JP2024072957A - 液体吐出ヘッド、液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のノズルを有する液体吐出ヘッドにおいて、筐体の変形に伴う吐出性能ばらつきを抑制できる。【解決手段】液体を吐出するノズルと、ノズルに液体を供給する液室と、を有する第１の筐体と、液室からノズルへ液体を供給する位置と、液室からノズルへの液体の供給を遮断する位置と、に移動可能な弁体と、弁体の移動する方向において、第１の筐体のノズル側とは反対側に、第１の筐体により保持される第２の筐体と、を備える液体吐出ヘッドであって、第２の筐体は、第１の筐体に対して変形可能な状態で保持され、液体吐出ヘッドを支持するための吐出ヘッド支持部に固定するための固定部を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体を吐出する装置に関するものである。

ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドであって、ノズルに吐出する液体を加圧して供給し、ノズルに配設された弁体であるニードル弁と、ニードル弁をノズルに対して離接するノズル開閉駆動手段（アクチュエーター）と、ノズル開閉駆動手段を制御するノズル開閉制御手段を用いてノズル開閉によって吐出させる液体吐出ヘッドがある。これは、いわゆる弁開閉方式の液体吐出ヘッドとして既に知られている。

例えば、特許文献１には、ここで、液体を吐出するノズルと、ノズルを開閉する弁体と、弁体を駆動する圧電素子と、を備え、弁体は、圧電素子に電圧が印加されたときに前記ノズルが開く方向に駆動され、圧電素子と並列に、ノズルが開く方向に弁体を付勢する第１付勢手段を備えている吐出ヘッドが開示されている。

本発明は、複数のノズルを有する液体吐出ヘッドにおいて、筐体の変形に伴う吐出性能ばらつきを抑制することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、液体を吐出するノズルと、前記ノズルに前記液体を供給する液室と、を有する第１の筐体と、前記液室から前記ノズルへ前記液体を供給する位置と、前記液室から前記ノズルへの前記液体の供給を遮断する位置と、に移動可能な弁体と、前記弁体の移動する方向において、前記第１の筐体の前記ノズル側とは反対側に、前記第１の筐体により保持される第２の筐体と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記第２の筐体は、前記第１の筐体に対して変形可能な状態で保持され、前記液体吐出ヘッドを支持するための吐出ヘッド支持部に固定するための固定部を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、複数のノズルを有する液体吐出ヘッドにおいて、筐体の変形に伴う吐出性能ばらつきを抑制することができる。

比較例に係る吐出ヘッドを示す図。 吐出ヘッドの主要な構成を示した図。 ノズルとニードル弁部との位置関係を示した図。 締結によるノズル面が変形する状態を説明するための図。 本発明に係る第１の実施形態における構成を示す図。 本発明に係る第２の実施形態における構成を示す図。 本発明に係る第３の実施形態における構成を示す図。 本発明に係る第４の実施形態における構成を示す図。 本発明に係る液体を吐出する装置で印刷対象物を航空機として印刷するときの説明に供する説明図。 同液体を吐出する装置の斜視説明図。 本発明に係る液体を吐出する装置の斜視説明図。 同装置の駆動部の斜視説明図。 本発明に係る液体を吐出する装置の要部平面説明図。 同装置の要部側面説明図。 吐出ユニットの他の例の要部平面説明図。 吐出ユニットの更に他の例の正面説明図。 実施形態に係る電極の製造方法を実現するための電極の製造装置の一例を示す模式図。 実施形態に係る電極合材層の製造方法を実現するための電極の製造装置の他の一例を示す模式図。

本発明に係る実施形態を、図面を用いて、以下に説明をする。なお、以下説明では、液体吐出ヘッドを吐出ヘッド、液体吐出ユニットを吐出ユニットとよぶことにする。

まず、比較対象となる構成（比較例）を挙げ、その課題について説明し、それを踏まえて本発明に至った経緯について説明する。

＜比較例について＞
図１は、比較例に係る吐出ヘッドを示す図である。また、図２は、吐出ヘッドの主要な構成を示した図である。なお、図２の破線Ｑ1－Ｑ２、破線Ｓ１－Ｓ２は、後述する本実施形態における吐出ヘッドのハウジングを別体にする（分割する）ための区切りの線である。また、図３は、吐出ヘッドの主要な構成におけるノズルとニードル弁部とを拡大し、ノズルとニードル弁との位置関係を示す図である。また、図３は、図２において破線の丸で囲った部分を拡大して示した図でもある。

