(57)【要約】【課題】  圧電素子の破壊を長期間に亘って確実に防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに液体噴射ヘッドの換気方法を提供する。【解決手段】  保護基板３０の圧電素子保持部３１と外部とを連通し、外部からの気流によって開放可能に設けられた第１の封止部材１００によって封止される給気孔１５と、圧電素子保持部３１側からの気流によって開放可能に設けられた第２の封止部材１１０によって封止される排気孔１６とを少なくとも一つずつ設ける。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合され当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板とを具備する液体噴射ヘッドであって、
前記圧電素子保持部と外部とを連通し、外部からの気流によって開放可能に設けられた第１の封止部材によって封止される給気孔と、前記圧電素子保持部側からの気流によって開放可能に設けられた第２の封止部材によって封止される排気孔とを少なくとも一つずつ有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、前記給気孔及び前記排気孔が前記保護基板に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１において、前記給気孔及び前記排気孔が前記流路形成基板を厚さ方向に貫通して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項３において、前記給気孔及び前記排気孔が、前記圧力発生室が並設された列の両端部外側にそれぞれ設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項４において、前記流路形成基板の前記保護基板とは反対側の面には、前記ノズル開口が穿設されたノズルプレートが接合され、前記給気孔及び前記排気孔が前記流路形成基板及び前記ノズルプレートを貫通して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記第１及び第２の封止部材が、弾性部材からなることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項７】
液滴を吐出するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合され当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板とを具備する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドは、前記圧電素子保持部と外部とを連通し、外部からの気流によって開放可能に設けられた第１の封止部材によって封止される給気孔と、前記圧電素子保持部側からの気流によって開放可能に設けられた第２の封止部材によって封止される排気孔とを少なくとも一つずつ有し、且つ前記給気孔に接続される給気孔キャップと該給気孔キャップに乾燥気体を供給する供給手段とを有する給気手段を少なくとも有し前記圧電素子保持部内を換気する換気手段を具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項８】
請求項７において、前記換気手段が、前記排気孔に接続される排気孔キャップと該排気孔キャップ内を吸引する吸引手段とを有する排気手段をさらに有することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項９】
請求項７において、前記供給手段が空気を供給すると共に、当該供給手段と前記給気孔キャップとの間に吸湿部材が設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記液体噴射ヘッドは、前記流路形成基板の前記保護基板とは反対側の面に、前記ノズル開口が穿設されたノズルプレートが接合されると共に前記給気孔及び前記排気孔が前記流路形成基板及び前記ノズルプレートを貫通して設けられており、且つ前記ノズルプレートに接続されるキャップ部材と該キャップ部材内を吸引するノズル吸引手段とを有するキャッピング手段とを具備し、前記ノズル吸引手段が、前記吸引手段を兼ねていることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記給気孔キャップと前記排気孔キャップと前記ノズルキャップとが一体的に形成されていることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１の何れかにおいて、前記液体噴射ヘッドの前記圧電素子保持部内の湿度を検出する検出手段を具備し、前記換気手段が、前記検出手段の検出結果に基づいて前記圧電素子保持部内を換気することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１３】
液滴を吐出するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板とを具備すると共に、前記圧電素子保持部と外部とを連通し、外部からの気流によって開放可能に設けられた第１の封止部材によって封止される給気孔と、前記圧電素子保持部側からの気流によって開放可能に設けられた第２の封止部材によって封止される排気孔とを少なくとも一つずつ有する液体噴射ヘッドの換気方法であって、
