JP2020131627A - 液体吐出ヘッド、ヘッドモジュールおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドのノズル板とカバー部材との封止性を確保すること。【解決手段】液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズル３と、液体吐出側の面に複数のノズル３が配置された領域を囲む連続した凹部４と、を有するノズル板１と、複数のノズル３が配置された領域を露出するように、ノズル板１に接合されたカバー部材８と、を備え、複数のノズル３が配置された領域は、液体に対して撥液性を有し、凹部４の内側は、液体に対して親液性を有するとともに、接着剤が塗布され、ノズル板１とカバー部材８とは、接着剤９により接合されていることを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、ヘッドモジュールおよび液体吐出装置に関する。

液体吐出ヘッドは、液体吐出ヘッドの外周撥液性確保や剛性確保、ノズル板（「液体吐出部材」とも称する）の表面、エッジの保護及びインクに対するエレキ部の保護のため、ノズルを有するノズル板にカバー部材（「カバー」とも称する）を設けている。さらに、複数ヘッドをライン化し長尺ヘッドにする場合等はこれに付随してｘ，ｙ，ｚの基準位置をカバー部材に設けている。

しかし、今までのカバー部材は液体吐出ヘッドにはめ込まれていただけであったため、ノズル板とカバー部材の隙間からインクが侵入し、液体吐出ヘッドのエレキ部に付着することでエレキ部が故障してしまう問題があった。また、上記手法ではカバー部材とノズル板の完全固定はされないためカバー部材とノズル板間で位置がずれるという問題があった。

例えば、特許文献１には、ノズル板の吐出面に付着したインクを集約し、回収する技術が開示されているが、カバー部材とノズル板との間を封止していないため、前述した問題を解消することができない。

本発明は、液体吐出ヘッドのノズル板とカバー部材との封止性を確保することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、液体吐出側の面に前記複数のノズルが配置された領域を囲む連続した凹部と、を有するノズル板と、前記複数のノズルが配置された領域を露出するように、前記ノズル板に接合されたカバー部材と、を備え、前記複数のノズルが配置された領域は、前記液体に対して撥液性を有し、前記凹部の内側は、前記液体に対して親液性を有するとともに、接着剤が塗布され、前記ノズル板と前記カバー部材とは、前記接着剤により接合されている
ことを特徴とする。

本発明によれば、液体吐出ヘッドのノズル板とカバー部材との間の封止性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの分解斜視説明図である。 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。 一実施形態のノズル板を説明する模式図である。 一実施形態のカバー部材を接合したノズル板を説明する模式図である。 液体吐出ヘッドの他の例の分解斜視説明図である。 同じく断面斜視説明図である。 同じくフレーム部材を除く分解斜視説明図である。 図７の液体吐出ヘッドへ一実施形態のノズル板とカバー部材とを適用した構成例の要部を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係るヘッドモジュールの分解斜視説明図である。 同ヘッドモジュールのノズル面側から見た分解斜視説明図である。 同ヘッドモジュールのヘッド、ベース部材およびカバー部材を表す分解斜視説明図である。 図１１のヘッドモジュールへ一実施形態のノズル板とカバー部材とを適用した構成例の要部を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る液体を吐出する装置の一例の概略説明図である。 同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載および図面は、適宜、省略または簡略化がなされている。各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本発明の一実施形態は、ノズル板とカバー部材との封止性の確保、及び液体吐出ヘッドの高精度な固定の実現に際して、以下の特徴を有する。
液体吐出ヘッドにおいて、ノズル板の吐出面外周に親液化された凹部を形成し、凹部をカバー部材と接着する領域（接着シロ）とすることで、ノズル板とカバー部材とを接着剤により接合する。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

［液体吐出ヘッド］
本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図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。

液体吐出ヘッド（「ヘッド」とも称する）２００は、ノズル板２０１と、流路板２０２と、振動板２０３と、圧力発生手段である圧電素子２１１と、保持基板２５０と、共通液室部材を兼ねるフレーム部材２７０と、カバー部材２８０とを備えている。

本実施形態では、流路板２０２、振動板２０３及び圧電素子２１１で構成される部分を、本発明に係るアクチュエータ部材としての「アクチュエータ基板２２０」とする。ただし、アクチュエータ基板２２０として独立の部材が形成された後にノズル板２０１や保持基板２５０、フレーム部材２７０と接合されることまで意味するものではない。

