JP2010030218A - ヘッドおよび吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル開口の径が大きい場合でも液体を真っすぐに吐出できるノズルヘッドを提供する。
【解決手段】ノズルヘッド１０ａは、内側にノズル開口１９の一部およびノズル開口１９に至る第１の溝３２を含む第１の凹み形状３１を備えた基体３０と、基体３０と内面同士が貼り合わされる薄板２０であって、当該薄板の外側に設けられるアクチュエータ４０により変形可能な部分を含む薄板２０とを有する。薄板２０は、内側にノズル開口１９の一部および第２の溝２２を含む第２の凹み形状２１を備えており、第１の溝３２と第２の溝２２とにより、圧力室１５ｂからノズル開口１９に至る部分を含む流路１５が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体、液体および粒子を含む物質などを吐出する装置に好適なヘッドに関するものである。

ピエゾやヒータをアクチュエータとして、複数のノズルからインクを吐出することにより印刷用紙に文字や画像を印刷するインクジェット方式の印刷装置が知られている。この印刷装置では、複数のノズルを備えた印刷ヘッドを動かしながら、文字や画像を印刷するために染料インクや、粒子径が１ミクロン以下でかつその密度が２ｇ／ｃｍ³以下程度の有機顔料やカーボンブラックを含有したインクをノズルから吐出して用紙に微小なドットを形成する。そして、ドットの集合として文字や画像を用紙に記録する。

特許文献１に、インクジェットヘッドが開示されている。このインクジェットヘッドは、液体試料が流通する液体流路を表面に形成した基体と、基体の表面へ積層されて少なくとも流路を被覆する振動板と、振動板へ積層されて振動板を変形させるシート状の圧電アクチュエータとを備えている。
特開２００８−９６３７１号公報

印刷装置として開発されたインクジェット技術を用い、印刷用紙に代わるものにインク以外のものを吐出することが検討されている。特に、ピエゾアクチュエータを採用することにより、流体を加熱しないで吐出することができるので、応用範囲が広いと予想されている。さらに、液体に限らず、液体と微粒子との混合物を流体（液状物質）としてノズルから吐出することも検討されている。

例えば、液晶表示パネルにおいて、対向する基板の間隔を調整するためのスペーサをインクジェット技術を用いて吐出ヘッドから吐出してパターニングすることが考えられる。さらには、印刷用としては用いられていない金、銀、アルミ、その他の金属やガラスおよびそれらの酸化物や化合物などの比重の大きな金属微粒子が分散した液（吐出物または混合液）を陶磁器などに吐出して絵付けすることが考えられる。また、粒子径や密度が通常のインクよりも高い、無機顔料が含有された無機顔料インクを吐出物として噴出することも考えられている。

図９は、上記の用途などに用いられている従来のノズル構造を備えたヘッドの一例の概略構成を縦断面図により示している。図１０は、図９のノズル開口をヘッドの先端から見た図により示している。

このヘッド９０は、典型的には特許文献１に記載のインクジェットヘッドである。ヘッド９０は、液体が流通する液体流路９５を形成するために内側（表面）に溝９２ａが形成された基体９２と、基体９２よりも薄く、内面同士が接合面９３となるように基体９２に張り合わされて流路９５を被覆する振動板（薄板）９１と、振動板９１の外側に積層されて振動板９１を変形させる圧電アクチュエータ１００とを有している。図１０に示すように、ヘッド９０の先端にはノズル開口９９が現れており、ノズル開口９９は、略半円状あるいは楕円を長軸に沿って半分に切断した形状となっている。このヘッド９０は、圧電アクチュエータ１００を駆動させ、振動板９１を振動させることにより、流路９５内の液体をノズル開口９９から吐出させる。なお、図中符号９５ｂはキャビティ（圧力室またはインク室）であり、符号９５ｃは液体の供給部であり、符号９５ｄは圧力室９５ｂからノズル開口９９に至る連絡路である。ノズル開口９９、キャビティ９５ｂ、供給部９５ｃおよび連絡路９５ｄは、流路９５に含まれる。

