(57)【要約】【課題】ノズル孔について所望の孔径及び形状となるように形成すると共に、吐出室の酸化膜を成膜する際にシリコンの溶出を抑制する最適な膜厚とした液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を得る。【解決手段】吐出室２１の耐久性を具備するためのキャビティー深さＨ及び酸化膜厚Ｔとして、本実施の形態におけるインクジェットヘッド５１のノズル基板１及びキャビティー基板２において、３５０≦Ｈ／Ｔ≦７００の条件を満たすように酸化膜１５及び吐出室２１を形成した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル基板と、
前記ノズル孔に連通し、室内に圧力を発生させて前記ノズル孔より液滴を吐出する複数の独立した吐出室を有するキャビティー基板と、
を備え、
前記ノズル基板における前記キャビティー基板側の面及び前記ノズル孔の内面には、シリコンの酸化膜が成膜され、
前記キャビティー基板の吐出室の深さをＨ、そして、前記ノズル基板に成膜される前記酸化膜の膜厚をＴとした場合、３５０≦Ｈ／Ｔ≦７００である
ことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記ノズル孔は、円形状である
ことを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記ノズル孔は、前記吐出室側の孔径が大きく、前記液滴の吐出側の孔径が小さい２段以上の階段形状となっている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記階段形状に形成されている前記ノズル孔の各段における孔は、同心円状に形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記酸化膜の膜厚Ｔは、０．１［μｍ］≦Ｔ≦０．２［μｍ］である
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記ノズル孔における前記吐出側の孔径をＤとした場合、１０［μｍ］≦Ｄ≦５０［μｍ］である
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを備えた
ことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化膜が形成されたノズル基板を有するインクジェットヘッド等である液滴吐出ヘッド及びそれを備えた液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズル孔からインクを吐出させて印刷するインクジェット記録装置おいて、その吐出されるインクはインクジェット内の吐出室に蓄えられており、この吐出室に蓄えられたインクは、吐出室の圧力が変動することによって、ノズル孔からインクが吐出される。この吐出室は、一般にＳｉ（シリコン）を母材としたキャビティー基板及びノズル孔を有するノズル基板によって形成されているが、インクによってはキャビティー基板等の母材であるシリコンに対して腐食性を有し、吐出室の壁面からシリコンを溶出させてしまう。このため、吐出室の壁面及びノズル孔の内面に保護膜を形成してシリコンの溶出を抑制する必要がある。この保護膜としてシリコンの酸化物（例えば、ＳｉＯ2）を成膜してインクによるシリコンの溶出を抑制する方法がある。しかしながら、このシリコンの酸化膜の膜厚を増加させると、この酸化膜の形状が変化し、ノズル孔の孔径等について所望の寸法及び形状を得ることが困難となるため、最適な膜厚に制御する必要がある。
【０００３】
従来の液滴吐出ヘッドとして、ノズルの内壁に熱酸化によって耐インク保護膜を均一に成膜するものがある（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２００６−１５９６６１号公報（第９頁、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る液滴吐出ヘッドは、ノズルの内壁に熱酸化によって所望の膜厚の耐インク保護膜を成膜することができるが、キャビティ基板の吐出室の深さによっては、耐インク性を低下させてしまう可能性があるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、ノズル孔について所望の孔径及び形状となるように形成すると共に、吐出室の酸化膜を成膜する際にシリコンの溶出を抑制する最適な膜厚とした液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル基板と、ノズル孔に連通し、室内に圧力を発生させてノズル孔より液滴を吐出する複数の独立した吐出室を有するキャビティー基板とを備え、ノズル基板におけるキャビティー基板側の面及びノズル孔の内面には、シリコンの酸化膜が成膜され、キャビティー基板の吐出室の深さをＨ、そして、ノズル基板に成膜される酸化膜の膜厚をＴとした場合、３５０≦Ｈ／Ｔ≦７００とするものである。