ノズル板２０１には、液体を吐出する複数のノズル２０４が形成されている。ここでは、ノズル２０４を配列したノズル列を２列配置した構成としている。
カバー部材２８０は、接着剤９によりノズル板２０１と接着接合する。
一実施形態の液体吐出ヘッド２００に用いるノズル板２０１およびカバー部材２８０については、図５、６を参照して後述する。

流路板２０２は、ノズル板２０１及び振動板２０３とともに、ノズル２０４が通じる個別液室２０６、個別液室２０６に通じる流体抵抗部２０７、流体抵抗部２０７が通じる液導入部（通路）２０８を形成している。

この液導入部２０８は振動板２０３の通路（供給口）２０９と保持基板２５０の共通液室の一部である流路２１０Ａを介してフレーム部材２７０で形成される共通液室２１０に通じている。なお、フレーム部材２７０の共通液室２１０には外部から供給口部２７２を介して液体が供給される。

振動板２０３は、個別液室２０６の壁面の一部をなす変形可能な振動領域２３０を形成している。そして、この振動板２０３の振動領域２３０の個別液室２０６と反対側の面には、振動領域２３０と一体的に圧電素子２１１が設けられ、振動領域２３０と圧電素子２１１によって圧電アクチュエータ構成している。

圧電素子２１１は、振動領域２３０側から下部電極２１３、圧電層（圧電体）２１２及び上部電極２１４を順次積層形成して構成している。この圧電素子２１１上には絶縁膜２２１が形成されている。

複数の圧電素子２１１の共通電極となる下部電極２１３は、共通電極配線２１５を介して共通電極電源配線パターン２２３に接続されている。

また、圧電素子２１１の個別電極となる上部電極２１４は、個別電極配線２１６を介して駆動ＩＣ（ドライバＩＣ）２４０に接続されている。

ドライバＩＣ２４０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２２０にフリップチップボンディングにより実装されている。

アクチュエータ基板２２０に搭載されたドライバＩＣ２４０のＩ／Ｏ（入出力端子）、電源端子、駆動波形（駆動信号）の入力端子などからは、図１に示すように、接続端子群２１８まで配線が引き出されている。

そして、接続端子群２１８の各接続端子にはＦＰＣやＦＦＣなどの配線部材２６０に設けられた配線が、ＡＣＦ接続、半田接続、ワイヤボンディングなどによって電気的に接続されており、配線部材２６０の他端側は装置本体側に配置される制御部に接続されている。

なお、配線部材２６０はフレーム部材２７０に内包されており、引き出し口２７１からヘッド外部に引き出される。また、接続端子群２１８の各接続端子はアクチュエータ基板２２０の端部に平面的に配置されている。

そして、アクチュエータ基板２２０上には圧電素子２１１を収容する凹部（振動室）２５１を形成する保持基板２５０を設けている。

保持基板２５０は共通液室２１０の一部である流路２１０Ａも形成している。この保持基板２５０は、接着剤によってアクチュエータ基板２２０の振動板２０３側に接合されている。

このように構成したこの液体吐出ヘッド２００においては、ドライバＩＣ２４０から圧電素子２１１の上部電極２１４と下部電極２１３の間に電圧を与えることで、圧電層２１２が電極積層方向、すなわち電界方向に伸張し、振動領域２３０と平行な方向に収縮する。

このとき、下部電極２１３側は振動領域２３０で拘束されているため、振動領域２３０の下部電極２１３側に引っ張り応力が発生し、振動領域２３０が個別液室２０６側に撓み、内部の液体を加圧することで、ノズル２０４から液体が吐出される。

［ノズル板およびカバー部材］
次に、一実施形態の液体吐出ヘッドに用いるノズル板およびカバー部材について説明する。
図５は、一実施形態のノズル板を説明する模式図であり、（Ａ）は上面図、図５（Ｂ）は（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿った断面図である。
図６は、一実施形態のカバー部材を接合したノズル板を説明する模式図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は図６（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線に沿った断面図である。
ここで、ノズル板のノズルから液体を吐出する側の面を吐出面（「液体吐出側の面」または「液体吐出面」とも称する）とする。