所定のタイミングで、前記給気孔を介して乾燥気体を当該圧電素子保持部内に供給すると共に、前記排気孔を介して圧電素子保持部内の気体を排気することにより当該圧電素子保持部内の換気を行うことを特徴とする液体噴射ヘッドの換気方法。
【請求項１４】
請求項１３において、前記圧電素子保持部内に乾燥気体を供給すると共に、当該圧電素子保持部に連通して前記排気孔を介して前記圧電素子保持部内を吸引することを特徴とする液体噴射ヘッドの換気方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４において、前記圧電素子保持部内の湿度を検出する検出手段を設け、該検出手段が、前記圧電素子保持部内が所定湿度以上になったことを検出した場合に当該圧電素子保持部内の換気を実行することを特徴とする液体噴射ヘッドの換気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板の表面に圧電素子を形成して、圧電素子の変位により液滴を吐出させる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに液体噴射ヘッドの換気方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッド、例えば、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したもの等が実用化されている。
【０００３】
前者は圧電素子の端面を振動板に当接させることにより圧力発生室の容積を変化させることができて、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。
【０００４】
これに対して後者は、圧電材料のグリーンシートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作り付けることができるものの、たわみ振動を利用する関係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困難であるという問題がある。
【０００５】
一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消すべく、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものがある。また、このような圧電素子は、例えば、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題がある。この問題を解決するために、圧力発生室が形成される流路形成基板に、圧電素子保持部を有する封止基板（リザーバ形成基板）を接合し、この圧電素子保持部内に圧電素子を密封するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、このように圧電素子を密封しても、例えば、封止基板と流路形成基板との接着部分から圧電素子保持部内に水分が入り込むこと等により、圧電素子保持部内の湿気が徐々に上昇し、最終的にはこの湿気により圧電素子が破壊されてしまうという問題がある。なお、このような問題は、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、勿論、インク以外の液滴を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１３６７３４号公報（第１図、第２図、第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、圧電素子の破壊を長期間に亘って確実に防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに液体噴射ヘッドの換気方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液滴を吐出するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合され当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板とを具備する液体噴射ヘッドであって、前記圧電素子保持部と外部とを連通し、外部からの気流によって開放可能に設けられた第１の封止部材によって封止される給気孔と、前記圧電素子保持部側からの気流によって開放可能に設けられた第２の封止部材によって封止される排気孔とを少なくとも一つずつ有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、給気孔から圧電素子保持部内に乾燥気体を供給することができると共に、排気孔を介して圧電素子保持部内に存在する気体を排出することができる。すなわち、これら給気孔及び排気孔を設けることで圧電素子保持部内の換気を行うことができ、圧電素子保持部内を常に低湿度に維持することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記給気孔及び前記排気孔が前記保護基板に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、圧電素子保持部の形成等と同時に、給気孔及び排気孔を比較的容易に形成できる。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記給気孔及び前記排気孔が前記流路形成基板を厚さ方向に貫通して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、圧力発生室等を形成する際に、給気孔及び排気孔を比較的容易に形成できる。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記給気孔及び前記排気孔が、前記圧力発生室が並設された列の両端部外側にそれぞれ設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、給気孔と排気孔との距離が長くなるため、圧電素子保持部内を効率的に換気することができる。
