(57)【要約】【課題】本発明の課題は、装置の充分な信頼性を確保することができるアクチュエータ装置、このアクチュエータ装置を備えた液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドを備えた画像形成装置を得ることを目的とする。【解決手段】本発明に係るアクチュエータ基板（アクチュエータ装置）１０においては、疎水剤導入部５２は、開放孔５１からの疎水剤供給経路長が全ての静電型アクチュエータ７３の中で最長の位置にある静電型アクチュエータ７３と同一となる位置又はこの静電型アクチュエータ７３よりも長くなる位置に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と振動板に空隙を介して対向配置された電極との間に電圧を印加したときに発生する静電力で振動板を変形させる静電型アクチュエータを複数備えたアクチュエータ装置であって、各静電型アクチュエータの空隙を連通する連通路と、連通路に連通し各静電型アクチュエータの空隙に疎水剤を供給する疎水剤供給部と、連通路に連通し疎水剤を導入する疎水剤導入部と、疎水剤導入部への疎水剤導入を検知する疎水剤導入検知部とを備え、振動板の対向面と電極の対向面の少なくとも一方には、絶縁膜が形成されており、疎水剤導入部は、疎水剤供給部からの疎水剤供給経路長が全ての静電型アクチュエータの中で最長の位置にある静電型アクチュエータと同一となる位置又はこの静電型アクチュエータよりも長くなる位置に設けられていることを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項２】
疎水剤導入検知部は、振動板と、振動板に対向配置された電極とを備え、疎水剤導入部は、疎水剤導入検知部の振動板と疎水剤導入検知部の電極との間の空隙であり、疎水剤導入検知部の振動板の対向面と電極の対向面の少なくとも一方には絶縁膜が形成されており、疎水剤導入検知部は、疎水剤導入検知部の振動板と疎水剤導入検知部の電極との間に電圧を印加したときの振動板撓み量の変化を測定することにより疎水剤導入の検知を行うことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ装置。
【請求項３】
疎水剤導入検知部の振動板と疎水剤導入検知部の電極との間の静電容量を測定することにより、疎水剤導入検知部の振動板撓み量の変化を測定することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ装置。
【請求項４】
疎水剤導入検知部の振動板は、静電型アクチュエータの振動板と電気的に分離されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のアクチュエータ装置。
【請求項５】
ノズルと、ノズルに連通する液室と、請求項１〜４の何れか一項に記載のアクチュエータ装置とを備え、静電型アクチュエータの振動板は液室の壁面部分を構成しており、静電型アクチュエータの振動板の変形により発生する圧力によりノズルから液体を吐出することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出ヘッドを備え、この液体吐出ヘッドから記録媒体に液体を吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板とこの振動板に空隙を介して対向配置された電極との間に電圧を印加したときに発生する静電力で振動板を変形させる静電型アクチュエータを複数備えたアクチュエータ装置、このアクチュエータ装置を備えた液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のアクチュエータ装置において、振動板を電極に当接させる「当接駆動」を繰り返し行うと、静電吸引特性或いは静電反発特性が低下する現象や電極表面の絶縁膜が剥がれることで絶縁性が阻害され静電型アクチュエータが破壊する等の問題がある。
【０００３】
特許文献１においては、当接駆動時のこの様な弊害を回避するために、振動板の対向面と電極の対向面に疎水膜を形成し、更に、疎水膜の十分な耐久性を得るために、所定濃度以上の疎水剤の気体（蒸気）を、各静電型アクチュエータの振動板と電極との間の空隙に供給している。
【０００４】
【特許文献１】特許第４０３８８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、全ての静電型アクチュエータの空隙に所望のとおり疎水剤が供給されたか否かを検知する手段が無く、装置の良否判定ができないので、装置の充分な信頼性を確保することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、装置の充分な信頼性を確保することができるアクチュエータ装置、このアクチュエータ装置を備えた液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドを備えた画像形成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】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、振動板と振動板に空隙を介して対向配置された電極との間に電圧を印加したときに発生する静電力で振動板を変形させる静電型アクチュエータを複数備えたアクチュエータ装置であって、各静電型アクチュエータの空隙を連通する連通路と、連通路に連通し各静電型アクチュエータの空隙に疎水剤を供給する疎水剤供給部と、連通路に連通し疎水剤を導入する疎水剤導入部と、疎水剤導入部への疎水剤導入を検