ノズル板１は、複数のノズル３が２列に配列された例を示している。ノズル板１は、吐出面の外周に凹部４を有する。凹部４は、複数のノズル３が配置された領域を囲むように連続して形成されている。凹部４は、例えば、吐出面に溝を形成したものでもよい。
吐出面において、ノズル３から吐出する液体に対して、凹部４は、ノズル３から吐出する液体に対して親液性（例えば、親水性）を有するように形成される。一方、凹部４以外の非凹部６は、撥液膜７が塗布されているため、撥液性を有する。

凹部４は、カバー部材８を接着する接着剤９を塗布する領域（箇所）とする。ノズル板１とカバー部材８とは、凹部４に塗布された接着剤９により接着接合する。前述したように、凹部４の内壁には撥水膜を形成していない。このようにすると、凹部４の内壁は吐出する液体に対して親液性をもたせることになる。そのため、凹部４に接着剤を塗布する。
このようにすることで、ノズル板１とカバー部材８との封止性を確保することができる。また、ノズル板１とカバー部材８との隙間においてインクの侵入を防止できるため、液体吐出ヘッドとして耐液性が向上する。例えば、インク付着による液体吐出ヘッドのエレキ部の故障を低減させることができる。さらに、接着剤でノズル板１とカバー部材８とを接合し固定する際に、塗布した接着剤９がノズル板１の凹部４に入り込むため、接着剤９の厚みムラを抑制し、カバー部材とヘッドとを精度良く固定し位置出しすることが可能になる。

凹部４は、環状（連続した形状）とするとよい。このようにすると、外周を接着剤接合により完全に封止することでノズル板１とカバー部材８との間の隙間をなくし、隙間からのインク侵入を防止することができる。
また、吐出面の外周に凹部４を形成するとよい。このようにすると、凹部４を接着剤９が拡がる領域とし、接着剤９の厚みムラを抑制することができる。

凹部４は、一つ以上の貫通孔が形成された面（溝の底部）について、一つ以上の貫通孔５が形成された部分の面積より、一つ以上の貫通孔が形成されていない部分の面積が大きいとよい。このようにすると、ノズル板１の破損性を低減させることができる。
凹部４の深さは、ノズル板１の厚みの３分の１（１／３）以下であるとよい。このようにすると、ノズル板１の破損性を低減させることができる。
また、凹部４の幅は、ノズル板１の短手方向の長さの９分以上１から７分の１以下（１／９から１／７）であるとよい。このようにすると、接着剤９を塗布する領域を確保でき、ノズル板１の破損性を低減させることができる。

凹部４に貫通孔５を形成するとよい。このようにすると、貫通孔５を通して液室面から凹部４の撥水膜を除去し、凹部４を親液化することができる。ここで、液室面とは、ノズル板１の液体吐出面とは反対側の面であり、図１ないし図４の液体吐出ヘッドの実施形態においては、個別液室２０６が形成された流路板２０２が接合される面である。これは、例えば、以下のように凹部４を形成するときに好ましい。
液体吐出ヘッドにおいて、ノズル板１のカバー部材８を設ける面（吐出面）には撥液膜７が形成されている。ノズル板１の塗布面に撥水膜を形成する工程では、撥水成膜工程で凹部４にも撥液膜が形成される。これは、ノズル板１への撥水剤へのディップにより撥水膜を形成しているためであり、ノズル液室面及び内壁にも撥水膜が形成される。本来、撥水膜が必要となるのはノズル板１のノズル形成領域（複数のノズル３が形成された領域とその周囲）のみであるため、撥水膜形成後のノズル形成領域に保護テープを貼り、真空プラズマにより液室面及び内壁の撥水膜を除去する撥水膜除去工程を行う。

凹部４に貫通孔５を形成することで、現行の撥水膜除去工程と同様の処理により非凹部６の撥水性を維持したまま凹部４を親液化することが可能となる。例えば、吐出面側のノズル形成領域に保護テープを貼り付け、反対面からアッシング処理（例えば、プラズマ処理）を行うことで凹部４を親液化することができる。
このような事情により、図５、６では、凹部４に貫通孔５を形成した例を示している。ここで、貫通孔５の開口断面積は凹部４の開口断面積よりも小さくしている。これにより、貫通孔５を形成することによるノズル板１の強度の低下を小さくしつつ、凹部４内でプラズマが拡散しやすくしている。しかしながら、ノズル板は、貫通孔５を形成しない凹部を有する場合であってもよい。撥水膜形成工程または撥水膜除去工程などのノズル板の製造工程に応じて、貫通孔５の有無を選択することができる。