【００１３】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記流路形成基板の前記保護基板とは反対側の面には、前記ノズル開口が穿設されたノズルプレートが接合され、前記給気孔及び前記排気孔が前記流路形成基板及び前記ノズルプレートを貫通して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、ノズルプレート側から圧電素子保持部内への給気及び排気を行うことができるため、圧電素子保持部内の換気を比較的容易に行うことができる。
【００１４】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記第１及び第２の封止部材が、弾性部材からなることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第６の態様では、気流を制御することで、給気孔及び排気孔の開閉を容易且つ確実に制御できる。
【００１５】
本発明の第７の態様は、液滴を吐出するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合され当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板とを具備する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置であって、前記液体噴射ヘッドは、前記圧電素子保持部と外部とを連通し、外部からの気流によって開放可能に設けられた第１の封止部材によって封止される給気孔と、前記圧電素子保持部側からの気流によって開放可能に設けられた第２の封止部材によって封止される排気孔とを少なくとも一つずつ有し、且つ前記給気孔に接続される給気孔キャップと該給気孔キャップに乾燥気体を供給する供給手段とを有する給気手段を少なくとも有し前記圧電素子保持部内を換気する換気手段を具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第７の態様では、換気手段によって圧電素子保持部内を所望のタイミングで換気することができるため、圧電素子保持部内を常に低湿度に維持することができる。
【００１６】
本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記換気手段が、前記排気孔に接続される排気孔キャップと該排気孔キャップ内を吸引する吸引手段とを有する排気手段をさらに有することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第８の態様では、排気孔を介して圧電素子保持部内を吸引することで、圧電素子保持部内を比較的容易且つ短時間で換気することができる。
【００１７】
本発明の第９の態様は、第７の態様において、前記供給手段が空気を供給すると共に、当該供給手段と前記給気孔キャップとの間に吸湿部材が設けられていることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第９の態様では、吸湿部材を介して空気を供給することで、乾燥した空気を容易に得ることができる。
【００１８】
本発明の第１０の態様は、第９の態様において、前記液体噴射ヘッドは、前記流路形成基板の前記保護基板とは反対側の面に、前記ノズル開口が穿設されたノズルプレートが接合されると共に前記給気孔及び前記排気孔が前記流路形成基板及び前記ノズルプレートを貫通して設けられており、且つ前記ノズルプレートに接続されるキャップ部材と該キャップ部材内を吸引するノズル吸引手段とを有するキャッピング手段とを具備し、前記ノズル吸引手段が、前記吸引手段を兼ねていることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第１０の態様では、圧電素子保持部内を確実に吸引することができると共に、圧電素子保持部内の換気を低コストで実現することができる。
【００１９】
本発明の第１１の態様は、第１０の態様において、前記給気孔キャップと前記排気孔キャップと前記ノズルキャップとが一体的に形成されていることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第１１の態様では、給気孔キャップ及び排気孔キャップを低コストで形成でき、且つ装置の大型化が抑えられる。
【００２０】
本発明の第１２の態様は、第７〜１１の何れかの態様において、前記液体噴射ヘッドの前記圧電素子保持部内の湿度を検出する検出手段を具備し、前記換気手段が、前記検出手段の検出結果に基づいて前記圧電素子保持部内を換気することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第１２の態様では、圧電素子保持部内を常に所望の湿度に維持することができ、且つ無駄な換気を行う必要がなくなる。
【００２１】