知する疎水剤導入検知部とを備え、振動板の対向面と電極の対向面の少なくとも一方には、絶縁膜が形成されており、疎水剤導入部は、疎水剤供給部からの疎水剤供給経路長が全ての静電型アクチュエータの中で最長の位置にある静電型アクチュエータと同一となる位置またはこの静電型アクチュエータよりも長くなる位置に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、疎水剤導入検知部は、振動板と、振動板に対向配置された電極とを備え、疎水剤導入部は、疎水剤導入検知部の振動板と疎水剤導入検知部の電極との間の空隙であり、疎水剤導入検知部の振動板の対向面と電極の対向面の少なくとも一方には絶縁膜が形成されており、疎水剤導入検知部は、疎水剤導入検知部の振動板と疎水剤導入検知部の電極との間に電圧を印加したときの振動板撓み量の変化を測定することにより疎水剤導入の検知を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の発明において、疎水剤導入検知部の振動板と疎水剤導入検知部の電極との間の静電容量を測定することにより、疎水剤導入検知部の振動板撓み量の変化を測定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、請求項２または３に記載の発明において、疎水剤導入検知部の振動板は、静電型アクチュエータの振動板と電気的に分離されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、ノズルと、ノズルに連通する液室と、請求項１〜４の何れか一項に記載のアクチュエータ装置とを備え、静電型アクチュエータの振動板は液室の壁面部分を構成しており、静電型アクチュエータの振動板の変形により発生する圧力によりノズルから液体を吐出することを特徴とする液体吐出ヘッドである。
【００１２】
請求項６に記載された発明は、請求項５に記載の液体吐出ヘッドを備え、この液体吐出ヘッドから記録媒体に液体を吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、疎水剤供給部からの疎水剤供給経路長が全ての静電型アクチュエータの中で最長となる静電型アクチュエータと同一となる位置またはこの静電型アクチュエータよりも長くなる位置に疎水剤導入部が設けられており且つ疎水剤導入検知部により疎水剤導入部への疎水剤導入を検知できるので、全ての静電型アクチュエータの空隙に所望のとおり疎水剤が供給されたか否かを検知できる。従って、装置の良否判定ができるので、装置の充分な信頼性を確保することができる。更に、検知結果を製造工程へフィードバックすることにより、装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、添付図面（図１〜図１６）を参照して本発明の第１実施の形態を詳細に説明する。尚、図１は本実施の形態に係るアクチュエータ基板を模式的に示した横断面図であり、図２は本実施の形態に係るアクチュエータ基板の疎水剤導入部側を示した横断面図であり、図３は本実施の形態に係るアクチュエータ基板の開放孔側を示した横断面図であり、図４は図２のＸ３―Ｘ３断面図であり、図５は図２のＸ４―Ｘ４断面図であり、図６は図２のＹ４―Ｙ４断面図であり、図７は図２のＹ５―Ｙ５断面図であり、図８は図３のＸ１―Ｘ１断面図であり、図９は図３のＸ２―Ｘ２断面図であり、図１０は図３のＹ１―Ｙ１断面図であり、図１１は図３のＹ２―Ｙ２断面図であり、図１２は図３のＹ３―Ｙ３断面図であり、図１３（ａ）はステップ電圧印加時の静電型アクチュエータの動作を示すタイミングチャートであり、疎水剤導入が充分な状態を示している。図１３（ｂ）はステップ電圧印加時の静電型アクチュエータの動作を示すタイミングチャートであり、疎水剤導入が不充分な状態を示している。図１４は本実施の形態に係るインク吐出ヘッドの一部を抜き出して示す分解斜視図であり、図１５は本実施の形態に係る画像形成装置の内部構成の概略を示した内部透視図であり、図１６は本実施の形態に係る画像形成装置の内部構成を示す縦断面図である。
【００１５】
本実施の形態に係る画像形成装置８１は、プリンターであり、図１６に示す様に、用紙８３にインクを吐出して画像を記録する記録部８２と、記録部８２に供給する用紙（記録媒体）を積載する給紙カセット８４及び手差しトレイ８５と、記録部８２で画像形成された用紙を排出する排紙トレイ８６とを備えている。尚、手差しトレイ８５は、ヒンジにより装置本体に対して折り畳み自在となっている。
【００１６】
記録部８２には、インク吐出ヘッド（液体吐出ヘッド）９４を有し主走査方向に移動自在なキャリッジ９３が設けられている。
【００１７】
キャリッジ９３は、図１５に示す様に、画像形成装置８１の左右の側板に支持された主ガイドロッド９１及び従ガイドロッド９２に摺動自在に保持されている。このキャリッジ９３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインクを吐出するノズル孔４１（図１４参照）を有するインク吐出ヘッド９４が、インク吐出方向を下方に向けて装着されている。
【００１８】
キャリッジ９３には、図１５に示す様に、インク吐出ヘッド９４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９５が交換可能に装着されている。
【００１９】
インクカートリッジ９５は、上部に大気と連通する大気口を、下部にインク吐出ヘッド９４へインクを供給する供給口を、内部に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インク吐出ヘッド９４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。  ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される様になっている。
