JP2019193910A - 精密機器及びこれに用いる吸湿剤、並びに吸湿剤の製造方法及び精密機器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができ、発塵性の問題も解消できる乾燥剤を用いた精密機器、及びこれに用いられる吸湿剤、並びに吸湿剤の製造方法及び精密機器の製造方法を提供する。【解決手段】内部空間に吸湿剤を具備し、前記吸湿剤は、表面が耐水性を有する固形物である精密機器。または、表面に耐水性処理が施された吸湿剤。または、固形吸湿剤本体の表面に耐水性処理を施す工程と、不純物を含まない水系溶媒で洗浄する洗浄工程と、前記水系溶媒を乾燥する乾燥工程とを具備することを特徴とする吸湿剤の製造方法。または、表面に耐水性処理が施された吸湿剤を不純物を含まない水系溶媒で洗浄する洗浄工程と、前記水系溶媒を乾燥する乾燥工程と、乾燥した吸湿剤を精密機械内に設置する工程とを具備することを特徴とする精密機器の製造方法。【選択図】図２

Description

本発明は、精密機器及びこれに用いる吸湿剤、並びに吸湿剤の製造方法及び精密機器の製造方法に関する。

インクなどの液体が充填される圧力室の圧力を、圧電素子などの駆動素子で変動することによって液体を吐出する複数の液体吐出部を備える液体吐出ヘッドでは、駆動素子を湿気から保護するため、駆動素子が収容される空間は封止される。例えば特許文献１では、駆動素子の収容空間を形成する基板に、接着剤などで封止板を接合して駆動素子の収容空間を封止する。このような接合の際にはみ出した接着剤は、接着剤逃げ空部に収容される。ところが、接着剤逃げ空部は大気に連通するので、接着剤逃げ空部から駆動素子の収容空間に湿気が入り込む虞がある。そこで、特許文献１では、接着剤逃げ空部から駆動素子の収容空間に湿気が入り込まないように、接着剤逃げ空部の大気連通路を塞ぐことによって湿気を遮断する。

特開２０１６−０００５００公報

しかしながら、特許文献１のように駆動素子の収容空間に連通する大気連通路を塞いでしまうと、駆動素子の収容空間は密閉空間となるから、駆動素子の駆動による圧力室の振動が駆動素子の収容空間に伝播して、駆動素子の収容空間にも圧力変動が生じてしまう。各圧力室も駆動素子の収容空間の圧力変動の影響を受けるので、駆動素子の収容空間の圧力変動によって吐出特性が変わってしまう虞がある。また駆動させる駆動素子の数によって駆動素子の収容空間の圧力変動も変わり圧力変動差に差異が生じてしまうので、駆動させる駆動素子の数によって吐出特性が変わってしまう虞もある。

そこで、駆動素子の収容空間に入り込む湿気を吸収する乾燥剤を導入することを考えると、例えば、市販の袋状乾燥剤を設置するにはある程度の空間が必要であり、装置の小型化の障害になるという問題がある。また、市販の乾燥剤は発塵性を有し、且つ製造段階での付着ダストも洗浄等で除去できないので、吐出障害の原因になるという虞がある。

このような湿気対策に関する問題は、液体吐出ヘッドや液体吐出装置に限定されず、電子機器やＭＥＭＳデバイスなどの精密機器についても存在し、乾燥剤を使用する際の問題も同様に存在する。

例えば、精密機器は近年の高性能化に伴い、結露対策や内部の高性能素子の長寿命化のために、機器内部の低湿度化や、内部湿度変化を緩やかにしたいという要望が増えている。また、例えば、内視鏡などの光学レンズを内蔵した精密機器では、使用環境温度の急激な変化による結露が問題となっている。

また、産業用ロボット、民生用ロボットでは、駆動アクチュエーターやセンシング用アクチュエーターが、結露及び多湿化の影響を受けて性能劣化や寿命劣化を引き起こす虞があった。
さらに、液晶パネル及び有機ＥＬパネルを搭載した調理機器においても、調理中に放出される湿気がパネル表示部分を曇らせるなどの課題があった。

以上の事情を考慮して、本発明は、小型化を図ることができ、発塵性の問題も解消できる吸湿剤を用いた精密機器、及びこれに用いられる吸湿剤、並びに吸湿剤の製造方法及び精密機器の製造方法を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様は、内部空間に吸湿剤を具備し、前記吸湿剤は、表面が耐水性を有する固形物であることを特徴とする精密機器にある。

また、本発明の好適な他の態様は、表面に耐水性処理が施されたことを特徴とする吸湿剤にある。

また、本発明の好適な他の態様は、固形吸湿剤本体の表面に耐水性処理を施す工程と、不純物を含まない水系溶媒で洗浄する洗浄工程と、前記水系溶媒を乾燥する乾燥工程とを具備することを特徴とする吸湿剤の製造方法にある。

また、本発明の好適な他の態様は、表面に耐水性処理が施された吸湿剤を不純物を含まない水系溶媒で洗浄する洗浄工程と、前記水系溶媒を乾燥する乾燥工程と、乾燥した吸湿剤を精密機械内に設置する工程とを具備することを特徴とする精密機器の製造方法にある。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置の構成図。 図１に示す液体吐出ヘッドのＩＩ−ＩＩ断面図。 図２に示す液体吐出部のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。 本実施形態の液体吐出ヘッドの作用説明図。 本実施形態の液体吐出ヘッドの作用説明図。 第１実施形態の変形例に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図。 第１実施形態の吸湿剤の斜視図。 第１実施形態の吸湿剤の部分断面図。 第１実施形態の吸湿剤のコート層を設ける前の部分断面図。 第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図。

以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。なお、下記実施形態は、精密機器の一例としての液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関するものである。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置１０の部分的な構成図である。第１実施形態の液体吐出装置１０は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の媒体１１に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。図１に示す液体吐出装置１０は、制御装置１２と搬送機構１５とキャリッジ１８と液体吐出ヘッド２０とを具備する。液体吐出装置１０にはインクを貯留する液体容器１４が装着される。