本発明の第１３の態様は、液滴を吐出するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板とを具備すると共に、前記圧電素子保持部と外部とを連通し、外部からの気流によって開放可能に設けられた第１の封止部材によって封止される給気孔と、前記圧電素子保持部側からの気流によって開放可能に設けられた第２の封止部材によって封止される排気孔とを少なくとも一つずつ有する液体噴射ヘッドの換気方法であって、所定のタイミングで、前記給気孔を介して乾燥気体を当該圧電素子保持部内に供給すると共に、前記排気孔を介して圧電素子保持部内の気体を排気することにより当該圧電素子保持部内の換気を行うことを特徴とする液体噴射ヘッドの換気方法にある。
かかる第１３の態様では、圧電素子保持部内が常に低湿度に維持され、湿度に起因する圧電素子の破壊が確実に防止される。
【００２２】
本発明の第１４の態様は、第１３の態様において、前記圧電素子保持部内に乾燥気体を供給すると共に、当該圧電素子保持部に連通して前記排気孔を介して前記圧電素子保持部内を吸引することを特徴とする液体噴射ヘッドの換気方法にある。
かかる第１４の態様では、圧電素子保持部内を効率的に短時間で換気することができる。
【００２３】
本発明の第１５の態様は、第１３又は１４の態様において、前記圧電素子保持部内の湿度を検出する検出手段を設け、該検出手段が、前記圧電素子保持部内が所定湿度以上になったことを検出した場合に当該圧電素子保持部内の換気を実行することを特徴とする液体噴射ヘッドの換気方法にある。
かかる第１５の態様では、無駄な換気を行うことなく、圧電素子保持部内を常に低湿度に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図であり、図３は、図２のＢ−Ｂ’断面図である。図示するように、インクジェット式記録ヘッド１を構成する流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）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り形成した二酸化シリコンからなる、厚さ１〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅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の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭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。
【００２５】
また、図３に示すように、流路形成基板１０の圧力発生室１２の列の両端部外側には、後述する保護基板の圧電素子保持部に連通する給気孔１５及び排気孔１６が、流路形成基板１０を厚さ方向に貫通してそれぞれ一つずつ設けられている。なお、これら給気孔１５及び排気孔１６については、詳しくは後述する。
また、流路形成基板１０の開口面側には、二酸化シリコンからなる絶縁膜５１を介して、各圧力発生室１２のインク供給路１５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を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。
【００２６】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、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、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、白金及びイリジウムからなり厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、チタン酸ジルコン酸鉛からなり厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、イリジウムからなり厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、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という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子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、各圧力発生室毎に圧電体能動部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圧電アクチュエータと称する。なお、このような各圧電素子３００には、例えば、金（Ａｕ）等からなり、上電極膜８０から圧力発生室１２の外側まで引き出されるリード電極９０が設けられている。そして、詳しく後述するが、このリード電極９０を介して駆動ＩＣと圧電素子３００の上電極膜８０とが接続されている。
【００２７】
また、このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０の面には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間である圧電素子保持部３１を有し、保護基板３０が接着剤３５を介して接合されており、圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。
