JP2017080993A - 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出に伴う保持基板の振動が共通液室部材に伝搬して共通液室内の液体が振動することを抑制し、吐出特性の安定化を図ることが出来る液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】フレーム部材７０は、ノズル配列方向と直交する方向Ｙにおいて、保持基板５０の外周部５６と接合され、アクチュエータ基板２０及び保持基板の外周面よりも外側で、ノズル板１の外周部と接合され、ノズル板には、隙間７９の領域で他の部材と接合されていない非接合領域４２があり、保持基板には、隙間と反対側に、共通液室１０と個別液室６を通じる開口部５１が設けられ、フレーム部材と保持基板の外周部とは、ノズル配列方向と直交する方向において、接合面の内側領域が第１接着剤８１で接合され、接合面の外側領域が第２接着剤８２で接合され、第１接着剤は弾性接着剤であり、第２接着剤は第１接着剤よりもヤング率が高い接着剤である。【選択図】図５

Description

本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。

液体吐出ヘッドとして、例えば、複数の圧力発生素子が配列されたアクチュエータ基板上に、圧力発生素子を覆う保持基板（保護基板とも称される。）を接合し、保持基板には個別液室に液体を供給する共通液室を形成する共通液室部材を接着剤で接合したものがある。

従来、複数の液体吐出ヘッドユニットを保持部材に保持して１つの液体吐出ヘッドとする構成において、液体吐出ヘッドユニットと保持部材との間に振動吸収部材を配置したものがある（特許文献１）。

また、アクチュエータ基板と保持基板との接合面に凸形状部を設けたものがある（特許文献２）。

また、共通液室部材とアクチュエータ基板とを接合し、アクチュエータ基板の外周側よりもノズル配列方向と直交する方向の外側で、共通液室部材に接合されたフレーム部材とノズル板の外周部とを接合して、アクチュエータ基板の外周面とフレーム部材との間に形成される隙間に充填材を充填したものがある（特許文献３）。

特開２００７−１８１９９１号公報 特開２０１４−１８４６４６号公報 特開２０１３−１６９６８３号公報

ところで、アクチュエータ基板に接合した保持基板に共通液室部材を接合した構成にあっては、アクチュエータ基板の圧力発生素子を駆動したときに、保持基板が振動して共通液室部材に振動が伝搬することで、吐出特性が不安定になるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、吐出特性の安定化、均一化を図ることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出するノズルが形成されたノズル板と、
前記ノズル板と接合され、前記ノズルに通じる個別液室及び前記個別液室の液体を加圧する圧力発生素子が配列されたアクチュエータ基板と、
前記アクチュエータ基板と接合され、前記圧力発生素子を収容する凹部が形成された保持基板と、
前記個別液室に前記液体を供給する共通液室を形成する共通液室部材と、を備え、
前記共通液室部材は、ノズル配列方向と直交する方向において、前記保持基板の外周部と接合され、前記アクチュエータ基板及び前記保持基板の外周面よりも外側で、前記ノズル板の外周部と接合され、
前記共通液室部材の前記ノズル板を接合する部位と前記アクチュエータ基板及び前記保持基板の外周面との間には隙間が設けられ、
前記ノズル板には、前記隙間の領域で他の部材と接合されていない非接合領域があり、
前記保持基板には、前記隙間と反対側に、前記共通液室と前記個別液室を通じる流路となる開口部が設けられ、
前記共通液室部材と前記保持基板の外周部とは、ノズル配列方向と直交する方向において、接合面の内側領域が第１接着剤で接合され、前記接合面の外側領域が第２接着剤で接合され、
前記第１接着剤は弾性接着剤であり、
前記第２接着剤は前記第１接着剤よりもヤング率が高い接着剤である
構成とした。