液体容器１４は、液体吐出装置１０の本体に着脱可能な箱状の容器からなるインクタンクタイプのカートリッジである。なお、液体容器１４は、箱状の容器に限られず、袋状の容器からなるインクパックタイプのカートリッジであってもよい。液体容器１４には、インクが貯留される。インクは、黒色インクであってもよく、カラーインクであってもよい。液体容器１４に貯留されるインクは、液体吐出ヘッド２０に圧送される。

制御装置１２は、液体吐出装置１０の各要素を統括的に制御する。搬送機構１５は、制御装置１２による制御のもとで媒体１１をＹ方向に搬送する。液体吐出ヘッド２０は、液体容器１４から供給されるインクを制御装置１２による制御のもとで複数のノズルＮの各々から媒体１１に吐出する。

液体吐出ヘッド２０はキャリッジ１８に搭載される。図１では、キャリッジ１８に１つの液体吐出ヘッド２０を搭載した場合を例示したが、これに限られず、キャリッジ１８に複数の液体吐出ヘッド２０を搭載してもよい。制御装置１２は、Ｙ方向に交差（図１では直交）するＸ方向にキャリッジ１８を往復させる。媒体１１の搬送とキャリッジ１８の往復との反復に並行して液体吐出ヘッド２０が媒体１１にインクを吐出することで媒体１１の表面に所望の画像が形成される。なお、キャリッジ１８には、複数の液体吐出ヘッド２０を搭載してもよい。

液体吐出ヘッド２０には、液体吐出部７０が装着される。液体吐出部７０には、ノズル列が配置されている。ノズル列は、Ｙ方向に沿って直線状に配列された複数のノズルＮの集合である。各ノズルＮからは、液体容器１４から供給されるインクが吐出される。各ノズル列のノズルＮは、液体吐出ヘッド２０の吐出面２２（媒体１１との対向面）に形成される。なお、液体吐出部７０やノズル列の数や配列は例示したものに限られない。例えば液体吐出ヘッド２０の吐出面２２に、複数のノズル列を千鳥状またはスタガ状に配列することも可能である。Ｘ−Ｙ平面（媒体１１の表面に平行な平面）に垂直な方向をＺ方向と表記する。

図２は、図１に示す液体吐出ヘッド２０のＩＩ−ＩＩ断面図である。図２に示すように、液体吐出ヘッド２０は、液体吐出部７０とケース部材３０とを備える。液体吐出部７０は、ケース部材３０に収容される。具体的には、ケース部材３０のＺ方向の正側（図２の下方）に開口部３１が形成され、開口部３１から吐出面２２が露出するように液体吐出部７０がケース部材３０に固定される。液体吐出部７０は、各ノズルＮに対応する吐出部７０２を備える。

図３は、任意の１個の吐出部７０２に着目した液体吐出部７０の断面図である。図３に示す液体吐出部７０は、流路基板７１の一方側に圧力室基板７２と振動板７３と圧電素子７４と支持体７５とが配置されるとともに他方側にノズル板７６が配置された構造体である。流路基板７１と圧力室基板７２とノズル板７６とは例えばシリコンの平板材で形成され、支持体７５は例えば樹脂材料の射出成形で形成される。圧力室基板７２を構成する部材の一部を薄くして振動板７３として機能させる場合のように、圧力室基板７２と振動板７３とが一体的に設けられてもよい。複数のノズルＮはノズル板７６に形成される。図３の構成では、ノズル板７６のうち媒体１１に対向する面が、液体吐出ヘッド２０の吐出面２２を構成する。

流路基板７１には、開口部７１２と分岐流路７１４と連通流路７１６とが形成される。分岐流路７１４および連通流路７１６はノズルＮごとに形成された貫通孔であり、開口部７１２は複数のノズルＮにわたり連続する開口である。支持体７５に形成された収容部７５２（凹部）と流路基板７１の開口部７１２とを相互に連通させた空間は、支持体７５の導入流路７５４を介して液体容器１４から供給されるインクを貯留する共通液室ＳＲ（リザーバー）として機能する。

圧力室基板７２には開口部７２２がノズルＮごとに形成される。振動板７３は、圧力室基板７２のうち流路基板７１とは反対側の表面に設置された弾性変形可能な平板材である。圧力室基板７２の各開口部７２２の内側で振動板７３と流路基板７１とに挟まれた空間は、共通液室ＳＲから分岐流路７１４を介して供給されるインクが充填される圧力室ＳＣ（キャビティ）として機能する。各圧力室ＳＣは、流路基板７１の連通流路７１６を介してノズルＮに連通する。

振動板７３のうち圧力室基板７２とは反対側の表面にはノズルＮごとに圧電素子７４が形成される。各圧電素子７４は、第１電極７４２と第２電極７４６との間に圧電体７４４を介在させた駆動素子である。第１電極７４２および第２電極７４６の一方に駆動信号が供給され、所定の基準電位が他方に供給される。駆動信号の供給により圧電素子７４が変形することで振動板７３が振動すると、圧力室ＳＣ内の圧力が変動して圧力室ＳＣ内のインクがノズルＮから吐出される。具体的には、駆動信号の振幅に応じた吐出量のインクがノズルＮから吐出される。図３に例示した１個の吐出部７０２は、圧電素子７４と振動板７３と圧力室ＳＣとノズルＮとを包含する部分である。なお、圧電素子７４の構成は、上述したものに限られない。

図２および図３に示すように、圧電素子７４および振動板７３を湿気から保護するため、各圧電素子７４および振動板７３は第１空間Ｓ１（収容空間）に収容され、第１空間Ｓ１は封止体７８で封止される。本実施形態の封止体７８は、Ｚ方向の正側の面に凹部７８２が形成された板状部材であり、振動板７３に接着剤などで接合される。第１空間Ｓ１は、封止体７８の凹部７６２と振動板７３とで囲まれる空間である。ケース部材３０の内部空間は、封止体７８を囲む第２空間Ｓ２として機能する。