本発明によれば、耐インク性を維持することができ、インクによるノズル基板の浸食を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ノズル孔が円形状であるものである。
本発明によれば、ノズル孔からインクを吐出させる際、インクの飛翔軌跡が湾曲せず、ノズル基板の吐出側の面に垂直にインクを吐出させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ノズル孔が、吐出室側の孔径が大きく、液滴の吐出側の孔径が小さい２段以上の階段形状となっているものである。
本発明によれば、インクをノズル孔から吐出させる際、インクの吐出方向の直進性を得ることができ、吐出性能を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、階段形状に形成されているノズル孔の各段における孔が、同心円状に形成されているものである。
本発明によれば、インクをノズル孔から吐出させる際、ノズル基板の吐出側の面に垂直に吐出させ、かつ、インクの吐出方向の直進性を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、酸化膜の膜厚Ｔを０．１［μｍ］≦Ｔ≦０．２［μｍ］とするものである。
本発明によれば、酸化膜によってノズル基板のキャビティ側の面及びノズル孔の内面を保護して製品寿命を確保し、かつ、ノズル孔部に成膜された酸化膜の変形量を抑制することができる。また、ノズル孔の開口部の縁がＲ形状ではなく直角形状に形成することができ、インクの吐出方向の直進性を確保することができる。さらに、上記のように製品寿命を確保し、酸化膜の変形量を抑制する範囲で、できるだけ膜厚を薄く設定することによって、ノズル基板の生産性の低下を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ノズル孔における吐出側の孔径をＤとした場合、１０［μｍ］≦Ｄ≦５０［μｍ］とするものである。
本発明によれば、ノズル孔からのインクの吐出性能、特にノズル孔から吐出されるインク滴の直進性及びその飛翔形態を安定化させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドを備えたものである。
本発明によれば、インクの吐出性能を向上させ、液滴吐出ヘッドの製品寿命を確保することのできる液滴吐出装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッド５１の分解外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッド５１の横断面図である。
【図３】図２におけるノズル孔１１近傍の領域Ａの拡大図である。
【図４】キャビティー深さＨと酸化膜厚Ｔの比であるＨ／Ｔと、酸化膜１５の腐食速度及びその寿命との関係を示す図である。
【図５】キャビティー深さＨと腐食速度との相関を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るノズル基板１におけるノズル孔１１に成膜される酸化膜１５の膜厚による形状の相違を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るノズル基板１におけるノズル孔１１に酸化膜１５が成膜される状態を説明する図である。
【図８】ノズル孔１１に成膜された酸化膜１５の酸化膜厚Ｔの実測値と変形量ΔＤとの相関を示す図である。
【図９】実施の形態１に係るインクジェットヘッド５１を搭載した実施の形態２に係る液滴吐出装置の一例を示す外観図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッド５１の分解外観斜視図であり、図２はインクジェットヘッド５１の横断面図である。なお、本実施の形態におけるインクジェットヘッド５１は、後述する振動板及び固定電極によって構成される静電駆動方式のアクチュエーター、いわゆる静電アクチュエーターを搭載したものとして説明する。