本発明によれば、吐出特性の安定化、均一化を図ることができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの一例の斜視説明図である。 同じくノズル配列方向と直交する方向に沿う要部断面説明図である。 図２の要部拡大断面説明図である。 同じくノズル配列方向に沿う要部断面説明図である。 本発明の第１実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向に沿う拡大断面説明図である。 同じくフレーム部材の斜視説明図である。 同じくヘッドの断面斜視説明図である。 図７の拡大斜視説明図である。 同じくフレーム部材と保持基板との接合部分の模式的斜視説明図である。 比較例の説明に供する要部断面説明図である。 同じく圧電素子に与える駆動波形の一例の説明図である。 同じくノズル板の変形の説明に供する説明図である。 同じくノズル板の変形の説明に供する説明図である。 本発明の第２実施形態の説明に供するフレーム部材と保持基板外周部の接合部分の斜視説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供するフレーム部材と保持基板外周部の接合部分の斜視説明図である。 本発明の第４実施形態の説明に供するフレーム部材と保持基板外周部の接合部分の斜視説明図である。 本発明の第５実施形態の説明に供するフレーム部材と保持基板外周部の接合部分の斜視説明図である。 本発明の第６実施形態の説明に供するフレーム部材と保持基板外周部の接合部分の斜視説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。 同装置の要部側面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図１ないし図４を参照して説明する。図１は同液体吐出ヘッドの分解斜視説明図、図２は同じくノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図３は図２の要部拡大断面説明図、図４は同じくノズル配列方向に沿う要部断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材である振動板３と、圧力発生素子である圧電素子１１と、保持基板５０と、配線部材６０と、共通液室部材を兼ねるフレーム部材７０とを備えている。

ここで、流路板２、振動板３及び圧電素子１１で構成される部分を、本発明における「アクチュエータ基板２０」とする。ただし、アクチュエータ基板２０として独立の部材が形成された後にノズル板１や保持基板５０と接合されることまで意味するものではない。また、流路板２及び振動板３を併せて流路部材とする。

ノズル板１には、液体を吐出する複数のノズル４が形成されている。ここでは、ノズル４を配列したノズル列を４列配置した構成としている。

流路板２は、ノズル板１及び振動板３とともに、ノズル４が通じる個別液室６、個別液室６に通じる流体抵抗部７、流体抵抗部７が通じる液導入部（通路）８を形成している。

この液導入部８は振動板３の通路（供給口）９と保持基板５０の流路となる開口部５１を介してフレーム部材７０で形成される共通液室１０に通じている。

振動板３は、個別液室６の壁面の一部を形成する変形可能な振動領域３０を形成している。そして、この振動板３の振動領域３０の個別液室６と反対側の面には、振動領域３０と一体的に圧電素子１１が設けられ、振動領域３０と圧電素子１１によって圧電アクチュエータ構成している。

圧電素子１１は、振動領域３０側から下部電極１３、圧電層（圧電体）１２及び上部電極１４を順次積層形成して構成している。この圧電素子１１上には絶縁膜２１が形成されている。

複数の圧電素子１１の共通電極となる下部電極１３は、共通配線１５を介して共通電極電源配線パターン１２１に接続されている。なお、下部電極１３は、図４に示すように、ノズル配列方向ですべての圧電素子１１に跨って形成される１つの電極層である。

また、圧電素子１１の個別電極となる上部電極１４は、個別配線１６を介して駆動回路部である駆動ＩＣ（以下、「ドライバＩＣ」という。）５００に接続されている。個別配線１６などは絶縁膜２２にて被覆されている。

ドライバＩＣ５００は、圧電素子列の列間の領域を覆うようにアクチュエータ基板２０にフリップチップボンディングなどの工法により実装されている。

アクチュエータ基板２０に搭載されたドライバＩＣ５００は、駆動波形（駆動信号）が供給される個別電極電源配線パターン１０１と接続されている。

配線部材６０に設けられた配線が、ドライバＩＣ５００と電気的に接続されており、配線部材６０の他端側は装置本体側の制御部に接続される。

そして、アクチュエータ基板２０上には、前述したように共通液室１０と個別液室６側を通じる流路となる開口部５１、圧電素子１１を収容する凹部５２、ドライバＩＣ５００を収容する開口部５３が形成された保持基板５０を設けている。

この保持基板５０は、接着剤によってアクチュエータ基板２０の振動板３側に接合されている。

フレーム部材７０は、各個別液室６に液体を供給する共通液室１０を形成する。なお、共通液室１０は４つのノズル列に対応してそれぞれ設けられる。また、外部からの液体供給口７１（図１）を介して共通液室１０に所要の色の液体が供給される。

フレーム部材７０には、ダンパ部材９０が接合されている。ダンパ部材９０は、共通液室１０の一部の壁面を形成する変形可能なダンパ９１と、ダンパ９１を補強するダンパプレート９２とを有している。

フレーム部材７０はノズル板１の外周部及び保持基板５０の外周部と接着剤で接合され、アクチュエータ基板２０及び保持基板５０を収容して、このヘッドのフレームを構成している。