【００２８】
ここで、上述したように、流路形成基板１０には、圧電素子保持部３１に連通する給気孔１５及び排気孔１６が設けられている。そして、この給気孔１５は、外部からの気流によって開放可能に設けられた第１の封止部材１００によって封止されている。また、排気孔１６は、圧電素子保持部３１側からの気流によって開放可能に設けられた第２の封止部材１１０によって封止されている。
【００２９】
本実施形態では、給気孔１５及び排気孔１６は、流路形成基板１０と共に、弾性膜５０及び下電極膜６０並びにノズルプレート２０を貫通して設けられている。なお、このような給気孔１５及び排気孔１６の大きさ及び数は、特に限定されず、適宜決定されればよい。
【００３０】
また、本実施形態では、ノズルプレート２０に形成された排気孔１６を構成する貫通孔２２は、排気孔１６の他の部分よりも大きい内径で形成されており、流路形成基板１０の表面が露出されている。そして、第１の封止部材１００は、給気孔１５の圧電素子保持部３１側の開口部、すなわち、下電極膜６０上に接着固定されている。また、第２の封止部材１１０は、排気孔１６のノズルプレート２０側の開口部、具体的には、ノズルプレート２０に設けられた貫通孔２２内に露出された流路形成基板１０の表面に接着固定されている。
【００３１】
これら第１及び第２の封止部材１００，１１０は、具体的には、給気孔１５又は排気孔１６の開口周縁部の一部に接着固定されている。したがって、第１の封止部材１００はこの固定部分を支点として保護基板３０側に、また第２の封止部材１１０は固定部分を支点としてノズルプレート２０側にそれぞれ弾性変形可能となっている。そして、通常は、給気孔１５が第１の封止部材１００によって封止されると共に排気孔１６が第２の封止部材１１０によって封止され、圧電素子３００は圧電素子保持部３１内に保護された状態となっている。
なお、このような第１及び第２の封止部材１００，１１０の材料は、弾性変形可能な材料であれば、特に限定されないが、弾性部材、例えば、エラストマー等を用いるのが好ましい。
【００３２】
また、圧電素子保持部３１を有する保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１２０を構成している。
【００３３】
さらに、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２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、上述したように、この貫通孔３３内に下電極膜６０及びリード電極９０の端部が露出されている。そして、図示しないが、これら下電極膜６０及びリード電極９０は、貫通孔３３内に延設される接続配線によって圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ等に接続される。
なお、このような保護基板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より好ましく、本実施形態では、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た。
【００３４】
また、保護基板３０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１２０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１２０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。
【００３５】
このような構成のインクジェット式記録ヘッド１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１２０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、図示しない駆動ＩＣ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、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３６】
そして、インクジェット式記録ヘッド１（以下、記録ヘッド）は、インクジェット式記録装置に搭載される。図４は、インクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図であり、図５は、インクジェット式記録装置の内部構造を示す図である。図４及び図５に示すように、インクジェット式記録装置２００は、インク滴を吐出する記録ヘッド１がキャリッジ２０１に固定され、このキャリッジ２０１には、ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー等の複数の異なる色のインクが貯留されたインクカートリッジ２０２が着脱可能に搭載されている。
【００３７】
このようなインクカートリッジ２０２が搭載されたキャリッジ２０１は、装置本体２０３に取り付けられたキャリッジ軸２０４に軸方向移動自在に設けられている。そして、駆動モータ２０５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２０６を介してキャリッジ２０１に伝達されることで、キャリッジ２０１はキャリッジ軸２０４に沿って移動される。一方、装置本体２０３にはキャリッジ軸２０４に沿ってプラテン２０７が設けられており、図示しない給紙装置などにより給紙された紙等の被記録媒体Ｓがプラテン２０７上を搬送されるようになっている。
