JP2008168550A - 液体噴射ヘッド及びこれを有する液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】欠陥がなく、しかも良好な密着性も担保し得る保護膜を有する液体噴射ヘッドを提供することを目的とする。
【解決手段】ノズル開口２１に連通する圧力発生室１２が形成されている流路形成基板１０と、前記圧力発生室１２内に圧力変化を生じさせる圧電素子３００とを具備し、少なくとも前記圧力発生室１２の内壁には、その表面に形成されたアモルファスの膜であるアモルファス層１６ａと、このアモルファス層１６ａの表面に形成された結晶化した膜である結晶層１６ｂとで耐液体性の保護膜１６が形成されている。
【選択図】図３
【解決手段】ノズル開口２１に連通する圧力発生室１２が形成されている流路形成基板１０と、前記圧力発生室１２内に圧力変化を生じさせる圧電素子３００とを具備し、少なくとも前記圧力発生室１２の内壁には、その表面に形成されたアモルファスの膜であるアモルファス層１６ａと、このアモルファス層１６ａの表面に形成された結晶化した膜である結晶層１６ｂとで耐液体性の保護膜１６が形成されている。
【選択図】図３
Description
本発明は液体噴射ヘッド及びこれを有する液体噴射装置に関し、特にエッチングされる虞のある液体の流路に耐液体性の保護膜を形成する場合に適用して有用なものである。
液体噴射装置としては、例えば圧電素子や発熱素子によりインク滴吐出のための圧力を発生させる複数の圧力発生室と、各圧力発生室にインクを供給する共通のリザーバと、各圧力発生室に連通するノズル開口とを備えたインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録装置がある。かかるインクジェット式記録装置では、印字信号に対応するノズルと連通した圧力発生室内のインクに吐出エネルギを印加してノズル開口からインク滴を吐出させている。
また、インクジェット式記録ヘッドには、前記圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させてノズル開口からインク滴を吐出させる圧電振動式のものと、駆動信号によりジュール熱を発生する抵抗線等の発熱素子を前記圧力発生室の内部に設け、前記発熱素子が発生するバブルによってノズル開口からインク滴を吐出させる方式のものとの２種類に大別される。
従来技術に係るこの種のインクジェット式記録ヘッドでは、一般的に圧力発生室がシリコン基板に形成されている。このため、アルカリ性のインクを用いると、インクによってシリコン基板が徐々に溶解されて各圧力発生室の幅が経時的に変化してしまう。そして、このことが、圧電素子乃至発熱素子の駆動によって圧力発生室内に付与される圧力を変化させる原因となり、インク吐出特性が徐々に低下してしまうという問題がある。
かかる問題を解決するため、圧力発生室内に親水性及び耐アルカリ性を備えた膜、例えばニッケル膜等を設け、インクによるシリコン基板等の溶解を防止するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ところが、かかるニッケル膜等では長期安定性に欠けるため、この問題を解決し得るものとして、前記保護膜を酸化タンタルで形成したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。ここで、保護膜はアモルファス膜として形成される。シリコン基板との密着性を考慮したためである。すなわち、結晶化した膜は自身の応力が大きいため、一般に密着性が悪い。
しかしながら、上述の如き従来技術に係る保護膜はアモルファス単層構造であるため、この保護膜にピンホール欠陥が存在する可能性があった。一方、かかるピンホール欠陥の発生を回避するためには必要以上に保護膜の膜厚を厚くする必要があり、このように保護膜の膜厚を厚くした場合には、圧電素子による振動特性に悪影響を与えるという問題も発生していた。保護膜が厚いほど圧電素子の変位を阻害する要因となってしまうからである。
本発明は、上記従来技術に鑑み、欠陥がなく、しかも良好な密着性も担保し得る保護膜を有する液体噴射ヘッド及びこれを有する液体噴射装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明は、
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成されている流路形成基板と、前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備し、
少なくとも前記圧力発生室の内壁には、その表面に形成されたアモルファスの膜であるアモルファス層と、このアモルファス層の表面に形成された結晶化した膜である結晶層とで耐液体性の保護膜が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる発明によれば、前記内壁との密着性はアモルファス層で確保した上で、アモルファス層にピンホール欠陥を生起していてもこのピンホール欠陥はその上の結晶層で覆うことができる。かくして、この場合の保護対象である前記内壁との密着性を良好に確保した上で、実質的にピンホール欠陥が存在しない保護膜を形成することができる。
この結果、長期に亘り安定した所定の耐インク性能を得ることができるばかりでなく、保護膜の薄膜化も実現し得る。そして、かかる薄膜化により当該液体噴射ヘッドの生産性の向上を図り得る。
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成されている流路形成基板と、前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備し、
