JP2013121700A - 液滴吐出ヘッド、液体カートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴吐出特性と耐吸湿性を両立させることができる液滴吐出ヘッド、液体カートリッジおよび画像形成装置を提供する。
【解決手段】液滴を吐出するノズル６と、内部に上記液を収納し上記ノズル６が連通する加圧液室５と、上記加圧液室５に積層配置された振動板２ａと、上記振動板２ａの上記加圧液室側と反対側の面に当接して、上記振動板２ａを振動させる圧電素子２ｂなどの振動発生手段とを有する圧電型アクチェータ２などのアクチュエータ手段とを備えた液滴吐出ヘッド１において、上記振動板２ａの上記加圧液室内の上記液と接する最外層または上記最外層から２層目に、ＬＰ−ＣＶＤ法またはＡＬＤ法により成膜した吸湿防止膜２２を備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド液体カートリッジおよび画像形成装置に関するものである。

インクの液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備え、記録媒体を搬送しながら、インク滴を記録媒体に付着させて画像形成を行う画像形成装置が知られている。

「画像形成装置」とは、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の画像記録媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。ここでいう「画像形成」には、文字や図形等の意味を持つ画像を画像記録媒体に付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を画像記録媒体に付与すること（単に液滴を画像記録媒体に着弾させること）も含まれる。また、「インク」とは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。更に、画像とは、平面に付与されるものに限らず、立体物に付与されるもの、あるいは、立体物自体を造形して形成される像も含まれる。

液滴吐出ヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通し、内部にインク液を収納した加圧液室と、この加圧液室内を昇圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段と、加圧液室に連通しインクカートリッジ等のインクタンクからインクを供給する共通液室とを備えている。そして、アクチュエータ手段を駆動することで加圧液室内を昇圧してノズルからインク滴を吐出させ、吐出したインクの液量分のインクが共通液室から加圧液室に供給される。

アクチュエータ手段は、加圧液室上に載置されるようにして設けられた振動板と、この振動板を振動させる振動発生手段としての圧電素子と備えている。

振動板と圧電素子とで構成されたアクチュエータ手段では、振動板の剛性、及び膜応力が液滴吐出特性に大きく影響を与える。例えば、振動板構成膜の機械的特性が経時変化すると、振動特性が変動し液滴吐出特性が変動して、印字精度の再現性や画質に悪影響を及ぼす。上述した振動板構成膜の機械的特性に経時変化を及ぼす要因としては、吸湿による応力変動がある。例えば、振動板としてシリコン酸化膜などの非常に吸湿し易い材料を用いた場合、加圧液室内のインク液を吸湿して、振動板の応力変動が生じてしまう。

特許文献１には、耐吸湿性が得られるシリコン窒化膜を振動板の加圧液室側の最外層にした液滴吐出ヘッドが記載されている。このように、耐吸湿性のシリコン窒化膜を振動板の加圧液室側の最外層にすることで、振動板が加圧液室内のインク液を吸湿して、振動板構成膜の機械的特性に経時変化が生じるのを抑制することができる。

しかしながら、特許文献１に記載の液滴吐出ヘッドにおいては、シリコン窒化膜をプラズマＣＶＤ法で成膜されているため、緻密な（窒化珪素の分子が密な）膜が形成されず、分子間の隙間に加圧液室のインク液が入り込んでしまう場合があり、十分な耐吸湿性を得るには、１μｍ以上の膜厚が必要になる。このように、シリコン窒化膜などの吸湿防止膜が厚くなる結果、液滴吐出特性と耐吸湿性とを両立させるのが困難であるという課題がある。具体的に説明すると、耐吸湿性を得ようとすると、吸湿防止膜が厚くなり、吸湿防止膜が振動板の剛性及び膜応力に大きく影響する。その結果、吸湿防止膜として、シリコン窒化膜などのヤング率の高い材料を使用すると、振動板として液滴吐出特性を得るための振動板の剛性及び膜応力が得られなくなる。これとは逆に、液滴吐出特性が得られる振動板の剛性及び膜応力にすると、吸湿性膜の膜厚を薄くする必要があり耐吸湿性が十分に得られなくなってしまうのである。