ところで、基板の間隔を調整するためのスペーサを吐出する場合や、金属微粒子が分散した液を吐出する場合、インクよりも分散媒が大きくなることがある。したがって、溶媒（液体）に、このような粒子あるいは分散媒を含む液状物質をノズルから吐出させる場合、インクを吐出する場合よりもノズル開口の径を大きくする必要がある。また、インクを吐出する場合でも、段ボールに印刷したり、コンテナに印刷するなどの目的によっては、ノズル開口の径を大きくし、大きなドットを形成したい場合もある。

本願の発明者らの実験によると、図９のようなノズルヘッド９０を用いた場合、ノズル開口９９の径を大きくすると、吐出させた液滴がまっすぐに飛ばず、一方に曲がってしまうことが見出された。例えば、図９のようなノズルヘッド９０を用いてエタノール（表面張力２５ｍＮ／ｍ）を吐出する場合、ノズル開口９９の径が３０μｍ近傍またはそれを超えると、吐出させた液滴１１０が振動板９１の方向に曲がってしまうことがある。したがって、ノズル開口の径を大きくしても、液滴をまっすぐに飛ばすことができるヘッドが求められている。

振動板に沿って流路を延ばしたノズル構造は、圧力室を振動板に沿って延びた状態で配置できる。このため、振動板の変位による圧力室の体積変動も大きくなり、飛ばしにくい液状物質、たとえば、粘度が高い液状物質や、比較的大きな粒子を含む液状物質を飛ばすことができる。ノズル開口における液体のメニスカスの表面圧力（間隙圧）はノズル開口の半径に反比例して低下し、メニスカスの強度は低下する。このため、ノズル開口を大きくするほどノズル開口の対称性が向上しないと吐出された液滴は曲がりやすい。基体に円形の孔を開けてノズル開口とすることは可能であるが、振動板に対して流路を曲げれば圧力損失が発生し、圧力室との応答性も悪くなり、圧力室も含めて振動板に対して直交する流路配置だと圧力室の圧力変動を大きくし難い。

本発明の一態様は、液状物質を吐出するためのノズル開口を有するヘッドであって、第１の側（内側）にノズル開口の一部およびノズル開口に至る第１の溝を含む第１の凹み形状を備えた基体と、基体の第１の側の面に内面が貼り合わされる薄板であって、薄板の外側に設けられるアクチュエータにより変形可能な部分を含む薄板とを有する。薄板は、内側にノズル開口の一部およびノズル開口に至る第２の溝を含む第２の凹み形状を備えている。このヘッドでは、第１の溝と第２の溝とにより、アクチュエータにより圧力を変動できる圧力室からノズル開口に至る経路を含む流路が形成され、圧電アクチュエータを駆動させることにより流路内の液状物質をノズル開口から吐出させることができる。

このヘッドでは、振動板となる薄板の側にも凹み形状を設け、振動板に沿って流路を延ばしたノズル構造を保った状態で、対称性の高いノズル開口を形成できる。すなわち、ノズル開口の対称性を改善できる。したがって、ノズル開口を大きくしても対称性の高いメニスカスを形成でき、ノズル開口の向いた方向に、直進性の高い液滴を吐出し易いヘッドを提供できる。

第１の凹み形状および第２の凹み形状はそれぞれ、ノズル開口に対応する部分が、基体と薄板とが貼り合わされた接合面を中心に対称となるように形成されていることが望ましい。ヘッドから吐出された液滴が曲がる要因は、ノズルの流路、特に、ノズル開口付近の流路の対称性の不足であると考えられる。第１の溝および第２の溝を作ることにより、ノズル開口付近の流路の対称性が向上する。さらにノズル開口の形状を対称にすることにより、ノズル開口付近の流路の対称性が向上する。第１の凹み形状および第２の凹み形状を同じ方法で形成することにより、第１の凹み形状および第２の凹み形状の内面の面粗さを共通にしやすいので対称性が増す。同一の製造方法でなくても面粗さを同じにすることは対称性を向上するために有効である。第１の凹み形状および第２の凹み形状の面粗さの共通性は、たとえば、接触角で規定することができ、第１の凹み形状の内面の吐出する液での測定による接触角および第２の凹み形状の内面の接触角の差は、１５度以内が好ましく、１０度以内がさらに好ましい。