【００２０】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３をインク吐出ヘッド９４の下方側に搬送するために、図１６に示す様に、給紙カセット８４から用紙８３を分離給送する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００２１】
そして、キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３をインク吐出ヘッド９４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送ローラ１１１、拍車１１２を設け、更に用紙８３を排紙トレイ８６に送り出す排紙ローラ１１３及び拍車１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５、１１６とを配設している。
【００２２】
また、図１５に示す様に、キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インク吐出ヘッド９４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９３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グ手段でインク吐出ヘッド９４をキャッピングされ、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し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、安定した吐出性能を維持する。
【００２３】
本実施の形態に係るインク吐出ヘッド９４は、図１４に示す様に、ノズル板４０、液室基板３０及びアクチュエータ基板（アクチュエータ装置）１０をこの順に重ねた積層構造となっており、ノズル板４０の面部に形成した複数のノズル孔４１からインクを吐出させるサイドシューター方式（インク流路の向きとノズル孔４１の向きが異なる方式）である。尚、図８及び図１０に示す様に、ノズル板４０と液室基板３０とは接着剤層３６を介して積層されており、液室基板３０とアクチュエータ基板１０とは接着剤層３６を介して積層されている。
【００２４】
ノズル板４０は、撥水膜をコーティングしたポリイミドフィルムであり、ノズル孔４１はノズル板４０を液室基板３０に接着した後、レーザ加工にて開口したものである。
【００２５】
液室基板３０には、結晶軸が＜１１０＞のシリコン基板を用い、ノズル孔４１と反対側の面に加圧液室３３、流体抵抗部３２、共通液室３１が形成されている。また、ノズル孔４１と加圧液室３３を連通させるための連通管３４が液室基板３０を貫通させて形成されている。この様な構成とすることにより、液室基板３０の厚みよりも加圧液室３３の高さを低くすることができ、ハンドリングの容易な厚さの基板を用いたまま、加圧液室３３の高さを吐出特性面から最適化することが可能となっている。本実施の形態では、液室基板の厚みは４００μｍ、加圧液室の高さは８０μｍとしている。更に、前述ように、結晶軸が＜１１０＞のシリコン基板を用いているので、公知のごとく、加圧液室３３等を異方性エッチングにて高精度に加工することが可能となっている。
【００２６】
また、加圧液室３３その他を形成後、熱酸化により表面に液室基板接液膜３５（図１０参照）となる酸化膜を形成し、濡れ性の向上とインクによる基材であるシリコンの腐食防止を図っている。このとき、図示は省略したが、液室基板３０のノズル接着面側には、ダミーパターンを設けておくことで、熱酸化後に酸化膜の内部応力により基板が反ることを防止している。尚、吐出液の種類によっては液室基板接液膜３５が不要な場合もあるし、他の膜とする場合もある。
【００２７】
アクチュエータ基板１０には、結晶軸が＜１００＞のシリコン基板を用い、高精度の空隙形成が可能な犠牲層プロセスにて、変形可能な振動板２０とこの振動板２０に空隙１４ａを介して対向配置された固定電極（電極）１２ａとを有する静電型アクチュエータ７３が複数形成されている。尚、図８及び図１０に示す１４ｂは、残存犠牲層である。
【００２８】
振動板２０は、図８及び図１０に示す様に、加圧液室３３の一壁（壁面部分）を構成しており、振動板２０の変形により発生する圧力によりノズル孔４１からインクを吐出する様になっている。
【００２９】
また、アクチュエータ基板１０にはノズル並び方向に、各空隙１４аを相互に連通する連通路５３が形成されている。連通路５３の一端部は、図１に示す様に、空隙１４а及び連通路５３内とアクチュエータ基板１０外部とを連通する開放孔（疎水剤供給部）５１に連通している。連通路５３の他端部には、疎水剤を導入する疎水剤導入部５２が連通している。疎水剤導入部５２は、図２、図４及び図７に示す様な、空隙である。尚、図１及び図３に示す様に、開放孔５１から連通路５３の他端部までの経路は、蛇行している。
【００３０】
また、アクチュエータ基板１０の液室基板３０と反対側の面側からインクを供給するため、図１０及び図１１に示す様に、液供給路６０がアクチュエータ基板１０を貫通して形成され、その表面（縁）に液供給路接液膜６１が形成されている。
【００３１】
