液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置
【課題】製造コストの低減した液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置を得ること。
【解決手段】フッ素樹脂膜３３が、少なくとも圧電体３０の第２の面３２０を覆い、振動板５２にかけて形成されている。圧電体３０の共通電極３１および駆動電極３２に覆われていない部分は、フッ素樹脂膜３３に覆われるか、フッ素樹脂膜３３と振動板５２とに囲まれており、フッ素樹脂の膜を形成するだけで、外部から圧電体３０への浸水を防ぐことができる。したがって、フッ素樹脂の膜形成に必要なフッ素樹脂の量で浸水を防ぐことができ、製造コストの低減したインクジェット式液体噴射ヘッド１の製造方法を得ることができる。
【解決手段】フッ素樹脂膜３３が、少なくとも圧電体３０の第２の面３２０を覆い、振動板５２にかけて形成されている。圧電体３０の共通電極３１および駆動電極３２に覆われていない部分は、フッ素樹脂膜３３に覆われるか、フッ素樹脂膜３３と振動板５２とに囲まれており、フッ素樹脂の膜を形成するだけで、外部から圧電体３０への浸水を防ぐことができる。したがって、フッ素樹脂の膜形成に必要なフッ素樹脂の量で浸水を防ぐことができ、製造コストの低減したインクジェット式液体噴射ヘッド１の製造方法を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電体を備えた液体噴射ヘッド、この液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズル開口から液体を液滴として噴射する液体噴射ヘッドは、例えば、プリンター等の液体噴射装置としての画像記録装置および液晶表示装置のカラーフィルターの製造等に用いられる液体噴射装置等に適用される。
このような液体噴射ヘッドとして、振動板に設けられた圧電振動子を撓み変形させることで圧力室内の液体に圧力変動を生じさせて、ノズル開口から液滴を噴射させ、記録媒体等の被対象物に液滴を到達させるようにしたものがある。
この液体噴射ヘッドは、圧力室および圧電振動子を備えたアクチュエーターユニットと、ノズル開口や共通液室を備えた流路ユニットとを備えている。この液体噴射ヘッドでは、駆動信号を供給して圧電振動子を駆動させることで圧力室容積を変化させ、圧力室内に貯留された液体に圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用することでノズル開口から液滴を噴射させる。
【０００３】
ここで、圧電振動子は個別に駆動端子を有しており、この駆動端子に配線部材の先端部に形成した配線端子が接続され、この配線部材および配線端子を介して駆動回路であるＩＣから駆動信号が供給されるようになっている。この場合の配線部材としては、フィルム状のフレキシブルケーブルが好適に用いられる。
フレキシブルケーブルに形成した貫通孔から、フレキシブルケーブルと圧電振動子との間の隙間にフッ素ゲルを充填し、圧電振動子の上面全体をフッ素ゲルで覆って、浸水による圧電振動子の劣化を防止した液体噴射ヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０７４３３号公報（７頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フッ素ゲルは、隣り合う駆動端子の間を通過してフレキシブルケーブルと圧電振動子との間の隙間に到達し、かかる隙間を充填する。フッ素ゲルは、圧電振動子の上面全体を覆う以外の隙間にも充填されるため、必要以上のフッ素ゲルを使用することになる。したがって、液体噴射ヘッドの製造コストの低減が難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
ノズル開口に連通する圧力室と、前記圧力室の一部を構成する振動板と、前記振動板に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成され、前記振動板に対向する第１の面と前記第１の面に対向する第２の面とを有する圧電体と、前記第２の面に形成され、前記第１電極に対向する第２電極と、少なくとも前記第２の面を覆い、前記振動板にかけて、フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解した溶液を塗布して形成されたフッ素樹脂膜とを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【０００８】
この適用例によれば、フッ素樹脂膜が、少なくとも圧電体の第２の面を覆い、振動板にかけて形成されている。圧電体の第１電極および第２電極に覆われていない部分は、フッ素樹脂膜に覆われるか、フッ素樹脂膜と振動板とに囲まれており、フッ素樹脂の膜を形成するだけで、外部から圧電体への浸水が防げる。したがって、フッ素樹脂の膜形成に必要なフッ素樹脂の量で浸水が防げ、製造コストの低減した液体噴射ヘッドが得られる。
また、フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解して塗布するので、膜厚の薄いフッ素樹脂膜が得られ、使用するフッ素樹脂の量が低減する。また、不燃性フッ素溶剤が揮発することによってフッ素樹脂膜が得られ、フッ素樹脂膜を形成する時間が短縮される。したがって、製造コストの低減した液体噴射ヘッドが得られる。
【０００９】
［適用例２］
上記液体噴射ヘッドにおいて、前記フッ素樹脂膜は、前記第１の面と前記振動板との間には充填されていないことを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例では、圧電体が変形して、圧電体の第１の面が振動板に近づくときに、第１の面と振動板との間にフッ素樹脂膜が充填されていないので、フッ素樹脂膜によって圧電体の変形が妨げられにくい液体噴射ヘッドが得られる。
【００１０】
［適用例３］
上記液体噴射ヘッドにおいて、前記フッ素樹脂膜の厚さが、０．１μｍ以上、１０．０μｍ以下であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例では、フッ素樹脂膜の厚さが、０．１μｍ以上であるので、外部からの浸水を防ぐことができ、フッ素樹脂膜の厚さが、１０．０μｍ以下であるので、フッ素樹脂膜の剛性によって圧電体の変形が妨げられにくい液体噴射ヘッドが得られる。
【００１１】
［適用例４］
上記に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【００１２】
この適用例によれば、前述の効果を有する液体噴射装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態におけるインクジェット式記録装置の概略構成を示す図。
【図２】インクジェット式液体噴射ヘッドを斜め上方から見た概略分解斜視図。
【図３】ヘッドユニットをＸ方向に切断し、Ｙ方向から見た概略部分拡大断面図。
【図４】ヘッドユニットをＹ方向に切断し、Ｘ方向から見た概略部分拡大断面図。
【図５】変形例におけるヘッドユニットをＸ方向に切断し、Ｙ方向から見た概略部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。なお、図面では、説明を分かりやすくするために、一部を省略したり、各構成等を誇張したりして図示している。