吐出ヘッド１００は、インク（液体の一例）が吐出されるノズル１３（ノズルの一例）を有するノズル板３と、ノズル１３に加圧されたインクを供給する液室１１と、液室１１内に設けられていてノズル１３の孔を開閉するニードル弁５（弁体の一例）と、ニードル弁５を駆動する圧電素子７（移動手段の一例）と、圧電素子７を収容する圧電素子収容空間１２が形成されたハウジング２０と、を備える。また、液室１１内のニードル弁５とハウジング２０との間には封止部材としてのＯリング４が設置されおり、Ｏリング４によって液室１１から圧電素子７へのインクの浸入を防いでいる。

ノズル板３は、ハウジング２０の液室１１を形成する部位に接合される。そして、ノズル板３に形成されたノズル１３とニードル弁５とは、ノズル１３を閉塞するように当接される。ニードル弁５の先端挿入部２には、シール部材９が形成されている。そして、圧電素子７を駆動させることでニードル弁５が変位し、この変位によりシール部材９を押圧することによりノズル１３を閉塞する。シール部材９は、樹脂部材（フッ素樹脂）やゴム部材といった弾性体が挙げられる。

また、圧電素子７は、圧電素子保持部材６を介して圧電素子固定部材８とニードル弁５とに連結され、圧電素子固定部材８を介してハウジング２０に固定される。そして、固定された固定基準を基準点１０として圧電素子７とニードル弁５とは変形する。上記した構成において、ニードル弁５を圧電素子７の動作によってノズル１３に当接する方向に離開することによって加圧された液体を吐出することができる。また、図１に示す吐出構造を配列することによって、複数のノズルより吐出する吐出ヘッドとすることができる。なお、図１は、一例として６ｃｈのノズルを有する吐出ヘッドを示すものである。

ここで、図３に示すように、ノズル１３とニードル弁５との離接させることができるギャップ量は数μｍ～数十μｍの隙間であり極めて小さいものである。ここで、本発明において、ニードル弁５がノズル１３と離接している隙間の距離をギャップ量とよぶ。なお、本実施形態ではノズル１３とニードル弁５とのギャップ量を、例えば、５～５０μｍに設定している。

また、吐出ヘッド１００について、液体を吐出する装置５００に実装する場合に、吐出対象物へ移動するためのキャリッジ４０３（吐出ヘッドを支持するための吐出ヘッド支持部の一例）や、あるいは可動ユニット等に取り付けられ吐出ユニット５０１となる。そして、キャリッジ４０３への吐出ヘッド１００の取付けに際しては、ハウジング２０に形成されたネジの締結穴１４にネジ１６をキャリッジ取付面１５へ取付けることによって締結する。なお、液体を吐出する装置５００、キャリッジ４０３の詳細な説明については、後述することとする。

＜ノズルと弁体とのギャップ量と吐出性能の関係について＞
ここで、ノズルと弁体のギャップ量と吐出性能の関係について説明する。まず、弁開閉方式としては、ノズルから吐出する液体を加圧して供給し、ノズルに配設された弁体であるニードル弁と、ニードル弁をノズルに対して離接するノズル開閉駆動手段（アクチュエーター）と、ノズル開閉駆動手段を制御するノズル開閉制御手段を用いてノズル開閉によって吐出させるものが例として挙げられる。

また、一般的に、液体への加圧力、ギャップ量といった要素は、液体を供給するために生じる流体抵抗や、ニードル弁の開閉時間に応じた液体吐出といったことに影響を与える。特に、ギャップ量は、液体の吐出性能である吐出速度、吐出量に大きく影響を与える。

ここで、圧電素子を用いて弁を開閉する弁開閉方式において、ノズルとこれを取り付けるハウジングは一つの筐体に固定されている構成であるとする。そして、ノズルは、筐体の一端の端部に固定され、ニードル弁を有するニードルは、当該ノズルが固定されているノズル面とは反対に位置する他端側を固定点として固定されるものとする。このとき、固定点を起点として圧電素子の伸縮を制御することにより、ニードル弁が動き開閉することによって液体を吐出することができる。また、圧電素子を用いて弁体を開閉する弁開閉方式では、高い駆動周波数でも応答させることができる。そして、ノズル面の位置精度やニードルの基準位置精度も非常に重要になる。ニードルの初期位置は、ニードルからのリーク量や位置精度を厳密に測定しながら組立基準位置が決められる。そして、組立の際にも、サブμｍ以下といった非常に高精度な初期位置の組立精度が必要となる。