ところで、もし圧電素子７４および振動板７３を収容する第１空間Ｓ１が大気に連通していると、第１空間Ｓ１内に湿気が入り込み易くなってしまう。第１空間Ｓ１に湿気が入り込み、圧電素子７４が多湿環境に長期間曝されると、圧電素子７４の第１電極７４２や第２電極７４６が腐食したり、加水分解により強度が低下しひび割れが生じたりする虞もある。さらに、振動板７３においても、多湿環境に長期間曝されると加水分解により強度が低下して、ひび割れが生じたりする虞がある。ところが、第１空間Ｓ１に湿気が入り込まないように、第１空間Ｓ１を大気に連通しない密閉空間にしてしまうと、圧電素子７４の駆動による圧力室ＳＣの振動が第１空間Ｓ１に伝播して、第１空間Ｓ１にも圧力変動が生じてしまう。各圧力室ＳＣも第１空間Ｓ１の圧力変動の影響を受けるので、そのような構造的なクロストークにより第１空間Ｓ１の圧力変動によって吐出特性が変わってしまう虞がある。また駆動させる圧電素子７４の数によって第１空間Ｓ１の圧力変動も変わるから、圧力変動差に大きな差異が生じてしまうので、駆動させる圧電素子７４の数によって吐出特性が変わってしまう虞もある。特に、インクジェット印刷装置の高スループット化の要望に従い、インクジェットヘッドはノズルの高密度化と小型化による多ヘッド化の必要がある中、密閉空間の容積は小さく、また密閉空間が受け持つノズル数が多くなる傾向にあるため、密閉空間にすることの不具合は顕著となる。

そこで、本実施形態では、図２に示すように、ケース部材３０に第２空間Ｓ２を大気に連通する大気開放口３２を形成すると共に、封止体７８には第１空間Ｓ１を第２空間Ｓ２に連通する連通孔７８４を形成し、第２空間Ｓ２に吸湿剤４０を配置する。

図２の構成では、ケース部材３０の内周面Ｆ（図２の鉛直方向に沿う内壁面）のうちＸ方向正側の面に、２つの吸湿剤４０をＹ方向に離間して配置する場合を例示する。ただし、吸湿剤４０の数は、１つでもよく、また３つ以上でもよい。また、図２の構成では、ケース部材３０の内周面ＦのうちＸ方向正側の面に圧電素子７４を駆動する回路基板３４を配置するので、その回路基板３４を挟んでＹ方向の両側に１つずつ吸湿剤４０を配置する。このような構成によれば、圧電素子７４を収容する第１空間Ｓ１の圧力変動を抑制しつつ、圧電素子７４および振動板７３を湿気から保護できる。

以下、このような本実施形態の作用効果について、図面を参照しながら具体的に説明する。図４および図５は、本実施形態の液体吐出ヘッド２０の作用説明図である。図４は、大気開放口３２から第２空間Ｓ２に入り込んだ湿気の流れを矢印で示したものである。図５は、大気開放口３２から第２空間Ｓ２に入り込んだ湿気の水分が結露してケース部材３０の内周面Ｆに付着した場合を示す。

本実施形態の液体吐出ヘッド２０によれば、圧電素子７４を収容する第１空間Ｓ１は、大気に連通する第２空間Ｓ２に連通孔７８４で連通するから、第１空間Ｓ１が密閉空間にならないようにすることができる。したがって、圧力室ＳＣの振動によって圧電素子７４を収容する第１空間Ｓ１の圧力が変動することを抑制できるので、構造的なクロストークによる吐出不良を抑制できる。さらに、第２空間Ｓ２に吸湿剤４０が配置されるから、図４の矢印に示すように、もし大気開放口３２から第２空間Ｓ２に湿気が入り込んだとしても、第２空間Ｓ２において吸湿剤４０で吸湿される。したがって、連通孔７８４を介して第１空間Ｓ１に入り込む湿気を低減できるので、圧電素子７４および振動板７３を湿気から保護できる。このように本実施形態によれば、圧電素子７４を収容する第１空間Ｓ１の圧力変動を抑制しつつ、圧電素子７４および振動板７３を湿気から保護できる。

また、図２に示すように本実施形態の連通孔７８４の開口面積（Ｚ方向に直交する断面の面積）は、大気開放口３２の開口面積（Ｚ方向に直交する断面の面積）よりも小さいので、大気開放口３２から第２空間Ｓ２に入り込んだ湿気が、連通孔７８４から第１空間Ｓ１に入り込み難い。連通孔７８４の開口面積は、少なくとも上述したクロストークの影響を受けない程度に第１空間Ｓ１の圧力振動を抑えることができる大きさであればよい。なお、本実施形態の連通孔７８４と大気開放口３２は、ストレート状の開口で構成した場合を例示したが、これに限られず、連通孔７８４と大気開放口３２は、テーパー形状のように拡径部や縮径部を含む開口であってもよい。その場合は、連通孔７８４の最小開口面積を、大気開放口３２の最小開口面積よりも小さくすることで、大気開放口３２から第２空間Ｓ２に入り込んだ湿気が、連通孔７８４から第１空間Ｓ１に入り込み難くすることができる。

本実施形態の吸湿剤４０は、固形状の乾燥剤であり、乾燥剤粉末を、表面が耐水性を有する固形物としたものである。そして、本実施形態では、吸湿剤４０は、ケース部材３０の内周面Ｆに接着剤による接着により固定している。