【００１５】
以下の説明は、実施形態の液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式液体噴射ヘッド１が、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１００に搭載される場合を例に挙げて行う。
【００１６】
図１は、インクジェット式記録装置１００の概略構成を示す図である。図１中、Ｘ方向は、キャリッジ１０４が移動する主走査方向を示し、Ｙ方向は、記録媒体Ｐが移送される副走査方向を示している。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向である。
【００１７】
図１において、インクジェット式記録装置１００は、インクジェット式液体噴射ヘッド１と、キャリッジ１０４と、キャリッジ移動機構１０５と、プラテンローラー１０６と、インクカートリッジ１０７とを備えている。
【００１８】
インクジェット式液体噴射ヘッド１は、キャリッジ１０４の記録媒体Ｐ側（図１中Ｚ方向下面）に取付けられ、記録媒体Ｐの表面にインクを液滴として噴射する。
キャリッジ移動機構１０５は、タイミングベルト１０８と、駆動プーリー１１１と、従動プーリー１１２と、モーター１０９とを備えている。タイミングベルト１０８は、キャリッジ１０４が係止されており、駆動プーリー１１１と従動プーリー１１２とに張設されている。駆動プーリー１１１は、モーター１０９の出力軸に接続されている。
モーター１０９が作動すると、キャリッジ１０４は、インクジェット式記録装置１００に架設されたガイドロッド１１０に案内されて、主走査方向であるＸ方向に往復移動する。
【００１９】
プラテンローラー１０６は、モーター１０３から駆動力を受け、記録媒体Ｐを副走査方向であるＹ方向に移送する。インクカートリッジ１０７は、インクを貯留し、キャリッジ１０４に着脱可能に装着される。インクカートリッジ１０７は、インクジェット式液体噴射ヘッド１にインクを供給する。
【００２０】
インクジェット式記録装置１００は、キャリッジ１０４をキャリッジ移動機構１０５によりＸ方向に往復移動させるとともに、記録媒体Ｐをプラテンローラー１０６によりＹ方向に移送させながら、キャリッジ１０４に取付けられたインクジェット式液体噴射ヘッド１からインクを液滴として噴射することによって、記録用紙等の記録媒体Ｐ上に画像等の記録を行うことができる。
【００２１】
図２は、インクジェット式液体噴射ヘッド１を斜め上方から見た概略分解斜視図である。
図２において、インクジェット式液体噴射ヘッド１は、図１に示したインクカートリッジ１０７内に貯留されたインクをインクジェット式液体噴射ヘッド１内部に導入するインク供給針２が複数配設された供給針ユニット３と、アクチュエーターユニット４および流路ユニット５から成るヘッドユニット６とを、ヘッドケース９に備えて概略構成される。
【００２２】
また、ヘッドケース９の先端側（供給針ユニット３の接合面とは反対側）には、ヘッドユニット６を保護すると共に、インクを噴射するノズル開口１９が形成されたノズル形成基板８を接地電位に調整するための金属製のカバー１０が取り付けられるようになっている。
【００２３】
供給針ユニット３は、インク供給針２が主走査方向であるＸ方向に横並びに配設された合成樹脂製の部材である。供給針ユニット３に配設されるインク供給針２の先端部は円錐状に尖っており、図１に示したインクカートリッジ１０７内に挿入し易くなっている。
また、この先端部には、インク供給針２の内外を連通する導入孔が複数穿設されており、これらの導入孔を通じてインクカートリッジ１０７内のインクがインクジェット式液体噴射ヘッド１内に導入される。インクジェット式液体噴射ヘッド１は、４種類のインクを吐出可能であるため、供給針ユニット３には、合計４本のインク供給針２が先端を上方に突出した姿勢で形成されている。
【００２４】
ヘッドケース９は、供給針ユニット３や配線基板１１が取り付けられるベース部１２と、ベース部１２の底部から下方に向けて延出し、開口面にヘッドユニット６が取り付けられる中空箱体状のケース部１３とにより構成されている。
ヘッドケース９のベース部１２には、ヘッドユニット６側にインクを供給する収束流路（図示せず）の上部開口１４が、供給針ユニット３の各インク供給針２に対応した位置にそれぞれ設けられている。また、ベース部１２には、配線基板１１を配設するための基板配設部１５が形成されている。
ヘッドケース９と供給針ユニット３は、例えば、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂等の合成樹脂によって作製されている。
【００２５】
配線基板１１は、コネクター１６を備えており、このコネクター１６には、図１に示したインクジェット式記録装置１００本体側からのＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）等の配線ケーブル（図示せず）が装着される。
また、配線基板１１には、接続用端子１７が形成されており、接続用端子１７には、ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等のフィルム状のフレキシブルケーブル１８が電気的に接続されている。配線基板１１は、インクジェット式記録装置１００本体側からの駆動信号をＦＦＣを通じて受けると共に、この駆動信号をフレキシブルケーブル１８を介してアクチュエーターユニット４に供給する。
【００２６】
ヘッドユニット６について、図２、図３および図４を参照して説明する。
図３はヘッドユニット６をＸ方向に切断し、Ｙ方向から見た概略部分拡大断面図、図４はヘッドユニット６をＹ方向に切断し、Ｘ方向から見た概略部分拡大断面図である。図３および図４に示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図１および図２に示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同じである。
図２および図３において、ヘッドユニット６は、アクチュエーターユニット４と流路ユニット５を重ね合わせた状態で一体化して構成されている。
【００２７】
図３および図４において、アクチュエーターユニット４は、少なくとも、圧力室形成基板５０と、振動板５２と、蓋部材５４と、振動板５２に設けられた圧電振動子６０とを備えている。
圧力室形成基板５０は、振動板５２と蓋部材５４とにより両面が封止され、複数の圧力室２８が形成されている。圧力室２８は、ノズル開口１９と一対一に対応している。
振動板５２に設けられた圧電振動子６０は、振動板５２を介して圧力室２８に対向している。
【００２８】
図３において、アクチュエーターユニット４は、各圧力室２８に対応して配設された駆動端子３９を備えている。駆動端子３９には、図２に示したＴＣＰ等のフレキシブルケーブル１８の一端の端子が電気的に接続され、圧電振動子６０は、駆動端子３９を介して供給される駆動信号により変形して圧力室２８内のインクに圧力変動を生じさせる。
【００２９】
圧力室形成基板５０には、例えば、厚さ約１５０μｍ程度のアルミナやジルコニア（ＺｒＯ2）等のセラミックス板が用いられ、圧力室２８となる通孔が開設されている。
また、振動板５２には、例えば、厚さ約１０μｍ程度のアルミナやジルコニアの薄板が用いられる。