少なくとも前記圧力発生室の内壁には、その表面に形成されたアモルファスの膜であるアモルファス層と、このアモルファス層の表面に形成された結晶化した膜である結晶層とで耐液体性の保護膜が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる発明によれば、前記内壁との密着性はアモルファス層で確保した上で、アモルファス層にピンホール欠陥を生起していてもこのピンホール欠陥はその上の結晶層で覆うことができる。かくして、この場合の保護対象である前記内壁との密着性を良好に確保した上で、実質的にピンホール欠陥が存在しない保護膜を形成することができる。
この結果、長期に亘り安定した所定の耐インク性能を得ることができるばかりでなく、保護膜の薄膜化も実現し得る。そして、かかる薄膜化により当該液体噴射ヘッドの生産性の向上を図り得る。
ここで、前記圧力発生手段は、駆動信号による自身の変位により前記圧力発生室の体積を変化させる圧電素子で好適に構成することができる。
この場合には特に、保護膜の薄膜化により当該液体噴射ヘッドの生産性の向上を図り得るばかりでなく、前記圧力発生手段の変位を阻害することなくその所期の特性を十分に発揮させることができるという効果も奏する。
この場合には特に、保護膜の薄膜化により当該液体噴射ヘッドの生産性の向上を図り得るばかりでなく、前記圧力発生手段の変位を阻害することなくその所期の特性を十分に発揮させることができるという効果も奏する。
また、前記液体噴射ヘッドは、前記流路形成基板に前記圧力発生室内へ液体を供給するための液体流路が設けられており、当該液体流路の内壁にも前記保護膜を設けたものとしても良い。
これにより、液体流路の内壁を含め、長期に亘り安定した所定の耐インク性能を得ることができる。
これにより、液体流路の内壁を含め、長期に亘り安定した所定の耐インク性能を得ることができる。
また、上記液体噴射ヘッドは、前記結晶層が、前記アモルファス層よりも薄く形成されたものであることが好ましい。
これにより、アモルファス層のピンホール欠陥の除去という最も優先すべき機能は担保した上で、保護膜を可及的に薄膜化し得る。かかる薄膜化は、圧力発生手段を圧電素子で形成した場合に特に顕著な効果を奏する。前記圧力発生手段の変位低下を可及的に低減し得るからである。すなわち、結晶層自身の応力がアモルファス層に較べて相対的に大きいという特性に起因して結晶層の膜厚が前記圧力発生手段の変位により大きな影響を与える要素となっているからである。
これにより、アモルファス層のピンホール欠陥の除去という最も優先すべき機能は担保した上で、保護膜を可及的に薄膜化し得る。かかる薄膜化は、圧力発生手段を圧電素子で形成した場合に特に顕著な効果を奏する。前記圧力発生手段の変位低下を可及的に低減し得るからである。すなわち、結晶層自身の応力がアモルファス層に較べて相対的に大きいという特性に起因して結晶層の膜厚が前記圧力発生手段の変位により大きな影響を与える要素となっているからである。
さらに、上記液体噴射ヘッドは、アモルファス層及び結晶層が交互に複数層積層されて前記保護膜が形成されているものとすることもできる。これにより、当該保護膜におけるピンホール欠陥をより確実に除去し得る。
また、本発明は、上述の如き各液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置とすることもできる。
かかる発明によれば、液体吐出特性が長期に亘り良好で安定した液体噴射装置を実現することができる。
かかる発明によれば、液体吐出特性が長期に亘り良好で安定した液体噴射装置を実現することができる。
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
＜液体噴射ヘッドに関する実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図、図２は図１の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面を拡大して示す断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面を拡大してその一部を示す断面図である。
＜液体噴射ヘッドに関する実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図、図２は図１の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面を拡大して示す断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面を拡大してその一部を示す断面図である。
これらの図に示すように、本形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩの流路形成基板１０は、本形態では結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。
流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画されている。さらに、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられている。
インク供給路１４は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。例えば、本形態では、インク供給路１４は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、本形態では、上述の如く、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。