本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、液滴吐出特性と耐吸湿性を両立させることができる液滴吐出ヘッド、液体カートリッジおよび画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液滴を吐出するノズルと、内部に上記液を収納し上記ノズルが連通する加圧液室と、上記加圧液室を構成する内壁の一つとして用いられる振動板と、上記振動板の上記加圧液室側と反対側の面に当接して、上記振動板を振動させる振動発生手段とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、上記振動板は、複数の層で構成されており、上記加圧液室内の上記液と接する最外層または上記最外層から２層目に、ＬＰ−ＣＶＤ法またはＡＬＤ法により成膜した吸湿防止膜を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、ＬＰ−ＣＶＤ法またはＡＬＤ法により吸湿防止膜を成膜したので、プラズマＣＶＤ法で成膜したものに比べて、緻密な（吸湿防止膜を構成する分子が密な）膜を形成することができる。この緻密な膜が形成されるので、吸湿防止膜を構成する分子の隙間から加圧液室の液が入り込むのを抑制することができる。これにより、吸湿防止膜が薄くても、十分な耐吸湿性を得ることができる。また、膜厚が薄くできるので、吸湿防止膜の剛性や膜応力の影響を抑えることができ、振動板の剛性及び膜応力を所液滴吐出特性が得られる剛性及び膜応力にすることができる。

液滴吐出ヘッドの斜視図。 液滴吐出ヘッドの加圧液室の短辺長の断面図。 液滴吐出ヘッドの加圧液室の長辺方向の断面図。 液滴吐出ヘッドをノズル面側から見た平面図。 図４のＸ−Ｘ'断面図。 図４のＹ−Ｙ'断面図。 図４のＸ−Ｘ'断面での液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図。 図４のＹ−Ｙ'断面での液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図。 振動板の変形例を示す図。 インクカートリッジの斜視図。 インクジェット記録装置の斜視図。 インクジェット記録装置の機構部の構成を示す図。

図１は、本実施形態のアクチュエータ手段としての振動板２ａと圧電素子２ｂとからなる圧電型アクチェータ２を有する液滴吐出ヘッド１の斜視図である。図２は、図１の加圧液室５の短辺長の断面図であり、図３は、図１の加圧液室５の長辺方向の断面（図１の点線）を示す。

図１〜図３に示すように、液滴吐出ヘッド１は、ノズル基板３００に設けたノズル孔６から液滴を吐出させるサイドシュータータイプのものであり、ノズル基板３００と、第１基板１００と、第２基板２００とを有している。具体的には、ノズル基板３００上に第１基板１００が積層形成されており、第１基板１００上に第２基板２００が積層形成されている。

第１基板１００のベース部材１００ａには、加圧液室隔壁４により仕切られた複数の加圧液室５と、共通液室８と、各加圧液室５と共通液室８とを連通する流体抵抗部７とを有している。このベース部材１００ａ上にアクチュエータ手段としての圧電型アクチェータ２が形成されている。具体的には、圧電型アクチェータ２の振動板２ａが、ベース部材１００ａに形成されており、振動板２ａ上の各加圧液室５の上面を形成する箇所の反対側の箇所に振動発生手段としての圧電素子２ｂが形成されている。圧電素子２ｂは、図２に示すように、共通電極１０と個別電極１１と圧電体１２から形成されている。各加圧液室５と流体抵抗部７の上部は、振動板２ａに覆われているが、共通液室８の上部は、振動板２ａに覆われておらず、開口している。

第１基板１００の上に形成される第２基板２００には、外部から液滴を供給する液滴供給口６６と共通インク流路９（図３参照）、および振動板２ａが撓むことができるように個々の加圧液室５に対応した位置にザグリ６７が形成されている。共通インク流路９は、共通液室８の真上に形成されており、液滴供給口６６、共通インク流路９を介して、液滴であるインクを外部から共通液室８へ供給できるようになっている。