また、蓋部材５４には、例えば、アルミナやジルコニア等のセラミックス板からなる。
【００３０】
圧力室形成基板５０と振動板５２と蓋部材５４とは、アルミナやジルコニア等のセラミックス板で作製されているため、焼成によって一体に形成されることができる。例えば、グリーンシート（未焼成のシート材）に対して切削や打ち抜き等の加工を施して必要な通孔等を形成し、圧力室形成基板５０、振動板５２、および蓋部材５４の各シート状前駆体を形成する。
【００３１】
そして、各シート状前駆体を積層し焼成することにより、各シート状前駆体は一体化されて１枚のセラミックスシートとなる。この場合、各シート状前駆体は一体焼成されるので、特別な接着処理が不要である。また、各シート状前駆体の接合面において高いシール性を得ることもできる。
なお、圧力室形成基板５０と、振動板５２とおよび蓋部材５４は複数の基板から構成されていてもよい。
【００３２】
圧電振動子６０は、圧電体３０と、第１電極としての共通電極３１と、第２電極としての駆動電極３２とを備えている。
振動板５２には共通電極３１が形成され、さらにその上に圧電体３０が形成されている。圧電体３０は、振動板５２に対向する第１の面３１０を備えている。したがって、共通電極３１は、第１の面３１０に設けられている。
また、圧電振動子６０の第１の面３１０に対向する第２の面３２０には、対向電極である駆動電極３２が形成されている。ここで、共通電極３１と駆動電極３２とは電気的に分離されている。
【００３３】
図４では、第２の面３２０は曲面で、第１の面３１０とつながっている。したがって、共通電極３１と駆動電極３２とを電気的に分離するために、共通電極３１および駆動電極３２は、第１の面３１０および第２の面３２０の全面には形成されていない。
圧電体３０の第１の面３１０と振動板５２との間で、共通電極３１が形成されていない部分には、間隙３４が存在している。
【００３４】
ここで、駆動電極３２が振動板５２に形成されていて、共通電極３１が駆動電極３２の対向電極として、第２の面３２０に形成されていてもよい。いずれの場合であっても、共通電極３１と駆動電極３２とで対向電極を構成している。
【００３５】
共通電極３１および駆動電極３２には、例えば、金、白金、ニッケル、イリジウム、などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムの複合酸化物、ランタンとニッケルの複合酸化物などを用いることができる。
【００３６】
圧電体３０は、例えば、一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト型酸化物を用いることができる。具体的には、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）（以下、「ＰＺＴ」と略す。）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ3）（以下、「ＰＺＴＮ（登録商標）」と略すことがある。）、およびチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、ニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ3）などが挙げられる。
圧電体３０は、ゾルゲル法やＣＶＤ法などによって形成することができる。ゾルゲル法においては、原料溶液塗布、予備加熱、結晶化アニールの一連の作業を複数回繰り返して所定の膜厚にしてもよい。例えば、ＰＺＴを形成する場合は、Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉを含むゾルゲル溶液を用いて、スピンコート法、印刷法などにより形成することができる。
【００３７】
圧電振動子６０を覆い、振動板５２にかけてフッ素樹脂膜３３が形成されている。ここで、圧電振動子６０の第１の面３１０と振動板５２との間隙３４には、フッ素樹脂膜３３は充填されていない。
なお、フッ素樹脂膜３３は、圧電振動子６０の第１の面３１０と振動板５２との間を充填しない程度であれば、回り込んで第１の面３１０および振動板５２に形成されていてもよい。
また、駆動電極３２にマスキング等を施して、フッ素樹脂膜３３を駆動電極３２に形成しなくてもよいし、駆動電極３２の一部に形成してもよい。
【００３８】
フッ素樹脂膜３３は、フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解した溶液をスプレー、ハケ塗り等することによって得られる。塗布は、アクチュエーターユニット４の段階で行なうのが好ましいが、フレキシブルケーブル１８接続前のヘッドユニット６の段階で行なってもよい。塗布膜厚は、０．１μｍ〜１０．０μｍが好ましい。
【００３９】
溶剤に速乾性のものを用いると、図４に示すように、フッ素樹脂が粒状に形成され、圧電振動子６０の第１の面３１０と振動板５２との間隙３４に、フッ素樹脂が回り込まない。
また、駆動端子３９等のフッ素樹脂膜３３を形成しない部分には、マスキング等を施して塗布するとよい。
フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解した溶液としては、例えば、ＦＧ−３０３０（株式会社フロロテクノロジー製）を用いることができる。
ここで、ＦＧ−３０３０を用いて形成したフッ素樹脂膜３３の硬さは、鉛筆硬度で５Ｂ程度であった。
【００４０】
アクチュエーターユニット４における圧電振動子６０は、いわゆる撓み振動モードの圧電素子である。そのため、圧電振動子６０を駆動し撓み変形させると、圧力室２８は、圧電振動子６０の撓み振動を受けて収縮、膨張する。ただし、圧電振動子６０として、この撓み振動モードに限定されない。
【００４１】
以下に、流路ユニット５について説明する。
図３において、流路ユニット５は、ノズル形成基板８と流路形成基板としてのインク室形成基板２６と供給口形成基板２４とを有する。
【００４２】
ノズル形成基板８は、図２に示すように、複数のノズル開口１９を有しており、複数のノズル開口１９は、Ｙ方向に沿って列状に配設され複数のノズル列を形成している。ノズル形成基板８は、流路ユニット５において、アクチュエーターユニット４の接合面側とは反対側に配置される。
なお、ノズル形成基板８の構成材料としては、例えば、ステンレス製の薄板材が好適に用いられ、プレス加工等により作成される。
【００４３】
インク室形成基板２６には、インクカートリッジ１０７側から導入されたインクが供給される複数の液室としてのインク室３５とノズル連通口３６の一部が形成されている。インク室形成基板２６の構成材料としては、例えば、ステンレス製の薄板材が好適に用いられ、プレス加工等により作成される。
【００４４】
供給口形成基板２４は、ノズル連通口３６の一部となり圧力室２８からのインクをノズル開口１９へ導く連通孔と、オリフィスとして機能する供給側連通口３８の一部となりインク室３５からのインクを圧力室２８へ導く連通孔とが形成されている。
また、供給口形成基板２４には、肉厚の薄いコンプライアンス部４０が形成されている。コンプライアンス部４０は、インク室３５にインクが流入する際の圧力急上昇を緩和するために設けられている。
【００４５】
供給口形成基板２４の構成材料としては、例えば、ステンレス製の薄板材が好適に用いられる。例えば、２枚のステンレス等の不錆鋼等の金属薄板を、接着フィルムを介して積層、接合して形成する。