そして、ノズル板１の周縁部及びフレーム部材の７０の外周面の一部を覆うカバー部材４５を設けている。

この液体吐出ヘッドにおいては、ドライバＩＣ５００から圧電素子１１の上部電極１４と下部電極１３の間に電圧を与えることで、圧電層１２が電極積層方向、すなわち電界方向に伸張し、振動領域３０と平行な方向に収縮する。

このとき、下部電極１３側は振動領域３０で拘束されているため、振動領域３０の下部電極１３側に引っ張り応力が発生し、振動領域３０が個別液室６側に撓み、内部の液体を加圧することで、ノズル４から液体が吐出される。

次に、本発明の第１実施形態について図５ないし図９を参照して説明する。図５は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向に沿う拡大断面説明図、図６は同じくフレーム部材の斜視説明図、図７は同じくヘッドの断面斜視説明図、図８は図７の拡大斜視説明図、図９は共通液室部材であるフレーム部材と保持基板との接合部分の模式的斜視説明図である。

共通液室部材であるフレーム部材７０には、保持基板５０の外周部５６を接合するリブ７５と、リブ７５の外側で、ノズル板１の外周部を接合するリブ７８が形成されている。また、リブ７５とリブ７８との間にはリブ７５を形成するために溝部７６が形成されている。

したがって、ノズル配列方向と直交する方向において、共通液室部材であるフレーム部材７０は、保持基板５０の外周部５６と接合され、アクチュエータ基板２０及び保持基板５０の外周面よりも外側で、ノズル板１の外周部と接合されている。このとき、フレーム部材７０には、ノズル板１と保持基板５０とが段違いで接合されている。

そして、アクチュエータ基板２０及び保持基板５０（以下、両者を合わせて「構造体２００」という。図７参照）は、外周面をリブ７８のノズル板面直方向の壁面から離間させて、隙間７９を設けて、フレーム部材７０のリブ７５に接合されている。

一方、ノズル板１は、構造体２００に接合された領域とフレーム部材７０のリブ７８に接合された領域との間に、隙間７９に対応して、他の部材と接合されていない非接合領域４２を有している。

なお、保持基板５０には、前述したように、外周部５６を介して隙間７９と反対側に、共通液室１０と個別液室６を通じる流路となる開口部５１が設けられている。したがって、保持基板５０のフレーム部材７０に接合する外周部５６は、ノズル配列方向と直交する方向に沿う断面形状において、幅の狭い柱状の隔壁部となる。

共通液室部材であるフレーム部材７０のリブ７５と保持基板５０の外周部５６とは、ノズル配列方向と直交する方向において、接合面の内側領域が第１接着剤８１で接合され、接合面の外側領域が第２接着剤８２で接合されている。第１接着剤８１は弾性接着剤であり、第２接着剤８２は第１接着剤８１よりもヤング率が高い接着剤である。

なお、弾性接着剤は、硬化後にゴム状弾性体となる接着剤であり、シリコーン系接着剤を用いることができる。また、第２接着剤としては、第１接着剤８１にシリコーン系接着剤を使用するとき、シリコーン系接着剤よりもヤング率が高いエポキシ系接着剤を用いることができる。

次に、比較例における吐出特性のばらつきについて図１０ないし図１４を参照して説明する。

比較例は、図１０に示すように、フレーム部材７０のリブ７５と保持基板５０の外周部５６とが弾性接着剤（第１接着剤８１）のみで接合されているものである。

ここで、ノズル配列方向と直交する方向の端部のノズル列の外側領域において、ノズル板１には、構造体２００の外周部２００ａを挟んで、他の部材と接合されない非接合領域４１と非接合領域４２とが生じる。なお、構造体２００の外周部２００ａは、保持基板５０の外周部５６とアクチュエータ基板２０の外周部で構成される部分である。

非接合領域４１は保持基板５０の開口部５１及び流路板２の液導入部８に対向する領域に相当し、非接合領域４２はフレーム部材７０のリブ７８の壁面と構造体２００の外周面との間の隙間７９に相当する。なお、保持基板５０の開口部５１及び流路板２の液導入部８は、ノズル配列方向において複数の個別液室６に通じる開口部としている。

吐出特性のばらつきは、隙間７９に対応するノズル板１の非接合領域４２の部分が変形して生じる振動が、個別液室６に対向するノズル板１の領域に伝搬するときの挙動が、ノズル列４Ａの中央部と端部とで異なることに起因すると考えられる。