振動板２０は積層膜で形成されていて、図１０に示す様に、空隙１４а側から、以下の５層から構成されている。２１は、可動電極側絶縁膜（酸化シリコン膜）であり、振動板２０と固定電極１２аが当接したときの短絡を防止するものである。２２аは、可動電極（ヒ素をドープしたポリシリコン膜）であり、固定電極１２аとの間に電圧を印可し静電力を発生させるための電極である。２４は、引っ張り応力膜（窒化シリコン膜）であり、振動板２０を全体として引っ張り応力とすることで、撓まず張った状態にすること及び駆動時の反発力を確保するものである。２５は、犠牲層除去孔封止膜（酸化シリコン膜）であり、犠牲層除去孔の封止をするものであり、引っ張り応力膜（窒化シリコン膜）の割れ防止も兼ねている。２６は、接液膜（ＰＢＯ（ポリベンゾオキサゾール）膜）であり、インクによる振動板腐食防止するものである。本実施の形態では省略したが、公知のごとく、可動電極２２аと引っ張り応力膜２４との間に振動板撓み防止膜として酸化シリコン膜を設ける場合もある。
【００３２】
固定電極層（固定電極１２а、固定電極１２ｂ及び固定電極ダミー１２ｃを含んだ層）１２には、リンをドープしたポリシリコンを用い、その空隙１４а側には固定電極側絶縁膜１３として酸化シリコン膜が形成されている。また、固定電極層１２とアクチュエータ基板１０との間にも基板絶縁膜（酸化シリコン膜）１１が形成され、固定電極層１２とアクチュエータ基板１０との間の絶縁を確保している。また、図８に示す様に、固定電極１２ａはノズル毎に分離された個別電極になっており、可動電極２２ａは、複数ノズル、ここではインク吐出ヘッド９４内の全ノズルの共通電極となっているが、ドライバＩＣにより駆動電圧を印可する固定電極１２аを選択することでインク吐出させるノズルの選択をすることができる。
【００３３】
空隙１４ａ及び連通路５３は、ポリシリコンを犠牲層に用いた犠牲層プロセスにて形成されている。犠牲層除去孔やその周囲の詳細構造については図示を省略したが可動電極層（可動電極２２а及び可動電極２２ｂを含んだ層）や固定電極層１２は犠牲層と同じくポリシリコンにて形成されているが、先に述べた様に、空隙１４а（となる部分）に面している部分は絶縁膜として設けたシリコン酸化膜で覆われているので、ポリシリコンとシリコン酸化膜で十分な選択性を有するエッチャント、例えばＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)水溶液を用いて犠牲層除去を行うことにより、犠牲層除去時にエッチングされることは無い。
【００３４】
連通路５３については、固定電極層１２のポリシリコンも連通路形成の犠牲層として利用することで、連通路５３のコンダクタンス増加を図っている。この連通路５３を通してＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン)蒸気を各空隙１４аに供給することで、振動板２０及び固定電極（正確には固定電極側絶縁膜１３）の空隙１４ａ側の表面に疎水膜を形成し、更に空隙１４ａ中にＨＭＤＳの蒸気を封入することで、静電型アクチュエータ７３の駆動耐久性を確保している。
【００３５】
本実施の形態では、前述した様に、各空隙１４аを相互に連通する連通路５３の一端部が空隙１４а及び連通路５３とアクチュエータ基板１０外部とを連通する開放孔５１に連通されているとともに、連通路５３の他端部に疎水剤を導入する疎水剤導入部５２が連通している。疎水剤導入部５２は、開放孔５１側から連通路の最も下流の位置に配置される（開放孔５１からの疎水剤供給経路長が全ての静電型アクチュエータ７３の中で最長の位置にある）静電型アクチュエータ７３よりも更に下流側に配置されている（開放孔５１からの疎水剤供給経路長が長くなる位置に設けられている）ので、開放孔５１から疎水剤導入を行ったときにどの静電アクチュエータよりも導入され難い。よって、この疎水剤導入部５２に疎水剤が導入されていることを確認できれば、全ての静電アクチュエータに疎水剤導入がされていると判断できる。
【００３６】
疎水剤導入部５２への疎水剤導入を検知する手段として、疎水剤導入検知部７１が設けられている。疎水剤導入検知部７１は、図４及び図７に示す様に、静電型アクチュエータと同様に、一部が可動電極２２ｂとなっている変形可能な振動板２０と、この振動板２０に疎水剤導入部（空隙）５２を介して対向配置された固定電極１２ｂとを有している。
【００３７】
また、静電アクチュエータと同様に、可動電極２２ｂと固定電極１２ｂの表面には酸化シリコン膜である絶縁膜が形成されている。
【００３８】
また、疎水剤導入検知部７１の可動電極２２ｂは、各静電型アクチュエータ７３の可動電極２２ａと電気的に分離されていて、図２に示す様に、電極−配線接続孔２７を介して可動電極配線２８ｃと接続されている。そして、図６に示す様に、可動電極配線２８ｃは外部との電気的接続部２９に接続されている。
【００３９】
一方、疎水剤導入検知部７１の固定電極１２ｂは、固定電極層１２のうち、各静電アクチュエータ７３の固定電極１２ａ以外の部分で平坦化のために残されている固定電極ダミー１２ｃと一体的になっていて、図２に示す様に、電極−配線接続孔２７を介して、共通電極配線２８ｂが接続され、更に外部との電気的接続部２９に接続されている。
【００４０】
また、図４及び図５に示す様に、液室基板３０の疎水剤導入検知部７１及び可動電極配線２８ｃに対向する位置には凹部が形成され、疎水剤導入検知部７１の振動板２０が液室基板３０と接着されず電圧印可によって動かせる様にしている他、寄生容量の低減及び可動電極配線２８ｃがアクチュエータ基板１０と液室基板３０との接着工程において液室基板３０で擦られて断線することの防止を図っている。この凹部は、共通液室３１、流体抵抗部３２及び加圧液室３３と同時に形成することができ、マスクパターン変更のみで製造工程は従来と全く変わらない。
【００４１】