【００４６】
流路ユニット５は、インク室形成基板２６の一方の表面にノズル形成基板８を、他方の表面に供給口形成基板２４を、シート状接着材７０およびギャップ剤８０を介して配置し、加圧、加熱することによって、供給口形成基板２４、インク室形成基板２６、ノズル形成基板８が接合され、一体に作製される。
ギャップ剤８０は、微粒子を分散させたペースト状のものを用いることができる。微粒子は、接着材に分散していてもよい。また、微粒子の直径は限定されないが、実施形態においては、数μｍ〜数十μｍのものを用いる。微粒子としては、エポキシ系、ウレタン系、ポリイミド系等の合成樹脂を用いることができる。
なお、シート状接着材７０の構成材料としては、例えば、厚み約２５μｍ程度のフィルム状接着材が好適に用いられる。
アクチュエーターユニット４と流路ユニット５ともシート状接着材７０およびギャップ剤８０を介して配置し、加圧、加熱することによって接合され、一体に作製される。
【００４７】
上述の構成を有するインクジェット式液体噴射ヘッド１の噴射動作について、図３を参照して説明する。
インク室形成基板２６のインク室３５には、図１に示したインクカートリッジ１０７から図示しないインク供給口を介してインクが供給される。インクカートリッジ１０７から供給されたインクは、供給側連通口３８を経由してアクチュエーターユニット４の圧力室２８およびノズル連通口３６にも供給される。その結果、インク室３５、供給側連通口３８、圧力室２８、ノズル連通口３６、ノズル開口１９の開口部までインクが満たされている。
【００４８】
アクチュエーターユニット４の圧電振動子６０が駆動され撓み変形すると、圧力室２８は圧電振動子６０の撓み振動を受けて収縮する。圧力室２８が収縮すると、圧力室２８に収容されているインクが加圧される。このとき、供給側連通口３８はオリフィスとして機能するため、インクは、ノズル連通口３６の一部となるノズル開口１９から液滴として噴射される。また、圧電振動子６０の撓み変形が解除されると、圧力室２８は膨張する。圧力室２８が膨張すると、供給側連通口３８を介してインク室３５からインクが吸引され、圧力室２８にインクが充填される。インク室３５には、図示しないインク供給口を介して、インクカートリッジ１０７からインクが供給される。
【００４９】
このように、アクチュエーターユニット４の圧電振動子６０が駆動され撓み変形すると、圧力室２８は圧電振動子６０の撓み振動を受けて収縮、膨張を繰り返し、ノズル開口１９からインクを液滴として噴射することができる。
【００５０】
浸水に対する圧電体３０への影響、劣化の程度は、例えば、温度２７℃、湿度８０％の環境下で圧電振動子６０の動作が保障されることによって確認する。
【００５１】
以上に述べた実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）フッ素樹脂膜３３が、少なくとも圧電体３０の第２の面３２０を覆い、振動板５２にかけて形成されている。圧電体３０の共通電極３１および駆動電極３２に覆われていない部分は、フッ素樹脂膜３３に覆われるか、フッ素樹脂膜３３と振動板５２とに囲まれており、フッ素樹脂の膜を形成するだけで、外部から圧電体３０への浸水を防ぐことができる。したがって、フッ素樹脂の膜形成に必要なフッ素樹脂の量で浸水を防ぐことができ、製造コストの低減したインクジェット式液体噴射ヘッド１を得ることができる。
また、フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解して塗布するので、膜厚の薄いフッ素樹脂膜３３が得られ、使用するフッ素樹脂の量を低減できる。また、不燃性フッ素溶剤が揮発することによってフッ素樹脂膜３３を得ることができ、フッ素樹脂膜３３を形成する時間を短縮できる。したがって、製造コストの低減したインクジェット式液体噴射ヘッド１を得ることができる。
【００５２】
（２）圧電体３０が変形して、圧電体３０の第１の面３１０が振動板５２に近づくときに、第１の面３１０と振動板５２との間にフッ素樹脂膜３３が充填されていないので、フッ素樹脂膜３３によって圧電体３０の変形が妨げられにくいインクジェット式液体噴射ヘッド１を得ることができる。
【００５３】
（３）フッ素樹脂膜３３の厚さが、０．１μｍ以上であるので、外部からの浸水を防ぐことができ、フッ素樹脂膜３３の厚さが、１０．０μｍ以下であるので、フッ素樹脂膜３３の剛性によって圧電体３０の変形が妨げられにくいインクジェット式液体噴射ヘッド１を得ることができる。
【００５４】
（４）前述の効果を有するインクジェット式記録装置１００が得られる。
【００５５】
（変形例）
図５に、変形例におけるヘッドユニットをＸ方向に切断し、Ｙ方向から見た概略部分拡大断面図を示した。
図５において、実施形態と異なる点は、コンプライアンス部４０を備えたコンプライアンス基板２７が、インク室形成基板２６とノズル形成基板８との間に挿入されている。
【００５６】
以上に述べた変形例によれば、以下の効果が得られる。
（５）コンプライアンス部４０が露出していないので、ヘッドユニット６の状態で、フッ素樹脂膜３３を形成しても、コンプライアンス部４０にフッ素樹脂が付着しにくくでき、コンプライアンス部４０の機能の低下を抑えることができる。
【００５７】
上述した実施形態以外にも、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、圧電振動子は、共通電極と上下２枚の駆動電極との間に２枚の圧電体層をそれぞれ挟んだ、所謂ダブルチップス方式のものでもよい。
また、図４における圧電体３０の断面形状は、実施形態で示した形状に限らず、矩形状、台形状であってもよい。この場合、共通電極３１および駆動電極３２は、対向する面にそれぞれ形成される。
【００５８】
以上の説明では、液体噴射ヘッドとして、インクジェット式液体噴射ヘッド１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Ｅlectro Ｌuminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１…液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式液体噴射ヘッド、１９…ノズル開口、２８…圧力室、３０…圧電体、３１…第１電極としての共通電極、３２…第２電極としての駆動電極、３３…フッ素樹脂膜、５２…振動板、１００…液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置、３１０…第１の面、３２０…第２の面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電体を備えた液体噴射ヘッド、この液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズル開口から液体を液滴として噴射する液体噴射ヘッドは、例えば、プリンター等の液体噴射装置としての画像記録装置および液晶表示装置のカラーフィルターの製造等に用いられる液体噴射装置等に適用される。
このような液体噴射ヘッドとして、振動板に設けられた圧電振動子を撓み変形させることで圧力室内の液体に圧力変動を生じさせて、ノズル開口から液滴を噴射させ、記録媒体等の被対象物に液滴を到達させるようにしたものがある。
