けられている。ノズルプレート６は、長方形の平面状に形成されている。ノズルプレート６には、上下方向に貫通された複数のノズル孔６ａが形成されている。複数のノズル孔６ａは、前後方向において、インク室３３に対応した位置に等間隔で形成されている。これにより、各インク室３３の下面は、各ノズル孔６ａにより、外部と貫通される。図１に示すように、複数のノズル孔６ａは、左右方向において、１個ずつ交互に左右にずれて形成されている。即ち、ノズル孔６ａは、第１溝２１または第２溝２２のいずれかに対応した位置に形成されている。
【００３３】
電極７、８は、圧電部材３、４に電圧を印加するものである。図２〜図４に示すように、電極７、８は、インク室３３を構成する第１溝２１及び第２溝２２の内面に形成されている。換言すれば、電極７、８は、インク室３３を構成する圧電部材３、４の内面に形成されている。電極７と電極８は、前後方向において、交互に設けられている。電極７、８は、後述するインクジェットプリンタに搭載された制御部５１に接続されている。電極７と電極８との間には、制御部５１によって、圧電部材３、４を変形させるための所定の電圧が印加される。これにより、電極７と電極８とによって挟まれた領域の圧電部材３、４が変形して、インク３１に圧力を作用させることができる。図５に示すように、電極７（８）は、第１溝２１及び第２溝２２の内面に形成されたニッケル層２５ａ（２５ｂ）と、ニッケル層２５ａ（２５ｂ）の内面に積層された金層２６ａ（２６ｂ）とを有する。
【００３４】
保護膜９は、インク３１中に含まれるフタロシアニン銅３１ａの電析を抑制するものである。保護膜９は、インク３１と接する領域の電極７、８の金層２６ａ（２６ｂ）の表面の略全体を覆うように形成されている。保護膜９は、ｎ−メルカプタンの一種であるｎ−オクタンチオールからなる。ｎ−オクタンチオールは、絶縁性及びフレキシブル性を有する。ｎ−オクタンチオールは、直鎖状のアルキル基を持ち、化学式Ｃ８Ｈ１７ＳＨで表される。図５に示すように、ｎ−オクタンチオールのチオール基（−ＳＨ）は、金層２６ａ（２６ｂ）と共有結合する。一方、ｎ−オクタンチオールのアルキル基（Ｃ８Ｈ１７−）は、インク３１側へと向けられる。保護膜９は、自己組織化された単分子膜に構成されている。保護膜９は、約２ｎｍ〜約２００ｎｍの厚みを有する。
【００３５】
次に、図６を参照して、上述した第１実施形態によるインクジェットヘッド１が設けられるインクジェットプリンタの全体構成について説明する。
【００３６】
図６に示すように、インクジェットヘッド１には、供給用のインク３１が貯溜されたメインタンク４１と、インク３１が一時的に貯溜されるサブタンク４２が接続される。
【００３７】
また、インクジェットヘッド１には、保護膜溶液３６が貯溜された保護膜溶液タンク４７が接続される。保護膜溶液３６は、保護膜９を構成するｎ−オクタンチオールがエタノール等のアルコールに溶解されたものである。保護膜溶液３６は、約１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度を有する。
【００３８】
メインタンク４１とサブタンク４２とを接続する配管４４ａの途中部には、インク３１をインクジェットヘッド１へと供給するためのポンプ４５が設けられている。サブタンク４２とインクジェットヘッド１とを接続する配管３５、４４ｂの接続部には、切替弁４６が設けられている。
【００３９】
切替弁４６は、保護膜溶液タンク４７とインクジェットヘッド１とを接続する配管３５、４４ｃの接続部にも接続されている。配管４４ｃの途中部には、保護膜溶液３６をインクジェットヘッド１へと供給するためのポンプ４８が接続されている。
【００４０】
切替弁４６は、インクジェットヘッド１の接続先をサブタンク４２と保護膜溶液タンク４７とに切り替え可能に構成されている。
【００４１】
制御部５１は、種々の演算を行うＣＰＵと、情報等を一時的に記憶するＲＡＭと、プログラム等が記憶されたＲＯＭと、これらと外部とを接続するインターフェースとを備えている。
【００４２】
制御部５１は、ポンプ４５、４８と、切替弁４６と、インクジェットヘッド１の電極７、８とに接続されている。制御部５１は、インク３１または保護膜溶液３６を供給する際には、ポンプ４５、４８のオン／オフを制御するとともに、切替弁４６を制御して、供給配管３５の接続先を切り替える。制御部５１は、印刷動作時または保護膜形成工程時には、電極７、８に電圧を印加して、圧電部材３、４を変形または振動させる。
【００４３】
次に、上述した第１実施形態のインクジェットヘッド１による印刷動作を説明する。
【００４４】
まず、制御部５１が、切替弁４６を制御して、配管４４ｂと供給配管３５とを接続するとともに、ポンプ４５をオンにする。これにより、インク３１が、メインタンク４１及びサブタンク４２からインクジェットヘッド１のインク供給室３２及びインク室３３に供給される。ここで、インク３１には、フタロシアニン銅３１ａ（ＰｃＣｕ）が含まれているが、電極７、８の表面には、ｎ−オクタンチオールからなる保護膜９が形成されているので、フタロシアニン銅３１ａが電極７、８と接することを保護膜９が抑制する。
【００４５】
次に、制御部５１は、印刷用紙を搬送しつつ、記憶された画像データに応じて、電極７、８に電圧を印加する。これにより、圧電部材３、４が変形する。圧電部材３、４の変形によって圧縮されたインク室３３では、インク３１に圧力が作用するので、そのインク室３３のインク３１は、ノズルプレート６のノズル孔６ａから吐出される。ここで、電極７、８に電圧が印加されても、上述したようにインク３１に含まれるフタロシアニン銅３１ａは、保護膜９により電極７、８と接することがないので、フタロシアニン銅３１ａの還元が抑制される。
【００４６】
吐出されたインク３１は、液滴となり、印刷用紙に塗布されて画像が印刷される。
【００４７】
次に、上述したインクジェットヘッド１の保護膜９を形成する工程について、図面を参照して説明する。図７は、保護膜形成工程を説明するフローチャートである。図７における「Ｓ」は、ステップ数を示す。
【００４８】
まず、保護膜９が形成されていない状態のインクジェットヘッド１がインクジェットプリンタの所定の位置に設置される。尚、この状態では、インクジェットヘッド１は、各部材２〜６が組み立てられるとともに、インク室３３を囲む圧電部材３、４の面に電極７、８が形成されている。
【００４９】
次に、制御部５１は、切替弁４６を切り替えて、配管４４ｃと供給配管３５とを接続する（Ｓ１）。これにより、保護膜溶液タンク４７とインクジェットヘッド１が接続される。