疎水剤導入の検知は、疎水剤導入検知部７１の可動電極２２ｂと固定電極１２ｂの間にステップ電圧を印可した後の振動板撓み量の変化を測定することにより行うことができる。具体的には、図１３（ａ）に示す様に、十分に疎水剤導入が行われたサンプルについては、ステップ電圧を印可した直後の撓み量δをかなり長時間保っているが、図１３（ｂ）に示す様に、疎水剤導入が不十分なサンプルでは、ステップ電圧を印可した直後から時間が経つにつれて徐々に撓み量δが減少することが実験的に確認され、この現象を利用することにより疎水剤導入の検知が可能である。
【００４２】
更に具体的には、十分に疎水剤導入が行われたサンプルでは、ステップ電圧を印可した直後の撓み量δ０とそこから３分後の撓み量δ１との差はほとんど無かった（（δ１／δ０＞０．９５）。一方、全く疎水剤導入を行っていないサンプルでは、ステップ電圧印可後３０秒後の撓み量δ１はほとんどゼロに近く（δ１／δ０＜０．１）に、また、疎水剤導入が不十分なサンプルでは、導入の程度に応じその中間の特性を示した。ステップ電圧印可後ある時間を決めて、その時の撓み量を測定することで疎水剤導入が十分かどうかの判定をすることができる。この現象は、疎水剤導入をしていないサンプルや不十分なサンプルでは、なんらかの現象（表面リークまたは微少放電と考えているが詳細は未確認）により電荷の移動が生じ、絶縁膜表面が帯電して静電力を発生させる実効的な電圧が小さくなるためと考えている。
【００４３】
ここで、本実施の形態に係るアクチュエータ基板の製造時に、各静電型アクチュエータ７３の空隙１４аに疎水剤（ＨＭＤＳ）を供給するときの動作を説明する。疎水剤は、開放孔５１から連通路５３を通って、開放孔５１に近い静電型アクチュエータの空隙１４аから順に供給されて行き、最後に疎水剤導入部５２に供給される。その後、図９及び図１２に示す様に、開放孔５１を封止剤（樹脂膜）５４により封止する。
【００４４】
疎水剤導入検知部７１では、上述の様に、振動板撓み量の変化により疎水剤導入部５２に導入された疎水剤の量が充分であるか否かが判断される。
【００４５】
そして、疎水剤導入検知部７１において、疎水剤導入部５２に導入された疎水剤の量が充分であると判断された場合には、全ての静電型アクチュエータに疎水剤が充分供給されていると判断できる。
【００４６】
画像形成装置８１の動作を説明する。先ず、給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を記録部８２に搬送する。記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じてインク吐出ヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙８３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８３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８３を排紙トレイ８６に排紙する。
【００４７】
インク吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でインク吐出ヘッド９４のノズル孔（吐出口）４１を密封し、チューブを通して吸引手段でノズル孔４１からインクとともに気泡等を吸い出し、ノズル孔の縁部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（不図示）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。
【００４８】
本実施の形態の作用効果を説明する。本実施の形態によれば、開放孔５１からの疎水剤供給経路長が全ての静電型アクチュエータ７３の中で最長となる静電型アクチュエータ７３と同一となる位置またはこの静電型アクチュエータ７３よりも長くなる位置に疎水剤導入部５２が設けられており且つ疎水剤導入検知部７１により疎水剤導入部５２への疎水剤導入を検知できるので、全ての静電型アクチュエータ７３の空隙に所望のとおり疎水剤が供給されたか否かを検知できる。従って、装置の良否判定ができるので、装置の充分な信頼性を確保することができる。更に、検知結果を製造工程へフィードバックすることにより、装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【００４９】
疎水剤導入検知部７１の振動板２０と固定電極１２ｂとの間に電圧を印加したときの振動板撓み量δの変化を測定することにより疎水剤導入の検知を行うので、疎水剤導入がなされたか否かを短時間で検知することができる。
【００５０】
疎水剤導入検知部７１の振動板２０が各静電型アクチュエータ７３の振動板２０と電気的に分離されているので、導電体または半導体のアクチュエータ基板を用いたときでも、寄生容量を小さく抑えることができるで、高精度の検知が可能となる。
【００５１】
疎水剤導入検知部７１を、静電型アクチュエータ７３と共用の半導体基板（アクチュエータ基板１０及び液室基板３０）を用いて作成できるので、低コスト化を図ることができる。
【００５２】
画像形成装置８１においては本実施の形態に係るインク吐出ヘッド９４を搭載しているので、振動板駆動不良によるインク滴吐出不良を防止し、安定したインク吐出特性が得られて、画像品質が向上する。
【００５３】
上述の効果と同様な効果を奏するアクチュエータ基板を備えたインク吐出ヘッド９４及びこのインク吐出ヘッド９４を備えた画像形成装置８１を提供できる。
【００５４】