この液体噴射ヘッドは、圧力室および圧電振動子を備えたアクチュエーターユニットと、ノズル開口や共通液室を備えた流路ユニットとを備えている。この液体噴射ヘッドでは、駆動信号を供給して圧電振動子を駆動させることで圧力室容積を変化させ、圧力室内に貯留された液体に圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用することでノズル開口から液滴を噴射させる。
【０００３】
ここで、圧電振動子は個別に駆動端子を有しており、この駆動端子に配線部材の先端部に形成した配線端子が接続され、この配線部材および配線端子を介して駆動回路であるＩＣから駆動信号が供給されるようになっている。この場合の配線部材としては、フィルム状のフレキシブルケーブルが好適に用いられる。
フレキシブルケーブルに形成した貫通孔から、フレキシブルケーブルと圧電振動子との間の隙間にフッ素ゲルを充填し、圧電振動子の上面全体をフッ素ゲルで覆って、浸水による圧電振動子の劣化を防止した液体噴射ヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０７４３３号公報（７頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フッ素ゲルは、隣り合う駆動端子の間を通過してフレキシブルケーブルと圧電振動子との間の隙間に到達し、かかる隙間を充填する。フッ素ゲルは、圧電振動子の上面全体を覆う以外の隙間にも充填されるため、必要以上のフッ素ゲルを使用することになる。したがって、液体噴射ヘッドの製造コストの低減が難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
ノズル開口に連通する圧力室と、前記圧力室の一部を構成する振動板と、前記振動板に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成され、前記振動板に対向する第１の面と前記第１の面に対向する第２の面とを有する圧電体と、前記第２の面に形成され、前記第１電極に対向する第２電極と、少なくとも前記第２の面を覆い、前記振動板にかけて、フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解した溶液を塗布して形成されたフッ素樹脂膜とを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【０００８】
この適用例によれば、フッ素樹脂膜が、少なくとも圧電体の第２の面を覆い、振動板にかけて形成されている。圧電体の第１電極および第２電極に覆われていない部分は、フッ素樹脂膜に覆われるか、フッ素樹脂膜と振動板とに囲まれており、フッ素樹脂の膜を形成するだけで、外部から圧電体への浸水が防げる。したがって、フッ素樹脂の膜形成に必要なフッ素樹脂の量で浸水が防げ、製造コストの低減した液体噴射ヘッドが得られる。
また、フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解して塗布するので、膜厚の薄いフッ素樹脂膜が得られ、使用するフッ素樹脂の量が低減する。また、不燃性フッ素溶剤が揮発することによってフッ素樹脂膜が得られ、フッ素樹脂膜を形成する時間が短縮される。したがって、製造コストの低減した液体噴射ヘッドが得られる。
【０００９】
［適用例２］
上記液体噴射ヘッドにおいて、前記フッ素樹脂膜は、前記第１の面と前記振動板との間には充填されていないことを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例では、圧電体が変形して、圧電体の第１の面が振動板に近づくときに、第１の面と振動板との間にフッ素樹脂膜が充填されていないので、フッ素樹脂膜によって圧電体の変形が妨げられにくい液体噴射ヘッドが得られる。
【００１０】
［適用例３］
上記液体噴射ヘッドにおいて、前記フッ素樹脂膜の厚さが、０．１μｍ以上、１０．０μｍ以下であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例では、フッ素樹脂膜の厚さが、０．１μｍ以上であるので、外部からの浸水を防ぐことができ、フッ素樹脂膜の厚さが、１０．０μｍ以下であるので、フッ素樹脂膜の剛性によって圧電体の変形が妨げられにくい液体噴射ヘッドが得られる。
【００１１】
［適用例４］
上記に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【００１２】
この適用例によれば、前述の効果を有する液体噴射装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態におけるインクジェット式記録装置の概略構成を示す図。
【図２】インクジェット式液体噴射ヘッドを斜め上方から見た概略分解斜視図。
【図３】ヘッドユニットをＸ方向に切断し、Ｙ方向から見た概略部分拡大断面図。
【図４】ヘッドユニットをＹ方向に切断し、Ｘ方向から見た概略部分拡大断面図。
【図５】変形例におけるヘッドユニットをＸ方向に切断し、Ｙ方向から見た概略部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。なお、図面では、説明を分かりやすくするために、一部を省略したり、各構成等を誇張したりして図示している。
【００１５】
以下の説明は、実施形態の液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式液体噴射ヘッド１が、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１００に搭載される場合を例に挙げて行う。
【００１６】
図１は、インクジェット式記録装置１００の概略構成を示す図である。図１中、Ｘ方向は、キャリッジ１０４が移動する主走査方向を示し、Ｙ方向は、記録媒体Ｐが移送される副走査方向を示している。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向である。
【００１７】
図１において、インクジェット式記録装置１００は、インクジェット式液体噴射ヘッド１と、キャリッジ１０４と、キャリッジ移動機構１０５と、プラテンローラー１０６と、インクカートリッジ１０７とを備えている。
【００１８】
インクジェット式液体噴射ヘッド１は、キャリッジ１０４の記録媒体Ｐ側（図１中Ｚ方向下面）に取付けられ、記録媒体Ｐの表面にインクを液滴として噴射する。
キャリッジ移動機構１０５は、タイミングベルト１０８と、駆動プーリー１１１と、従動プーリー１１２と、モーター１０９とを備えている。タイミングベルト１０８は、キャリッジ１０４が係止されており、駆動プーリー１１１と従動プーリー１１２とに張設されている。駆動プーリー１１１は、モーター１０９の出力軸に接続されている。
モーター１０９が作動すると、キャリッジ１０４は、インクジェット式記録装置１００に架設されたガイドロッド１１０に案内されて、主走査方向であるＸ方向に往復移動する。
【００１９】
プラテンローラー１０６は、モーター１０３から駆動力を受け、記録媒体Ｐを副走査方向であるＹ方向に移送する。インクカートリッジ１０７は、インクを貯留し、キャリッジ１０４に着脱可能に装着される。インクカートリッジ１０７は、インクジェット式液体噴射ヘッド１にインクを供給する。
【００２０】