凹部４の貫通孔５の内径は、２５から１００μｍ（マイクロメートル）であるとよい。このようにすると、凹部４の親液性を確保でき、ノズル板１の破損性を低減させることができる。
凹部４に形成される貫通孔５は、２０から１２０個であるとよい。このようにすると、凹部４の親液性を確保でき、ノズル板１の破損性を低減させることができる。

ノズル板１は、ニッケル（Ｎｉ）で形成されているとよい。このようにすると、電鋳でノズル板１を形成できるため、凹部４の形成が容易となる。
ノズル板１は、シリコン（Ｓｉ）で形成されているとよい。このようにすると、半導体プロセス（エッチング）でノズル板１を形成できるため、凹部４の形成が容易となる。

図５では、ノズル板１は、凹部４の外側（凹部４とノズル板１の端部との間）の領域に撥液膜７が形成されている例が示したが、当該領域はカバー部材８が重なる領域であることから、親液性領域であるとよい。詳細には、図５では、凹部４以外の領域（ノズル形成領域および凹部４の外側の領域）に保護テープを貼り付けて凹部４を親液化した例を示したが、ノズル形成領域に保護テープを貼り、撥水膜を除去する撥水膜除去工程を行うとよい。このようにすると、凹部４から溢れた接着剤９が親液領域に接着剤層を形成することが可能になる。これにより、形成された接着剤層によってカバー部材８との接合をより強固にできる効果が期待できる。

凹部４に形成された貫通孔５は、前述した機能の他に、次のように働くこともできる。例えば、ノズル板１の上部には、個別流路が形成された液室基板（例えば、図１のアクチュエータ基板２２０または図２の流路板２０２）が接着剤で接合される。この接着剤の余剰分が、ノズル板１の凹部４に形成された貫通孔５に入り込むことで、アンカーとしてノズル板１と液室基板の接合を強固にすることが可能になる。

［液体吐出ヘッドの他の例］
次に、液体吐出ヘッドの他の例について、図７ないし図９を参照して概略を説明する。図７は液体吐出ヘッドの他の例の分解斜視説明図、図８は同じく断面斜視説明図である。図９は同じくフレーム部材を除く分解斜視説明図である。図１０は、図７の液体吐出ヘッドへ一実施形態のノズル板とカバー部材とを適用した構成例の要部を説明する模式図である。

液体吐出ヘッド１０１ａは、ノズル板１０と、個別流路板２０と、振動板３０と、共通流路部材７０と、ダンパ部材６０と、フレーム部材８０と、駆動回路１０９を実装した基板（フレキシブル配線基板）１０８などを備えている。
個別流路板２０と振動板３０とはアクチュエータ基板を構成する。
フレーム部材８０はハウジングを構成する。

ノズル板１０には、液体を吐出する複数のノズル１１を有している。 個別流路板２０は、複数のノズル１１に各々連通する複数の個別液室２１と、複数の個別液室２１に各々通じる複数の供給側個別流路２３と、複数の個別液室２１に各々通じる複数の回収側個別流路２４とを形成している。

振動板３０は、個別液室２１の変形な可能な壁面である振動板を形成し、振動板３０には圧電素子４０が一体に設けられている。圧電素子４０は、振動板３０を変形させて個別液室２１内の液体を加圧する圧力発生手段である。

なお、個別流路板２０と振動板３０とは、部材として別部材であることに限定さるものではない。例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を使用して個別流路板２０及び振動板３０を同一部材で一体に形成することができる。つまり、シリコン基板上に、シリコン酸化膜、シリコン層、シリコン酸化膜の順に成膜されたＳＯＩ基板を使用し、シリコン基板を個別流路板２０とし、シリコン酸化膜、シリコン層及びシリコン酸化膜とで振動板３０を形成することができる。この構成では、ＳＯＩ基板のシリコン酸化膜、シリコン層及びシリコン酸化膜の層構成が振動板３０となる。このように、振動板３０は個別流路板２０の表面に成膜された材料で構成されるものを含む。

共通流路部材７０は、２以上の個別供給流路に通じる複数の供給側共通流路（共通供給流路支流）７１と、２以上の個別回収流路に通じる複数の回収側共通流路（共通回収流路支流）７２とを、交互に隣接して形成している。

また、共通流路部材７０は、複数の供給側共通流路７１に通じる１又は複数の共通供給流路本流７６と、複数の回収側共通流路７２に通じる１又は複数の共通回収流路本流７７を形成している。