ここで、吸湿剤４０は、小型化、低発塵性、設置の容易性などから固形物とした。固形物の形状は特に制限されないが、錠剤型、各種板状形状、円筒形状、立方体、直方体などの形状が例示できる。成形容易性、形状保持製の観点から、錠剤型、特に円筒板状型が好ましい。また、接着剤による接着性を考慮して、錠剤型でも端面は曲面でなく、平面である円筒形板状型が好ましい。本実施形態では、図７に示すように、錠剤型、あるいは円筒形板状型とした。

また、吸湿剤４０は、その一部断面構造を模式的に表す図８に示すように、乾燥剤粉末４１ａと、バインダー４１ｂとを混練して圧縮成形した固形吸湿剤本体４１と、コート層４２とからなる。図示では、固形吸湿剤本体４１及びコート層４２を模式的に示し、固形吸湿剤本体４１が乾燥剤粉末４１ａとバインダー４１ｂとならなる状態を誇張して表しているが、これは一例を模式的に示したものであり、このような状態のものに限定されるものではない。乾燥剤粉末４１ａは、Ａ型シリカゲル、Ｂ型シリカゲルなどのシリカゲルや、シリカゲルとアルミナの混合物であるアロフェン形粘土、ゼオライト、活性炭などから選択される少なくとも１種からなる。バインダー４１ｂは、乾燥剤粉末４１ａの吸湿性を保持したまま結着するものであれば、特に限定されないが、鉱物系粘土、珪藻土などの無機系バインダー、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂などの樹脂バインダーなどを挙げることができる。

コート層４２は、耐水性があり、水蒸気透過性のある樹脂で形成されたものであり、このような樹脂としては、アクリル樹脂、アクリル・シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、完全ケン化型のポリビニルアルコール樹脂などを挙げることができる。ここで、アクリル樹脂は、耐水性が高いが、水蒸気透過性も良好で、また、水系溶媒に分散処理を行いやすいため、低ＶＯＣ（揮発性有機化合物）処理が可能であり、塗布方法も容易であるので好ましい。また、エポキシ樹脂はコート層４２の硬度が高くなるので、吸湿剤４０のハンドリング性、表面耐久性が高くなる点で好ましい。なお、例えば、水蒸気透過性があるが、耐水性がない樹脂としては、セルロース等の水溶性樹脂を挙げることができ、これらの樹脂はコート層４２の材料としては不適切である。

図９は、コート層４２を形成する前の固形吸湿剤本体４１の模式図であるが、固形吸湿剤本体４１は、鉱物性粘土などからなるバインダー４１ｂが吸湿などして変質すると、結着力が低下し、脱離する虞がある。また、このような固形吸湿剤本体４１は、製造後、表面に粉塵が付着しているので、精密機器の製造を行うクリーンルーム内などに持ち込むためには洗浄等を行う必要があるが、洗浄に耐え得る耐水性を備えていない。一例として、固形吸湿剤を純水に入れ超音波洗浄を行うと、固形吸湿剤の表面だけが急激に吸湿・膨張することでひび割れが発生するなど不具合が生じる場合がある。また、他の例として、表面に透湿性は高いが耐水性のないコーティングを行った固形吸湿剤は、流水を当てるだけで表面のコーディングが溶出するなどの不具合が生じる。

本実施形態の吸湿剤４０は、コート層４２で覆われているので、吸湿しても変質することなく安定した表面が保たれる。すなわち、表面に耐水性があるコート層があることで、表面だけが急激に吸湿・膨張することでひび割れが発生したり、表面のコーティングが溶出したりする虞が低減される。そして、表面に充分な安定性があるため、経年劣化による乾燥剤粉末４１ａやバインダー４１ｂの飛散を抑制することができる。更に、コート層４２により表面に耐水性を備えているので、純水中の超音波洗浄や流水洗浄を行っても表面が変質することがないため、表面に付着したダスト・異物を効果的に除去することが可能となる。

以上説明したように、吸湿剤４０は、表面が耐水性を有する固形物としたことにより、単位体積当たりの吸湿性を向上せることができ、精密機器内の小さな空間に容易に保持することができる。

また、表面が耐水性を有する必要があるとしたのは、洗浄ができるためである。通常、精密機器の組み立ては、クリーンルーム又はそれに相当する粉塵のないクリーンな場所で行うので、吸湿剤４０自体を超音波洗浄等して用いる必要がある。

ここで、耐水性とは、４０℃の水に１０分程度浸しても、表面の諸物性（表面硬度、タック性、表面粗さ）が変質しないことを意味する。また、これにより、吸湿剤４０の表面洗浄が可能となる。本実施形態では、純水中で超音波洗浄した後、純水の流水で洗浄後、例えば、１３５℃で４時間乾燥したものを用いた。本実施形態の吸湿剤４０は、コート層４２を有するので、耐湿性に優れたものである。このように、コート層４２を設ける処理は、耐水性を付与する処理であるが、耐水性を付与することができるのであれば、コーティング以外の耐水性処理を施してもよい。
コーティング以外の耐水性処理としては、吸湿剤を圧縮成形で製造する工程で、表面近傍の部分だけを樹脂粉末で構成したり、透湿性フィルムで包んだりする等の方法がある。

また、吸湿剤４０は、低発塵性であることが好ましい。ここで、低発塵性とは、例えば、ヒタレックスＡ−２４５０（日立化成株式会社製）の粘着テープを吸湿剤４０の表面に粘着して剥がした際に、粉塵がほとんど剥がれない状態をいう。例えば、観察される粉塵が１ｃｍ^２あたり１〜３個程度であれば、低発塵性とするが、全く観察されないのが好ましい。また、吸湿した後の経年劣化後も同様に低発塵性であることが好ましい。本実施形態の吸湿剤４０は、コート層４２を有するので、洗浄後は発塵性はない。
ここで、粉塵、又は塵とは、数μｍ〜５０μｍ程度の大きさのものをいう。このような塵は、ノズルを詰まらせる虞がある。