第１の凹み形状および第２の凹み形状はそれぞれ、流路のうちの少なくとも圧力室からノズル開口に至る部分（連絡路）およびノズル開口に対応する部分が、基体と薄板とが貼り合わされた接合面を中心に対称となるように形成されていることが望ましい。引き打ちの場合、メニスカスは、ノズル開口に形成されるだけではなく、ノズル開口に繋がる連絡路に引き込まれる。したがって、連絡路も含めて対称性を向上することにより、ノズル開口に至る段差などの形状による対称性、エッチング、サンドブラスト、型転写、成型、異方性シリコンエッチングなどにより形成される溝表面（面粗さ）も含めて対称性を向上できる。したがって、ノズル開口を大きくしても、対称性の高いメニスカスを形成でき、吐出される液滴の直進性を向上できる。特に、ノズル開口から内部へノズル開口の３０倍程度以内の距離の対称性を向上することが望ましい。したがって、ノズル開口から少なくともノズル開口の径の３０倍、好ましくは５０倍の距離の範囲の第１の凹み形状および第２の凹み形状は対称であることが望ましい。ノズル開口の径が３０μｍであれば、少なくともノズル開口から１．５ｍｍの距離の範囲は第１の凹み形状および第２の凹み形状は対称であることが望ましい。

さらに、第１の凹み形状および第２の凹み形状はそれぞれ、流路のうちの圧力室、圧力室からノズル開口に至る部分（連絡路）およびノズル開口に対応する部分が接合面を中心に対称となるように形成されていることが望ましい。圧力室も含めて対称な形状にすることにより、さらに、対称な形状のメニスカスを形成し易い。また、薄板の側にも圧力室を形成することにより、アクチュエータの変位による圧力室の圧力変動も増大させ易い。

発明者らの実験によると、このノズルヘッドは、ノズル開口の径が３０μｍ以上の場合に特に有効であり、アクチュエータが駆動されることにより直進性の高い液滴を吐出し易い。ノズルヘッドに設けられるアクチュエータは、典型的にはピエゾ（圧電）アクチュエータである。

本発明の他の態様は、上述したヘッド（ノズル装置、ノズルヘッド）と、アクチュエータを駆動させる駆動装置とを有する吐出装置である。この吐出装置は、さらに、液状物質を貯蔵する容器を装着可能な装着部と、装着部に装着された容器から液状物質をノズルの流路に供給するための供給路とを有していてもよい。

この吐出装置によれば、ノズル開口の径を大きくしても、液滴をまっすぐに飛ばすことができる。この吐出装置は、インクよりも分散媒が大きい液体を吐出する場合、例えば、基板の間隔を調整するためのスペーサを吐出する場合や、金属微粒子が分散した液を吐出する場合に、特に好適であり、液滴をまっすぐに飛ばし、正確な位置に着弾させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、吐出装置の一例を示している。図２は、本発明の第１の実施形態にかかるノズルの概略構成を縦断面図により示している。図３は、図２のノズル開口をノズル先端より示している。

図１に示すように、本例の吐出装置１は、圧電アクチュエータ（ピエゾアクチュエータ、ピエゾ素子）４０を備えるノズルヘッド１０ａと、ノズルヘッド１０ａの圧電アクチュエータ４０を駆動させる駆動装置（ドライバ）２と、吐出する液状物質（以降においては液体）を貯蔵する容器５０を装着可能な装着部３と、装着部３に装着された容器５０から液体をノズルヘッド１０ａの流路に供給するための供給路４とを有している。装着部３には、容器５０が装着されている。本例の吐出装置１は、インクジェット方式のノズルヘッドにより、例えば、金属微粒子、セラミック微粒子、試薬、その他の分散媒を含む液状物質を吐出する装置であり、液状物質を塗布したり、分注する際などに好適に使用できる。分散媒の典型的な径は１ミクロンを超えるものであり、または密度が１．２ｇ／ｃｍ³（比重が１．２）を超えるものである。