【００５０】
次に、制御部５１は、電極７、８に交流の電圧を印加する（Ｓ２）。これにより、圧電部材３、４が振動する。
【００５１】
次に、制御部５１は、保護膜溶液３６を供給するためのポンプ４８をオンにする（Ｓ３）。これにより、保護膜溶液タンク４７の保護膜溶液３６が、配管４４ｃ、切替弁４６、供給配管３５を介して、インクジェットヘッド１へと供給される（供給工程）。この結果、保護膜溶液３６に含まれるｎ−オクタンチオールが、電極７、８の金層２６ａ、２６ｂに塗布される。
【００５２】
次に、制御部５１は、保護膜溶液３６の供給時間が終了しているか否かを判定する（Ｓ４）。
【００５３】
次に、制御部５１は、保護膜溶液３６の供給時間が終了したと判定すると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、ポンプ４８をオフにして、保護膜溶液３６の供給を停止する（Ｓ５）。ここで、保護膜溶液３６に含まれるｎ−オクタンチオールは、電極７、８の金層２６ａ、２６ｂにのみ選択的に残存する。
【００５４】
次に、インクジェットヘッド１を室温で放置することにより、保護膜溶液３６の乾燥工程が行われる。これにより、保護膜溶液３６の溶媒（アルコール）が徐々に蒸発する。この結果、保護膜溶液３６が乾燥して、保護膜９が電極７、８の金層２６ａ、２６ｂの表面の略全体に形成される。尚、保護膜９は、自己組織化されるので、ｎ−オクタンチオールの単分子膜となる。ここで、この乾燥工程は、電極７、８に電圧が印加されて圧電部材３、４が振動した状態で行われるので、保護膜９が圧電部材３、４の変形に対応しつつ形成される。
【００５５】
次に、制御部５１は、乾燥時間（例えば、３０分）が終了しているか否かを判定する（Ｓ６）。
【００５６】
次に、制御部５１は、乾燥時間が終了したと判定すると（Ｓ６：Ｙｅｓ）、電極７、８の電圧印加を停止する（Ｓ７）。これにより、圧電部材３、４の振動が停止する。また、保護膜溶液３６の溶媒が蒸発して、保護膜９が完成する。
【００５７】
次に、制御部５１は、切替弁４６を切り替えて、配管４４ａ、４４ｂと供給配管３５とを接続する（Ｓ８）。これにより、メインタンク４１とインクジェットヘッド１が接続される。
【００５８】
次に、制御部５１は、インク３１を供給するためのポンプ４５をオンにする（Ｓ９）。これにより、メインタンク４１のインク３１が、インクジェットヘッド１のインク供給室３２及びインク室３３に供給される。この結果、インクジェットヘッド１のインク供給室３２及びインク室３３に残存している保護膜溶液３６が洗浄されて、インク３１とともに排出される。
【００５９】
次に、制御部５１は、洗浄時間が終了しているか否かを判定する（Ｓ１０）。
【００６０】
次に、制御部５１は、洗浄時間が終了したと判定すると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、制御部５１は、ポンプ４５をオフにする（Ｓ１１）。これにより、メインタンク４１からインクジェットヘッド１へのインク３１の供給が停止される。
【００６１】
これにより、保護膜形成工程が終了する。
【００６２】
上述したように第１実施形態によるインクジェットヘッド１では、絶縁性の保護膜９が電極７、８の表面に形成されているので、インク３１に顔料として含まれるフタロシアニン銅３１ａが電極７、８と接することを抑制できる。これにより、フタロシアニン銅３１ａが、電圧が印加された電極７、８によって、還元されることを抑制できる。この結果、電極７、８の表面に銅が電析することを抑制して、電極７、８の劣化を抑制できる。また、フタロシアニン銅３１ａの化学反応を抑制することはインク３１の溶媒（多価アルコール）の化学反応を抑制することにもなるので、インク３１の劣化を抑制できる。
【００６３】
また、インクジェットヘッド１では、保護膜９がフレキシブル性を有するので、印刷動作中に、圧電部材３、４の変形により電極７、８が変形しても、保護膜９の破損を抑制することができる。
【００６４】
また、インクジェットヘッド１では、保護膜９を直鎖状のアルキル基を有するｎ−オクタンチオールにより構成しているので、保護膜９を自己組織化して、緻密な単分子膜に構成することができる。
【００６５】
また、第１実施形態によるインクジェットヘッド１の保護膜形成工程では、配管４４ｃ及び供給配管３５に接続された保護膜溶液タンク４７から保護膜溶液３６を、インク室３３に供給して乾燥することにより、保護膜９を電極７、８に形成することができる。これにより、インクジェットヘッド１の取り外し及び分解をすることなく、容易に保護膜９を形成することができる。更に、インクジェットヘッド１をプリンタから取り外すこと及びインクジェットヘッド１の分解が不要のため、保護膜９が劣化しても、保護膜９を容易に再形成することができる。
【００６６】
また、インクジェットヘッド１の保護膜形成工程では、電極７、８に電圧を印加して圧電部材３、４を振動させつつ、保護膜溶液３６を供給するので、圧電部材３、４の変形に対する耐久性の高い保護膜９を形成することができる。
【００６７】
また、インクジェットヘッド１の保護膜形成工程では、保護膜溶液３６を乾燥させて保護膜９を形成した後、インク３１をインク室３３に供給することによって、インク室３３を洗浄している。これにより、保護膜９が形成された後に、残存する保護膜溶液３６によってインク３１が劣化することを抑制できる。また、この洗浄工程は、印刷動作時のインク３１の供給と略同様に行うことができるので、制御及び構成の複雑化を抑制できる。
【００６８】
また、インクジェットヘッド１の保護膜形成工程では、保護膜９をｎ−メルカプタンの一種であるｎ−オクタンチオールにより構成しているので、保護膜９を電極７、８の金層２６ａ、２６ｂの表面に選択的に形成することができる。
【００６９】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００７０】
上述した実施形態の各構成の形状、数値、位置、材料等は適宜変更可能である。
【００７１】
また、上述した保護膜を構成する材料は、絶縁性及びフレキシブル性を有する材料を含むものであれば適宜変更可能である。
【００７２】
例えば、保護膜を、ジスルフィド基（−Ｓ−Ｓ−）、モノスルフィド基（−Ｓ−）、チオフェン等の硫化物やその他の化合物により構成してもよい。
【００７３】