ノズル基板３００には、個々の加圧液室５に対応した位置にノズル孔（液滴吐出孔）６が形成されている。

このように形成された液滴吐出ヘッド１においては、各加圧液室５内に液体、例えば記録液（インク）が満たされた状態で、図示しない制御部から画像データに基づいて、記録液の吐出を行いたいノズル孔６に対応する圧電素子２ｂの個別電極１１に対して、発振回路により、例えば２０Ｖのパルス電圧を印加する。この電圧パルスを印加することにより、圧電体１２は、電歪効果により圧電体１２そのものが振動板２ａと平行方向に縮むことにより、振動板２ａが加圧液室５の方向に撓む。これにより、加圧液室５内の圧力が急激に上昇して、加圧液室５に連通するノズル孔６から記録液が吐出する。次にパルス電圧印加後は、縮んだ圧電体１２が元に戻ることから撓んだ振動板２ａは元の位置に戻るため、加圧液室５内が共通液室８内に比べて負圧となり、外部から液滴供給口６６を介して供給されているインクが共通インク流路９、共通液室８から流体抵抗部７を介して加圧液室５に供給される。これを繰り返すことにより、液滴を連続的に吐出でき、液滴吐出ヘッドに対向して配置した被記録媒体（用紙）に画像を形成する。

図４は、液滴吐出ヘッド１をノズル面側から見た平面図であり、図５は、図４のＸ−Ｘ'断面図であり、図６は、図４のＹ−Ｙ'断面図である。
図４〜６に示すように、振動板２ａは、振動板構成膜として、加圧液室５から吸湿防止層（膜）２２、振動板構成層（膜）２３の少なくとも２層構成で形成されている。

次に、図７、図８を用いて、液滴吐出ヘッド１の製造工程について、説明する。
図７は、図４のＸ−Ｘ'断面での液滴吐出ヘッド１の製造工程を示す図であり、図８は、図４のＹ−Ｙ'断面での液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。

図７（ａ）、図８（ａ）に示すように、第１基板１００のベース部材１００ａとしてのシリコン単結晶基板２１（例えば板厚４００μｍ）に振動板構成膜として、例えば吸湿防止膜２２としてＬＰ（Loｗ pressure)−ＣＶＤ法（減圧ＣＶＤ法）でシリコン窒化膜(膜厚１０ｎｍ)を成膜する。次に、振動板構成膜２３を、例えば、ＬＰ−ＣＶＤ法でシリコン酸化膜、ポリシリコン膜、あるいはアモルファスシリコン膜、シリコン窒化膜などを所望の振動板剛性になるように成膜する。ここで、振動板構成膜２３は、単層でも、積層でも構わない。

ここで、ＬＰ−ＣＶＤ法によるシリコン窒化膜の成膜について、説明する。
上記シリコン単結晶基板２１が収納された反応炉を真空ポンプにより１０〜１００Ｐａ（例えば、３０Ｐａ）の低圧状態にし、ヒータなどの加熱手段により反応炉内を６００〜９００℃（例えば、８００℃）に加熱する。そして、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂（ジクロルシラン）とＮＨ₃（アンモニア）の原料ガスを反応炉に流し、反応炉内で気相反応させて、Ｓｉ_３Ｎ_４（窒化珪素）、ＨＣｌ（塩素）、Ｈ_２（水素）を生成する。そして、気相反応により生成されたＳｉ_３Ｎ_４（窒化珪素）が、シリコン単結晶基板２１と吸着反応して、シリコン窒化膜が形成される。

吸湿防止膜２２の膜厚は、振動板剛性への影響を考慮すると膜厚は３０ｎｍ以下が好適である。本実施形態においては、ＬＰ−ＣＶＤ法により吸湿防止膜２２を成膜することで、緻密な（窒化珪素の分子が密な）吸湿防止膜２２を成膜することができる。これにより、１０ｎｍ以上の膜厚で、吸湿防止機能を十分得ることができ、吸湿防止機能を得つつ、吸湿防止膜２２を振動板剛性への影響が及ばない膜厚にすることができる。但し、吸湿防止膜２２自体も吸湿防止機能だけでなく、振動板剛性に寄与させるのであれば、３０ｎｍ以上の膜厚でもよい。

次に、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、例えば、ＴｉとＰｔからなる共通電極１０をスパッタ法で例えば各々３０ｎｍと１００ｎｍ成膜する。次に共通電極１０上に圧電体１２としてＰＺＴを例えばスパッタ法で２μｍ厚成膜し、その後、個別電極１１となるＰｔをスパッタ法で１００ｎｍ成膜する。ここで、圧電体１２の成膜方法は、スパッタ法に限らず、例えばイオンプレーティング法、エアーゾル法、ゾルゲル法、あるいはインクジェット法等などで成膜してもよい。