次に、他の実施の形態を説明するが、以下の説明において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では上述の第１実施の形態と異なる点を主に説明する。
【００５５】
第２実施の形態を、図１７及び図１８を参照して説明する。尚、図１７（ａ）は第２実施の形態に係る疎水剤導入検知部付近の縦断面図であり、図１７（ｂ）は比較例１に係る疎水剤導入検知部付近の縦断面図であり、図１７（ｃ）は比較例２に係る疎水剤導入検知部付近の縦断面図である。図１８（ａ）は本実施の形態に係る疎水剤導入検知部における静電容量測定時の等価回路図であり、図１８（ｂ）は比較例１に係る疎水剤導入検知部における静電容量測定時の等価回路図であり、図１８（ｃ）は比較例２に係る疎水剤導入検知部における静電容量測定時の等価回路図である。
【００５６】
本実施の形態では、疎水剤導入検知部７１において、振動板撓み量δを直接測定する代わりに、疎水剤導入検知部７１の可動電極２２ｂと固定電極１２ｂとの間の静電容量を測定する様にしている。振動板２０の撓みによって可動電極２２ｂと固定電極１２ｂとの間の距離が変わり静電容量もそれに応じた値となる。ステップ電圧を印可するための電源の代わりにＬＣＲメータを用いるだけで電圧印可と測定が可能なので、簡単に測定を行うことができる（ＬＣＲメータにはＤＣバイアス電圧印可機能もついているものが多く、その機能を用いてステップ電圧印可が可能である)。しかも、測定時間も短時間で、精度的にも十分で、測定装置も比較的安価である。尚、疎水剤導入検知部７１の静電容量を計測する場合には、可動電極配線２８ｃ及び外部との電気的接続部２９は寄生容量低減のため必要最小限の寸法とすることが好ましい。
【００５７】
図１７（ａ）に本実施の形態に係る疎水剤導入検知部７１の容量測定時の結線イメージを示す。静電型アクチュエータ７３領域の固定電極ダミー１２ｃと一体的に形成された疎水剤導入検知部７１の固定電極１２ｂは、電極−配線接続孔２７及び共通電極配線２８ｂを介してアクチュエータ基板１０及び疎水剤導入検知部７１以外の可動電極２２ａと接続されている。これらを基準電位にし、静電型アクチュエータ７３の可動電極と分離された疎水剤導入検知部７１の可動電極２２ｂに振動板２０を撓ませるためのステップ電圧と静電容量測定用の高周波電圧を印可する。ステップ電圧は振動板２０と固定電極１２ｂが当接し始める電圧(単に当接電圧とよぶ)より小さな電圧、（例えば当接電圧が４０Ｖの静電アクチュエータの場合３０Ｖ等）とし、静電容量測定用の高周波電圧は例えば振幅０．１Ｖで周波数が１００ｋＨｚの正弦波を用いる。
【００５８】
図１７（ｂ）に比較例１として、静電アクチュエータ７３と同様に、可動電極側共通・固定電極側分離とした場合の結線イメージを示す。共通の可動電極２２ａ、固定電極ダミー１２ｃ、アクチュエータ基板１０が電極−配線接続孔２７及び共通電極配線２８ｂを介して接続されていて、これらを基準電位とする。疎水剤導入検知部７１の固定電極１２ｂに振動板２０を撓ませるためのステップ電圧と静電容量測定用の高周波電圧を印可する。
【００５９】
図１７（ｃ）に示す比較例２の様に、共通の可動電極２２ａ、固定電極ダミー１２ｃ、アクチュエータ基板１０を共通電極配線２８ｂで接続せず別々に電圧印可することも可能であるが、共通の可動電極２２ａと固定電極ダミー１２ｃ、固定電極ダミー１２ｃとアクチュエータ基板１０は絶縁膜を介して対向配置されていることから、これらの間には寄生容量が形成された状態になっている。但し、アクチュエータ基板１０が本実施の形態と異なり絶縁体の場合には、固定電極ダミー１２ｃとアクチュエータ基板１０との間の寄生容量は発生しない。
【００６０】
図１８に本実施の形態及び比較例の簡略化した等価回路を示す。Ｃ２３が計測したい容量（疎水剤導入検知部７１の可動電極２２ｂと固定電極１２ｂとの間の容量）である。
【００６１】
図１７（ａ）に示す本実施の形態の場合には、図１８（ａ）に示す様に、測定したい容量Ｃ２３と並列に、液室基板３０と可動電極２２ａとの間の容量（疎水剤導入検知部７１以外の容量）Ｃ１１２と液室基板３０と可動電極２２ｂとの間の容量（疎水剤導入検知部７１の容量）Ｃ１３が直列に接続された寄生容量が接続されているが、容量Ｃ１３を容量Ｃ２３に対し極めて小さくすることで寄生容量を無視することができる。そこで、本実施の形態では、先述の様に液室基板３０の疎水剤導入検知部７１に対向する位置には凹部を形成している。
【００６２】
これに対し、図１７（ｂ）に示す比較例１の様に可動電極側共通とし且つ固定電極側分離とした場合は、図１８（ｂ）に示す様に、測定したい容量Ｃ２３と並列に、疎水剤導入検知部７１の固定電極１２ｂとアクチュエータ基板１０との間の容量Ｃ３３が接続されている。この場合、容量Ｃ３３を容量Ｃ２３に対し極めて小さくできれば寄生容量を無視することができるが、そのためには、基板絶縁膜１１を極めて厚くする必要があり基板絶縁膜１１の成膜及び基板絶縁膜１１をエッチングする工程が長時間になる等、生産上の課題が発生する。
【００６３】
図１７（ｃ）に示す比較例２の様に共通の可動電極２２ａ、固定電極ダミー１２ｃ、アクチュエータ基板１０を共通電極配線２８ｂで接続しない様にすることも可能であるが、このとき、これらをフローティング状態にした場合には、概ね図１８（ｃ）に示す様な等価回路となり、測定したい容量Ｃ２３と並列に、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３からなる合成容量が接続されている。ここで、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ３１、Ｃ３２は何れも、電極面積がＣ３３より極めて大きく、しかも、Ｃ２１、Ｃ２２は絶縁膜(誘電体)の厚さもが薄い（Ｃ３１、Ｃ３２はＣ３３と同じ）ことから、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ３１、Ｃ３２＞＞Ｃ３３であり、これらの合成容量の大きさはＣ３３と大差無く、寄生容量低減の効果は小さい。また、別電源・信号源によりアクチュエータ基板１０をＣ２３の固定電極１２ｂ（疎水剤導入検知部の固定電極）と同じ電位とすることで寄生容量の影響は無くせるが、この場合は、測定系が複雑になるという欠点がある。また、疎水剤導入検知部７１の面積を大きくすることで、Ｃ３３を大きくすれば、相対的に寄生容量の影響を小さくすることは可能であるが、チップ面積が大きくなってしまうという欠点がある。