インクジェット式記録装置１００は、キャリッジ１０４をキャリッジ移動機構１０５によりＸ方向に往復移動させるとともに、記録媒体Ｐをプラテンローラー１０６によりＹ方向に移送させながら、キャリッジ１０４に取付けられたインクジェット式液体噴射ヘッド１からインクを液滴として噴射することによって、記録用紙等の記録媒体Ｐ上に画像等の記録を行うことができる。
【００２１】
図２は、インクジェット式液体噴射ヘッド１を斜め上方から見た概略分解斜視図である。
図２において、インクジェット式液体噴射ヘッド１は、図１に示したインクカートリッジ１０７内に貯留されたインクをインクジェット式液体噴射ヘッド１内部に導入するインク供給針２が複数配設された供給針ユニット３と、アクチュエーターユニット４および流路ユニット５から成るヘッドユニット６とを、ヘッドケース９に備えて概略構成される。
【００２２】
また、ヘッドケース９の先端側（供給針ユニット３の接合面とは反対側）には、ヘッドユニット６を保護すると共に、インクを噴射するノズル開口１９が形成されたノズル形成基板８を接地電位に調整するための金属製のカバー１０が取り付けられるようになっている。
【００２３】
供給針ユニット３は、インク供給針２が主走査方向であるＸ方向に横並びに配設された合成樹脂製の部材である。供給針ユニット３に配設されるインク供給針２の先端部は円錐状に尖っており、図１に示したインクカートリッジ１０７内に挿入し易くなっている。
また、この先端部には、インク供給針２の内外を連通する導入孔が複数穿設されており、これらの導入孔を通じてインクカートリッジ１０７内のインクがインクジェット式液体噴射ヘッド１内に導入される。インクジェット式液体噴射ヘッド１は、４種類のインクを吐出可能であるため、供給針ユニット３には、合計４本のインク供給針２が先端を上方に突出した姿勢で形成されている。
【００２４】
ヘッドケース９は、供給針ユニット３や配線基板１１が取り付けられるベース部１２と、ベース部１２の底部から下方に向けて延出し、開口面にヘッドユニット６が取り付けられる中空箱体状のケース部１３とにより構成されている。
ヘッドケース９のベース部１２には、ヘッドユニット６側にインクを供給する収束流路（図示せず）の上部開口１４が、供給針ユニット３の各インク供給針２に対応した位置にそれぞれ設けられている。また、ベース部１２には、配線基板１１を配設するための基板配設部１５が形成されている。
ヘッドケース９と供給針ユニット３は、例えば、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂等の合成樹脂によって作製されている。
【００２５】
配線基板１１は、コネクター１６を備えており、このコネクター１６には、図１に示したインクジェット式記録装置１００本体側からのＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）等の配線ケーブル（図示せず）が装着される。
また、配線基板１１には、接続用端子１７が形成されており、接続用端子１７には、ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等のフィルム状のフレキシブルケーブル１８が電気的に接続されている。配線基板１１は、インクジェット式記録装置１００本体側からの駆動信号をＦＦＣを通じて受けると共に、この駆動信号をフレキシブルケーブル１８を介してアクチュエーターユニット４に供給する。
【００２６】
ヘッドユニット６について、図２、図３および図４を参照して説明する。
図３はヘッドユニット６をＸ方向に切断し、Ｙ方向から見た概略部分拡大断面図、図４はヘッドユニット６をＹ方向に切断し、Ｘ方向から見た概略部分拡大断面図である。図３および図４に示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図１および図２に示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同じである。
図２および図３において、ヘッドユニット６は、アクチュエーターユニット４と流路ユニット５を重ね合わせた状態で一体化して構成されている。
【００２７】
図３および図４において、アクチュエーターユニット４は、少なくとも、圧力室形成基板５０と、振動板５２と、蓋部材５４と、振動板５２に設けられた圧電振動子６０とを備えている。
圧力室形成基板５０は、振動板５２と蓋部材５４とにより両面が封止され、複数の圧力室２８が形成されている。圧力室２８は、ノズル開口１９と一対一に対応している。
振動板５２に設けられた圧電振動子６０は、振動板５２を介して圧力室２８に対向している。
【００２８】
図３において、アクチュエーターユニット４は、各圧力室２８に対応して配設された駆動端子３９を備えている。駆動端子３９には、図２に示したＴＣＰ等のフレキシブルケーブル１８の一端の端子が電気的に接続され、圧電振動子６０は、駆動端子３９を介して供給される駆動信号により変形して圧力室２８内のインクに圧力変動を生じさせる。
【００２９】
圧力室形成基板５０には、例えば、厚さ約１５０μｍ程度のアルミナやジルコニア（ＺｒＯ2）等のセラミックス板が用いられ、圧力室２８となる通孔が開設されている。
また、振動板５２には、例えば、厚さ約１０μｍ程度のアルミナやジルコニアの薄板が用いられる。
また、蓋部材５４には、例えば、アルミナやジルコニア等のセラミックス板からなる。
【００３０】
圧力室形成基板５０と振動板５２と蓋部材５４とは、アルミナやジルコニア等のセラミックス板で作製されているため、焼成によって一体に形成されることができる。例えば、グリーンシート（未焼成のシート材）に対して切削や打ち抜き等の加工を施して必要な通孔等を形成し、圧力室形成基板５０、振動板５２、および蓋部材５４の各シート状前駆体を形成する。
【００３１】
そして、各シート状前駆体を積層し焼成することにより、各シート状前駆体は一体化されて１枚のセラミックスシートとなる。この場合、各シート状前駆体は一体焼成されるので、特別な接着処理が不要である。また、各シート状前駆体の接合面において高いシール性を得ることもできる。
なお、圧力室形成基板５０と、振動板５２とおよび蓋部材５４は複数の基板から構成されていてもよい。
【００３２】
圧電振動子６０は、圧電体３０と、第１電極としての共通電極３１と、第２電極としての駆動電極３２とを備えている。
振動板５２には共通電極３１が形成され、さらにその上に圧電体３０が形成されている。圧電体３０は、振動板５２に対向する第１の面３１０を備えている。したがって、共通電極３１は、第１の面３１０に設けられている。
また、圧電振動子６０の第１の面３１０に対向する第２の面３２０には、対向電極である駆動電極３２が形成されている。ここで、共通電極３１と駆動電極３２とは電気的に分離されている。
【００３３】
図４では、第２の面３２０は曲面で、第１の面３１０とつながっている。したがって、共通電極３１と駆動電極３２とを電気的に分離するために、共通電極３１および駆動電極３２は、第１の面３１０および第２の面３２０の全面には形成されていない。
圧電体３０の第１の面３１０と振動板５２との間で、共通電極３１が形成されていない部分には、間隙３４が存在している。
【００３４】
ここで、駆動電極３２が振動板５２に形成されていて、共通電極３１が駆動電極３２の対向電極として、第２の面３２０に形成されていてもよい。いずれの場合であっても、共通電極３１と駆動電極３２とで対向電極を構成している。