【００３８】
また、キャリッジ２０２のホームポジションに対応する位置、すなわち、キャリッジ軸２０４の一方の端部近傍には、記録ヘッド１のノズル開口２１を封止するキャップ部材２０８を有するキャッピング装置２０９が設けられている。そして、キャップ部材２０８によってノズル開口２１を封止することにより、インクの乾燥を防止している。また、キャップ部材２０８は、フラッシング動作時のインク受けとしても機能する。さらに、キャップ部材２０８には、チューブポンプ等で構成されるノズル吸引装置２１０が接続されている。そして、所定のタイミングで、ノズル吸引装置２１０によってキャップ部材２０８内を吸引してノズル開口２１からインク等を強制的に排出させるノズル吸引動作を実行することにより、ノズル詰まり等による吐出不良の発生を防止している。
【００３９】
また、本実施形態のインクジェット式記録装置２００では、キャッピング装置２０９と共に記録ヘッド１の圧電素子保持部３１内の換気を行うための換気装置２２０が設けられている。この換気装置２２０は、給気孔１５を介して圧電素子保持部３１内に乾燥空気を供給する給気装置２３０と、排気孔１６を介して圧電素子保持部３１内に存在する空気を吸引して排出させる排気装置２４０とを有する。
【００４０】
給気装置２３０は、具体的には、図６に示すように、給気孔１５を封止する給気孔キャップ２３１と、この給気孔キャップ２３１に接続される、例えば、コンプレッサ等の供給装置２３２と、供給装置２３２と給気孔キャップ２３１との間に設けられる乾燥部材２３３とで構成される。すなわち、本実施形態では、供給装置２３２によって供給された空気が、乾燥部材２３３を通過することで湿度の低下した乾燥空気となって、給気孔キャップ２３１内に供給される。なお、乾燥部材２３３の材料は、通過した空気の湿度を低下させることができるものであればよく、例えば、シリカゲル、酸化カルシウム、塩化カルシウム等が挙げられる。一方、排気装置２４０は、排気孔１６を封止する排気孔キャップ２４１と、排気孔キャップ２４１に接続されて排気孔キャップ２４１内を吸引する吸気装置２４２とで構成される。
【００４１】
ここで、本実施形態では、給気孔キャップ２３１及び排気孔キャップ２４１は上述したキャップ部材２０８と一体的に設けられている。勿論、これら給気孔キャップ２３１、排気孔キャップ２４１及びキャップ部材２０８は、それぞれ独立して設けられていてもよい。また、ノズル吸引装置２１０が、排気装置２４０の吸気装置２４２を兼ねている。すなわち、図６に示すように、吸気装置２４２は、キャップ部材２０８と第１の開閉弁２４３を介して接続されると共に、第２の開閉弁２４４を介して排気孔キャップ２４１に接続されている。そして、これらの第１及び第２の開閉弁２４３，２４４を制御することで、キャップ部材２０８内と排気孔キャップ２４１内とをそれぞれ選択的に吸引できるようになっている。
【００４２】
以下、このような換気装置２２０を用いた記録ヘッド１の換気方法、具体的には、圧電素子保持部３１内の換気手順について説明する。なお、圧電素子保持部３１内の換気は、所定のタイミング、例えば、本実施形態では、ノズル吸引動作後に実行するようにしている。
具体的には、キャッピング装置２０９によってノズル吸引動作を実行する際、キャップ部材２０８によってノズル開口２１が封止される。また、キャップ部材２０８と一体的に設けられた給気孔キャップ２３１によって給気孔１５が封止されると共に排気孔キャップ２４１によって排気孔１６が封止され、この状態でノズル吸引動作が実行される。なお、このとき、第１の開閉弁２４３が開放され、且つ第２の開閉弁２４４は閉じられている。そして、ノズル吸引動作が終了すると、供給装置２３２が作動し給気孔キャップ２３１内への乾燥空気の供給が開始され、また同時に、第１の開放弁２４３が閉じられると共に第２の開閉弁２４４が開放されて排気孔キャップ２４１内の吸引が開始される。
【００４３】
ここで、本実施形態では、上述したように給気孔キャップ２３１と供給装置２３２との間に乾燥部材２３３が設けられ、供給装置２３２から供給される空気がこの乾燥部材２３３を通過することで、低湿度、好ましくは湿度４０％以下の乾燥空気が給気孔キャップ２３１内に供給される。
そして、図７に示すように、給気孔キャップ２３１内に供給された乾燥空気は給気孔１５内に流れ込み、この乾燥空気の気流によって第１の封止部材１００が変形して給気孔１５と圧電素子保持部３１とが連通して、乾燥空気は圧電素子保持部３１内に導入される。さらに、圧電素子保持部３１内に乾燥空気が導入されると、圧電素子保持部３１内に存在している湿度の上昇した高湿空気は、排気孔１６内に流れ込む。そして、排気孔１６内に流れ込んだ高湿空気の気流によって第２の封止部材１１０が変形して排気孔１６と排気孔キャップ２４１とが連通し、圧電素子保持部３１内に存在していた高湿空気は排気孔キャップ２４１内に排出される。
【００４４】
また、本実施形態では、上述したように供給装置２３２から給気孔キャップ２３１内に乾燥空気が供給されるのと同時に、吸気装置２４２によって排気孔キャップ２４１内を吸引している。すなわち、排気孔キャップ２４１内を吸引し、排気孔１６を介して圧電素子保持部３１内が吸引されることによっても、圧電素子保持部３１内に存在する高湿空気は排出キャップ２４１内へ排出される。これにより、圧電素子保持部３１内は換気されて、圧電素子保持部３１内は所定湿度以下の乾燥空気が充填される。そして、圧電素子保持部３１内に乾燥空気が充填された時点で、供給装置２３２及び吸気装置２４２が停止すると、気流によって変形していた第１及び第２の封止部材１００，１１０が元の形に戻り、圧電素子保持部３１は再び外部環境に影響されない完全な保護状態となる（図６参照）。