【００６４】
以上より、本実の形態の様に、アクチュエータ基板１０が導電体または半導体からなる場合は、疎水剤導入検知部７１の可動電極２２ｂは静電型アクチュエータの可動電極２２ｂと電気的に分離し、図１７（ａ）に示す様な結線とすることが寄生容量低減の点から望ましい。
【００６５】
本実施の形態によれば、疎水剤導入検知部７１の振動板２０と固定電極１２ｂとの間の静電容量を測定して振動板撓み量δを測定できるので、安価な測定装置を用い、簡単に振動板撓み量δを測定できる。
【００６６】
第３実施の形態を、図１９〜図２１を参照して説明する。尚、図１９は本実施の形態における図２のＸ３―Ｘ３断面図であり、図２０は本実施の形態における図２のＸ４―Ｘ４断面図であり、図２１は本実施の形態における図２のＹ４―Ｙ４断面図である。
【００６７】
本実施の形態では、図１９及び図２１に示す様に、疎水剤導入検知部５２には振動板接液膜２６を設けていない。また、図２０に示す様に、可動電極配線２８ｃの下（アクチュエータ基板側）及びその周辺に、固定電極ダミー１２ｃ、残存犠牲層１４ｂ、可動電極２２ａを配置していない。また、液室基板３０の可動電極配線２８ｃに対向する位置に凹部を形成していない。
【００６８】
疎水剤導入検知部７１には、インクが触れることが無いので、振動板接液膜２６は不要である。そこで本実施の形態では、疎水剤導入検知部７１には振動板接液膜２６を設けない構成とした。この様な構成とするのには、マスクパターン変更のみで可能であり、製造工程は従来及び第１実施の形態の構成と全く変わらない。また、疎水剤導入検知部７１においては振動板接液膜２６の膜厚ムラを考慮する必要が無くなり、塗布法によって振動板接液膜２６を形成する場合でも、疎水剤導入検知部７１及びその付近の構成物表面の段差を小さくする必要が無くなるため、設計の自由度を増すことができる。
【００６９】
可動電極配線２８ｃの下及びその周辺に、固定電極ダミー１２ｃ、残存犠牲層１４ｂ、可動電極２２ａを配置しない構成とするには、マスクパターン変更のみで可能であり、製造工程は従来及び第１実施の形態の構成と全く変わらない。この様な構成とすることで、（それぞれの層厚みにも依るが通常は）可動電極配線２８ｃは、前記３層を配置しないことにより形成された凹部の中に収まるので、液室基板３０側に凹部を形成しなくても、可動電極配線２８ｃがアクチュエータ基板１０と液室基板３０の接着工程において液室基板３０で擦られて断線することを防止できる。
【００７０】
図２に示す様に、連通路５３の他端部付近に疎水剤導入検知部７１が配置され、可動電極配線２８ｃが加圧液室３３の長手方向に真っ直ぐ引き出されている場合には、液室基板３０に上記凹部を形成するのは簡単（先述の様にマスク変更のみで可能で工程的には全く変更無しで形成可能）であるが、加圧液室３３を異方性エッチングで形成する場合、その特性上、加圧液室３３の短手方向に引き延ばす場合や複雑な形状に対しては対応することが困難である。
【００７１】
本実施の形態によれば、加圧液室３３を異方性エッチングで形成する場合において、疎水剤導入検知部７１や可動電極配線２８ｃの配置の自由度を増すことができる。
【００７２】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において、疎水剤導入不良が検知された場合に、その不良の程度を判断するために、例えば、開放孔５１と疎水剤導入検知部７１との中間地点等に疎水剤導入部５２及び疎水剤導入検知部７１を追加配置しても良い。
【００７３】
図２２に示す様に、連通路５３の一端側及び他端側に大気開放孔５１を設け、各静電型アクチュエータ７３の空隙１４аに疎水剤をより短時間で導入する様にしても良い。この構成では、２つの開放孔５１の何れからも道のりが最も長い、中間地点に配置された静電型アクチュエータ７３（連通路５３の中央部に配置された静電型アクチュエータ７３）と略同じ位置である、連通路５３中央部に疎水剤導入部５２及び疎水剤導入検知部７１を設けた。更に、なんらかの原因でどちらか一方の開放孔５１から疎水剤が導入されなかった場合に備え、連通路５３の両端側にも疎水剤導入検知部７１を配置しても良い。また、図示は省略したが、疎水剤導入不良が検知された場合に、その不良の程度を判断するために、例えば、前記複数の疎水剤導入検知部７１同士の中間地点等に、疎水剤導入部５２及び疎水剤導入検知部７１を追加配置しても良い。
【００７４】
図２３に示す様に、各連通路５３の両端部側に開放孔５１を設けて、各空隙１４ａの両端部から連通路５３を介して、各静電型アクチュエータ７３の空隙に更に短時間で疎水剤導入を可能としても良い。この構成では、連通路５３の両端側の開放孔５１の何れからも道のりが最も長い、中間地点に配置される静電型アクチュエータ７３（各連通路５３の中央部に配置された静電型アクチュエータ７３）と略同じ位置（各連通管５３の中央部）に疎水剤導入部５２及び疎水剤導入検知部７１を設けている。
【００７５】