また、保護膜をｎ−オクタンチオール以外のアルカンチオール等のメルカプタンによって構成してもよい。ここで、メルカプタンとしては、メタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、ブタンチオール、ペンタンチオール、ヘキサンチオール、ヘプタンチオール、ノナンチオール、デカンチオール、ウンデカンチオール、ドデカンチオール、トリデカンチオール、テトラデカンチオール、ペンタデカンチオール、ヘキサデカンチオール、ヘプタデカンチオール、オクタデカンチール、ノナデカンチオール、イコサンチオール等をあげることができる。
【００７４】
ここで、保護膜を化学式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨで表されるメルカプタンにより構成する場合、アルキル基（ＣｎＨ２ｎ＋１−）が直鎖状のものが好ましい。これにより、自己組織化される保護膜をより緻密にすることができる。
【００７５】
また、保護膜を化学式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨで表されるｎ−メルカプタンにより構成する場合、「８≦ｎ≦１８」であることが好ましい。
【００７６】
「８≦ｎ」であるＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨの場合、半経験的分子軌道計算ソフトであるＭＯＰＡＣにより計算したｎ−メルカプタンの生成熱が「−４３．４８kcal/mol」以下となるので、ｎ−メルカプタンの変質や分解を抑制できる。
【００７７】
また、「８≦ｎ」であるＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨの場合、
ＣＰＰ≒１
（ＣＰＰ：臨界充填パラメーター、Critical Packing Parameter）
となることから分子が略円柱体形状になる。これにより、ｎ−メルカプタンの自己組織化を向上させて、保護膜の緻密性を向上させることができる。尚、ＣＰＰは、
ＣＰＰ＝Ｖ／（Ａ・Ｌ）
Ｖ：アルカンチオールの疎水部（アルキル基）の占有体積
Ａ：アルカンチオールのメルカプト基（−ＳＨ）の占有面積
Ｌ：アルカンチオールの疎水部（アルキル基）の長さ
で表せられる。
【００７８】
一方、「ｎ≦１８」であるＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨの場合、多価アルコール等の溶媒に溶け易く、保護膜を形成する工程において、容易に扱うことできる。尚、「ｎ≧１９」のｎ−メルカプタンは、粘度が高く、溶媒に溶け難い。
【００７９】
また、保護膜を化学式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨで表されるｎ−メルカプタンにより構成する場合、「ｎ」が偶数であることが好ましい。これにより、ｎ−メルカプタンのアルキル鎖はいくぶん電極面に対して水平に規則的に並び、保護膜の緻密性を向上させることができる。この結果、保護膜の安定性及び耐久性を向上させることができる。
【００８０】
また、主鎖の末端に第１７属元素を導入したα−オレフィン（１８−Ｂｒｏｍｏ−１−Ｏｃｔａｄｅｃｅｎｅが好ましい）により保護膜の表面を処理してもよい。これにより、保護膜が、發インク性を増し上述の効果を高めることができる。尚、α−オレフィンの代わりに、アルキル化シクロアルカン（Ｕｎｄｅｃｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ、Ｎｏｎｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ、Ｄｅｃｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ、Ｄｏｄｅｃｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）により保護膜の表面を処理しても、同様の効果を奏することができる。
【００８１】
上述した保護膜を形成する工程は、適宜変更可能である。
【００８２】
例えば、洗浄工程は、削除してもよい。この場合、乾燥時間をより長くして、保護膜溶液がインク室等に残存しないようにすることが好ましい。
【００８３】
また、保護膜溶液を供給する工程において、電極への電圧印加は省略してもよい。
【００８４】
また、保護膜をｎ−メルカプタンにより構成する場合、異臭を抑制するために、インクジェットヘッドのノズル孔に保護膜溶液を採集するための密閉容器を取り付けてもよい。
【００８５】
また、本発明は、油性及び水性のインクを用いるインクジェットヘッドに適用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１ インクジェットヘッド
３ 第１圧電部材
４ 第２圧電部材
７、８ 電極
９ 保護膜
１６ 中空部材
１７ 側壁部材
１７ａ インク供給孔
２１ 第１溝
２２ 第２溝
２５ａ、２５ｂ ニッケル層
２６ａ、２６ｂ 金層
３１ インク
３１ａ フタロシアニン銅
３２ インク供給室
３３ インク室
３６ 保護膜溶液
４１ メインタンク
４２ サブタンク
４５、４８ ポンプ
４６ 切替弁
４７ 保護膜溶液タンク
５１ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極の一部がインクと接触するインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの保護膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電極の一部がインクと接するインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの保護膜形成方法が知られている。
【０００３】
具体的には、このようなインクジェットヘッドは、インクが貯溜されるインク室を形成する圧電部材と、インク室を囲む圧電部材の内面に形成された電極と、圧電部材の吐出面に設けられたノズルプレートとを備えている。
【０００４】
このインクジェットヘッドでは、電圧が印加された電極により圧電部材が変形すると、インクに圧力が作用する。これにより、インクが液滴となってノズルから吐出されて、印刷用紙等に画像が印刷される。
【０００５】