次に、図７（ｃ）、図８（ｃ）に示すように、リソエッチ法により、後に形成する加圧液室５に対応する位置に圧電素子２ｂを形成する為、個別電極１１と圧電体１２をパターニングする。また、その後、共通電極１０も同様にリソエッチ法でパターニングする。このとき、後の共通液室８と共通インク流路９が形成される部分の共通電極１０もエッチングしておく。

次に、図７（ｄ）、図８（ｄ）に示すように、後の共通液室８になる箇所の振動板構成膜をリソエッチ法で除去する。そして次に、共通インク流路９、液滴供給口６６、ザグリ６７を形成した例えばガラス材で形成した第二の基板２００を第1の基板１００に接合する。接合には、接着剤による接合や直接接合等でもかまわないが、接着剤を使わない直接接合が好適である。ここで、第二の基板２００としてガラス材を適用したが、シリコン単結晶基板等でもよい。但し、シリコン単結晶基板の場合、後の第一の基板１００の加圧液室５等を形成するエッチングで基板がエッチングされないように耐性のある膜、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜を共通インク流路内壁（不図示）および、基板表面に形成しておく必要がある。次に、後の加圧液室５、共通液室８、流体抵抗部７を形成するために、シリコン基板２１を所望の厚さｔ（例えば厚さ８０μｍ）になるように、公知の技術で研磨する。研磨法以外にもエッチングなどでもよい。

次に、図７（ｅ）、図８（ｅ）に示すように、リソ法により、加圧液室５、共通液室８、流体抵抗部７以外の隔壁部をレジストで被覆する。その後、アルカリ溶液（ＫＯＨ溶液、あるいはＴＭＨＡ溶液）で異方性ウェットエッチをおこない加圧液室５、共通液室８、流体抵抗部７を形成する。この時、加圧液室５底部に露出する吸湿防止膜２２は、アルカリ溶液に対して、ほとんどエッチングされない為、吸湿防止機能は損なわれることはない。

次に、図７（ｆ）、図８（ｆ）に示すように、別に形成した各加圧液室５に対応した位置にノズル孔６を開口したノズル基板３００を接合して、液滴吐出ヘッド１が完成する。

このように、振動板２ａを吸湿防止膜２２と振動板構成層２３との積層構成とすることにより、振動板（振動板構成層２３）の吸湿による剛性変動が抑制、抑止できる。従って、経時にわたり振動板２ａの振動特性の変動を抑えることができ、信頼性が高く安定した液滴吐出ヘッドを実現できる。また、本実施形態においては、振動板構成層２３も、ＬＰ−ＣＶＤ法で成膜している。このように、振動板構成層２３を、ＬＰ−ＣＶＤ法で成膜することで、均一な膜厚にすることができ、高精度な振動特性を実現することができる。これにより、高精度で信頼性が高く安定した液滴吐出性能が得られる液滴吐出ヘッド１を得ることができる。

上記では、加圧液室形成には、アルカリ溶液でのウェットエッチングを行ったが、ＩＣＰエッチャーを適用してドライエッチングで加圧液室５を形成してもよい。この時、振動板２ａの構成、すなわち加圧液室５底部に吸湿防止膜２２が露出すると、Ｓｉと吸湿防止膜２２のエッチレート選択比がウェットエッチングより小さい為、エッチング時に吸湿防止膜２２がエッチングされ、成膜時の膜厚より薄くなるか、最悪完全にエッチングされてしまう。これを、防止する為、図９に示すように液室加工時のエッチストップ層２４を必要最小限の膜厚で、吸湿防止膜２２の上層に形成する。こうすることにより、加圧液室５の加工時に振動板が露出しても、エッチストップ層２４でエッチングがストップするため、吸湿防止膜２２がエッチングされることがなく、吸湿防止効果を確保することができる。すなわち、この場合、振動板２ａの加圧液室側の最外層が、エッチストップ層２４となり、吸湿防止膜２２が、最外層から２層目になる。