図２および図３に示すように、この吐出装置１が備える液体を吐出するためのノズルヘッド１０ａは、内側（第１の側、内面３５の側）に第１の凹み形状３１が形成された基体（厚板）３０と、基体３０より薄く、アクチュエータ４０により振動または変形（変位）できる程度に薄い薄板（振動板）２０であって内側（内面２５の側）に第２の凹み形状２１が形成された薄板２０と、薄板２０の外側２６に設けられ、薄板２０を変形させる圧電アクチュエータ４０とを有している。なお、図示していないが、薄板２０の外側２６にはアクチュエータ４０を駆動するための電極（ＩＴＯ、金属などの薄膜）が形成されている。

このノズルヘッド１０ａは、基体３０の内面３５と、薄板２０の内面２５とが貼り合わされることにより構成されており、内面同士が接合面１３となっている。ノズルヘッド１０ａは、内部に、基体３０の第１の凹み形状３１と、薄板２０の第２の凹み形状２１により形成された流路１５を含む。流路１５は、ノズルヘッド１０ａの先端側から、液滴を吐出するノズル開口１９、連絡路１５ｄ、圧力室（キャビティ）１５ｂ、および供給部１５ｃを含む。ノズル開口１９は円形であり、本例では、直径は、４０μｍとなっている。このノズルヘッド１０ａは、圧電アクチュエータ４０を駆動させ、薄板２０を振動させることにより、流路１５内の液体を液滴としてノズル開口１９から吐出させる。

キャビティ１５ｂは、ノズル開口１９に対して十分に大きな容量を備えた部屋（空間）であり、薄板２０の外側２６のキャビティ１５ｂに対応する部分にアクチュエータ４０が取り付けられている。したがって、アクチュエータ４０により薄板２０が伸び縮みすることにより、キャビティ１５ｂの容量が変動し、キャビティ１５ｂの内圧が変化する。キャビティ１５ｂと供給路４とを繋ぐ供給部（供給経路）１５ｃは、キャビティ１５ｂに対して開口面積が狭くなった部分１５ｅを介して接続されており、キャビティ１５ｂの圧力変動がノズル開口１９の側へ効率良く伝達されるようになっている。キャビティ１５ｂとノズル開口１９とは連絡路１５ｄにより接続されている。

薄板２０および基体３０は、それぞれ、ガラス製の基板である。なお、薄板２０および基体３０は、ガラス製基板に限定されるものではなく、樹脂製基板、セラミック基板、感光性ガラス基板、金属基板、シリコン基板などであってもよい。

基体３０の内側（第１の側、内面３５の側）には、第１の凹み形状３１が、例えば、エッチングにより形成されている。第１の凹み形状３１は、サンドブラスト、型転写、成型、異方性シリコンエッチングなどにより形成することが可能である。第１の凹み形状３１は、先端側よりノズル開口１９の一部となる部分３９と、ノズル開口１９に至る第１の溝３２とを含む。第１の溝３２は、流路１５の連絡路１５ｄを構成する部分３２ｄと、キャビティ１５ｂを構成する部分３２ｂと、供給部１５ｃを構成する部分３２ｃとを含む。

薄板２０の内側（内面２５の側）には、第２の凹み形状２１が、例えば、エッチングにより形成されている。第２の凹み形状２１は、サンドブラスト、型転写、成型、異方性シリコンエッチングなどにより形成することが可能である。第２の凹み形状２１は、先端側よりノズル開口１９の一部となる部分２９と、ノズル開口１９に至る第２の溝２２とを含む。第２の溝２２は、流路１５の連絡路１５ｄを構成する部分２２ｄと、キャビティ１５ｂを構成する部分２２ｂとを含む。

第１の凹み形状３１の内の、ノズル開口１９の一部となる部分３９、連絡路１５ｄを構成する部分３２ｄと、キャビティ１５ｂを構成する部分３２ｂと、第２の凹み形状２１（ノズル開口１９の一部となる部分２９、流路１５の連絡路１５ｄを構成する部分２２ｄ、キャビティ１５ｂを構成する部分２２ｂを含む）は、接合面１３、すなわち、内面２５および３５を中心に対称な形状（面対称な形状、１８０度回転対称）を備えている。