しかしながら、上述の技術では、インクと接する電極により、インクに顔料として含まれるカーボンブラックやフタロシアニン銅（ＰｃＣｕ）等の錯体金属が化学反応を起こす。具体的には、フタロシアニン銅が、インク内に溶存する酸素によって、亜酸化銅（Ｃｕ２Ｏ）及び酸化銅（ＣｕＯ）へと順に酸化される。この後、酸化銅は、電圧が印加された電極の表面で還元されて金属銅（Ｃｕ）となる。これにより、銅が電極の表面に電析して、電極が劣化する。一方で、インク中にアルコール系溶剤が含まれる場合には、この還元反応に伴って、溶剤が酸化されて、ギ酸等のカルボン酸が生成される。この結果、電極及びインクが劣化するといった問題があった。
【０００６】
そこで、特許文献１には、インクと接する電極の表面にポリイミドからなる保護膜を形成したインクジェットヘッドが開示されている。尚、特許文献１の技術では、蒸着重合法によって保護膜を形成している。
【０００７】
特許文献１の技術では、電極とインクが、直接、接することを抑制して、上述のインクの化学反応に起因するインク及び電極の劣化をある程度、低減することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９４３９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術では、電極に電圧を印加して、圧電部材を変形させると、その変形により保護膜が破損する。このため、上述したように、電極及びインクの劣化を十分に抑制できていないといった課題がある。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、インク及び電極の劣化を抑制できるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの保護膜形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、インクが供給されるインク室が形成された圧電部材と、前記インク室を構成する前記圧電部材の内面に形成された電極と、絶縁性及びフレキシブル性を有する材料を含み、前記インクと接する領域の前記電極の表面に形成された保護膜とを備える。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記保護膜は、硫化物を含む。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、前記保護膜は、メルカプタンを含む。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、前記メルカプタンは、直鎖状のアルキル基を含むものである。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、前記メルカプタンは、ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨ（８≦ｎ≦１８）である。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、前記メルカプタンは、ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨ（ｎ：偶数）である。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明は、前記保護膜が形成される前記電極の表面は、金層である。
【００１８】
また、請求項８に記載の発明は、インク室を囲む圧電部材の面に電極が形成されたインクジェットヘッドのインク室に保護膜を形成する材料を含む保護膜溶液を供給する供給工程と、前記保護膜溶液中の溶媒を乾燥させて、保護膜を電極の表面に形成する乾燥工程とを備え、前記供給工程は、前記電極に電圧を印加して、前記圧電部材を駆動させた状態で行われる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、インクと接する領域の電極の表面に形成される保護膜が、絶縁性及びフレキシブル性を有するので、圧電部材の変形による保護膜の破損を抑制できる。これにより、インクに含まれる錯体金属等が電極と接することをより抑制できるので、金属錯体が還元されて電極の表面に電析することを抑制できる。この結果、本発明は、電極及びインクの劣化をより抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態によるインクジェットヘッドの全体斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】電極及び保護膜の積層構造を説明する断面図である。
【図６】インクジェットヘッドが設けられるインクジェットプリンタの概略の全体構成図である。
【図７】保護膜形成工程を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明による第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態によるインクジェットヘッドの全体斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、電極及び保護膜の積層構造を説明する断面図である。図６は、インクジェットヘッドが設けられるインクジェットプリンタの概略の全体構成図である。尚、以下の説明において、図１の矢印で示す上下左右前後を上下左右前後方向とする。
【００２２】
図１〜図５に示すように、第１実施形態によるインクジェットヘッド１は、基材２と、第１圧電部材３と、第２圧電部材４と、固定具５と、ノズルプレート６と、一対の電極７、８と、保護膜９、１０とを備えている。
【００２３】
基材２は、樹脂からなる。基材２は、立設部材１５と、中空部材１６と、側壁部材１７とを備えている。尚、立設部材１５、中空部材１６及び側壁部材１７は、一体的に形成されている。
【００２４】
立設部材１５は、直方体形状に形成されている。立設部材１５は、インクジェットヘッド１の横方向の中央部の上部に設けられている。立設部材１５は、中空部材１６の上面から上方へ伸びるように構成されている。
【００２５】
中空部材１６は、中空の直方体形状に形成されている。中空部材１６は、第２圧電部材４の上部を覆うように構成されている。中空部材１６の下面は、第２圧電部材４の上面と密着している。図４に示すように、中空部材１６の内側には、後述するメインタンク４１からインク３１が供給されるインク供給室３２が構成されている。インク供給室３２の下面及び左側面は、開口されている。
【００２６】