上述の実施形態では、静電型アクチュエータ７３の振動板２０の対向面と固定電極２２аの対向面の双方に絶縁膜を形成しているが、何れか一方にのみ絶縁膜を形成しても良い。
【００７６】
上述の実施形態では、疎水剤導入検知部７１の振動板２０の対向面と固定電極２２ｂの対向面の双方に絶縁膜を形成しているが、何れか一方にのみ絶縁膜を形成しても良い。
【００７７】
上述の実施形態に係るアクチュエータ基板１０をインク吐出ヘッド９４に設けているが、これに限らず、印刷機械、分析装置及び医療装置等に幅広く用いられるマイクロポンプに設けて、このアクチュエータ基板１０の各振動板を順次駆動させて液体を輸送しても良い。
【００７８】
上述の実施形態に係るアクチュエータ基板１０をインク吐出ヘッド９４に設けているが、これに限らず、電子プレゼンテーションに用いられるデータプロジェクター等の光学デバイスに設けても良い。この場合、アクチュエータ基板１０の各振動板２０とミラーとを一体成形して、ミラーを変形させることにより光の反射角度を変える様にする。
【００７９】
上述の実施形態におけるインク吐出ヘッド９４は、インク流路の向きとノズル孔（吐出口）８の向きが異なるサイドシューター方式であるが、インク流路からノズル孔にかけての形状が直線的であるエッジシューター方式であっても良い。
【００８０】
上述の実施形態では、液体吐出ヘッドとしてインク吐出ヘッドを用いているが、インク吐出ヘッド以外の液体吐出ヘッドとして、例えば、液体レジストを液滴として吐出する液体吐出ヘッド、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する液体吐出ヘッド（スポッタ）などの他の液体吐出ヘッドにも適用することができる。
【００８１】
上述の実施形態では、画像形成装置８１として、プリンターを例に説明しているが、これに限らず、画像読取部を有する複写機や、この複写機と用紙後処置装置との複合機等であっても良い。
【００８２】
上述の実施形態では、インク吐出ヘッド９４を主走査方向に走査して記録を行うシリアル型ヘッド方式を採用しているが、これに代えて、インク吐出ヘッド９４を固定した状態で記録を行うライン型ヘッド方式を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１実施の形態に係るアクチュエータ基板の横断面図を模式的に示した図である。
【図２】第１実施の形態に係るアクチュエータ基板の疎水剤導入部側の横断面図である。
【図３】第１実施の形態に係るアクチュエータ基板の開放孔側の横断面図である。
【図４】第１実施の形態における図２のＸ３―Ｘ３断面図である。
【図５】第１実施の形態における図２のＸ４―Ｘ４断面図である。
【図６】第１実施の形態における図２のＹ４―Ｙ４断面図である。
【図７】図２のＹ５―Ｙ５断面図である。
【図８】図３のＸ１―Ｘ１断面図である。
【図９】図３のＸ２―Ｘ２断面図である。
【図１０】図３のＹ１―Ｙ１断面図である。
【図１１】図３のＹ２―Ｙ２断面図である。
【図１２】図３のＹ３―Ｙ３断面図である。
【図１３】（ａ）はステップ電圧印加時の静電型アクチュエータの動作を示すタイミングチャートであり、疎水剤導入が充分な状態を示している。（ｂ）はステップ電圧印加時の静電型アクチュエータの動作を示すタイミングチャートであり、疎水剤導入が不充分な状態を示している。
【図１４】第１実施の形態に係るインク吐出ヘッドの一部を抜き出して示す分解斜視図である。
【図１５】第１実施の形態に係る画像形成装置の内部構成の概略を示した内部透視図である。
【図１６】第１実施の形態に係る画像形成装置の内部構成を示す縦断面図である。
【図１７】（ａ）は第２実施の形態に係る疎水剤導入検知部付近の縦断面図であり、（ｂ）は比較例１に係る疎水剤導入検知部付近の縦断面図であり、（ｃ）は比較例２に係る疎水剤導入検知部付近の縦断面図である。
【図１８】（ａ）は第２実施の形態に係る疎水剤導入検知部における静電容量測定時の等価回路図であり、（ｂ）は比較例１に係る疎水剤導入検知部における静電容量測定時の等価回路図であり、（ｃ）は比較例２に係る疎水剤導入検知部における静電容量測定時の等価回路図である。
【図１９】第３実施の形態における図２のＸ３―Ｘ３断面図である。
【図２０】第３実施の形態における図２のＸ４―Ｘ４断面図である。
【図２１】第３実施の形態における図２のＹ４―Ｙ４断面図である。
【図２２】変形例に係るアクチュエータ基板の横断面図を模式的に示した図である。
【図２３】変形例に係るアクチュエータ基板の横断面図を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０        アクチュエータ基板（アクチュエータ装置）
１２а      静電型アクチュエータの固定電極
１２ｂ      疎水剤導入検知部の固定電極
１３        固定電極側絶縁膜（絶縁膜）
１４а      空隙
２０        振動板
２１        可動電極側絶縁膜（絶縁膜）
３３        加圧液室（液室）
４１        ノズル孔（ノズル）
５１        開放孔（疎水剤供給部）
５２        疎水剤導入部
５３        連通路
７１        疎水剤導入検知部
７３        静電型アクチュエータ
８１        画像形成装置
８３        用紙（記録媒体）
９４        インク吐出ヘッド（液体吐出ヘッド）
【図１】
2010058475.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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