また、ギャップ量のばらつきが発生すると、流体抵抗がばらつき、吐出性能のばらつきが発生する。このようなばらつきが発生すると、狙いの吐出量を得ることができなくなる。

ここで、ニードル弁の開閉に際して、ノズルとニードル弁との開閉時のギャップ量が大きいと、吐出速度、吐出量が大きくなる。すなわち、ノズルとニードル弁の隙間の距離が大きくなり、これにより吐出速度は速く、吐出量が大きくなる。これに対して、ノズルとニードル弁との開閉時のギャップ量が小さいと、吐出速度、吐出量が小さくなる。例えば、筐体の縮みが発生した際には、ギャップ量が小さくなり、流体抵抗が大きくなるために吐出速度が遅くなり、狙いの吐出量を得ることができなくなる。ノズルの位置およびニードルの基準点位置が変化すると、ギャップ量がばらつき、そして流体抵抗がばらつくため、これに伴い吐出速度のばらつきが発生する。

そこで、本発明は、ノズルの位置およびニードルの基準点位置の変化を小さくすることにより、吐出性能のばらつきを抑えることとする。

＜吐出ユニットへの取り付け方法について＞
圧電素子を使って液体を吐出させる弁開閉方式の吐出ヘッドだが、液体を吐出する装置に取付けする際に発生するノズルとニードル弁のギャップ方向（または開閉方向、離接方向ともいう）のノズルの基準点位置およびニードル弁の基準点位置の変化よってノズルとニードル弁との間の流体抵抗のばらつきが生じる。そして、それに伴って吐出速度、吐出量のばらつきが生じる。本発明は、このようなばらつきを抑制するための吐出ヘッドの構成を実現することにある。これを実現するにあたり、ノズル位置およびニードル弁の基準位置の組立後の当該変化を小さくするために、まず、弁開閉方式の吐出ヘッドを、液体を吐出する装置に実装する方法を検討する。

まず、液体を吐出する装置に弁開閉方式の吐出ヘッドを実装する場合、吐出対象物へ移動するためのキャリッジや可動ユニット等に取り付けられ吐出ユニットとなる。そして、キャリッジや可動ユニットへの取り付け方法としては、接着、嵌合、そして締結によって取り付ける方法が挙げられる。また、これらの吐出ヘッドを取り付ける方法は、吐出ヘッドのキャリッジ等に対する位置や姿勢などの精度に影響するので、ノズルの被吐出対象物に対する位置や吐出する方向の精度に影響する。ここで挙げられる３つ取り付け方法のち、どの方法が最も適切か検討する。なぜならば、吐出対象物の被吐出面に対するノズルの位置精度は、液体の吐出速度、吐出量と同様に画像品質に影響するために非常に重要な要素となるからである。

まず、接着による取り付けでは、吐出ヘッドの交換ができない。そのため、この方法は望ましくない。次に、嵌合による取り付けだが、この方法では、ガタツキがあるために振動によって吐出ヘッドの位置ずれ等が発生するため望ましくない。また、これらに加えて、接着や嵌合による取り付けでは、ノズルの位置を正確に配置すること等が難しい。

一方で、ネジ等を用いた締結による取り付けの場合、上記した接着や嵌合による取り付けで挙げられる課題は発生しないうえ、ノズルの位置を確認しながら固定保持することも可能となる。そこで、ネジ等を用いた締結による取り付けが最も望ましい。このような理由から、一般的に吐出ヘッドをキャリッジや可動ユニットに取り付ける際には、ネジ等による締結が選択される。

なお、ここでは、液体を吐出する装置への吐出ヘッドの取り付けについて、液体を吐出する装置のキャリッジや可動ユニットに吐出ヘッドを取り付ける構成を例に挙げて説明したが、液体を吐出する装置に保持されるヘッド取り付け部に吐出ヘッドを固定し、対象物を移動させるような構成としてもよい。

＜締結による取り付け方法の課題について＞
しかし、ネジ等で締結することによって、吐出ヘッドの筐体（ハウジング）には、締結による外力が発生してしまい、これにより当該筐体の変形が発生するという課題が挙げられる。これについて、以下に説明する。

ここで、図４は、締結によるノズル面が変形する状態を説明するための図である。そして、上記したような比較例に係るインクジェットヘッドの構成とする場合のネジ締結による取り付けについて説明する。この構成における締結部の近傍には、ネジ締結による圧縮力がかかり、例えると、両端支持梁で生じるようなたわみの現象が発生する。また、左右の両端部にキャリッジや可動ユニットの平面度が低い場合は、左右の非対称性という現象も発生する。図４に示すような、ノズルの配列方向に取付け位置がある吐出ヘッドの構造の変形の場合、締結部の近傍の端部ノズルについては開閉ギャップ量が小さく、そして吐出速度および吐出量は小さい。その一方で、中央部のノズルについては開閉ギャップ量が大きく、そして吐出速度および吐出量は大きい。