ダンパ部材６０は、供給側共通流路７１の供給口７４と対面する（対向する）供給側ダンパ６２と、回収側共通流路７２の回収口と対面する（対向する）回収側ダンパ６３を有している。

図１０を参照して、液体吐出ヘッド１０１ａへ、一実施形態のノズル板とカバー部材とを適用した構成例を説明する。
ノズル板１０ｂは、図５を参照して説明したように、凹部４ｂ、貫通孔５ｂが形成されている。カバー部材１８０は、凹部４ｂに塗布された接着剤９により、ノズル板１０ｂと接着接合する。
液体吐出ヘッド１０１ａへ一実施形態のノズル板とカバー部材とを適用することにより、前述した効果を奏することができる。

前述した二つの液体吐出ヘッドは一例であり、これらに限られるものではない。インクジェット方式の画像形成装置に搭載される液体吐出ヘッドは、例えば、以下の部材を有するものであればよい。
・インク滴を吐出する複数のノズル板。
・各ノズル板が連通する液流路（加圧室、加圧液室、圧力室、液室、インク室、吐出室等とも称される）を形成する流路形成部材。
・各流路内のインクを加圧してノズル板からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生させる圧力発生素子などの電気機械変換素子、或いはヒータなどの電気熱変換素子、若しくは電極などの静電気力発生手段などからなるエネルギー発生手段（アクチュエータ素子）。

［ヘッドモジュール］
次に、本発明の一実施形態に係るヘッドモジュールついて図１１から図１３を参照して説明する。図１１は同ヘッドモジュールの分解斜視説明図、図１２は同ヘッドモジュールのノズル面側から見た分解斜視説明図、図１３は同ヘッドモジュールのヘッド、ベース部材およびカバー部材を表す分解斜視説明図である。図１４は、図１１のヘッドモジュールへ一実施形態のノズル板とカバー部材とを適用した構成例の要部を説明する模式図である。

ヘッドモジュール１００は、液体を吐出する液体吐出ヘッドである複数のヘッド１０１と、ベース部材１０２と、カバー部材１０３と、放熱部材１０４と、マニホールド１０５と、プリント基板（ＰＣＢ）１０６と、モジュールケース１０７とを備えている。
ヘッド１０１として、ここでは、液体吐出ヘッド１０１ａ（図７）の構成例を用いて説明する。しかしながら、ヘッド１０１は、液体吐出ヘッド２００（図１）からカバー部材２８０を除いた構成であってもよい。

ヘッド１０１は、図７から図９を参照して説明したように、ノズル１１を形成したノズル板１０と、ノズル１１に通じる個別液室２１などを形成する個別流路板２０と、圧電素子４０を含む振動板３０と、振動板３０に積層した中間流路板５０と、中間流路板５０に積層した共通流路部材７０などを備えている。

プリント基板１０６とヘッド１０１の圧電素子４０とはフレキシブル配線部材９０を介して接続され、フレキシブル配線部材９０にはドライバＩＣ（駆動回路）９１が実装されている。

本実施形態では、複数のヘッド１０１が間隔を空けてベース部材１０２に取付けられている。ヘッド１０１のベース部材１０２への取付けは、ベース部材１０２に設けた開口部１２１にヘッド１０１を挿入し、ベース部材１０２に接合固定したカバー部材１０３に、ヘッド１０１のノズル板１０の周縁部を接合して固定している。また、ヘッド１０１の共通流路部材７０の外部に設けたフランジ部７０ａをベース部材１０２に接合して固定している。

なお、ヘッド１０１とベース部材１０２に固定構造は限定されるものではなく、接着、カシメ、ねじ固定などで行うことができる。

図１４を参照して、ヘッドモジュール１００へ、一実施形態のノズル板とカバー部材とを適用した構成例を説明する。
ヘッドモジュールは、少なくとも、ノズル板１０ｂを複数有し、カバー部材１０３ｂと接合される。
ノズル板１０ｂは、凹部４ｂ、貫通孔５ｂが形成されている。
カバー部材１０３ｂは、各ノズル板１０ｂに形成された複数のノズル１１が配置された領域を露出するように形成される。
カバー部材１０３ｂは、凹部４ｂに塗布された接着剤９により、複数のノズル板１０ｂと接着接合する。