本実施の形態に示すインクジェットヘッド５１は、図１及び図２で示されるように、３枚の基板を貼り合わされて構成される積層構造体である。その３枚の基板とは、複数のノズル孔１１が所定のピッチで設けられたノズル基板１、各ノズル孔１１に対して独立にインク流路が形成されたキャビティー基板２、そして、各インク流路に設けられた吐出室２１の底壁を構成する可動電極である振動板４に対向して固定電極５が配置された電極基板３である。
なお、インクジェットヘッド５１は、本発明の「液滴吐出ヘッド」に相当するものである。
【００１６】
（ノズル基板１）
ノズル基板１は、単結晶のシリコン基板からなり、エッチングによってキャビティー基板２における吐出室２１に連通し、ノズル基板１に対し垂直に貫通するように形成されたノズル孔１１と、吐出室２１とキャビティー基板２におけるリザーバー部２３（後述）とを連通させるために下面に細溝上に形成された供給口１２と、リザーバー部２３の圧力変動を補償するためのダイヤフラム部１３とを備える構成となっている。また、このノズル孔１１については、後述する図３において詳述する。このノズル基板１は、キャビティー基板２にエポキシ樹脂等を使用した接着剤による接着接合又は直接接合によって接合される。
なお、図１で示されるように、ノズル孔１１は２列で形成された構成となっており、その列ごと左右に１個ずつヘッド部分をもつ構成となっているが、これに限られるものではなく、このヘッド部分は１列で構成されるものとしてもよく、また、ノズル孔１１の数は制限されるものでもない。
【００１７】
（キャビティー基板２）
キャビティー基板２は、例えば、面方位が（１１０）の単結晶のシリコン基板からなり、その表面には、複数のインクの流路となる溝又は凹部が形成されている。このインクの流路となる溝又は凹部は、キャビティー基板２の底面側にボロン拡散を実施してエッチングストップ層を形成し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを実施することによって吐出室２１として形成される。このように形成された吐出室２１において、その底部は、ボロン拡散層として極めて薄い厚み（例えば、２μｍ）で高精度で形成された可動電極である振動板４となる。また、各流路に共通に連通する凹状のリザーバー部２３が形成されている。キャビティー基板２の振動板４の下面には、振動板４と電極基板３における固定電極５との短絡及び絶縁破壊を防止するために絶縁膜６が形成されている。
【００１８】
（電極基板３）
電極基板３は、キャビティー基板２と陽極接合によって接合されるので、剥離のない接合強度を確保するために、熱膨張係数がシリコンのそれに近いホウ珪酸珪ガラスを一般的に用いて形成されている。この電極基板３には、一般的にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）からなる固定電極５（厚さは、例えば、０．１μｍ）が、例えば、スパッタリングによって成膜され形成されている。各固定電極５は、振動板４と対向する位置にエッチングによって区画形成された凹部３１内における底部に形成されている。この凹部３１が形成されることによって、振動板４と固定電極５とは所定の間隔（以下、ギャップという）Ｇを隔てて対向配置される。また、電極基板３には、インク供給孔３２が１つ又は複数形成されている。このインク供給孔３２は、研削加工又はマイクロブラスト加工によって形成され、前述のリザーバー部２３に連通するようにキャビティー基板２の底部を貫通して形成されている。また、インク供給孔３２は、インクタンク（図示せず）に接続されている。
なお、この電極基板３における固定電極５のギャップ側表面においても、キャビティー基板２における振動板４の下面に形成された絶縁膜６のように、絶縁膜が形成される構成としてもよい。これによって、さらに振動板４と固定電極５との短絡及び絶縁破壊を防止することが可能となる。
【００１９】
（封止材２８）
振動板４と固定電極５との間に形成されるギャップＧの開放端部はエポキシ樹脂、又は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン）等の酸化膜を堆積させたものによって形成された封止材２８によって気密に封止される。これによって、湿気及び塵埃等がギャップＧに浸入することを防止することができ、インクジェットヘッド５１の信頼性を高く保持することができる。