ＩＣＰエッチャーでＳｉとの選択比が十分確保できる膜種として、シリコン酸化膜が代表的な材料である。一般的には、Ｓｉとシリコン酸膜膜にエッチング選択比は、３００程度であるから、例えば、加圧液室加工深さ８０μｍとして、オーバーエッチを１０％行うとすると、この時、加圧液室５底部のエッチストップ層２４であるシリコン酸化膜は、約３０ｎｍ程度エッチングされることになる。従って、エッチストップ層２４の成膜膜厚は、５０〜８０ｎｍ程度あれば十分である。シリコン酸化膜は、吸湿するが、この程度の膜厚であれば、加圧液室５内のインク液を吸湿して機械的特性が変動しても、振動板剛性にはほとんど寄与せず、振動板２ａの振動特性が変動はほとんどない。

以上より、エッチストップ層２４を吸湿防止膜２２上にごく薄く成膜することにより、ＩＣＰエッチャーを適用してドライエッチングで加圧液室５を形成しても、吸湿防止膜２２が成膜時よりも薄くなることはない。これにより、振動板構成層２３への吸湿を確実に防止でき、信頼性が高く安定した液滴吐出性能が得られる液滴吐出ヘッドを実現できる。

また、上記では吸湿防止膜２２は、振動板の機能や液吐出ヘッドの製造プロセスの整合性を鑑みて、ＬＰ−ＣＶＤ法による成膜が可能なシリコン窒化膜としたが、吸湿防止機能を有し、ＬＰ−ＣＶＤ法による成膜が可能な材料であればよい。また、製造プロセスの整合が得られれば、吸湿防止膜２２を、例えばＡＬＤ(atomic layer deposition)法で成膜したＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）膜でもよい。

ここで、ＡＬＤ法によるアルミナ膜の成膜について説明する。
まず、シリコン単結晶基板２１が収納された反応炉にＡｌ（ＣＨ_３）_３（トリメチルアルミニウム：ＴＭＡ）ガスを流入させ、基板２１上にＴＭＡを化学吸着させる。次に、基板２１上をＴＭＡが十分に覆い尽くしたら、反応炉内の残留ガスを真空ポンプにより排出する。すると、基板２１上のＴＭＡのＣＨ_３基の反発により基板２１上には、１分子層のＴＭＡだけが残り、残りの基板上のＴＭＡは、反応炉から排出される。次に、反応炉内に水を導入すると、基板２１上のＴＭＡと化学反応起こして、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）とＣＨ_４（メタン）が生成される。そして、再び真空ポンプで反応炉内の残留物（メタン）を排出させると、基板２１上に１分子層のアルミナ膜が成膜される。上記サイクルを繰り返し行うことで、所定の膜厚のアルミナ膜が、基板２１上に成膜される。

ＡＬＤ法により吸湿防止膜２２を成膜することでも、緻密な（アルミナ分子が密な）吸湿防止膜２２を成膜することができる。これにより、吸湿防止膜２２が、３０ｎｍ以下と薄い膜厚でも、十分な耐吸湿性を発揮することができ、吸湿防止膜２２の膜厚が、振動板剛性へ影響を及ぼすことが抑制される。よって、振動板２ａとして、所定の振動特性を確保しつつ、振動板（振動板構成層２３）の吸湿による剛性変動が抑制、抑止できる。従って、経時にわたり振動板２ａの振動特性の変動を抑えることができ、信頼性が高く安定した液滴吐出性能が得られる液滴吐出ヘッドを実現できる。

図１０は、上述した液滴吐出ヘッド１を一体化した液体カートリッジとしてのインクカートリッジ８０の斜視図である。
図１０に示すように、インクカートリッジ８０は、ノズル６等を有する液滴吐出ヘッド１と、この液滴吐出ヘッド１に対してインクを供給する液体タンクとしてのインクタンク８２とを一体化したものである。このようにインクタンク８２が一体型の液滴吐出ヘッド１の場合、圧電型アクチェータ２を高信頼化することで、インクカートリッジ８０の信頼性を向上することができる。