［液体を吐出する装置］
次に、本発明の一実施形態に係る液体を吐出する装置の一例について図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は同装置の概略説明図、図１６は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、連帳紙や連続状のシートなどの連続体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連続体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続体５１０を搬出する搬出手段５０９などを備えている。

連続体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、搬出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。

この連続体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０に対向して搬送され、ヘッドユニット５５０から吐出される液体によって画像が印刷される。

ここで、ヘッドユニット５５０には、図１６に示すように、本発明に係る二つのヘッドモジュール１００Ａ、１００Ｂを共通ベース部材５５２に備えている。

そして、ヘッドモジュール１００の搬送方向と直交する方向におけるヘッド１０１の並び方向をヘッド配列方向とするとき、ヘッドモジュール１００Ａのヘッド列１Ａ１，１Ａ２で同じ色の液体を吐出する。同様に、ヘッドモジュール１００Ａのヘッド列１Ｂ１、１Ｂ２を組とし、ヘッドモジュール１００Ｂのヘッド列１Ｃ１、１Ｃ２を組とし、ヘッド列１Ｄ１、１Ｄ２を組として、それぞれ所要の色の液体を吐出する。

なお、本発明に係るヘッドモジュールは、機能部品、機構と一体化して液体吐出ユニットを構成することができる。例えば、ヘッドモジュールと、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、液体循環装置の構成の少なくとも一つを組み合わせることができる。

ここで、一体化とは、例えば、ヘッドモジュールと機能部品、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、ヘッドモジュールと、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。

また、本発明における「液体を吐出する装置」には、ヘッドモジュール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が含まれる。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、インクを吐出させて用紙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「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」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、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、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などが含まれる。

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。

吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、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が含まれる。

なお、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。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１、１０、１０ｂ ノズル板
３、１１ ノズル
４、４ｂ 凹部
５、５ｂ 貫通孔
６ 非凹部
７ 撥液膜
８、１０３、１０３ｂ、１８０、２８０ カバー部材
９ 接着剤
１００、１００Ａ、１００Ｂ ヘッドモジュール
１０１、１０１ａ、２００ 液体吐出ヘッド（ヘッド）

特開２００１−３４７６６４号公報

Claims (10)

1. 液体を吐出する複数のノズルと、液体吐出側の面に前記複数のノズルが配置された領域を囲む連続した凹部と、を有するノズル板と、
   前記複数のノズルが配置された領域を露出するように、前記ノズル板に接合されたカバー部材と、を備え、
   前記複数のノズルが配置された領域は、前記液体に対して撥液性を有し、
   前記凹部の内側は、前記液体に対して親液性を有するとともに、接着剤が設けられており、
   前記ノズル板と前記カバー部材とは、前記接着剤により接合されている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記凹部は、前記ノズル板を貫通して形成された貫通孔と連通し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. 前記貫通孔の開口断面積は、前記凹部の開口断面積よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記凹部は、前記貫通孔が形成された面において、前記貫通孔が形成された面積より、前記貫通孔が形成されていない面積が大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記凹部の幅が、前記ノズル板の短手方向の長さの９分の１以上７分の１以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記貫通孔の径が２５マイクロメートル以上１００マイクロメートル以下である
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記貫通孔の数が、２０以上１２０以下であることを特徴とする請求項２から４、６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記ノズル板の液体吐出側の面とは反対側の面には、前記ノズルと連通している個別流路が形成された液室基板が接着剤で接合されており、該接着剤の一部が前記ノズル板の貫通孔に入り込んでいることを特徴とする請求項２から４、６、７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
9. それぞれノズル板を備える複数の液体吐出ヘッドと、前記複数の液体吐出ヘッドのそれぞれのノズル板に接合されるカバー部材と、を備えるヘッドモジュールであって、
   各ノズル板は、液体を吐出する複数のノズルと、液体吐出側の面に前記複数のノズルが配置された領域を囲む連続した凹部と、を有し、
   前記複数のノズルが配置された領域は、前記液体に対して撥液性を有し、
   前記凹部の内側は、前記液体に対して親液性を有するとともに、接着剤が設けられており、
   前記カバー部材は、前記複数のノズルが配置された領域を露出するように、前記接着剤により、前記複数のノズル板に接合されたことを特徴とするヘッドモジュール。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと請求項９に記載のヘッドモジュールとのいずれかを備えた液体を吐出する装置。