【００３５】
共通電極３１および駆動電極３２には、例えば、金、白金、ニッケル、イリジウム、などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムの複合酸化物、ランタンとニッケルの複合酸化物などを用いることができる。
【００３６】
圧電体３０は、例えば、一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト型酸化物を用いることができる。具体的には、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）（以下、「ＰＺＴ」と略す。）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ3）（以下、「ＰＺＴＮ（登録商標）」と略すことがある。）、およびチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、ニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ3）などが挙げられる。
圧電体３０は、ゾルゲル法やＣＶＤ法などによって形成することができる。ゾルゲル法においては、原料溶液塗布、予備加熱、結晶化アニールの一連の作業を複数回繰り返して所定の膜厚にしてもよい。例えば、ＰＺＴを形成する場合は、Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉを含むゾルゲル溶液を用いて、スピンコート法、印刷法などにより形成することができる。
【００３７】
圧電振動子６０を覆い、振動板５２にかけてフッ素樹脂膜３３が形成されている。ここで、圧電振動子６０の第１の面３１０と振動板５２との間隙３４には、フッ素樹脂膜３３は充填されていない。
なお、フッ素樹脂膜３３は、圧電振動子６０の第１の面３１０と振動板５２との間を充填しない程度であれば、回り込んで第１の面３１０および振動板５２に形成されていてもよい。
また、駆動電極３２にマスキング等を施して、フッ素樹脂膜３３を駆動電極３２に形成しなくてもよいし、駆動電極３２の一部に形成してもよい。
【００３８】
フッ素樹脂膜３３は、フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解した溶液をスプレー、ハケ塗り等することによって得られる。塗布は、アクチュエーターユニット４の段階で行なうのが好ましいが、フレキシブルケーブル１８接続前のヘッドユニット６の段階で行なってもよい。塗布膜厚は、０．１μｍ〜１０．０μｍが好ましい。
【００３９】
溶剤に速乾性のものを用いると、図４に示すように、フッ素樹脂が粒状に形成され、圧電振動子６０の第１の面３１０と振動板５２との間隙３４に、フッ素樹脂が回り込まない。
また、駆動端子３９等のフッ素樹脂膜３３を形成しない部分には、マスキング等を施して塗布するとよい。
フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解した溶液としては、例えば、ＦＧ−３０３０（株式会社フロロテクノロジー製）を用いることができる。
ここで、ＦＧ−３０３０を用いて形成したフッ素樹脂膜３３の硬さは、鉛筆硬度で５Ｂ程度であった。
【００４０】
アクチュエーターユニット４における圧電振動子６０は、いわゆる撓み振動モードの圧電素子である。そのため、圧電振動子６０を駆動し撓み変形させると、圧力室２８は、圧電振動子６０の撓み振動を受けて収縮、膨張する。ただし、圧電振動子６０として、この撓み振動モードに限定されない。
【００４１】
以下に、流路ユニット５について説明する。
図３において、流路ユニット５は、ノズル形成基板８と流路形成基板としてのインク室形成基板２６と供給口形成基板２４とを有する。
【００４２】
ノズル形成基板８は、図２に示すように、複数のノズル開口１９を有しており、複数のノズル開口１９は、Ｙ方向に沿って列状に配設され複数のノズル列を形成している。ノズル形成基板８は、流路ユニット５において、アクチュエーターユニット４の接合面側とは反対側に配置される。
なお、ノズル形成基板８の構成材料としては、例えば、ステンレス製の薄板材が好適に用いられ、プレス加工等により作成される。
【００４３】
インク室形成基板２６には、インクカートリッジ１０７側から導入されたインクが供給される複数の液室としてのインク室３５とノズル連通口３６の一部が形成されている。インク室形成基板２６の構成材料としては、例えば、ステンレス製の薄板材が好適に用いられ、プレス加工等により作成される。
【００４４】
供給口形成基板２４は、ノズル連通口３６の一部となり圧力室２８からのインクをノズル開口１９へ導く連通孔と、オリフィスとして機能する供給側連通口３８の一部となりインク室３５からのインクを圧力室２８へ導く連通孔とが形成されている。
また、供給口形成基板２４には、肉厚の薄いコンプライアンス部４０が形成されている。コンプライアンス部４０は、インク室３５にインクが流入する際の圧力急上昇を緩和するために設けられている。
【００４５】
供給口形成基板２４の構成材料としては、例えば、ステンレス製の薄板材が好適に用いられる。例えば、２枚のステンレス等の不錆鋼等の金属薄板を、接着フィルムを介して積層、接合して形成する。
【００４６】
流路ユニット５は、インク室形成基板２６の一方の表面にノズル形成基板８を、他方の表面に供給口形成基板２４を、シート状接着材７０およびギャップ剤８０を介して配置し、加圧、加熱することによって、供給口形成基板２４、インク室形成基板２６、ノズル形成基板８が接合され、一体に作製される。
ギャップ剤８０は、微粒子を分散させたペースト状のものを用いることができる。微粒子は、接着材に分散していてもよい。また、微粒子の直径は限定されないが、実施形態においては、数μｍ〜数十μｍのものを用いる。微粒子としては、エポキシ系、ウレタン系、ポリイミド系等の合成樹脂を用いることができる。
なお、シート状接着材７０の構成材料としては、例えば、厚み約２５μｍ程度のフィルム状接着材が好適に用いられる。
アクチュエーターユニット４と流路ユニット５ともシート状接着材７０およびギャップ剤８０を介して配置し、加圧、加熱することによって接合され、一体に作製される。
【００４７】
上述の構成を有するインクジェット式液体噴射ヘッド１の噴射動作について、図３を参照して説明する。
インク室形成基板２６のインク室３５には、図１に示したインクカートリッジ１０７から図示しないインク供給口を介してインクが供給される。インクカートリッジ１０７から供給されたインクは、供給側連通口３８を経由してアクチュエーターユニット４の圧力室２８およびノズル連通口３６にも供給される。その結果、インク室３５、供給側連通口３８、圧力室２８、ノズル連通口３６、ノズル開口１９の開口部までインクが満たされている。
【００４８】
アクチュエーターユニット４の圧電振動子６０が駆動され撓み変形すると、圧力室２８は圧電振動子６０の撓み振動を受けて収縮する。圧力室２８が収縮すると、圧力室２８に収容されているインクが加圧される。このとき、供給側連通口３８はオリフィスとして機能するため、インクは、ノズル連通口３６の一部となるノズル開口１９から液滴として噴射される。また、圧電振動子６０の撓み変形が解除されると、圧力室２８は膨張する。圧力室２８が膨張すると、供給側連通口３８を介してインク室３５からインクが吸引され、圧力室２８にインクが充填される。インク室３５には、図示しないインク供給口を介して、インクカートリッジ１０７からインクが供給される。