【００２０】
（駆動制御回路４１）
キャビティー基板２及び電極基板３の後端部は、図１及び図２で示されるように、エッチングによって開口された電極取り出し部３４となっている。そして、電極基板３上に形成された固定電極５は、リード部５ａと端子部５ｂとを有し、このうち端子部５ｂが電極取り出し部３４において露出するように形成されている。また、キャビティー基板２の後端部における片側又は両側に金属膜からなる共通電極２６が形成されている。そして、静電アクチュエーターの駆動手段として、振動板４と固定電極５との間に駆動電圧を印加するためのドライバーＩＣ等の駆動制御回路４１が、各固定電極５の端子部５ｂ及び共通電極２６に例えば導電性接着剤を用いて接着されている。ここで、静電アクチュエーターは、少なくとも振動板４、固定電極５及び駆動制御回路４１によって構成されているものとする。
【００２１】
（インクジェットヘッド５１の動作）
ノズル孔１１から吐出されるインクは、キャビティー基板２に設けられたリザーバー部２３及び吐出室２１、そして、ノズル基板１のノズル孔１１の先端に至るまで、気泡を生じることなく満たされており、図２で示される矢印で示す方向に流れる。印刷が実施される際には、駆動制御回路４１によって振動板４と固定電極５との間に駆動電圧が印加されることによって静電気力（クーロン力）による引力が発生し、振動板４は固定電極５側へ引き寄せられて撓み、固定電極５に当接して、吐出室２１に負圧が発生する。これによって、リザーバー部２３内のインクが吐出室２１内に吸引され、インクの振動（メニスカス振動）が発生する。そして、この駆動電圧を解除すると、振動板４は固定電極５から離脱して、その復元力によってインクがノズル孔１１から押し出され、その押し出されたインク滴が記録紙（図示せず）に向けて吐出される。
【００２２】
（ノズル孔１１）
図３は、図２におけるノズル孔１１近傍の領域Ａの拡大図である。
図３で示されるように、本実施の形態においてノズル基板１のノズル孔１１は、孔径の小さい吐出口部１１ａ及び孔径の大きい導入口部１１ｂの２つの円形かつ同心円状の孔による２段構成となっている。また、ノズル孔１１、及び、吐出室２１を構成するノズル基板１の内壁面には厚さＴ（以下、酸化膜厚という）の酸化膜１５が形成されている。これは、吐出室２１に満たされたインクによって、シリコンを母材としたノズル基板１の内壁面からシリコンが溶出するのを抑制するためである。同様の理由で、吐出口部１１ａから吐出されたインク滴６１と接触するノズル基板１の吐出側の面にも酸化膜１４が形成されている。
【００２３】
キャビティー基板２における深さＨ（以下、キャビティー深さという）を有する吐出室２１に満たされたインクは、前述のように吐出室２１の圧力変動によって、ノズル孔１１における導入口部１１ｂに導入し、その導入口部１１ｂよりも孔径の小さい孔径Ｄ（以下、ノズル孔径という）を有する吐出口部１１ａを流通して、外部にインク滴６１となって吐出される。このように、ノズル孔１１が孔径の小さい吐出口部１１ａ及び孔径の大きい導入口部１１ｂの２つの円形かつ同心円状の孔による２段構成であることによって、インク滴が吐出口部１１ａから吐出される際、インクの飛翔軌跡が湾曲せず、ノズル基板１の吐出側の面に垂直に吐出させ、さらに、直進性を向上させることができる。
【００２４】
また、図３で示されるように本実施の形態に係るノズル基板１におけるノズル孔径Ｄは、下記の式（１）を満たす範囲で形成されているものとする。
【００２５】
１０［μｍ］≦Ｄ≦５０［μｍ］                              （１）
【００２６】
この式（１）を満たすノズル孔１１を形成することで、インク滴が吐出される際の直進性及びインク滴の飛翔形態を安定化させることができることが知られている。
【００２７】
なお、図３において吐出室２１を構成するキャビティー基板２の内壁面には、インクに対する保護膜である酸化膜等が記載されていないが、キャビティー基板２の母材もシリコンであるため、その保護のために酸化膜等が形成される構成としてもよい。
また、図３で示されるように、ノズル孔１１は、吐出口部１１ａ及び導入口部１１ｂによる２段構成としているが、これに限られるものではなく、３段以上で構成されるものとしてもよい。このようにすることで、さらにインク滴の直進性を向上させることができる。
【００２８】
（キャビティー深さＨ及び酸化膜厚Ｔとインクによる腐食速度との関係）