さらに、各連通路１５は、インク供給路１４の圧力発生室１２とは反対側に連通し、インク供給路１４の幅方向（短手方向）より大きい断面積を有する。本形態では、連通路１５を圧力発生室１２と同じ断面積とした。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。
ここで、流路形成基板１０の圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５の内壁表面には、耐インク性を有する材料、例えば、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等の酸化タンタルからなる保護膜１６が、所定の厚さで設けられている。なお、ここでいう耐インク性とは、アルカリ性のインクに対する耐エッチング性のことである。
また、本形態における保護膜１６は、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５の内壁表面に形成されたアモルファス（非晶質）の膜であるアモルファス層１６ａとこのアモルファス層１６ａの表面に形成された結晶化した膜である結晶層１６ｂとからなる。かかる多層膜構造により、前記内壁表面に対する密着性を良好に確保すると同時に、ピンホール欠陥の除去を図っている。すなわち、密着性は良好であるが、ピンホール欠陥を発生し易いアモルファス層１６ａで流路形成基板１０に対する密着性を良好に確保する一方、その際発生したピンホール欠陥は、密着性は劣るが、ピンホール欠陥の発生の可能性が小さい結晶層１６ｂで覆うことにより実質的にピンホール欠陥を除去している。
上記五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等をはじめとする酸化タンタルからなる保護膜１６は、インクに対して非常に優れた耐インク性を有し、特にアルカリ性のインクに対する良好な耐インク性を有する。このように、酸化タンタルからなる保護膜１６は、比較的アルカリ性が強いインクに対して非常に優れた耐インク性を有しているため、インクジェット式記録ヘッド用のインクに対しては特に有効である。例えば本実施形態の五酸化タンタルからなる保護膜１６は、ｐＨ９．１のインクによるエッチングレートが２５℃で、０．０３ｎｍ／ｄａｙであった。ちなみに、耐インク性の観点からは、ｐＨ８．０以上のインクによるエッチングレートが２５℃、０．０５ｎｍ／ｄａｙ以下であることが望ましい。
このように圧力発生室１２の少なくとも内壁表面に五酸化タンタルを材料とする保護膜１６を設けたので、流路形成基板１０及び振動板がインクに溶解されることを防止することができる。これにより、圧力発生室１２の形状を実質的に安定化、すなわち製造時と略同一形状に維持することができる。また、本形態では、各圧力発生室１２の内壁表面以外の液体流路である連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５の内壁表面にも保護膜１６を設けたので、圧力発生室１２と同様の理由で、これら連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５の形状も製造時と略同一形状に維持することができる。
これらのことから、保護膜１６を設け、しかも保護膜１６を複層膜構造としてその機能の安定化を図ることによりインク吐出特性を長期間一定に維持することができる。さらに、流路形成基板１０がインクに溶解されるのを保護膜１６によって防止することができるため、インクに溶解された流路形成基板１０の溶解物がインク中に析出する量が実質的に低減される。これにより、ノズル詰まりの発生を防止することができ、ノズル開口２１からインク滴を良好に吐出させることができる。
上述の如く、本形態においては保護膜１６をアモルファス層１６ａと結晶層１６ｂとの複層膜構造としたが、その形成方法は、従来と同様の形成方法が全て使用できる。具体的には、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法で良好に成膜することができる。そして、アモルファス層１６ａと結晶層１６ｂとの作り分けは製膜条件により適宜選択し得る。一般的に、プラズマ、熱等、製膜をアシストする要素のエネルギが高くなるほど結晶化が進む。また、このような保護膜１６の材料としては、使用するインクのｐＨ値によっては、例えば酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）等を用いることもできる。ただ、酸化タンタルを用いることにより、ｐＨ値の高いインクを使用する場合でも、極めて優れた耐インク性を発揮させることができる。
ここで、保護膜１６の膜厚は従来よりも薄くすることができる。アモルファス層１６ａにはピンホール欠陥が存在しても密着性さえ確保できれば良く、結晶層１６ｂはアモルファス層１６ａのピンホール欠陥を覆うことができれば良いからである。そこで、結晶層１６ｂの膜厚は、アモルファス層１６ａの膜厚よりも薄く形成することができ、これにより、アモルファス層１６ａのピンホール欠陥の除去という最も優先すべき機能は担保した上で、内部応力が大きい結晶層１６ｂの膜厚を可及的に薄くすることができる。
また、本形態では、流路形成基板１０の圧力発生室１２等が開口する側の表面にも保護膜１６が形成され、この保護膜１６を介して流路形成基板１０とノズルプレート２０とが接合されているため、両者の接着強度が向上するという効果も得られる。勿論、ノズルプレート２０との接合面にはインクは実質的に接触しないため、保護膜１６が設けられていなくても構わない。
さらに、本形態では、各圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５の内壁表面に耐インク性の保護膜１６を設けているが、これに限定されず、少なくとも各圧力発生室１２の内壁表面に保護膜１６が設けられていればよい。このような構成としても、インク吐出特性を長期間一定に維持することができる。