【００４９】
このように、アクチュエーターユニット４の圧電振動子６０が駆動され撓み変形すると、圧力室２８は圧電振動子６０の撓み振動を受けて収縮、膨張を繰り返し、ノズル開口１９からインクを液滴として噴射することができる。
【００５０】
浸水に対する圧電体３０への影響、劣化の程度は、例えば、温度２７℃、湿度８０％の環境下で圧電振動子６０の動作が保障されることによって確認する。
【００５１】
以上に述べた実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）フッ素樹脂膜３３が、少なくとも圧電体３０の第２の面３２０を覆い、振動板５２にかけて形成されている。圧電体３０の共通電極３１および駆動電極３２に覆われていない部分は、フッ素樹脂膜３３に覆われるか、フッ素樹脂膜３３と振動板５２とに囲まれており、フッ素樹脂の膜を形成するだけで、外部から圧電体３０への浸水を防ぐことができる。したがって、フッ素樹脂の膜形成に必要なフッ素樹脂の量で浸水を防ぐことができ、製造コストの低減したインクジェット式液体噴射ヘッド１を得ることができる。
また、フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解して塗布するので、膜厚の薄いフッ素樹脂膜３３が得られ、使用するフッ素樹脂の量を低減できる。また、不燃性フッ素溶剤が揮発することによってフッ素樹脂膜３３を得ることができ、フッ素樹脂膜３３を形成する時間を短縮できる。したがって、製造コストの低減したインクジェット式液体噴射ヘッド１を得ることができる。
【００５２】
（２）圧電体３０が変形して、圧電体３０の第１の面３１０が振動板５２に近づくときに、第１の面３１０と振動板５２との間にフッ素樹脂膜３３が充填されていないので、フッ素樹脂膜３３によって圧電体３０の変形が妨げられにくいインクジェット式液体噴射ヘッド１を得ることができる。
【００５３】
（３）フッ素樹脂膜３３の厚さが、０．１μｍ以上であるので、外部からの浸水を防ぐことができ、フッ素樹脂膜３３の厚さが、１０．０μｍ以下であるので、フッ素樹脂膜３３の剛性によって圧電体３０の変形が妨げられにくいインクジェット式液体噴射ヘッド１を得ることができる。
【００５４】
（４）前述の効果を有するインクジェット式記録装置１００が得られる。
【００５５】
（変形例）
図５に、変形例におけるヘッドユニットをＸ方向に切断し、Ｙ方向から見た概略部分拡大断面図を示した。
図５において、実施形態と異なる点は、コンプライアンス部４０を備えたコンプライアンス基板２７が、インク室形成基板２６とノズル形成基板８との間に挿入されている。
【００５６】
以上に述べた変形例によれば、以下の効果が得られる。
（５）コンプライアンス部４０が露出していないので、ヘッドユニット６の状態で、フッ素樹脂膜３３を形成しても、コンプライアンス部４０にフッ素樹脂が付着しにくくでき、コンプライアンス部４０の機能の低下を抑えることができる。
【００５７】
上述した実施形態以外にも、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、圧電振動子は、共通電極と上下２枚の駆動電極との間に２枚の圧電体層をそれぞれ挟んだ、所謂ダブルチップス方式のものでもよい。
また、図４における圧電体３０の断面形状は、実施形態で示した形状に限らず、矩形状、台形状であってもよい。この場合、共通電極３１および駆動電極３２は、対向する面にそれぞれ形成される。
【００５８】
以上の説明では、液体噴射ヘッドとして、インクジェット式液体噴射ヘッド１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Ｅlectro Ｌuminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１…液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式液体噴射ヘッド、１９…ノズル開口、２８…圧力室、３０…圧電体、３１…第１電極としての共通電極、３２…第２電極としての駆動電極、３３…フッ素樹脂膜、５２…振動板、１００…液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置、３１０…第１の面、３２０…第２の面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通する圧力室と、
前記圧力室の一部を構成する振動板と、
前記振動板に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成され、前記振動板に対向する第１の面と前記第１の面に対向する第２の面とを有する圧電体と、
前記第２の面に形成され、前記第１電極に対向する第２電極と、
少なくとも前記第２の面を覆い、前記振動板にかけて、フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解した溶液を塗布して形成されたフッ素樹脂膜とを備えた
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記フッ素樹脂膜は、前記第１の面と前記振動板との間には充填されていない
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記フッ素樹脂膜の厚さが、０．１μｍ以上、１０．０μｍ以下である
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えた
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１】
ノズル開口に連通する圧力室と、
前記圧力室の一部を構成する振動板と、
前記振動板に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成され、前記振動板に対向する第１の面と前記第１の面に対向する第２の面とを有する圧電体と、
前記第２の面に形成され、前記第１電極に対向する第２電極と、
少なくとも前記第２の面を覆い、前記振動板にかけて、フッ素樹脂を不燃性フッ素溶剤に溶解した溶液を塗布して形成されたフッ素樹脂膜とを備えた
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記フッ素樹脂膜は、前記第１の面と前記振動板との間には充填されていない
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記フッ素樹脂膜の厚さが、０．１μｍ以上、１０．０μｍ以下である
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えた
ことを特徴とする液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１０１９５５（Ｐ２０１１−１０１９５５Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５６７８０（Ｐ２００９−２５６７８０）
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]