図４はキャビティー深さＨと酸化膜厚Ｔの比であるＨ／Ｔと、酸化膜１５の腐食速度及びその寿命との関係を示す図であり、図５はキャビティー深さＨと腐食速度との相関を示す図である。
図４について、さらに詳しく述べると、本実施の形態に係るインクジェットヘッド５１を、温度恒温槽に置いて４５℃の雰囲気を保持し、この雰囲気において吐出室２１にインクを注入してからの酸化膜１５の腐食速度及びその寿命を計測したものである。また、図５は、図４におけるＢ部で示されるキャビティー深さＨ［μｍ］及び腐食速度［Å／ｈ］の数値をグラフ化し、それらの相関を示したものである。図５で示されるように、一般的に吐出室２１の深さであるキャビティー深さＨが大きくなるほど、酸化膜１５の腐食速度は増加する。このとき、ノズル孔１１、及び、吐出室２１を構成するノズル基板１の内壁面に形成された酸化膜１５の厚さ（酸化膜厚）Ｔ及び腐食速度から、その酸化膜１５の寿命、すなわち、酸化膜１５が全て腐食しきるまでの期間が算出される。前述の試験結果から、酸化膜１５の寿命が７日以上あると、吐出室２１の耐久性に関して異常が発生しにくく、さらに１４日異常あると、その異常がほとんど発生しないことが経験的に知られている。このような耐久性を具備するためのキャビティー深さＨ及び酸化膜厚Ｔとして、本実施の形態におけるインクジェットヘッド５１のノズル基板１及びキャビティー基板２においては、下記の式（２）の条件を満たすように酸化膜１５及び吐出室２１が形成されている。
【００２９】
３５０≦Ｈ／Ｔ≦７００                                      （２）
【００３０】
以上のように、上の式（２）を満たすようなキャビティー基板２及び酸化膜１５とすることによって、耐インク性を維持することができ、インクによるノズル基板１の浸食を抑制することができる。
【００３１】
（成膜される酸化膜１５の酸化膜厚Ｔの設定）
図６は、本発明の実施の形態１に係るノズル基板１におけるノズル孔１１に成膜される酸化膜１５の膜厚による形状の相違を示す図である。
図６（ａ）は、酸化膜１５の膜厚が厚い場合のノズル孔１１の形状を示す図であり、酸化膜１５で覆われたノズル孔１１の開口部の縁がＲ形状となっている。一方、図６（ｂ）は、酸化膜１５の膜厚が薄い場合のノズル孔１１の形状を示す図であり、酸化膜１５で覆われたノズル孔１１の開口部の縁が直角形状となっている。図６（ａ）で示されるように、ノズル孔１１の開口部の縁がＲ形状となると、吐出室２１の圧力変動によってノズル孔１１からインクが吐出される際の吐出性能が低下、特に、インク滴の吐出方向にばらつきが生じ、直進性が確保できないことが知られている。また、このＲ形状は、酸化膜厚Ｔが０．５μｍ以上の厚みをもって成膜された場合に発生しやすいことが経験的に知られている。したがって、ノズル基板１の吐出室２１を形成する面を含め、ノズル孔１１に成膜される酸化膜１５の酸化膜厚Ｔは０．５μｍ未満とすることが望ましい。これによって、ノズル孔１１の開口部の縁がＲ形状ではなく直角形状に形成することができ、インクの吐出方向の直進性を確保することができる。
【００３２】
図７は本発明の実施の形態１に係るノズル基板１におけるノズル孔１１に酸化膜１５が成膜される状態を説明する図であり、図８はノズル孔１１に成膜された酸化膜１５の酸化膜厚Ｔの実測値と変形量ΔＤとの相関を示す図である。
図７で示されるように、酸化膜１５が成膜される際には、母材であるシリコンに対する酸化処理前のノズル孔１１の内表面Ｓ（以下、界面という）から、母材内部側に向かってシリコンが酸化されて形成された酸化膜内側形成部１５ａ、及び、界面Ｓから母材の外側に向かって膨張されて形成された酸化膜外側形成部１５ｂが生じる。すなわち、母材であるシリコンの酸化処理によって形成された酸化膜１５は、酸化膜内側形成部１５ａ及び酸化膜外側形成部１５ｂによって構成される。
【００３３】
前述した酸化膜内側形成部１５ａ及び酸化膜外側形成部１５ｂのそれぞれの膜厚をＴＡ及びＴＢとする（すなわち、Ｔ＝ＴＡ＋ＴＢ）と、膜厚ＴＡ及び膜厚ＴＢについて一般的に下記の式が成立することが知られている。
【００３４】
ＴＡ＝０．５６×Ｔ                                          （３）
ＴＢ＝０．４４×Ｔ                                          （４）
【００３５】
但し、この上の式（３）及び（４）は、膜厚ＴＡ及び膜厚ＴＢの理論値を示すものであり、膜厚ＴＡ及び膜厚ＴＢの実測値を表すものではない。ここで、図７で示されるように、酸化処理される前のノズル孔１１の孔径、すなわち、界面Ｓで形成されるノズル孔１１の孔径をＸ、酸化処理後のノズル孔１１の孔径をＹとすると、その孔径Ｘ及び孔径Ｙの差をΔＸＹとする。