さらに本形態における流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。ここで、ノズルプレート２０は、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。
一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、二酸化シリコンからなり厚さが例えば、約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等からなり厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が積層形成されている。また、この絶縁体膜５５上には、厚さが約０．１〜０．５μｍの下電極膜６０と、圧電体膜の一例であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなり厚さが例えば、約１．１μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、積層形成されて圧力発生手段である圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。
本形態においては下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部３２０が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータ装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、弾性膜５０、絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみを残して下電極膜６０を振動板としてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。かかる各圧電素子３００の上電極膜８０にはリード電極９０が接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
さらに、流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有する保護基板３０が接合されている。ここで、流路形成基板１０と保護基板３０とは接着剤３５を用いて接合してある。
保護基板３０のリザーバ部３１は、振動板である弾性膜５０に設けられた貫通部５１を介して流路形成基板１０の連通部１３と連通され、これらリザーバ部３１及び連通部１３によって複数の圧力発生室１２の共通の液体室であるリザーバ１００が形成されている。ここで、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割してリザーバ部３１のみをリザーバとしても良い。さらに、例えば流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしても良い。
また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間である圧電素子保持部３２を有する。この圧電素子保持部３２は密封されていても、密封されていなくてもいずれでも良い。さらに、保護基板３０の圧電素子保持部３２とリザーバ部３１との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に下電極膜６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出されている。ここで、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、本形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成している。
圧電素子３００を駆動するための駆動回路２００は、保護基板３０上に配設してある。かかる駆動回路２００は、例えば半導体集積回路（ＩＣ）を用いて好適に構成することができ、この駆動回路２００とリード電極９０とは、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線２１０を介して電気的に接続されている。なお、保護基板３０のリザーバ部３１の内壁表面にも上述の保護膜１６を設けても良い。保護膜１６を設けた場合には保護基板３０のインクによるエッチング作用を防止し得る。
さらに、保護基板３０のリザーバ部３１に対応する領域上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
かかる本形態のインクジェット式記録ヘッドＩでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路２００からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、圧電素子３００及び振動板をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高め、ノズル開口２１を介してインクを吐出させる。
さらに、流路形成基板１０との密着性はアモルファス層１６ａで確保した上で、アモルファス層１６ａにピンホール欠陥を生起していてもこのピンホール欠陥はその上の結晶層１６ｂで覆うことができる。したがって、この場合の流路形成基板１０の内壁との密着性を良好に確保した上で、実質的にピンホール欠陥が存在しない保護膜１６を形成することができる。
ここで、本形態のように、圧力発生手段を自身の変位により圧力発生室１２の体積を変化させる圧電素子３００で形成した場合には特に、保護膜１６の薄膜化により圧電素子３００の変位を阻害することなくその所期の特性を十分に発揮させることができる。さらに、自身の内部応力が大きいことに起因してより圧電素子３００の変位の阻害要因となる結晶層１６ｂの膜厚をアモルファス層１６ａよりも薄く形成した場合、圧電素子３００の変位に対する影響を可及的に小さくすることができる。