図４は、図２のノズルヘッド１０ａと同じ構成でノズル径が異なるノズルヘッド（実施例のノズル）と、図９のノズルヘッド９０と同じ構成でノズル径が異なるノズルヘッド（比較例のノズル）とを用いて液滴を吐出したときの液滴の曲がりの有無を測定した結果を示している。実施例のノズルでは、ノズル開口１９の直径を１５〜１００μｍの間で変化させたサンプルから吐出された液滴の軌道を測定している。比較例のノズルでは、図９のノズル開口９９の最小径、すなわち、ノズル開口９９に入る（内接する）円の直径を１５〜１００μｍの間で変化させたサンプルから吐出された液滴の軌道を測定している。図４では、吐出液滴がまっすぐ飛んだ場合を○、吐出液滴が曲がった場合を×として示している。

比較例のノズルでは、溶媒の表面張力が７０ｍＮ／ｍの液体（例えば水）を用いた場合、ノズル開口９９の径が３５μｍ以下であれば、液滴がまっすぐ飛ぶが、３５μｍを超えると、吐出させた液滴が曲がることがわかった。さらに、溶媒の表面張力が２５ｍＮ／ｍの液体（例えばエタノール）を用いた場合、ノズル開口９９の径が３０μｍを超えると、吐出させた液滴が曲がることがわかった。表面張力が小さい液体ほど、メニスカス（液体の表面が表面張力などの力により凹むこと）を形成する力が弱くなり、ノズル径が大きくなるとまっすぐに飛ばすことが難しくなることが分かる。さらに、ノズル開口の最小径が３５μｍを超えると、表面張力の大きな水であってもまっすぐに飛ばすことが難しくなる。

これに対し、実施例のノズルでは、溶媒の表面張力が小さい２５ｍＮ／ｍの液体（例えばエタノール）であって、ノズル開口１９の径が３０μｍを越えても吐出させた液体がまっすぐ飛ぶことがわかった。本実験においては、実施例のノズルで表面張力が２５ｍＮ／ｍ程度であれば、ノズル開口径が１００μｍであっても、まっすぐに飛び、曲がりがほとんどないことが確認されている。インクジェット用のインクの表面張力が２５〜６０ｍＮ／ｍであるとの報告があることに鑑みる（たとえば、特開２００２−０６７４７３）と、実施例のノズルは、比較例のノズルに対して、ノズル開口径（直径）が少なくとも３０μｍあるいは少なくとも３０μｍを超えるノズルヘッドにおいて特に有効である。

以上のように、本例の吐出装置１およびノズルヘッド１０ａによれば、ノズル開口１９、連絡路１５ｄおよびキャビティ１５ｂに対応する部分が接合面１３を中心に対称な凹み形状２１および３１で構成されている。このため、ノズル開口１９の径を大きくしても、液滴が曲がりにくく、液滴をまっすぐに飛ばすことができる。メニスカスの強さ（表面圧力、間隙圧力）は、表面張力に比例し、開口径の半径に反比例する。このため、表面張力の小さな液体を吐出する場合、また、ノズル開口の径が大きくなった場合には、メニスカスの強度は低下し、何らかの要因により偏りが発生し易い。実施例のノズルでは、ノズル開口１９およびその近傍の流路を、ノズル開口１９の中心あるいは流路１５の中心軸に対して回転対称な形状にすることにより、メニスカスに偏りが発生する要因を排除または少なくできる。このため、メニスカスを形成する力が弱くなっても、液滴を吐出する際に、より対称（回転対称）な形状のメニスカスを構成できる。したがって、ノズル開口１９から液滴をまっすぐに吐出できると考えられる。

すなわち、比較例のノズルは、ノズル開口を大きくすると、ノズル開口およびその近傍が非対称になるのでメニスカスに偏りが発生し、液滴が一方に曲がって吐出されたり、吐出された後に曲がることがある。メニスカスの偏りは、ノズル開口の形状だけではなく、メニスカスが引き込まれたときの連絡路の形状、液滴が吐出されるときの液と連絡路の壁面との摩擦、キャビティからのノズル開口への圧力の伝播などの影響も考えられる。したがって、本例では、ノズル開口１９およびその近傍だけではなく、連絡路１５ｄも含めて回転対称な形状となるように第１の凹み形状３１および第２の凹み形状２１を形成し、メニスカスに偏りが発生することを抑制している。