図１１は、上述した液滴吐出ヘッド１を搭載したインクジェット記録装置（画像形成装置）の斜視図であり、図１２は、インクジェット記録装置の機構部の構成を示す図である。
図１１、図１２に示すように、インクジェット記録装置９０は、記録装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ９８とキャリッジ９８に搭載した液滴吐出ヘッド１及び液滴吐出ヘッド１へインクを供給するインクカートリッジ９９等で構成される印字機構部９１等を収納している。また、記録装置本体の下方部には前方側から多数枚の用紙９２を積載可能な給紙カセット（給紙トレイでもよい）９３を抜き差し自在に装着されている。また、用紙９２を手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ９４を有し、給紙カセット９３あるいは手差しトレイ９４から給送される用紙９２を取り込み、印字機構部９１によって所要の画像を記録した後、後面側の装着された排紙トレイ９５に排紙する。

印字機構部９１は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド９６と従ガイドロッド９７とキャリッジ９８を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ９８には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッド１を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ９８には液滴吐出ヘッド１に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ９９を交換可能に装着している。

インクカートリッジ９９は、上方に大気と連通する大気口、下方には液滴吐出ヘッド１へインクを供給する供給口が設けられ、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により液滴吐出ヘッド１へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液滴吐出ヘッド１としては各色の液滴吐出ヘッド１を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の液出ヘッドでもよい。

ここで、キャリッジ９８は後方側（用紙搬送下流側）を主ガイドロッド９６に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送上流側）を従ガイドロッド９７に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９８を主走査方向に移動走査するため、主走査モーター１０１で回転駆動される駆動プーリ１０２と従動プーリ１０３との間にタイミングベルト１０４を張装し、このタイミングベルト１０４をキャリッジ９８に固定しており、主走査モーター１０１の正逆回転によりキャリッジ９８が往復駆動される。

一方、給紙カセット９３にセットした用紙９２を液滴吐出ヘッド１に下方側に搬送するために、給紙カセット９３から用紙９２を分離給装する給紙ローラー１０５及びフリクションパッド１０６と、用紙９２を案内するガイド部材１０７と、給紙された用紙９２を反転させて搬送する搬送ローラー１０８と、この搬送ローラー１０８の周面に押し付けられる搬送コロ１０９及び搬送ローラー１０８からの用紙９２の送り出し角度を規定する先端コロ１１０とを有する。搬送ローラー１０８は副走査モーターによってギア列を介して回転駆動される。

そして、キャリッジ９８の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラー１０８から送り出された用紙９２を液滴吐出ヘッド１の下方側で案内するため用紙ガイド部材である印写受け部材１１１を設けている。この印写受け部材１１１の用紙搬送方向下流側には、用紙９２を排紙方向へ送り出すための回転駆動される搬送コロ１１２と拍車１１３を設け、さらに用紙９２を排紙トレイ９５に送り出す排紙ローラー１１４と拍車１１５と排紙経路を形成するガイド部材１１６、１１７とを配設している。

このインクジェット記録装置９０で記録時には、キャリッジ９８を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド１を駆動することにより、停止している用紙９２にインクを吐出して１行分を記録し、その後、用紙９２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号または用紙９２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙９２を排紙する。

また、キャリッジ９８の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液滴吐出ヘッド１の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。回復装置１１７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ９８は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピン手段で液滴吐出ヘッド１をキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係ないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出状態を維持する。

また、吐出不良が発生した場合等には、キャピング手段で液滴吐出ヘッド１の吐出出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（図示せず）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。

このように、このインクジェット記録装置９０において、上述した液滴吐出ヘッド１を搭載しているので、経時にわたり安定したインク吐出特性が得られ、画像品質が向上する。インクジェット記録装置９０に液滴吐出ヘッド１を使用した例を示したが、インク以外の液滴、例えば、パターニング用の液体レジストを吐出する液滴吐出ヘッド、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド（スポッタ）などの他の液滴吐出ヘッドにも適用できる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の（１）〜（６）態様毎に特有の効果を奏する。
（１）
液滴を吐出するノズル６と、内部に上記液を収納し上記ノズル６が連通する加圧液室５と、上記加圧液室５に積層配置された振動板２ａと、上記振動板２ａの上記加圧液室側と反対側の面に当接して、上記振動板２ａを振動させる圧電素子２ｂなどの振動発生手段とを有する圧電型アクチェータ２などのアクチュエータ手段とを備えた液滴吐出ヘッド１において、上記振動板２ａの上記加圧液室内の上記液と接する最外層または上記最外層から２層目に、ＬＰ−ＣＶＤ法またはＡＬＤ法により成膜した吸湿防止膜２２を備えた。
かかる構成とすることで、実施形態で説明したように、吸湿防止膜２２が薄くても、十分な耐吸湿性を得ることができ、吸湿防止膜２２が振動板２ａの剛性に影響を及ぼすのを抑制することができる。これにより、振動板２ａが、加圧液室５内のインクを吸湿して、振動板２ａの振動特性が変動するのを抑制することができ、経時にわたり安定した吐出性能を維持することができる。