図４（ａ）は、吐出ヘッドのキャリッジの取付面への取付けによって発生する変形が生じる様子を示した図である。図４（ｂ）は、締結による力のかかる状態を示した図である。また、図４（ｃ）は、端部のノズルと中央部のノズルとのギャップ量の違いを示した図である。図４（ａ）に示すように、吐出ヘッドのキャリッジへの取付けによって、ネジからの圧縮力がハウジングにかかり、そのために両端支持の梁がたわむようにハウジングが変形し、ハウジングの変形に伴いノズル面も変形する。このとき、端部ノズルの位置ではノズル面の変形が少ない。それに対して中央部ノズルの位置ではノズル面の変形が大きくなり、これによりノズルとニードル弁とのギャップ量が大きく変化するようになる。その結果、図４（ｃ）に示すように、中央部ノズルのギャップ量は、端部ノズルのギャップ量に対してノズル面の変形の量分だけ大きくなる。そのため、中央部ノズルの吐出速度は端部ノズルの吐出速度より速くなり、中央部ノズルの吐出量は端部ノズルの吐出量よりも多くなる。このように、吐出ヘッドのキャリッジの取り付け面への取り付けによって生じるノズル面の変形により、端部と中央部においての吐出速度と吐出量とがばらつくことになり、このことが画像品質に影響を及ぼすことになる。

＜本発明における特徴部について＞
上記したように、吐出ヘッドのネジの締結によってノズル面に反りが発生し、配列方向に並ぶニードル弁のギャップ量にばらつきが生じる。そこで、本発明は、ハウジングについてノズルを保持する部材と、ニードル弁の固定軸を固定する部材と、吐出ヘッドをキャリッジに固定するネジ締結部を有する部材とに分割する（別体とする）構成にする。この分割により、ネジ締結部を有する部材は、ノズルを保持する部材およびニードル弁の固定軸を固定する部材に対して変形可能な状態となる。これにより、ネジ締結部を有する部材が、ネジ締結の圧縮力によって変形した場合でも、ノズル面の反りおよびニードル弁の固定軸の基準点の変形を抑えられ、吐出性能（吐出速度、吐出量）のばらつきを抑えることができる。

上記したように、弁開閉方式においては、ノズルとニードル弁とのギャップ量は吐出性能に大きく影響するため、両者の位置関係を保つことは非常に重要な課題である。そして、両者の位置関係を保つという課題は、弁体を備えない構成においては、発生しない課題となる。そのため本発明においてはノズルとニードル弁との基準位置が変化しないように、ノズルとニードル弁との基準位置を有する筐体以外に吐出ヘッドの取付けを別部材とする。これによって、ノズルとニードル弁との基準点位置の変化を小さくし、ギャップ量を維持することが可能となる。

以下、本発明の特徴部について、図面を用いて詳細に説明する。

＜実施例１について＞
図５は、本発明に係る第１の実施形態（実施例１）における吐出ヘッドの構成を示す。ここで図５において、図５の横方向をｘ方向、紙面に対して垂直に向かう方向をｙ方向、そして、図５の縦方向をｚ方向とする。本実施形態における吐出ヘッド１を構成するハウジングは、比較例に係るハウジング２０と異なり、ハウジングＡ２１（第１の筐体の一例）、ハウジングＢ２２（第２の筐体の一例）、およびハウジングＣ２３（第３の筐体の一例）の３つの部材に分かれて構成されている。ここで、ハウジングＡ２１とハウジングＢ２２の分割位置は図２における破線Ｑ1－Ｑ２、ハウジングＡ２１とハウジングＢ２２の分割位置は図２における破線Ｓ１－Ｓ２に対応している。また、３つのハウジングは、ハウジングＡＣ締結位置２９（保持部の一例）において、ハウジングＣ２３側からＡＣ締結ネジ２７を挿入することで締結されている。なお、本発明に係る吐出ヘッドと比較例に係る吐出ヘッドとは、ハウジングを除いて、その他の構成については、基本的に同じであるとする。そこで、以下では、主に３つのハウジングの詳細について説明していく。