側壁部材１７は、直方体形状に形成されている。側壁部材１７は、インクジェットヘッド１の右側面を覆うように構成されている。側壁部材１７の前後方向の中央部には、インク供給孔１７ａが形成されている。インク供給孔１７ａは、外部とインク供給室３２とを繋げている。インク供給孔１７ａには、供給配管３５が接続されている。供給配管３５は、インク３１及び保護膜溶液３６とを供給するものである。
【００２７】
第１圧電部材３は、変形によってインク３１に圧力を作用させるものである。第１圧電部材３は、直方体形状のＰＺＴからなる。第１圧電部材３は、基材２及び第２圧電部材４の左側に設けられている。第１圧電部材３の右側面の上部は、基材２の中空部材１６の左側面と密着された状態で固定される。これにより、第１圧電部材３の上部の右側面によって、インク供給室３２の左側面が塞がれる。第１圧電部材３の右側面の下部は、第２圧電部材４の左側面と密着された状態で固定される。
【００２８】
図２及び図４に示すように、複数の第１溝２１が、第１圧電部材３の右側面の下部に形成されている。複数の第１溝２１は、供給されるインク３１を貯留するインク室３３の一部を構成する。複数の第１溝２１は、前後方向に等間隔で形成されている。第１溝２１は、直方体状に形成されている。第１溝２１の右側面及び下面は、開口されている。一方、第１溝２１の前後面、左側面及び上面は、閉口されている。
【００２９】
第２圧電部材４は、第１圧電部材３とともに変形することによってインク３１に圧力を作用させるものである。第２圧電部材４は、直方体形状のＰＺＴからなる。第２圧電部材４は、基材２の中空部材１６の下面であって、側壁部材１７と第１圧電部材４との間に設けられている。第２圧電部材４の左側面は、第１圧電部材３の下部の右側面と密着された状態で固定される。
【００３０】
図３及び図４に示すように、複数の第２溝２２が、第２圧電部材４の左側面に形成されている。複数の第２溝２２は、供給されるインク３１を貯留するインク室３３の一部を構成する。複数の第２溝２２は、前後方向に等間隔で形成されている。複数の第２溝２２は、直方体状に形成されている。第２溝２２の左側面は、開口されている。また、第２溝２２は、第１溝２１と対向する位置に形成されている。これにより、第１圧電部材３と第２圧電部材４とが組み合わされると、第１溝２１と第２溝２２とによって、インク室３３が構成される。換言すると、インク室３３が、第１圧電部材３と第２圧電部材４とによって形成される。第２溝２２の下面は、第１溝２１の下面と同様に、開口されている。これにより、インク室３３の下面は、インク３１を吐出可能に開口される。第２溝２２の上面は、開口されている。これにより、基材２の中空部材１６に形成されているインク供給室３２とインク室３３とが連結される。一方、第２溝２２の前後面及び右側面は、閉口されている。
【００３１】
固定具５は、基材２と圧電部材３、４とを固定するものである。固定具５は、樹脂からなる。固定具５は、左右方向において、基材２の右側面と第１圧電部材３の左側面とを押圧する。固定具５は、前後方向において、基材２及び圧電部材３、４の前面と後面とを押圧する。これにより、基材２、圧電部材３、４が互いに密着される。固定具５の底面には、インク３１を吐出するための開口部５ａが形成されている。
【００３２】
ノズルプレート６は、第１圧電部材３の下面と第２圧電部材４の下面とにわたって設けられている。ノズルプレート６は、長方形の平面状に形成されている。ノズルプレート６には、上下方向に貫通された複数のノズル孔６ａが形成されている。複数のノズル孔６ａは、前後方向において、インク室３３に対応した位置に等間隔で形成されている。これにより、各インク室３３の下面は、各ノズル孔６ａにより、外部と貫通される。図１に示すように、複数のノズル孔６ａは、左右方向において、１個ずつ交互に左右にずれて形成されている。即ち、ノズル孔６ａは、第１溝２１または第２溝２２のいずれかに対応した位置に形成されている。
【００３３】
電極７、８は、圧電部材３、４に電圧を印加するものである。図２〜図４に示すように、電極７、８は、インク室３３を構成する第１溝２１及び第２溝２２の内面に形成されている。換言すれば、電極７、８は、インク室３３を構成する圧電部材３、４の内面に形成されている。電極７と電極８は、前後方向において、交互に設けられている。電極７、８は、後述するインクジェットプリンタに搭載された制御部５１に接続されている。電極７と電極８との間には、制御部５１によって、圧電部材３、４を変形させるための所定の電圧が印加される。これにより、電極７と電極８とによって挟まれた領域の圧電部材３、４が変形して、インク３１に圧力を作用させることができる。図５に示すように、電極７（８）は、第１溝２１及び第２溝２２の内面に形成されたニッケル層２５ａ（２５ｂ）と、ニッケル層２５ａ（２５ｂ）の内面に積層された金層２６ａ（２６ｂ）とを有する。
【００３４】
保護膜９は、インク３１中に含まれるフタロシアニン銅３１ａの電析を抑制するものである。保護膜９は、インク３１と接する領域の電極７、８の金層２６ａ（２６ｂ）の表面の略全体を覆うように形成されている。保護膜９は、ｎ−メルカプタンの一種であるｎ−オクタンチオールからなる。ｎ−オクタンチオールは、絶縁性及びフレキシブル性を有する。ｎ−オクタンチオールは、直鎖状のアルキル基を持ち、化学式Ｃ８Ｈ１７ＳＨで表される。図５に示すように、ｎ−オクタンチオールのチオール基（−ＳＨ）は、金層２６ａ（２６ｂ）と共有結合する。一方、ｎ−オクタンチオールのアルキル基（Ｃ８Ｈ１７−）は、インク３１側へと向けられる。保護膜９は、自己組織化された単分子膜に構成されている。保護膜９は、約２ｎｍ〜約２００ｎｍの厚みを有する。
【００３５】
次に、図６を参照して、上述した第１実施形態によるインクジェットヘッド１が設けられるインクジェットプリンタの全体構成について説明する。
【００３６】
図６に示すように、インクジェットヘッド１には、供給用のインク３１が貯溜されたメインタンク４１と、インク３１が一時的に貯溜されるサブタンク４２が接続される。
【００３７】
また、インクジェットヘッド１には、保護膜溶液３６が貯溜された保護膜溶液タンク４７が接続される。保護膜溶液３６は、保護膜９を構成するｎ−オクタンチオールがエタノール等のアルコールに溶解されたものである。保護膜溶液３６は、約１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度を有する。
【００３８】
メインタンク４１とサブタンク４２とを接続する配管４４ａの途中部には、インク３１をインクジェットヘッド１へと供給するためのポンプ４５が設けられている。サブタンク４２とインクジェットヘッド１とを接続する配管３５、４４ｂの接続部には、切替弁４６が設けられている。