＜液体噴射ヘッドに関する他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限るものでは勿論ない。例えば、上記実施の形態では、アモルファス層１６ａの表面に結晶層１６ｂを積層した構造としたが、かかる多層膜構造をさらに積層しても良い。積層数が増加すればその分より確実にピンホール欠陥を除去し得る。また、このときの最表面層は、一般的にはアモルファス層１６ａ乃至結晶層１６ｂの何れでも良い。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限るものでは勿論ない。例えば、上記実施の形態では、アモルファス層１６ａの表面に結晶層１６ｂを積層した構造としたが、かかる多層膜構造をさらに積層しても良い。積層数が増加すればその分より確実にピンホール欠陥を除去し得る。また、このときの最表面層は、一般的にはアモルファス層１６ａ乃至結晶層１６ｂの何れでも良い。
また、上記実施の形態では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型のアクチュエータ装置である圧電素子３００を用いたものを説明したが、特にこれに限定するものではない。例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のアクチュエータ装置や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のアクチュエータ装置等も同様に適用できる。さらに、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出させるいわゆるバブル式アクチュエータや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどを適用することもできる。
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
一方、上記実施の形態においては保護膜１６を形成する対象である流路形成基板１０はシリコン基板で、インクはアルカリ性のものを使用する場合について説明したが、これらに限定する必要はない。所定の液体に対して耐エッチング性を持たせるために形成する耐液体性の保護膜であれば、保護膜を形成する対象及び液体に特別な限定はない。
＜上記実施の形態に係る液体噴射ヘッドを有するインクジェット式記録装置＞
上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置IIに搭載される。図５は、そのインクジェット式記録装置IIの一例を示す概略図である。同図に示すように、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置IIに搭載される。図５は、そのインクジェット式記録装置IIの一例を示す概略図である。同図に示すように、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 II インクジェット式記録装置（液体噴射装置） １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １６ 保護膜、１６ａ アモルファス層、 １６ｂ 結晶層、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ３１ リザーバ部、 ３２ 圧電素子保持部、 ３５ 接着剤、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５１ 貫通部、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 １００ リザーバ、 ２００ 駆動回路、 ２１０ 駆動配線、 ３００ 圧電素子
Claims (6)
- 液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成されている流路形成基板と、前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備し、
少なくとも前記圧力発生室の内壁には、その表面に形成されたアモルファスの膜であるアモルファス層と、このアモルファス層の表面に形成された結晶化した膜である結晶層とで耐液体性の保護膜が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記圧力発生手段は、駆動信号による自身の変位により前記圧力発生室の体積を変化させる圧電素子で構成したことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記流路形成基板には、前記圧力発生室内へ液体を供給するための液体流路が設けられており、当該液体流路の内壁にも前記保護膜が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記結晶層は、前記アモルファス層よりも薄く形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の液体噴射ヘッド。
- 前記保護膜はアモルファス層及び結晶層が交互に複数層積層されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の液体噴射ヘッド。
- 請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
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