まず、ハウジングＡ２１は、ノズル１３を有するノズル板３を接着剤により接合することで保持している。なお、ネジによる締結や拡散接合によって両者を接合することも考えられる。一方で、ネジによる締結の場合、液体のリークする懸念や、ガスケット等のシーリング部材を介することによるノズル面の平面度のばらつき、ひいてはノズル１３とニードル弁５とのギャップ量のばらつきにつながる可能性がある。また、拡散接合による接合の場合、熱による歪などが加わるため、ノズルの位置精度がばらつく可能性がある。そのため、ハウジングＡ２１とノズル板３との接合には、接着剤による接合が望ましい。

また、ハウジングＢ２２は、ハウジングＡ２１とｚ方向において隣接するハウジングであり、ニードル弁５を挿入して保持している。ここで、ハウジングＡ２１とハウジングＢ２２について、図２における破線Ｑ1－Ｑ２の位置で分割している。本実施形態では、Ｏリング４が２か所に設置されているが、仮に、Ｏリングが設置されているハウジングが別々になると組付けにばらつきが発生する可能性がある。そこで、これを防止する観点から２か所設置されているＯリングの位置を一つのハウジング内にするために、上記のように破線Ｑ1－Ｑ２の位置で分割している。

また、ハウジングＢ２２は、吐出ヘッド１をキャリッジ４０３の取付面１５に取り付けるネジの締結部である締結ネジ穴Ｂ２４（固定部の一例）が形成されている。ハウジングＢ２２は、締結ネジ穴Ｂ２４が形成される部位については、凸部のように出っ張ったような凸形状２５（凸部の一例）として形成される。この凸形状２５と形成することにより、ハウジングＢ２２の全体の剛性よりも、凸形状２５の剛性は低下するようになる。

ここで、締結ネジ穴Ｂ２４で吐出ヘッド１をキャリッジ４０３の取付面１５にネジで締結する際、ｚ方向においてハウジングＣ２３側からハウジングＡ２１に向けてネジを挿入して締結するようにする。すなわち、キャリッジ４０３の取付面１５に設けられるネジ穴に取付面１５側からネジ１６を通し、取付面１５をネジ１６と締結ネジ穴Ｂ２４とで締結する。仮に、ノズル１３側からネジを挿入して締結すると、ノズル口から出る塗料のミストによってネジが腐食する可能性がある。そこで、これを防止する観点から、上記構成としている。なお、取付面１５のネジ穴は、バカ穴としてもよい。

また、ハウジングＢ２２は、３つのハウジングを固定し且つ締結する穴である締結ネジ穴ｂ２６が形成される。この締結ネジ穴ｂ２６は、バカ穴として形成されている。従って、ハウジングＢ２２は、締結ネジ穴ｂ２６をバカ穴とすることで、ハウジングＡ２１に対して変形可能な状態で保持され、ハウジングＣ２３に対して変形可能な状態で保持される状態となる。

そして、ハウジングＣ２３は、ハウジングＢ２２とｚ方向において隣接するハウジングであり、ニードル弁５を挿入する挿入部を有する。また、ハウジングＣ２３は、ニードル弁５および圧電素子７が連結される圧電素子固定部材８を固定し、基準点（固定基準点）１０を形成する固定点締結穴１７が形成される。また、キャリッジ締結位置２８とハウジングＡＣ締結位置２９との位置関係についてだが、ハウジングＡＣ締結位置２９の固定位置は、キャリッジ締結位置２８のノズル１３とニードル弁５とのギャップ方向に直交する方向（ｘ方向）における内側にある。

本発明に係る吐出ヘッド１は、比較例に係る吐出ヘッド１００のハウジング２０のように一体形成せず、上記のようなハウジングを３つに分割して別体とし、ハウジングＢ２２がハウジングＡ２１およびハウジングＣ２３に対して変形可能な状態で保持される構成としている。すなわち、これにより吐出ヘッド１のキャリッジ取付面１５への取付けの際には、ハウジングＢ２２に分離しているハウジングＡ２１、Ｃ２３には、ネジ締結の圧縮力によるハウジングＢ２２の変形が伝達しにくい。なぜならば、当該変形は、数μｍ程度であるため、ハウジングの分割によって当該変形を十分吸収することができるからである。そのため、ハウジングＡ２１、Ｃ２３の変形を抑制することができるようになる。なお、このとき、ハウジングＢ２２の剛性としては、ハウジングＡ、Ｃの剛性よりも低いことが望ましい。