また、吸湿剤４０は、樹脂材料からなるコート層４２を有するので、樹脂部材との接着する際の接着剤を容易に選定でき、容易に接着を図ることができる。また、固形吸湿剤本体４１が吸湿して経年劣化した後でも、コート層４２は経年劣化が極めて小さいので、接合不良とはならないという利点がある。

なお、このような接着性の観点からは、接着面のみにコート層４２を設けてもよいが、耐水性、低発塵性の観点からは、固形吸湿剤本体４１の全表面にコート層４２を設けるのが好ましい。

さらに、コート層４２は、水蒸気透過性を有する必要があるが、吸湿剤４０として、４０℃で９０％ＲＨの環境下に放置した際の質量増加量である吸湿性が２〜２００ｍｇ／ｈであることが好ましい。吸湿性がこれより小さいと十分な吸湿作用が発揮できず、また、吸湿性がこれより大きいと、製造工程での吸湿が大きすぎて、早期に飽和状態となってしまう可能性があり、好ましくない。

特に、インクジェットヘッド、内視鏡などの小型の精密機器に内蔵する吸湿剤は、乾燥させたい容積が小さいために、大きな吸湿性を必要としない。そのため、表面を耐水性のある材料でコーティングし膜厚を制御することで、適正な吸湿性を得ることも可能である。また、適正な吸湿性を得ることにより、これらの精密機器を製造する工程において、精密機器に内蔵される前の吸湿剤が外気に暴露されることにより損失する吸湿量を低減することも可能となる。例えば、発明者が制作したインクジェットヘッドでは、内蔵する吸湿剤の吸湿性は２〜１０ｍｇ／ｈあればよく、コーティングにより吸湿性を抑えた吸湿剤が好適であった。

また、コート層４２は、表面の表面算術粗さＲａが１μｍ〜１５μｍであることが好ましい。このような表面を有することにより、洗浄が容易となり、また、洗浄後に粉塵が表面に付着するのが回避される。また、表面粗さがこれより大きいと、発塵性が大きくなる傾向となる。

例えば、図９に示すようなコート層４２を設ける前の表面の表面算術粗さＲａは、一般的には、２０μｍ〜５０μｍ程度である。
このようなコート層４２の厚さは、例えば、２μｍ〜１００μｍ程度である。例えば、アクリル樹脂を用いてこのような厚さでコート層４２を形成した場合、上述した吸湿性を有するものとすることができる。

なお、コート層４２を有さない場合でも、バインダー４１ｂを樹脂バインダーとした場合、耐水性、低発塵性を満足できる可能性があり、また、さらに、乾燥剤粉末４１ａを経年劣化しても発塵し難い材料を用い、表面粗さが小さい成形体とすることにより、低発塵性をさらに向上させ得る。樹脂バインダーを用いてできるだけ平坦な表面に成形した場合、表面の表面算術粗さＲａを５〜１５μｍ程度とすることができる。

このような吸湿剤４０の製造方法の一例は以下の通りである。
まず、乾燥剤粉末４１ａとバインダー４１ｂと必要に応じて溶媒を添加して混練し、混練物を圧縮成形し、必要に応じて乾燥、焼成することにより固形吸湿剤本体４１とする。
次に、固形吸湿剤本体４１にコート層４２を設ける。コート層４２の形成方法としては、ディップ法、筆塗り法、スプレー法などを用いることができる。

その後、機器内に設置する前に、純水で超音波洗浄し、乾燥することで吸湿剤４０とする。例えば、乾燥は、６０℃・２４時間、又は１３５℃・４時間程度である。これにより、本発明の表面耐水性があり、付着粉塵がなく、発塵性もない吸湿剤４０となる。

このように本発明の吸湿剤４０を製造するためには、（１）圧縮成形工程、（２）耐水性処理工程、特に、コーティング工程、（３）不純物を含まない水系溶媒での洗浄工程、（４）水系溶媒の揮発（乾燥）工程とを具備する必要がある。ここで、不純物を含まない水系溶媒とは、蒸発後に塵が析出しない水系溶媒であり、水系溶媒は、純水又は純水にアルコールやグリコール類などの水溶性有機溶媒を添加したもの、又は水溶性有機溶媒を主体としたものなどをいう。
これにより、耐水性を有し、低発塵性で、精密機器内の小さな空間に容易に搭載可能な吸湿剤４０を製造することが可能となる。

本実施形態の２つの吸湿剤４０のそれぞれは、乾燥剤粉末４１ａとして、低温でも安定した吸湿性を維持できるＡ型シリカゲルを用いた。ただし、吸湿剤４０は、第２空間Ｓ２に入り込んだ湿気を吸収できるものであればよい。本実施形態のように、乾燥剤粉末４１ａをＡ型シリカゲルで構成することで、低温環境下でも効果的に吸湿できる。なお、Ｂ型シリカゲルや他の吸湿剤料で乾燥剤粉末４１ａを構成してもよい。

乾燥剤粉末４１ａとしては、塩化カルシウム、酸化カルシウム、生石灰などの化学反応型の吸湿剤ではなく、シリカゲル、ゼオライト、アロフェンなどの物理吸着型の乾燥剤を用いることが望ましい。物理吸着型の乾燥剤粉末４１ａは化学的に安定で吸湿による化学反応は生じないことから、表面コーティングの際に乾燥剤粉末４１ａが変質することを防止するとともに、長期使用で乾燥剤粉末４１ａが吸湿により変質・変形してしまうことを防ぐことができる。

また、２つの吸湿剤４０のうち、一方の乾燥剤粉末４１ａをＡ型シリカゲルで構成し、他方の乾燥剤粉末４１ａを気体吸着剤で構成してもよい。気体吸着剤は、Ａ型シリカゲルなどよりも高いガス吸着能力を有する。これによれば、大気開放口３２から第２空間Ｓ２に入り込んだ湿気だけでなく、硫黄系ガスや塩素系ガスなども吸着できる。硫黄系ガスや塩素系ガスなどは、ケース部材３０内の電気的接続部や圧電素子７４の第１電極７４２および第２電極７４６などを腐食させる虞がある。この点、本実施形態によれば、このような硫黄系ガスや塩素系ガスは、第２空間Ｓ２で吸着されるので、連通孔７８４から第１空間Ｓ１に入り込むことを抑制できる。したがって、大気開放口３２から入り込んだ硫黄系ガスや塩素系ガスから圧電素子７４を保護することができる。