【００３９】
切替弁４６は、保護膜溶液タンク４７とインクジェットヘッド１とを接続する配管３５、４４ｃの接続部にも接続されている。配管４４ｃの途中部には、保護膜溶液３６をインクジェットヘッド１へと供給するためのポンプ４８が接続されている。
【００４０】
切替弁４６は、インクジェットヘッド１の接続先をサブタンク４２と保護膜溶液タンク４７とに切り替え可能に構成されている。
【００４１】
制御部５１は、種々の演算を行うＣＰＵと、情報等を一時的に記憶するＲＡＭと、プログラム等が記憶されたＲＯＭと、これらと外部とを接続するインターフェースとを備えている。
【００４２】
制御部５１は、ポンプ４５、４８と、切替弁４６と、インクジェットヘッド１の電極７、８とに接続されている。制御部５１は、インク３１または保護膜溶液３６を供給する際には、ポンプ４５、４８のオン／オフを制御するとともに、切替弁４６を制御して、供給配管３５の接続先を切り替える。制御部５１は、印刷動作時または保護膜形成工程時には、電極７、８に電圧を印加して、圧電部材３、４を変形または振動させる。
【００４３】
次に、上述した第１実施形態のインクジェットヘッド１による印刷動作を説明する。
【００４４】
まず、制御部５１が、切替弁４６を制御して、配管４４ｂと供給配管３５とを接続するとともに、ポンプ４５をオンにする。これにより、インク３１が、メインタンク４１及びサブタンク４２からインクジェットヘッド１のインク供給室３２及びインク室３３に供給される。ここで、インク３１には、フタロシアニン銅３１ａ（ＰｃＣｕ）が含まれているが、電極７、８の表面には、ｎ−オクタンチオールからなる保護膜９が形成されているので、フタロシアニン銅３１ａが電極７、８と接することを保護膜９が抑制する。
【００４５】
次に、制御部５１は、印刷用紙を搬送しつつ、記憶された画像データに応じて、電極７、８に電圧を印加する。これにより、圧電部材３、４が変形する。圧電部材３、４の変形によって圧縮されたインク室３３では、インク３１に圧力が作用するので、そのインク室３３のインク３１は、ノズルプレート６のノズル孔６ａから吐出される。ここで、電極７、８に電圧が印加されても、上述したようにインク３１に含まれるフタロシアニン銅３１ａは、保護膜９により電極７、８と接することがないので、フタロシアニン銅３１ａの還元が抑制される。
【００４６】
吐出されたインク３１は、液滴となり、印刷用紙に塗布されて画像が印刷される。
【００４７】
次に、上述したインクジェットヘッド１の保護膜９を形成する工程について、図面を参照して説明する。図７は、保護膜形成工程を説明するフローチャートである。図７における「Ｓ」は、ステップ数を示す。
【００４８】
まず、保護膜９が形成されていない状態のインクジェットヘッド１がインクジェットプリンタの所定の位置に設置される。尚、この状態では、インクジェットヘッド１は、各部材２〜６が組み立てられるとともに、インク室３３を囲む圧電部材３、４の面に電極７、８が形成されている。
【００４９】
次に、制御部５１は、切替弁４６を切り替えて、配管４４ｃと供給配管３５とを接続する（Ｓ１）。これにより、保護膜溶液タンク４７とインクジェットヘッド１が接続される。
【００５０】
次に、制御部５１は、電極７、８に交流の電圧を印加する（Ｓ２）。これにより、圧電部材３、４が振動する。
【００５１】
次に、制御部５１は、保護膜溶液３６を供給するためのポンプ４８をオンにする（Ｓ３）。これにより、保護膜溶液タンク４７の保護膜溶液３６が、配管４４ｃ、切替弁４６、供給配管３５を介して、インクジェットヘッド１へと供給される（供給工程）。この結果、保護膜溶液３６に含まれるｎ−オクタンチオールが、電極７、８の金層２６ａ、２６ｂに塗布される。
【００５２】
次に、制御部５１は、保護膜溶液３６の供給時間が終了しているか否かを判定する（Ｓ４）。
【００５３】
次に、制御部５１は、保護膜溶液３６の供給時間が終了したと判定すると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、ポンプ４８をオフにして、保護膜溶液３６の供給を停止する（Ｓ５）。ここで、保護膜溶液３６に含まれるｎ−オクタンチオールは、電極７、８の金層２６ａ、２６ｂにのみ選択的に残存する。
【００５４】
次に、インクジェットヘッド１を室温で放置することにより、保護膜溶液３６の乾燥工程が行われる。これにより、保護膜溶液３６の溶媒（アルコール）が徐々に蒸発する。この結果、保護膜溶液３６が乾燥して、保護膜９が電極７、８の金層２６ａ、２６ｂの表面の略全体に形成される。尚、保護膜９は、自己組織化されるので、ｎ−オクタンチオールの単分子膜となる。ここで、この乾燥工程は、電極７、８に電圧が印加されて圧電部材３、４が振動した状態で行われるので、保護膜９が圧電部材３、４の変形に対応しつつ形成される。
【００５５】
次に、制御部５１は、乾燥時間（例えば、３０分）が終了しているか否かを判定する（Ｓ６）。
【００５６】
次に、制御部５１は、乾燥時間が終了したと判定すると（Ｓ６：Ｙｅｓ）、電極７、８の電圧印加を停止する（Ｓ７）。これにより、圧電部材３、４の振動が停止する。また、保護膜溶液３６の溶媒が蒸発して、保護膜９が完成する。
【００５７】
次に、制御部５１は、切替弁４６を切り替えて、配管４４ａ、４４ｂと供給配管３５とを接続する（Ｓ８）。これにより、メインタンク４１とインクジェットヘッド１が接続される。
【００５８】
次に、制御部５１は、インク３１を供給するためのポンプ４５をオンにする（Ｓ９）。これにより、メインタンク４１のインク３１が、インクジェットヘッド１のインク供給室３２及びインク室３３に供給される。この結果、インクジェットヘッド１のインク供給室３２及びインク室３３に残存している保護膜溶液３６が洗浄されて、インク３１とともに排出される。
【００５９】
次に、制御部５１は、洗浄時間が終了しているか否かを判定する（Ｓ１０）。
【００６０】
次に、制御部５１は、洗浄時間が終了したと判定すると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、制御部５１は、ポンプ４５をオフにする（Ｓ１１）。これにより、メインタンク４１からインクジェットヘッド１へのインク３１の供給が停止される。
【００６１】
これにより、保護膜形成工程が終了する。
【００６２】