【００３６】
ΔＸＹ＝ＸーＹ                                              （５）
【００３７】
このΔＸＹは、ノズル孔１１に対する酸化処理前と酸化処理後との孔径の差を示すものであり、すなわち、酸化膜外側形成部１５ｂの膜厚ＴＢの実測値を２倍した値となる。
【００３８】
ΔＸＹ＝ＸーＹ＝２×ＴＢ                                    （６）
【００３９】
ここで、変形量ΔＤを下記の式（７）によって定義する。
【００４０】
ΔＤ＝ΔＸＹー（２×０．４４×Ｔ）                          （７）
【００４１】
すなわち、この変形量ΔＤは、ノズル孔１１に対する酸化処理によってノズル孔１１の孔径がどれだけ小さくなったかを示す実測値である差ΔＸＹと、酸化処理によってノズル孔１１の孔径が理論値としてどれだけ小さくなるかを示す（２×０．４４×Ｔ）との差を示すものであり、換言すると、酸化処理前と酸化処理後のノズル孔１１の孔径の縮小量の実測値と理論値との差を示すものである。この変形量ΔＤを縦軸として酸化膜厚Ｔの実測値との相関を示したものが図８で示されるグラフである。図８で示される近似直線７１は、酸化膜１５の酸化膜厚Ｔの実測値及び算出された変形量ΔＤの組み合わせで定まるグラフ上のポイント群を最小二乗法によって近似した直線である。この近似直線７１で示されるように、変形量ΔＤは、酸化膜厚Ｔが大きいほど増加し、酸化膜厚Ｔが小さいほど減少することが分かる。したがって、変形量ΔＤが大きいということは、酸化膜１５の成膜時に予測される膜厚よりも乖離する量が増加するということになるので、酸化膜１５の酸化膜厚Ｔが小さいほど、予測される膜厚からの乖離は小さくなるので設計上好ましい。また、変形量ΔＤが大きくなると、上記のように酸化膜１５の成膜時に予測される膜厚よりも乖離して、ノズル孔１１の孔径が予測よりも小さくなり吐出性能を低下させる可能性があることから、酸化膜厚Ｔを小さくすることが好ましい。
【００４２】
しかしながら、本実施の形態に係るインクジェットヘッド５１において、吐出室２１のキャビティー深さＨを、例えば、７０μｍとする場合、耐インク性を維持するための前述の式（２）を満たすためには、酸化膜厚Ｔを０．１μｍ以上とする必要がある。また、本実施の形態においては、酸化膜１５の成膜方法として、酸化膜１５を均質かつ緻密に成膜することに関してウェット酸化法よりも優位性があるドライ酸化法によって成膜されている。しかし、ドライ酸化法は、ウェット酸化法よりも処理時間が遅いという問題があるので、生産性の低下を抑制するために、本実施の形態においては、酸化膜厚Ｔの上限として、前述の式（２）を満たす０．２μｍとしている。すなわち、本実施の形態に係るノズル基板１に成膜される酸化膜１５の酸化膜厚Ｔは下式の範囲で成膜されている。
【００４３】
０．１［μｍ］≦Ｔ≦０．２［μｍ］                          （８）
【００４４】
以上のように、上の式（８）を満たすような酸化膜厚Ｔとすることによって、ノズル基板１の製品寿命を確保し、かつ、ノズル孔１１の内面に成膜された酸化膜の変形量ΔＤを抑制することができる。また、ノズル孔１１の開口部の縁がＲ形状ではなく直角形状に形成することができ、インクの吐出方向の直進性を確保することができる。さらに、上記のように製品寿命を確保し、酸化膜１５の変形量ΔＤを抑制する範囲で、できるだけ膜厚を薄く設定することによって、ノズル基板１の生産性の低下を抑制することができる。
【００４５】
なお、ノズル基板１の製品寿命を確保するため酸化膜１５の酸化膜厚Ｔの範囲の下限値は０．１μｍとしているのに対し、その上限値に関しては、特に生産性の低下の抑制を目的としない場合には、ノズル孔１１の開口部の縁がＲ形状とならない範囲である０．５μｍ未満の範囲であれば、０．２μｍに限定されるものではない。
また、本実施の形態に係るインクジェットヘッド５１は、静電駆動方式のアクチュエーター、いわゆる静電アクチュエーターを搭載したものとし、図３で説明されるノズル孔１１を備えるノズル基板１がこの静電駆動方式のインクジェットヘッド５１に備えられる構成としたが、これに限られるものではなく、吐出室の圧力変動を圧電素子によって発生させる圧電駆動方式のアクチュエーター、いわゆる圧電アクチュエーターを搭載したインクジェットヘッドに対して、図３で示されるノズル孔１１を備えるノズル基板１を適用するものとしてもよい。