さらに、キャビティ１５ｂも流路１５の中心軸の回りに対称（回転対称）な形状となるように第１の凹み形状３１および第２の凹み形状２１を形成し、さらに、メニスカスが安定して形成されるようにしている。また、キャビティ１５ｂを回転対称な形状とすることにより、アクチュエータ４０により振動あるいは変位される薄板（振動板）２０の壁体部分を薄くできるという効果がある。したがって、キャビティ（圧力室）１５ｂの圧力変動を大きくすることができ、粘度が高い液状物質や、粒子を比較的多く含むような液状物質であって吐出しにくい液状物質であっても、安定して吐出できるノズルヘッド１０ａを提供できる。

また、基体３０と薄板２０とに第１の凹み形状３１と第２の凹み形状２１とを形成することにより、板材そのものを使用するときよりも流路１５を構成する内面の状態は均一化され、その点でもメニスカスが安定する。これらの凹み形状３１および２１を同じ方法、たとえば、エッチングにより形成することにより、さらに流路１５の内面の面粗さなどの条件が均一化され、いっそう安定したメニスカスを形成し易い。他の工法、例えば、サンドブラスト、型転写、成型、異方性シリコンエッチングなどにより凹み形状２１および３１を形成する場合も同様であり、基体３０側の表面と、振動板２０側の表面粗さに差ができることを抑制でき、吐出された液滴が曲がる要因を少なくできる。

第１の凹み形状３１および第２の凹み形状２１を同じ方法で形成することにより、それらの凹み形状の内面の面粗さを共通にしやすい。異なる製造方法でなくても凹み形状３１および２１の内面の面粗さを同じにすることは対称性を向上するために有効である。第１の凹み形状３１および第２の凹み形状２１の面粗さの共通性は、たとえば、吐出する液状物質または液体（たとえば、エタノール、水など）の接触角で規定することができる。これらの内面の接触角の差は、１５度以内が好ましく、１０度以内がさらに好ましい。

第１の凹み形状３１および第２の凹み形状２１のうち、特に、キャビティ１５ｂからノズル開口１９の流路の断面が対称であることは液滴を真っ直ぐに吐出するために重要である。たとえば、ノズル開口１９が対称な形状であることも重要であるが、さらに、ノズル開口１９からノズル開口１９の直径（開口径）の５０倍程度、具体的には１．５ｍｍ程度は、少なくとも対称な断面形状であることは、液滴の吐出方向を改善する上で重要である。

このように、本例の吐出装置１およびノズルヘッド１０ａによれば、ノズル開口１９を拡大でき、さらに、表面張力の小さな液体（液状物資）でもまっすぐに吐出できるので、インクも含めた様々な液状物質により、比較的大きなドットを、正確な位置に着弾させることができる。

また、本例の吐出装置１およびノズルヘッド１０ａによれば、インクよりも分散媒が大きい液体を吐出する場合、例えば、基板の間隔を調整するためのスペーサを吐出する場合や、金属微粒子が分散した液を吐出する場合であっても、液滴をまっすぐに飛ばし、正確な位置に着弾させることができる。

図５は、本発明の第２の実施形態にかかるノズルヘッドの概略構成を縦断面図により示している。このノズルヘッド１０ｂは、ノズル開口１９および流路１５のうち、ノズル開口１９、連絡路１５ｄ、キャビティ１５ｂ、および供給部１５ｃに対応する部分が第１の凹み形状３１および第２の凹み形状２１により、接合面１３を中心に対称となるように形成されている。すなわち、第２の凹み形状２１は、供給部１５ｃを構成する溝２２ｃをさらに備えている。他の構成は、第１の実施形態と同様の構成であるため、重複する説明は、図面に同符号を付して省略する。供給部１５ｃはノズル開口１９から離れており、また、圧力変動をするキャビティ１５ｂを介してノズル開口１９と接続されているのでメニスカスを安定して形成するという点では接合面１３を中心に対称であっても、非対称であってもよい。しかしながら、長距離の対称性という点では、対称性が増し、より安定したメニスカスを形成できる可能性がある。このノズルヘッド１０ｂは、第１の実施形態にかかるノズルヘッド１０ａと置換して、図１に示す吐出装置１に用いることができる。