また、図２に示すように本実施形態の吸湿剤４０は、大気開放口３２よりも連通孔７８４に近い位置にあるから、大気開放口３２に近い位置に吸湿剤４０がある場合に比較して、第２空間Ｓ２の外側の湿気を大気開放口３２から吸い込んで吸湿することを抑制できる。したがって、吸湿剤４０の吸湿能力を維持できる時間を延ばすことができる。また、連通孔７８４に近い位置に吸湿剤４０があるから、連通孔７８４から遠い位置に吸湿剤４０がある場合に比較して、連通孔７８４から湿気が入り込み難くすることができる。

また、本実施形態の大気開放口３２は、鉛直方向（Ｚ方向）において連通孔７８４よりも高い位置にあり、吸湿剤４０は、鉛直方向において大気開放口３２と連通孔７８４との間にある。このような構成によれば、図５に示すように、大気開放口３２から第２空間Ｓ２に入り込んだ湿気による水分が、温度低下によって大気開放口３２と連通孔７８４との間で結露してケース部材３０の内周面Ｆに結露滴Ｈｄが付着することがある。そうすると、その後に再び温度が上昇したときに、その結露滴Ｈｄが蒸発して湿気が高くなってしまう虞がある。ところが、結露滴Ｈｄが蒸発するとその水分は鉛直方向に上昇するので（図６の波線矢印）、大気開放口３２と連通孔７８４との間にある吸湿剤４０で効率よく吸湿できる。したがって、ケース部材３０の内周面Ｆに結露滴Ｈｄが蒸発したとしても、それによる湿気が連通孔７８４に入り込むことを抑制できるので、多湿環境下においても装置の信頼性を維持できる。

また、図５に示すように、本実施形態の第２空間Ｓ２は、鉛直方向において連通孔７８４よりも低い底面３６を有する凹部Ｓ２１を備える。図５の凹部Ｓ２１は、液体吐出部７０の周囲に配置され、液体吐出部７０の外周面（Ｚ方向に沿う面）と、ケース部材３０の内周面Ｆのうち液体吐出部７０の外周面に対面する部分と、底面３６とで囲まれた環状の溝である。この構成によれば、図５に示すように、ケース部材３０の内周面Ｆに付着した結露滴Ｈｄが、ケース部材３０の内周面を伝って下方に移動したとしても、第２空間Ｓ２の凹部Ｓ２１でトラップできる。しかも、その凹部Ｓ２１は、鉛直方向において連通孔７８４よりも低い底面３６を有するから、結露滴Ｈｄを連通孔７８４よりも低い位置で凹部Ｓ２１に溜めることができるので、結露滴Ｈｄが連通孔７８４に入り込むことを抑制できる。なお、凹部Ｓ２１の形状は、環状でなくてもよい。また、凹部Ｓ２１の位置も液体吐出部７０の周囲に限られない。

本実施形態のケース部材３０の材質は、封止体７８よりも熱伝導率の高い材質である。このように構成にすることで、温度が低下した場合に、第２空間Ｓ２に入り込んだ湿気による水分を第２空間Ｓ２におけるケース部材３０の内周面Ｆに積極的に結露させることができる。これにより、第１空間Ｓ１の湿度を下げることができるので、第１空間Ｓ１において結露し難くすることができる。さらに温度が上昇した場合に、ケース部材３０の内周面Ｆに結露した結露滴Ｈｄは第２空間Ｓ２で再蒸発するので、吸湿剤４０によって吸湿され易くなる。また、ケース部材３０を樹脂材料で構成し、その内周面Ｆに水分の透過を抑制するコート層を形成するようにしてもよい。コート層としては、湿気を結露し易い材料、例えばフロロサーフ（株式会社フロロテクノロジー 登録商標）などの断湿コーティング材が挙げられる。この構成によれば、ケース部材３０の内周面Ｆに積極的に結露させることができるケース部材３０を安価に製造できる。

また、図２に示すように本実施形態の第２空間Ｓ２には、発熱源になり得る回路基板３４が配置されるので、第２空間Ｓ２の方が第１空間Ｓ１よりも温度が上昇し易くなるから、第２空間Ｓ２の飽和水蒸気許容量が増加して水分蒸発量が増え易くなる。この点、本実施形態では、周囲の温度が上昇し易い回路基板３４が配置される第２空間Ｓ２に吸湿剤４０があるから、水分蒸発量が増え易い第２空間Ｓ２の湿気を効率的に吸湿できる。

また、本実施形態の第１空間Ｓ１の容積は、第２空間Ｓ２の容積よりも小さい。例えば第１空間Ｓ１の容積が１〜１０ｍｍ^３であるのに対して、第２空間Ｓ２の容積は１０，０００〜４００，０００ｍｍ^３である。このように、第２空間Ｓ２の容積に対する第１空間Ｓ１の容積を小さくするほど、もし結露が発生したとしても、第１空間Ｓ１での結露量を第２空間Ｓ２での結露量よりも大幅に少なくできる。これにより、結露による圧電素子７４の特性劣化を低減できる。逆に、第２空間Ｓ２の容積は、第１空間Ｓ１の容積よりも大きいから、第２空間Ｓ２に配置する吸湿剤４０を大きくし易いので、吸湿剤４０による吸湿効果を高めることができる。