上述したように第１実施形態によるインクジェットヘッド１では、絶縁性の保護膜９が電極７、８の表面に形成されているので、インク３１に顔料として含まれるフタロシアニン銅３１ａが電極７、８と接することを抑制できる。これにより、フタロシアニン銅３１ａが、電圧が印加された電極７、８によって、還元されることを抑制できる。この結果、電極７、８の表面に銅が電析することを抑制して、電極７、８の劣化を抑制できる。また、フタロシアニン銅３１ａの化学反応を抑制することはインク３１の溶媒（多価アルコール）の化学反応を抑制することにもなるので、インク３１の劣化を抑制できる。
【００６３】
また、インクジェットヘッド１では、保護膜９がフレキシブル性を有するので、印刷動作中に、圧電部材３、４の変形により電極７、８が変形しても、保護膜９の破損を抑制することができる。
【００６４】
また、インクジェットヘッド１では、保護膜９を直鎖状のアルキル基を有するｎ−オクタンチオールにより構成しているので、保護膜９を自己組織化して、緻密な単分子膜に構成することができる。
【００６５】
また、第１実施形態によるインクジェットヘッド１の保護膜形成工程では、配管４４ｃ及び供給配管３５に接続された保護膜溶液タンク４７から保護膜溶液３６を、インク室３３に供給して乾燥することにより、保護膜９を電極７、８に形成することができる。これにより、インクジェットヘッド１の取り外し及び分解をすることなく、容易に保護膜９を形成することができる。更に、インクジェットヘッド１をプリンタから取り外すこと及びインクジェットヘッド１の分解が不要のため、保護膜９が劣化しても、保護膜９を容易に再形成することができる。
【００６６】
また、インクジェットヘッド１の保護膜形成工程では、電極７、８に電圧を印加して圧電部材３、４を振動させつつ、保護膜溶液３６を供給するので、圧電部材３、４の変形に対する耐久性の高い保護膜９を形成することができる。
【００６７】
また、インクジェットヘッド１の保護膜形成工程では、保護膜溶液３６を乾燥させて保護膜９を形成した後、インク３１をインク室３３に供給することによって、インク室３３を洗浄している。これにより、保護膜９が形成された後に、残存する保護膜溶液３６によってインク３１が劣化することを抑制できる。また、この洗浄工程は、印刷動作時のインク３１の供給と略同様に行うことができるので、制御及び構成の複雑化を抑制できる。
【００６８】
また、インクジェットヘッド１の保護膜形成工程では、保護膜９をｎ−メルカプタンの一種であるｎ−オクタンチオールにより構成しているので、保護膜９を電極７、８の金層２６ａ、２６ｂの表面に選択的に形成することができる。
【００６９】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００７０】
上述した実施形態の各構成の形状、数値、位置、材料等は適宜変更可能である。
【００７１】
また、上述した保護膜を構成する材料は、絶縁性及びフレキシブル性を有する材料を含むものであれば適宜変更可能である。
【００７２】
例えば、保護膜を、ジスルフィド基（−Ｓ−Ｓ−）、モノスルフィド基（−Ｓ−）、チオフェン等の硫化物やその他の化合物により構成してもよい。
【００７３】
また、保護膜をｎ−オクタンチオール以外のアルカンチオール等のメルカプタンによって構成してもよい。ここで、メルカプタンとしては、メタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、ブタンチオール、ペンタンチオール、ヘキサンチオール、ヘプタンチオール、ノナンチオール、デカンチオール、ウンデカンチオール、ドデカンチオール、トリデカンチオール、テトラデカンチオール、ペンタデカンチオール、ヘキサデカンチオール、ヘプタデカンチオール、オクタデカンチール、ノナデカンチオール、イコサンチオール等をあげることができる。
【００７４】
ここで、保護膜を化学式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨで表されるメルカプタンにより構成する場合、アルキル基（ＣｎＨ２ｎ＋１−）が直鎖状のものが好ましい。これにより、自己組織化される保護膜をより緻密にすることができる。
【００７５】
また、保護膜を化学式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨで表されるｎ−メルカプタンにより構成する場合、「８≦ｎ≦１８」であることが好ましい。
【００７６】
「８≦ｎ」であるＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨの場合、半経験的分子軌道計算ソフトであるＭＯＰＡＣにより計算したｎ−メルカプタンの生成熱が「−４３．４８kcal/mol」以下となるので、ｎ−メルカプタンの変質や分解を抑制できる。
【００７７】
また、「８≦ｎ」であるＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨの場合、
ＣＰＰ≒１
（ＣＰＰ：臨界充填パラメーター、Critical Packing Parameter）
となることから分子が略円柱体形状になる。これにより、ｎ−メルカプタンの自己組織化を向上させて、保護膜の緻密性を向上させることができる。尚、ＣＰＰは、
ＣＰＰ＝Ｖ／（Ａ・Ｌ）
Ｖ：アルカンチオールの疎水部（アルキル基）の占有体積
Ａ：アルカンチオールのメルカプト基（−ＳＨ）の占有面積
Ｌ：アルカンチオールの疎水部（アルキル基）の長さ
で表せられる。
【００７８】
一方、「ｎ≦１８」であるＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨの場合、多価アルコール等の溶媒に溶け易く、保護膜を形成する工程において、容易に扱うことできる。尚、「ｎ≧１９」のｎ−メルカプタンは、粘度が高く、溶媒に溶け難い。
【００７９】
また、保護膜を化学式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨで表されるｎ−メルカプタンにより構成する場合、「ｎ」が偶数であることが好ましい。これにより、ｎ−メルカプタンのアルキル鎖はいくぶん電極面に対して水平に規則的に並び、保護膜の緻密性を向上させることができる。この結果、保護膜の安定性及び耐久性を向上させることができる。
【００８０】