図６〜図８は、本発明の第３の実施形態にかかるノズルヘッドの概略構成を縦断面図により示している。このノズルヘッド１０ｃは、ノズル開口１９および流路１５のうち、ノズル開口１９、連絡路１５ｄ、キャビティ１５ｂ、および供給部１５ｃに対応する部分が第１の凹み形状３１および第２の凹み形状２１により、接合面１３を中心に対称となるように形成されている。さらに、第１の凹み形状３１に含まれる溝３２および第２の凹み形状２１に含まれる溝２２の深さは一定であり、溝３２および２２の幅方向の変化によりキャビティ１５ｂなどの機能を実現している。

このノズルヘッド１０ｃも、第１の実施形態にかかるノズルヘッド１０ａと置換して、図１に示す吐出装置１に用いることができる。第１、第２および第３の実施形態にかかるノズルヘッド１０ａ、１０ｂおよび１０ｃは、いずれも、直進性の高い液滴を吐出することができる。また、これらの実施形態に開示されたノズルヘッドの形状は本発明のいくつかの例に過ぎない。

吐出装置の一例を示す図。 本発明の第１の実施形態にかかるノズルヘッドの概略構成を示す縦断面図。 図２のノズルヘッドの先端を示す図。 実施例のノズルヘッドと、比較例のノズルヘッドとを用いて液滴を吐出したときの液滴の曲がりの有無の測定結果を示す図。 本発明の第２の実施形態にかかるノズルヘッドの概略構成を示す縦断面図。 本発明の第３の実施形態にかかるノズルヘッドの概略構成を示す平面図。 図６に示すノズルヘッドの概略構成を示す縦断面図。 図６のノズルヘッドの先端を示す図。 従来のノズルヘッドの概略構成を示す縦断面図。 図９のノズルヘッドの先端を示す図。

符号の説明

１ 吐出装置、 ２ 駆動装置
３ 装着部、 ４ 供給路
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ ノズルヘッド
２０ 薄板、 ２１ 第２の凹み形状
３０ 基体、 ３１ 第１の凹み形状
１３ 接合面、 １５ 流路
１９ ノズル開口、 １５ｂ キャビティ（圧力室）

Claims (8)

1. 液状物質を吐出するためのノズル開口を有するヘッドであって、
   第１の側に前記ノズル開口の一部および前記ノズル開口に至る第１の溝を含む第１の凹み形状を備えた基体と、
   前記基体の前記第１の側の面に内面が貼り合わされる薄板であって、当該薄板の外側に設けられるアクチュエータにより変形可能な部分を含む薄板とを有し、
   前記薄板は、内側に前記ノズル開口の一部および前記ノズル開口に至る第２の溝を含む第２の凹み形状を備えており、
   前記第１の溝と前記第２の溝とにより、前記アクチュエータにより圧力を変動できる圧力室から前記ノズル開口に至る部分を含む流路が形成され、前記アクチュエータを駆動させることにより前記流路内の液状物質を前記ノズル開口から吐出させる、ヘッド。
2. 請求項１において、
   前記第１の凹み形状および前記第２の凹み形状はそれぞれ、前記ノズル開口に対応する部分が、前記基体と前記薄板とが貼り合わされた接合面を中心に対称となるように形成されている、ヘッド。
3. 請求項２において、
   前記第１の凹み形状および前記第２の凹み形状はそれぞれ、前記流路のうちの少なくとも前記圧力室から前記ノズル開口に至る部分および前記ノズル開口に対応する部分が、前記基体と前記薄板とが貼り合わされた接合面を中心に対称となるように形成されている、ヘッド。
4. 請求項３において、
   前記第１の凹み形状および前記第２の凹み形状はそれぞれ、前記流路のうちの少なくとも前記圧力室、前記圧力室から前記ノズル開口に至る部分および前記ノズル開口に対応する部分が前記接合面を中心に対称となるように形成されている、ヘッド。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記ノズル開口の径は、少なくとも３０μｍである、ヘッド。
6. 請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記アクチュエータをさらに有するヘッド。
7. 請求項６に記載のヘッドと、
   前記アクチュエータを駆動させる駆動装置とを有する、吐出装置。
8. 請求項７において、
   液状物質を貯蔵する容器を装着可能な装着部と、
   前記装着部に装着された前記容器から液状物質を前記流路に供給するための供給路とをさらに有する、吐出装置。

Images