具体的に説明すると、複数滴（２滴で説明する。）を吐出して飛翔中にマージさせて所要滴量の液滴を形成する場合、アクチュエータ基板２０の１つのノズル列４Ａのすべての圧電素子１１に対して、図１１に示すように、駆動電圧が立ち下がって立上る２つの吐出パルスＰ１，Ｐ２を時系列で与えるものとする。

この場合、最初の吐出パルスＰ１の立ち下がり波形要素が与えられる（図１１の時点ｔ１）ことで、振動領域３０が面外方向に変形して個別液室６が膨張する。

これにより、図１２に示すように、保持基板５０の外周部５６を含む構造体２００の外周部２００ａが隙間７９と反対側に傾斜して、非接合領域４１が吐出方向に凸となるように変形し、非接合領域４２が吐出方向と反対方向に凸となるように変形する。

その後、吐出パルスＰ１の立ち上がり波形要素が与えられる（図１１の時点ｔ２）ことで、振動領域３０が面内方向に変形して個別液室６が収縮する。

これにより、図１３に示すように、保持基板５０の外周部５６を含む構造体２００の外周部２００ａが隙間７９側に傾斜して、非接合領域４１が吐出方向と反対方向に凸となるように変形し、非接合領域４２が吐出方向に凸となるように変形する。

そして、吐出パルスＰ１による吐出が終了したとき（図１１の時点ｔ３）の残留振動によって、ノズル板１の非接合領域４２における突き出しと隙間７９側への引き込みによる振動が生じる。この残留振動によるノズル板１の振動が、ノズル配列方向の両端部が中央部よりも速く個別液室６側に伝搬する。

そして、図１１の時点ｔ５で吐出パルスＰ２を与えるとき、同じノズル列内であっても、ノズル配列方向の中央部と端部とでは、残留振動によるノズル板１の振動の影響が異なっている。

つまり、吐出パルスＰ２の引き込み波形要素を与えて個別液室６を膨張させると、ノズル列の中央部と両端部で個別液室６の膨張量が異なり、結果として、吐出される滴の滴速度や滴量（吐出特性）が異なることになる。

そこで、本実施形態では、前述したようにフレーム部材７０のリブ７５と保持基板５０の外周部５６とは、ノズル配列方向と直交する方向において、接合面の内側領域を弾性接着剤からなる第１接着剤８１で接合し、接合面の外側領域を第１接着剤８１よりヤング率が高い第２接着剤８２で接合している。

フレーム部材７０のリブ７５と保持基板５０の外周部５６の接合面の内側領域を弾性接着剤からなる第１接着剤８１で接合していることで、圧電素子１１を駆動することでアクチュエータ基板２０を介して保持基板５０に伝搬された振動が吸収される。

これにより、保持基板５０から共通液室部材であるフレーム部材７０に伝搬する振動が低減し、共通液室１０内の液体の振動も低減され、吐出特性が安定化する。

一方、フレーム部材７０のリブ７５と保持基板５０の外周部５６の接合面の外側領域をヤング率の高い第２接着剤８２で接合していることで、保持基板５０の外周部５６がフレーム部材７０に対して倒れにくくなる。

これにより、保持基板５０の外周部５６の倒れによるノズル板１の非接合領域４２の変形が抑制され、ノズル列４Ａの両端部と中央部での変形の位相差などによる吐出特性のばらつきが低減して、吐出特性の均一化を図れる。

また、弾性接着剤からなる第１接着剤８１を液体に接する箇所に配置していることにより、流路５１から共通液室１０への液体の圧力振動をダンピングすることもできる

次に、本発明の第２実施形態について図１４を参照して説明する。図１４は同実施形態の説明に供するフレーム部材と保持基板外周部の接合部分の斜視説明図である。

図１４（ｂ）に示すように、保持基板５０の外周部５６のフレーム部材７０のリブ７５と接合する接合面８３に、ノズル配列方向と直交する方向において、外側に凸形状部８４が設けられている。凸形状部８４は、ノズル配列方向において連続的に設けられている。なお、凸形状部はフレーム部材７０の接合面に設けることもできる（以下の実施形態でも同様である。）。

そして、図１４（ａ）に示すように、フレーム部材７０のリブ７５と保持基板５０の外周部５６とは、弾性接着剤８５で接合されている。

このとき、凸形状部８４とフレーム部材７０の接合面との間に介在する弾性接着剤８５の厚みが薄くなる。

これにより、ノズル配列方向と直交する方向において、保持基板５０の外周部５６が倒れにくくなるので、前記第１実施形態と同様に、ノズル板１の非接合領域４２の変形が抑制され、吐出特性のばらつきを低減することができる。