また、主鎖の末端に第１７属元素を導入したα−オレフィン（１８−Ｂｒｏｍｏ−１−Ｏｃｔａｄｅｃｅｎｅが好ましい）により保護膜の表面を処理してもよい。これにより、保護膜が、發インク性を増し上述の効果を高めることができる。尚、α−オレフィンの代わりに、アルキル化シクロアルカン（Ｕｎｄｅｃｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ、Ｎｏｎｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ、Ｄｅｃｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ、Ｄｏｄｅｃｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）により保護膜の表面を処理しても、同様の効果を奏することができる。
【００８１】
上述した保護膜を形成する工程は、適宜変更可能である。
【００８２】
例えば、洗浄工程は、削除してもよい。この場合、乾燥時間をより長くして、保護膜溶液がインク室等に残存しないようにすることが好ましい。
【００８３】
また、保護膜溶液を供給する工程において、電極への電圧印加は省略してもよい。
【００８４】
また、保護膜をｎ−メルカプタンにより構成する場合、異臭を抑制するために、インクジェットヘッドのノズル孔に保護膜溶液を採集するための密閉容器を取り付けてもよい。
【００８５】
また、本発明は、油性及び水性のインクを用いるインクジェットヘッドに適用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１ インクジェットヘッド
３ 第１圧電部材
４ 第２圧電部材
７、８ 電極
９ 保護膜
１６ 中空部材
１７ 側壁部材
１７ａ インク供給孔
２１ 第１溝
２２ 第２溝
２５ａ、２５ｂ ニッケル層
２６ａ、２６ｂ 金層
３１ インク
３１ａ フタロシアニン銅
３２ インク供給室
３３ インク室
３６ 保護膜溶液
４１ メインタンク
４２ サブタンク
４５、４８ ポンプ
４６ 切替弁
４７ 保護膜溶液タンク
５１ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが供給されるインク室が形成された圧電部材と、
前記インク室を構成する前記圧電部材の内面に形成された電極と、
絶縁性及びフレキシブル性を有する材料を含み、前記インクと接する領域の前記電極の表面に形成された保護膜とを備えることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記保護膜は、硫化物を含む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。
【請求項３】
前記保護膜は、メルカプタンを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記メルカプタンは、直鎖状のアルキル基を含むことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記メルカプタンは、ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨ（８≦ｎ≦１８）であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記メルカプタンは、ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨ（ｎ：偶数）であることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記保護膜が形成される前記電極の表面は、金層であることを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
インク室を囲む圧電部材の面に電極が形成されたインクジェットヘッドのインク室に保護膜を形成する材料を含む保護膜溶液を供給する供給工程と、
前記保護膜溶液中の溶媒を乾燥させて、保護膜を電極の表面に形成する乾燥工程とを備え、
前記供給工程は、前記電極に電圧を印加して、前記圧電部材を駆動させた状態で行われることを特徴とするインクジェットヘッドの保護膜形成方法。
【請求項１】
インクが供給されるインク室が形成された圧電部材と、
前記インク室を構成する前記圧電部材の内面に形成された電極と、
絶縁性及びフレキシブル性を有する材料を含み、前記インクと接する領域の前記電極の表面に形成された保護膜とを備えることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記保護膜は、硫化物を含む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。
【請求項３】
前記保護膜は、メルカプタンを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記メルカプタンは、直鎖状のアルキル基を含むことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記メルカプタンは、ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨ（８≦ｎ≦１８）であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記メルカプタンは、ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＨ（ｎ：偶数）であることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記保護膜が形成される前記電極の表面は、金層であることを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
インク室を囲む圧電部材の面に電極が形成されたインクジェットヘッドのインク室に保護膜を形成する材料を含む保護膜溶液を供給する供給工程と、
前記保護膜溶液中の溶媒を乾燥させて、保護膜を電極の表面に形成する乾燥工程とを備え、
前記供給工程は、前記電極に電圧を印加して、前記圧電部材を駆動させた状態で行われることを特徴とするインクジェットヘッドの保護膜形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２６４６２５（Ｐ２０１０−２６４６２５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１６５８０（Ｐ２００９−１１６５８０）
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
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