【００４６】
実施の形態２．
（液滴吐出装置１０１の構成）
図９は実施の形態１に係るインクジェットヘッド５１を搭載した実施の形態２に係る液滴吐出装置の一例を示す外観図であり、図１０はその液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を示す図である。
図９で示される液滴吐出装置１０１は、インクジェット方式による印刷を目的とする、いわゆるシリアル型の装置である。図１０で示されるように、液滴吐出装置１０１は、その内部に少なくとも、プリント紙１０８が支持されるドラム１０２、そのプリント紙１０８にインクを吐出し印刷を実施する実施の形態１に係るインクジェットヘッド５１、そのインクジェットヘッド５１にインクを供給するためのインク供給手段（図示せず）、及び、ドラム１０２の軸方向に平行に備えられた紙圧着ローラー１０３を備えている。さらに、液滴吐出装置１０１は、インクジェットヘッド５１が保持され、ドラム１０２の軸方向に平行に備えられた送りネジ１０４、ドラム１０２をベルト１０５を介して回転させるモーター１０６、及び、印刷データ及び制御信号に基づいて送りネジ１０４及びモーター１０６の回転駆動をさせるプリント制御手段１０７を備えている。
【００４７】
（液滴吐出装置１０１の動作）
ドラム１０２の上部に載置されたプリント紙１０８は、紙圧着ローラー１０３によってドラム１０２に圧着され保持される。次に、プリント制御手段１０７は、モーター１０６を回転駆動させることによってベルト１０５を介してドラム１０２を回転させ、プリント紙１０８をドラム１０２の回転方向に送り出す。それと同時に、プリント制御手段１０７は、送りネジ１０４を回転駆動させることによって、インクジェットヘッド５１をドラム１０２の軸方向に移動させ、印刷データ及び制御信号に基づいて、インクジェットヘッド５１におけるノズル孔１１からインクを吐出させてプリント紙１０８にインク滴を着弾させて印刷する。
【００４８】
以上の構成及び動作のように、本実施の形態に係る液滴吐出装置１０１は、実施の形態１に係るインクジェットヘッド５１を備えることによって、インクの吐出性能を向上させ、インクジェットヘッド５１の製品寿命を確保することのできる液滴吐出装置を得ることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、インクジェットヘッド５１から吐出する液体としてインクをプリント紙１０８に吐出するようにしているが、インクジェットヘッド５１から吐出する液体は、インクに限定されない。例えば、カラーフィルターとなる基板に吐出させる用途においてはカラーフィルター用の顔料を含む液体、ＯＬＥＤ基板上に配線する用途においては発光素子となる化合物を含む液体、又は、基板上に配線する用途においては、例えば、導電性金属を含む液体を、それぞれの装置において設けられた液滴吐出ヘッドから吐出させるようにしてもよい。その他、布等の染料の吐出等にも利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のようなインクジェットヘッド５１は、バイオチップ製造装置又は液晶カラーフィルタ製造装置等の液滴吐出装置にも応用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１  ノズル基板、２  キャビティー基板、３  電極基板、４  振動板、５  固定電極、５ａ  リード部、５ｂ  端子部、６  絶縁膜、１１  ノズル孔、１１ａ  吐出口部、１１ｂ  導入口部、１２  供給口、１３  ダイヤフラム部、１４、１５  酸化膜、１５ａ  酸化膜内側形成部、１５ｂ  酸化膜外側形成部、２１  吐出室、２３  リザーバー部、２６  共通電極、２８  封止材、３１  凹部、３２  インク供給孔、３４  電極取り出し部、４１  駆動制御回路、５１  インクジェットヘッド、６１  インク滴、７１  近似直線、１０１  液滴吐出装置、１０２  ドラム、１０３  紙圧着ローラー、１０４  送りネジ、１０５  ベルト、１０６  モーター、１０７  プリント制御手段、１０８  プリント紙。
【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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