また、ハウジングＢ２２は、凸形状２５に係る部位を凸となるような構成になっているため、当該部位の剛性を低くすることができる。そのため、キャリッジ取付面１５のみ変形とすることにより、ハウジングＡ２１のノズル面へ変形の伝達を抑制し、ハウジングＣ２３の基準点１０へ変形の伝達を抑える構成にすることができる。これにより、ノズル１３の位置および基準点１０の位置の変化を防止することができる。

そして、凸形状２５について、ハウジングＢ２２のｚ方向においてハウジング２３Ｃ側よりもハウジングＡ２１側に位置するように形成している。この理由について説明する。

まず、凸形状２５は、上記したようにキャリッジ取付面１５に取り付ける。そして、このキャリッジ取付面１５についてだが、ｚ方向においてハウジングＢ２２のノズル１３に近い位置に凸形状２５を設けて、キャリッジ４０３に位置決めすることで、キャリッジ４０３に対するノズル１３の位置精度が出し易くなる。例えば、吐出ヘッド１の温度変動によってハウジングＢ２２が熱膨張した際に、ハウジングＢ２２の凸形状２５をノズル１３に近い部分とした方が、ハウジングＢ２２の熱膨張の影響を抑えられる。また、仮に、キャリッジ取付面１５の平面度が十分に精度よく出ておらず、吐出ヘッド１が傾く場合でも、ノズル１３に近い部分に凸形状２５がある方がノズル１３のｘｙ方向の位置ずれが低減できる。また、ハウジングＢ２２の下面のハウジングＡ２１との接合面と、凸形状２５を同一面とすることで、キャリッジの吐出ヘッド１を固定する固定面とハウジングＡ２１の接合面とを基準面とできるので、さらに精度が向上する。

また、上記したようにハウジングＡＣ締結位置２９は、キャリッジ締結位置２８の内側にしている。これによって、ノズル板３を保持するハウジングＡ２１と基準点１０を保持するハウジングＣ２３との固定部の剛性をネジ締結によって高めることができるためである。そして、キャリッジ４０３へ締結したときに発生する力による変形を抑制することができ、ノズル１３とニードル弁５との位置関係を均一に保つことができる。

また、ハウジング２１ＡとハウジングＢ２２の間、ハウジング２２ＢとハウジングＣ２３と間には、応力を緩和する部材である緩和部材４１（緩和部材の一例、第１の緩和部材の一例）、緩和部材４２（緩和部材の一例、第２の緩和部材の一例）を設けている。このように応力を緩和する部材があることで、吐出ヘッド１をキャリッジ４０３に締結したときの力による変形を抑制することができ、ノズル１３とニードル弁５との位置関係を均一に保つことができる。なお、緩和部材４１、４２は、一例として、弾性体（たとえばゴム等の柔らかい部材）が挙げられる。そして、上記のような構成とすることにより、ノズル１３の位置と圧電素子７との基準点１０の位置がキャリッジ取付の際に変化しない。これによって、液体の吐出性能（吐出速度、吐出量）のばらつきの少ない吐出ヘッドを実現することができる。

なお、本発明においては、ハウジングＡ２１とハウジングＢ２２とを別体とし、ハウジングＢ２２がハウジングＡ２１に対して変形可能にする構成の方が、ハウジングＢ２２とハウジングＣ２３とを別体する構成よりも、上記したネジ締結の圧縮力による変形が伝達することを抑制し、ノズル１３とニードル弁５とのギャップ量を維持することにより寄与する。そのため、ハウジングＡ２１とハウジングＢ２２とを別体にする点が特に重要となる。

ここで、３つのハウジングの材質だが、全て同一であり、ＳＵＳ材を使用している。３つハウジングの材質を同一にすることで線膨張係数を同じにすることができ、液体の吐出性能のばらつきをより抑えることができるからである。

また、例えば、ノズル１３の接合の基準点のｘ方向およびｙ方向へのズレ、基準点１０のｘ方向およびｙ方向へのズレが発生したとする。この場合でも、ノズル１３を保持するハウジングＡ２１と基準点１０を保持するハウジングＣ２３とを別部材（別体）とし、事前にそれぞれのｘｙ方向へのズレの発生量を把握した上で位置を調整することによって、ノズルとニードル弁との位置のズレを軽減することができる。ｘ方向およびｙ方向の位置調整は、吐出の曲がり方向へ影響する。そのため、ノズル１３とニードル弁５との同軸度を合わせることは、非常に重要な要素となる。