図６は、第１実施形態の変形例に係る液体吐出ヘッド２０の構成を示す断面図であり、図２に相当する。図６のケース部材３０は、鉛直方向の下側にある下側ケース部材３０２と、下側ケース部材３０２よりも鉛直方向の上側にある上側ケース部材３０４とを備える。下側ケース部材３０２と上側ケース部材３０４とは、接着剤などで接合される。図６の吸湿剤４０は、上側ケース部材３０４に配置され、下側ケース部材３０２は、上側ケース部材３０４よりも熱伝導率が高い。

図６の構成によれば、ケース部材３０を構成する下側ケース部材３０２は、上側ケース部材３０４よりも熱伝導率が高いから、温度が低下した場合に、第２空間Ｓ２に入り込んだ湿気による水分を、上側ケース部材３０４よりも下側ケース部材３０２で結露し易くすることができる。したがって、温度が上昇した場合に、下側ケース部材３０２に付着した結露滴Ｈｄが再蒸発して上昇するので、上側ケース部材３０４に配置される吸湿剤４０によって吸湿され易くなる（図６の波線矢印）。また、下側ケース部材３０２の内周面Ｆを伝って下方に移動した結露滴Ｈｄを凹部Ｓ２１でトラップし易い（図６の実線矢印）。なお、図６では、下側ケース部材３０２と上側ケース部材３０４とが接合される場合を例示したが、これに限られない。例えば下側ケース部材３０２と上側ケース部材３０４との間に他の部材（例えば第２空間Ｓ２をシールするシール部材など）が挟まれていてもよい。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。第２実施形態では、複数の液体吐出部７０を備える液体吐出ヘッド２０を例示する。

図１０は、第２実施形態に係る液体吐出ヘッド２０の構成を示す断面図であり、図２に対応する。図１０の液体吐出ヘッド２０は、第２空間Ｓ２に２つの液体吐出部７０を備える。図１０では、２つの液体吐出部７０をＹ方向に並べて配置した場合を例示するが、複数の液体吐出部７０を千鳥状に配置してもよい。図１０の連通孔７８４は、各第１空間Ｓ１に対応して設けられ、各第１空間Ｓ１を第２空間Ｓ２に連通する。図１０の吸湿剤４０は、第２空間Ｓ２において、各連通孔７８４の近傍に１つずつ設けられる。

このような構成の第２実施形態の液体吐出ヘッド２０においては、第２空間Ｓ２に配置される吸湿剤４０によって各連通孔７８４から各第１空間Ｓ１に湿気が入り込むことを抑制できるから、第１空間Ｓ１ごとに第２空間Ｓ２を設けてそれぞれの第２空間Ｓ２に吸湿剤４０を配置する場合に比較して、ケース部材３０の構造を簡素化できる。また、第２空間Ｓ２は各第１空間Ｓ１に共通の連通空間になるので、第１空間Ｓ１ごとに第２空間Ｓ２を設ける場合に比較して、第２空間Ｓ２の容積を大幅に拡大できる。したがって、第２空間Ｓ２に配置する吸湿剤４０を大きくし易いので、吸湿剤４０による吸湿効果を高めることができる。

＜変形例＞
以上に例示した態様および実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示や上述の態様から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）上述した実施形態では、液体吐出ヘッド２０を搭載したキャリッジ１８をＸ方向に沿って反復的に往復させるシリアルヘッドを例示したが、液体吐出ヘッド２０を媒体１１の全幅にわたり配列したラインヘッドにも本発明を適用可能である。

（２）上述した実施形態では、圧力室に機械的な振動を付与する圧電素子を利用した圧電方式の液体吐出ヘッド２０を例示したが、加熱により圧力室の内部に気泡を発生させる発熱素子を利用した熱方式の液体吐出ヘッドを採用することも可能である。

（３）上述した実施形態で例示した液体吐出装置１０は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置１０の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示装置のカラーフィルターや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等を形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、液体の一種として生体有機物の溶液を吐出するチップ製造装置としても利用される。

さらに、上述した実施形態では、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を例示して説明したが、本発明は、広く精密機器に適用可能である。
精密機器としては、例えば、内視鏡などの光学レンズを内蔵した精密機器、産業用ロボット、民生用ロボット、液晶パネル及び有機ＥＬパネルを搭載した調理機器、各種電子機器、特に、表示装置が適用される電子機器、さらにＭＥＭＳデバイスを搭載した精密機器などを挙げることができる。

また、表示装置が適用される電子機器としては、大画面テレビ、コンピュータモニター、表示兼用照明装置、携帯電話機、ゲーム機、電子ペーパー、運転操作パネル、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げることができる。

また、ＭＥＭＳデバイスとしては、例えば、ＳＡＷデバイス（表面弾性波デバイス）、超音波デバイス、モーター、圧力センサー、焦電素子、及び強誘電体素子を挙げることができ、これらを搭載した精密機器としは、ＳＡＷデバイスを利用したＳＡＷ発振器、上記超音波デバイスを利用した超音波センサー、上記モーターを駆動源として利用したロボット、上記焦電素子を利用したＩＲセンサー、強誘電体素子を利用した強誘電体メモリーなどを挙げることができ、これらも、本発明の技術的範囲である。

以下、吸湿剤４０の実施例をさらに説明する。
（実施例１）
乾燥剤粉末４１ａとしてＡ形シリカゲル材料を用い、バインダー４１ｂとして、鉱物性粘土を用い、これらを混練し、圧縮成形して錠剤型の固形吸湿剤本体４１とし、これにアクリル樹脂を用いてコート層４２を形成して吸湿剤４０とした。

アクリル樹脂の塗布方法としては、スプレー法、ディップ法、筆塗り法などを採用することができる。スプレー法では、アクリル系樹脂の水性溶液を調製するもののほか、水性多用途スプレー（アサヒペン製）、水性カラースプレー（ニッペホームプロダクツ製）、水性スプレー（アトムハウスペイント）などの汎用の塗装スプレーを用いることが可能である。このようなスプレー塗布でコートすることで、複数個の固形吸湿剤本体４１を一括してコートすることが可能となりコート作業のコストダウンを図ることができる。