次に、本発明の第３実施形態について図１５を参照して説明する。図１５は同実施形態の説明に供するフレーム部材と保持基板外周部の接合部分の斜視説明図である。

図１５（ｂ）に示すように、保持基板５０の外周部５６のフレーム部材７０と接合する接合面８３に、ノズル配列方向と直交する方向において、外側に複数の凸形状部８４が設けられている。つまり、凸形状部８４は、ノズル配列方向に断続的に設けられている。

そして、図１５（ａ）に示すように、フレーム部材７０のリブ７５と保持基板５０の外周部５６とは弾性接着剤８５で接合されている。

これにより、上記第１実施形態と同様に、保持基板５０からフレーム部材７０への振動伝搬が低減し、保持基板５０の外周部５６の隙間７９方向への倒れが低減し、吐出特性の安定化と均一化を図れる。

また、性接着剤８５の塗布厚が厚い領域が前記第２実施形態よりも増加し、振動低減をより効果的に行うことができる。

次に、本発明の第４実施形態について図１６を参照して説明する。図１６は同実施形態の説明に供するフレーム部材と保持基板外周部の接合部分の斜視説明図である。

図１６（ｂ）に示すように、保持基板５０の外周部５６のフレーム部材７０との接合面８３に、ノズル配列方向と直交する方向において、外側に凸形状部８４が設けられている。凸形状部８４は、ノズル配列方向の接合面８３の長さをＸとするとき、１／３Ｘの箇所に設けられている。

そして、図１６（ａ）に示すように、フレーム部材７０のリブ７５と保持基板５０の外周部５６とは弾性接着剤８５で接合されている。

これにより、上記第１、第２実施形態と同様に、保持基板５０からフレーム部材７０への振動伝搬が低減し、保持基板５０の外周部５６の倒れが低減し、吐出特性の安定化と均一化を図れる。

また、性接着剤８５の塗布厚が厚い領域が前記第２、第３実施形態よりも増加し、振動低減をより効果的に行うことができる。

次に、本発明の第５実施形態について図１７を参照して説明する。図１７は同実施形態の説明に供するフレーム部材と保持基板外周部の接合部分の斜視説明図である。

本実施形態では、凸形状部８４を円柱状形状としている。

これにより、上記第１、第２実施形態と同様に、保持基板５０からフレーム部材７０への振動伝搬が低減し、保持基板５０の外周部５６の倒れが低減し、吐出特性の安定化と均一化を図れる。

また、性接着剤８５の塗布厚が厚い領域が前記第４実施形態よりも増加し、振動低減をより効果的に行うことができる。

次に、本発明の第６実施形態について図１８を参照して説明する。図１８は同実施形態の説明に供するフレーム部材と保持基板外周部の接合部分の斜視説明図である。

本実施形態では、前記第１実施形態において、保持基板５０の外周部５６のフレーム部材７０との接合面８３に、第１接着剤８１と第２接着剤８２を仕切る仕切り部８６を設けている。なお、フレーム部材７０の接合面に接着剤を塗布するときは、フレーム部材７０の接合面に仕切り部を設けることが好ましい。

これにより、種類の異なる接着剤が混じることなく塗布することができる。

なお、上記実施形態では、ノズル列が４列である例で説明しているが、１ないし３列、５列以上のノズル列を有するヘッドにも同様に本発明を適用できる。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１９及び図２０を参照して説明する。図１９は同装置の要部平面説明図、図２０は同装置の要部側面説明図である。

この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。

このキャリッジ４０３には、本発明に係る液体吐出ヘッド４０４及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド４０４は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド４０４は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。

液体吐出ヘッド４０４の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド４０４に供給するための供給機構４９４により、ヘッドタンク４４１には、液体カートリッジ４５０に貯留されている液体が供給される。

供給機構４９４は、液体カートリッジ４５０を装着する充填部であるカートリッジホルダ４５１、チューブ４５６、送液ポンプを含む送液ユニット４５２等で構成される。液体カートリッジ４５０はカートリッジホルダ４５１に着脱可能に装着される。ヘッドタンク４４１には、チューブ４５６を介して送液ユニット４５２によって、液体カートリッジ４５０から液体が送液される。

この装置は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。

搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド４０４に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。

そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。

さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド４０４の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。

維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド４０４のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。

主走査移動機構４９３、供給機構４９４、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。

このように構成したこの装置においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド４０４を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成する。

このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図２１を参照して説明する。図２１は同ユニットの要部平面説明図である。

この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド４０４で構成されている。

なお、この液体吐出ユニットの例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０、及び供給機構４９４の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図２２を参照して説明する。図２２は同ユニットの正面説明図である。

この液体吐出ユニットは、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド４０４と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。

なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド４０４と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、液体を吐出させて媒体に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能もの」とは液体が一時的にでも付着可能なものを意味する。「液体が付着するもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体」は、インク、処理液、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液なども含まれる。

また、「液体を吐出する装置」には、特に限定しない限り、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、図２０で示した液体吐出ユニット４４０のように、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、図２１で示したように、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、図２２で示したように、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。

また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

１ ノズル板
２ 流路板
３ 振動板
４ ノズル
６ 個別液室
１０ 共通液室
１１ 圧電素子
１４ 上部電極（個別電極）
１６ 個別配線
２０ アクチュエータ基板
５０ 保持基板
５６ 保持基板の外周部
７０ フレーム部材
７５ リブ
７６ 溝部
７８ リブ
７９ 隙間
２００ 構造体
４０３ キャリッジ
４０４ 液体吐出ヘッド
４４０ 液体吐出ユニット

Claims (9)

1. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル板と、
   前記ノズル板と接合され、前記ノズルに通じる個別液室及び前記個別液室の液体を加圧する圧力発生素子が配列されたアクチュエータ基板と、
   前記アクチュエータ基板と接合され、前記圧力発生素子を収容する凹部が形成された保持基板と、
   前記個別液室に前記液体を供給する共通液室を形成する共通液室部材と、を備え、
   前記共通液室部材は、ノズル配列方向と直交する方向において、前記保持基板の外周部と接合され、前記アクチュエータ基板及び前記保持基板の外周面よりも外側で、前記ノズル板の外周部と接合され、
   前記共通液室部材の前記ノズル板を接合する部位と前記アクチュエータ基板及び前記保持基板の外周面との間には隙間が設けられ、
   前記ノズル板には、前記隙間の領域で他の部材と接合されていない非接合領域があり、
   前記保持基板には、前記隙間と反対側に、前記共通液室と前記個別液室を通じる流路となる開口部が設けられ、
   前記共通液室部材と前記保持基板の外周部とは、ノズル配列方向と直交する方向において、接合面の内側領域が第１接着剤で接合され、前記接合面の外側領域が第２接着剤で接合され、
   前記第１接着剤は弾性接着剤であり、
   前記第２接着剤は前記第１接着剤よりもヤング率が高い接着剤である
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第１接着剤と前記第２接着剤とは仕切り部で仕切られている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル板と、
   前記ノズル板と接合され、前記ノズルに通じる個別液室及び前記個別液室の液体を加圧する圧力発生素子が配列されたアクチュエータ基板と、
   前記アクチュエータ基板と接合され、前記圧力発生素子を収容する凹部が形成された保持基板と、
   前記個別液室に前記液体を供給する共通液室を形成する共通液室部材と、を備え、
   前記共通液室部材は、ノズル配列方向と直交する方向において、前記保持基板の外周部と接合され、前記アクチュエータ基板及び前記保持基板の外周面よりも外側で、前記ノズル板の外周部と接合され、
   前記共通液室部材の前記ノズル板を接合する部位と前記アクチュエータ基板及び前記保持基板の外周面との間には隙間が設けられ、
   前記ノズル板には、前記隙間の領域で他の部材と接合されていない非接合領域があり、
   前記保持基板には、前記隙間と反対側に、前記共通液室と前記個別液室を通じる流路となる開口部が設けられ、
   前記共通液室部材と前記保持基板の外周部とは、弾性接着剤で接合され、
   前記共通液室部材の及び前記保持基板の外周部の少なくともいずれか一方の接合面には、ノズル配列方向と直交する方向で、外側の領域に凸形状部が設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
4. 前記凸形状部は、ノズル配列方向において、連続して形成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記凸形状部は、ノズル配列方向において、断続的に形成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記共通液室部材には、前記保持基板の外周部を接合する接合領域の外側に、前記隙間に通じる溝部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含むことを特徴とする液体吐出ユニット。
8. 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
   ことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ユニット。
9. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項７若しくは８に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。

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