上記したように本実施形態によれば、吐出曲がり品質を良くすることで着弾位置品質が良くなり、画像品質の向上に寄与することができる。

なお、ニードル弁５は、ハウジングＢ２２内に留まるような構成に形成しないようにする。その理由としては、ニードル弁５は基準位置を出すためにハウジングＣ２３内で固定する必要がある。また、ハウジングＢ２２内でニードル弁５を留めてしまうと、比較例に係る構成のようにニードル弁の固定位置が、ハウジングが分割していない場合と同様になり、好ましくないからである。そのため、ニードル弁５の固定位置が、ハウジングＣ２３内に固定できるようにする必要がある。

＜実施例２について＞
図６は、本発明に係る第２の実施形態（実施例２）における吐出ヘッドの構成を示す。ここで図６において、図６の横方向をｘ方向、紙面に対して垂直に向かう方向をｙ方向、そして、図６の縦方向をｚ方向とする。本実施形態における吐出ヘッド１を構成するハウジングは、ハウジングＡ２１、ハウジングＤ３１（第２の筐体の一例）、およびハウジングＣ２３の３つの部材に分かれて構成されている。そして、本実施形態は、ハウジングＡ２１およびハウジングＣ２３については第１の実施形態と同様の構成だが、ハウジングＢ２２がハウジングＤ３１に変更されている点で異なっている。そのため、以下に、主として当該ハウジングＤ３１の構成を説明していく。

ハウジングＤ３１は、吐出ヘッド１をキャリッジ４０３に取り付けるネジの締結部である締結ネジ穴Ｄ３２（固定部の一例）が形成されている。そして、当該締結ネジ穴Ｄ３２は、ノズル１３およびニードル弁５に直交する方向（ｘ方向、すなわちノズル１３とニードル弁５とのギャップ方向に直交する方向）に設けられており、この点が第１の実施形態の構成と異なっている。そして、この締結ネジ穴Ｄ３２が形成される部位については、ハウジングＢ２２とは異なり、例えば、凸形状２５のようにハウジングから突出したような部位とはしていない。さらに、ハウジングＤ３１は、３つのハウジングを固定し且つ締結する穴である締結ネジ穴ｄ３３が形成される。この締結ネジ穴ｄ３３は、バカ穴として形成されている。また、これに伴い、キャリッジ４０３の構成を第１の実施形態と異なるように形成している。具体的には、ハウジングＤ３１から突出したような部位が形成されておらず、そのため、キャリッジ４０３の取付面１５をｙ方向からみたときにＬ字（あるいは逆Ｌ字）のような形状にしたうえでネジの締結穴を設けている。

上述したように、締結ネジ穴Ｄ３２は、ｘ方向（ノズル１３とニードル弁５とのギャップ方向に直交する方向）に設けられている。これにより、締結ネジ穴Ｄ３２とキャリッジ４０３の取付面１５とをネジ１６でｘ方向に締結するので、ハウジングＤ３１は締結によってｘ方向に引っ張られる力がかかることになる。そのため、ネジの締結によってハウジングＤ３１を圧縮することがないため、ハウジングＤ３１をたわませるような変形は発生しづらい。従って、ハウジングＤ３１がｚ方向（ノズル面のギャップ方向）に変形しづらいので、ハウジングＡ２１のｚ方向（ノズル面のギャップ方向）への変形の抑制や、ハウジングＣ２３の基準点１０へのギャップ変形を抑制することができるようになる。また、取付面１５のネジ穴をバカ穴にするとなおよい。このようにすることで、ハウジングＤ３１の締結時に発生する力によってｚ方向またはｙ方向に生じる負荷を軽減することができ、これによりノズル面の変形をより抑えることができる。なお、上記した構成以外については、第１の実施形態で説明したものと同様である。

＜実施例３について＞
図７は、本発明に係る第３の実施形態（実施例３）における吐出ヘッドの構成を示す。ここで図７において、図７の横方向をｘ方向、紙面に対して垂直に向かう方向をｙ方向、そして、図７の縦方向をｚ方向とする。本実施形態における吐出ヘッド１を構成するハウジングは、ハウジングＥ３７（第１の筐体の一例）、ハウジングＢ２２、およびハウジングＣ２３の３つの部材に分かれて構成されている。そして、本実施形態は、ハウジングＢ２２およびハウジングＣ２３については第１の実施形態と同様の構成だが、ハウジングＡ２１がハウジングＥ３７に変更されている点で異なっている。そのため、以下に、主として当該ハウジングＥ３７の構成を説明していく。