また、ディップ法では、市販の水性塗料を用いることが可能である。水性塗料としては、水性スーパーコート（アサヒペン製）、水性ＥＣＯアクア（サンデーペイント製）、水性多用途ＥＸ（アサヒペン製）などを挙げることができる。

本実施例の吸湿剤４０は、耐水性に優れ、純水中で超音波洗浄した後、純水の流水で洗浄後、１３５℃で乾燥することができ、これを精密機器に搭載することができた。
本実施例の吸湿剤４０は、粘着テープを粘着して剥離しても、粘着テープに付着した塵は観察されなかった。
また、吸湿性は、５３ｍｇ／ｈであり、表面算術粗さＲａは１２μｍであった。

（実施例２）
乾燥剤粉末４１ａとしてアロフェン系粘土（シリカゲルとアルミナの混合物）を用い、バインダー４１ｂとして、鉱物性粘土を用い、これらを混練し、圧縮成形して錠剤型の固形吸湿剤本体４１とし、これにエポキシ樹脂を用いてコート層４２を形成して吸湿剤４０とした。

コート層４２の形成をディップ法の場合を一例として説明すると、汎用のエポキシ系接着剤をコーティング樹脂として使用する場合、主溶媒からなる薄め液を用いて希釈して粘度調整を行い、固形吸湿剤本体４１を浸漬したのち、引き上げることで、固形吸湿剤本体４１の表面にコート層４２を形成することができる。コート層４２の厚みは、ディップ後に、不織布など液吸収性のある材料の上に一定時間静置し、その静置時間を調整することなどで制御可能である。

本実施例の吸湿剤４０は、耐水性に優れ、純水中で超音波洗浄した後、純水の流水で洗浄後、１３５℃で乾燥することができ、これを精密機器に搭載することができた。
本実施例の吸湿剤４０は、粘着テープを粘着して剥離しても、粘着テープに付着した塵は観察されなかった。
また、吸湿性は、３０ｍｇ／ｈであり、表面算術粗さＲａは８μｍであった。

（実施例３）
乾燥剤粉末４１ａとしてＡ形シリカゲル材料を用い、バインダー４１ｂとして、耐水性樹脂を用い、これらを混練し、圧縮成形して錠剤型の固形吸湿剤本体４１とした。

この固形吸湿剤本体４１は、耐水性に優れ、純水中で超音波洗浄した後、純水の流水で洗浄後、１３５℃で乾燥することができ、これを精密機器に搭載することができた。
本実施例の固形吸湿剤本体４１は、粘着テープを粘着して剥離しても、粘着テープに付着した塵は、１〜２個であり、低発塵性であった。
また、吸湿性は、８０ｍｇ／ｈであり、表面算術粗さＲａは１４μｍであった。

１０…液体吐出装置、１１…媒体、１２…制御装置、１４…液体容器、１５…搬送機構、１８…キャリッジ、２０…液体吐出ヘッド、２２…吐出面、３０…ケース部材、３０２…下側ケース部材、３０４…上側ケース部材、３１…開口部、３２…大気開放口、３４…回路基板、３６…底面、４０…吸湿剤、４１…固形吸湿剤本体、４２…コート層、７０…液体吐出部、７０２…吐出部、７１…流路基板、７１２…開口部、７１４…分岐流路、７１６…連通流路、７２…圧力室基板、７２２…開口部、７３…振動板、７４…圧電素子、７４２…第１電極、７４４…圧電体、７４６…第２電極、７５…支持体、７５２…収容部、７５４…導入流路、７６…ノズル板、７６２…凹部、７８…封止体、７８２…凹部、７８４…連通孔、Ｆ…内周面、Ｈｄ…結露滴、Ｎ…ノズル、Ｓ１…第１空間、Ｓ２…第２空間、Ｓ２１…凹部、ＳＣ…圧力室、ＳＲ…共通液室

Claims (13)

1. 内部空間に吸湿剤を具備し、
   前記吸湿剤は、表面が耐水性を有する固形物である
   ことを特徴とする精密機器。
2. 前記吸湿剤は、４０℃で９０％ＲＨの環境下に放置した際の質量増加量である吸湿性が２〜２００ｍｇ／ｈである
   請求項１に記載の精密機器。
3. 前記吸湿剤は、表面の表面算術粗さＲａが１〜１５μｍである
   請求項１または請求項２に記載の精密機器。
4. 前記吸湿剤は、表面にコート層が設けられている
   請求項１から請求項３の何れかに記載の精密機器。
5. 前記吸湿剤は、前記内部空間を画成する樹脂製部材に接着されている
   請求項１から請求項４の何れかに記載の精密機器。
6. 前記吸湿剤は、低発塵性である
   請求項１から請求項５の何れかに記載の精密機器。
7. 液体吐出ヘッド又は液体吐出装置である
   請求項１から請求項６の何れかに記載の精密機器。
8. 表面に耐水性処理が施された
   ことを特徴とする吸湿剤。
9. 固体吸湿剤本体と、前記固体吸湿剤本体の表面に設けられたコート層とを有する
   請求項８に記載の吸湿剤。
10. 前記コート層が、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂から選択される材料からなる
    請求項９に記載の吸湿剤。
11. 固形吸湿剤本体の表面に耐水性処理を施す工程と、
    不純物を含まない水系溶媒で洗浄する洗浄工程と、
    前記水系溶媒を乾燥する乾燥工程と
    を具備することを特徴とする吸湿剤の製造方法。
12. 前記耐水性処理は、コート層の形成である
    請求項１１記載の吸湿剤の製造方法。
13. 表面に耐水性処理が施された吸湿剤を不純物を含まない水系溶媒で洗浄する洗浄工程と、
    前記水系溶媒を乾燥する乾燥工程と、
    乾燥した吸湿剤を精密機械内に設置する工程と
    を具備することを特徴とする精密機器の製造方法。