【００４５】
以上説明したように、圧電素子保持部３１内に乾燥空気を供給すると共に、圧電素子保持部３１内を吸引することで、圧電素子保持部３１内を比較的容易に換気することができる。そして、このような圧電素子保持部３１内の換気を所定のタイミングで行うようにすれば、圧電素子保持部３１内を常に低湿度に維持することができ、圧電素子３００の湿度に起因する破壊を確実に防止することができる。
【００４６】
なお、上述したようにノズル吸引装置２１０が、換気装置を構成する吸気装置２４２を兼ねている。そして、このノズル吸引装置２１０（吸引装置２４２）のノズル吸引動作時の吸引量は、圧電素子保持部３１の体積の約１００〜１０００倍程度である。したがって、圧電素子保持部３１内を換気する際に、圧電素子保持部３１内に乾燥空気を供給すると共に、圧電素子保持部３１内をこの吸引装置２４２によって吸引することで、極めて短時間で圧電素子保持部３１内を換気することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、ノズル吸引動作後に圧電素子保持部３１の換気を行うようにしたが、換気のタイミングは特に限定されるものではない。例えば、圧電素子保持部３１内の湿度を検出する湿度センサ等の検出手段を当該圧電素子保持部内３１に設けておき、この検出手段の検出結果に基づいて圧電素子保持部３１の換気を行うようにしてもよい。具体的には、検出手段が圧電素子保持部３１内の湿度をモニタリングするようにしておき、圧電素子保持部３１内が所定湿度以上となった場合に、換気装置２２０を作動させて圧電素子保持部３１内の換気を行うようにしてもよい。また、検出手段によって検出される湿度の高低に応じて、換気の時間を調整できるようにしても良く、また、湿度の高低に応じて、所定時間供給される乾燥空気の供給量を高湿度下では多く、比較的低湿度下では少なく供給するように調整できるようにしても良い。これにより、圧電素子保持部３１内を常に所望の湿度範囲に維持することができ、また無駄なく効率的な換気を行うことができる。
【００４８】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態の式記録ヘッド１では、給気孔１５及び排気孔１６が、流路形成基板１０に設けられているが、これに限定されず、例えば、図８に示すように、勿論、圧電素子保持部３１が形成された保護基板３０に給気孔１５Ａ及び排気孔１６Ａを設けるようにしてもよい。この場合には、インクジェット記録装置に、キャッピング装置とは別に、圧電素子保持部３１内を換気する換気装置を設けておけば、上述した実施形態と同様に、圧電素子保持部３１内を容易に換気することができる。
【００４９】
また、上述した実施形態では、供給装置２３２によって圧電素子保持部３１内に乾燥空気を導入すると共に、吸気装置２４２によって圧電素子保持部３１内を吸引することで圧電素子保持部３１内を換気するようにしたが、勿論、供給装置２３２によって圧電素子保持部３１内に乾燥空気を導入することのみで圧電素子保持部３１内を換気することもできる。
【００５０】
さらに、上述した実施形態では、圧電素子保持部３１内に所定湿度以下の乾燥した空気（乾燥空気）を供給するようにしたが、勿論、空気以外の乾燥気体を圧電素子保持部３１内に供給するようにしてもよい。何れにしても、圧電素子保持部３１内を所定のタイミングで換気することにより、常に圧電素子の寿命、機能等に影響を与えない程度の低湿度に維持することができ、湿度に起因する圧電素子３００の破壊を防止することができる。
【００５１】
なお、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの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もの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（面発光ディスプレー）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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。
【図５】実施形態１に係る記録装置の内部構造を示す図である。
【図６】実施形態１に係る記録装置の換気装置を説明する概略図である。
【図７】実施形態１に係る記録装置の換気装置を説明する概略図である。
【図８】他の実施形態に係る記録ヘッドの断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １５  給気孔、  １６  排気孔、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ４０  コンプライアンス基板、  ５０  弾性膜、  ５５  絶縁体膜、  ６０  下電極膜、  ７０  圧電体膜、  ８０  上電極膜、  １００  第１の封止部材、  １１０  第２の封止部材、  ３００  圧電素子
【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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