（２）
また、上記（１）に記載の態様の液滴吐出ヘッド１において、上記吸湿防止膜２２の膜厚を、１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下にした。
かかる構成とすることで、十分な耐吸湿性を得つつ、吸湿防止膜２２が振動板２ａの剛性に影響を及ぼすのを抑制することができる。

（３）
また、上記（１）または（２）の液滴吐出ヘッド１において、上記吸湿防止膜２２は、ＬＰ−ＣＶＤ法によりにより成膜したシリコン窒化膜である。
かかる構成とすることで、十分な耐吸湿性を得ることができる。

（４）
また、上記（１）または（２）の液滴吐出ヘッド１において、上記吸湿防止膜２２は、ＡＬＤ法によりにより成膜したアルミナ膜である。
かかる構成とすることでも、十分な耐吸湿性を得ることができる。

（５）
また、液滴吐出ヘッド１と、この液滴吐出ヘッド１に液体を供給するインクタンク８２などの液体タンクとが一体化されたインクカートリッジ８０などの液体カートリッジにおいて、上記液滴吐出ヘッドとして、上記（１）乃至（４）いずれかに記載の態様の液滴吐出ヘッド１を用いた。
かかる構成とすることで、経時にわたり安定した吐出性能が得られ、液体カートリッジの信頼性を向上することができる。

（６）
また、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置などの画像形成装置において、上記液滴吐出ヘッドが上記（１）乃至（４）いずれかに記載の態様の液滴吐出ヘッド又は上記（５）に記載の態様の液体カートリッジの液滴吐出ヘッドである。
かかる構成とすることで、経時にわたり安定した印字性能を維持することができ、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。

１：液滴吐出ヘッド
２：圧電型アクチェータ
２ａ：振動板
２ｂ：圧電素子
４：加圧液室隔壁
５：加圧液室
６：ノズル
７：流体抵抗部
８：共通液室
９：共通インク流路
１０：共通電極
１１：個別電極
１２：圧電体
２２：吸湿防止膜
２３：振動板構成膜
２４：エッチストップ層
６６：液滴供給口
６７：ザグリ
８０：インクカートリッジ
８２：インクタンク
９０：インクジェット記録装置
９１：印字機構部
１００：第１基板
１００ａ：ベース部材
２００：第２基板
３００：ノズル基板

特許３３７９５３８号公報

Claims (6)

1. 液滴を吐出するノズルと、
   内部に上記液を収納し上記ノズルが連通する加圧液室と、
   上記加圧液室を構成する内壁の一つとして用いられる振動板と、
   上記振動板の上記加圧液室側と反対側の面に当接して、上記振動板を振動させる振動発生手段とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
   上記振動板は、複数の層で構成されており、上記加圧液室内の上記液と接する最外層または上記最外層から２層目に、ＬＰ−ＣＶＤ法またはＡＬＤ法により成膜した吸湿防止膜を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 請求項１の液滴吐出ヘッドにおいて、
   上記吸湿防止膜の膜厚を、１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下にしたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
3. 請求項１または２の液滴吐出ヘッドにおいて、
   上記吸湿防止膜は、ＬＰ−ＣＶＤ法によりにより成膜したシリコン窒化膜であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. 請求項１または２の液滴吐出ヘッドにおいて、
   上記吸湿防止膜は、ＡＬＤ法によりにより成膜したアルミナ膜であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
5. 液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドに液体を供給する液体タンクとが一体化された液体カートリッジにおいて、
   上記液滴吐出ヘッドとして、請求項１乃至４いずれかの液滴吐出ヘッドを用いたことを特徴とする液体カートリッジ。
6. 液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置において、
   上記液滴吐出ヘッドが請求項１至４いずれかの液滴吐出ヘッド又は請求項５の液体カートリッジの液滴吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。

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