ハウジングＥ３７は、ノズル板３を接着剤により接合することで保持している。ハウジングＡ２１とノズル板３との接合には、接着剤による接合が望ましい理由としては、第１の実施形態で説明した理由と同様である。そして、ハウジングＥ３７は、ハウジングＢ２２の締結部である締結ネジ穴Ｂ２４に対応する位置にネジ穴Ｅ３８（開口部の一例）がハウジングＥ３７に対して開口するように形成されている。そして、ネジ穴３８は、バカ穴として構成されている。仮に、そうでない場合、ハウジングＥ３７を締結してしまうと締結による圧縮力でハウジングＥ３７が変形しまう。そこで、これを防止する観点から上記構成としている。また、ハウジングＥ３７は、ネジ穴Ｅ３８を形成したことから、第１の実施形態のハウジングＡ２１に比べると、ｘ方向（ノズル１３とニードル弁５とのギャップ方向に直交する方向）に長さが長くなっている。そして、ノズル１３側からネジ１６をネジ穴Ｅ３８に通し、締結ネジ穴Ｂ２４に嵌めて締結することで、ハウジングＥ３７およびハウジングＢ２２をキャリッジ４０３に固定することができる。

このような構成にすることで、吐出ヘッドの吐出装置への取付けの際には、ノズル側から締結を行うため、ノズルの位置を直接確認しながら締結することができる。ノズル位置は、画像品質に対して影響を与える非常に重要な要素となる。そして、本実施形態では、ネジの締結位置とノズル面とを共に同一方向から視認可能な構成にすることでノズル位置を確認しながら締結調整でき、ノズルの位置精度を良好にすることができる。そのため、着弾位置品質が良く、画像品質の向上に寄与することができる。さらに、締結ネジ穴Ｂ２４をネジ穴Ｅ３８によって保護することができるので、締結ネジ穴Ｂ２４およびネジ１６がノズルから吐出される液体に汚染されることを抑制できる。

なお、上述した実施形態においては、ハウジングを３つに分割して別体にする場合を例に挙げて説明したが、本発明は、４つ以上に分割した場合にも適用することは可能である。

そして、本発明は、ニードル弁といった弁体を備えた弁開閉方式に適用させた場合に効果を奏するものである。

＜実施例４について＞
次に、図８を参照して本発明の第４の実施形態（実施例４）について説明する。図８は、本発明に係るヘッドユニットの第４の実施形態を示す説明図である。図８（ａ）はノズルを閉じた状態を示す断面図、図８（ｂ）はノズルを開いた状態を示す断面図である。

本実施形態は、ニードル弁５を有するニードル１３１と圧電素子７との間に、伝達機構の一例としての逆バネ機構１３４を備える点が上記した実施形態と異なる。なお、本実施形態では、圧電素子７として、電圧を印加するとノズル板３側へ伸張する伸縮特性を有するものを用いる。ここで、本実施形態でのハウジングは、第１の実施形態における吐出ヘッドの分割されたハウジングを例に挙げて説明する。なお、図８においてハウジングは、説明の便宜上、一つの筐体（筐体１４０）として示している。

逆バネ機構１３４は、適宜に変形可能なゴムや軟質樹脂等または薄い金属板等を成形加工することによって形成された弾性部材である。逆バネ機構１３４は、変形部１３４ａ、固定部１３４ｂ、ガイド部１３４ｃおよび屈曲辺１３４ｄを備える。

変形部１３４ａは、ニードル１３１の基端側の面（図８（ａ）ではニードル１３１の上側端面）に当接するようにして形成された断面略台形状を有する。

固定部１３４ｂは、変形部１３４ａと、筐体１４０の内壁面に固定される。

ガイド部１３４ｃは、固定部１３４ｂと、圧電素子７とを連結する。

屈曲辺１３４ｄは、台形状の変形部１３４ａの長辺（台形の下底に相当）と固定部１３４ｂとを連結する。

上記のような構造を備えた逆バネ機構１３４は、圧電素子７に所定の電圧が印加されて圧電素子７が伸張すると、圧電素子７の伸張により、ガイド部１３４ｃがノズル１３側（図８（ｂ）の矢印ａ方向）に押される。

この押される力に伴い、変形部１３４ａをノズル１３から遠ざかる方向（図８（ｂ）の矢印ｂ方向）に引き込む。すなわち、逆バネ機構１３４は、圧電素子７の伸びる力を、ニードル１３１を引き込む力に変換した上で、ニードル１３１へ伝達する。

第４の実施形態に係る吐出ヘッド１は、圧電素子７へ電圧印加することにより、圧電素子７が伸び、それに伴い弁体であるニードル弁５がノズル１３を開放し、ノズル１３から液体（液滴）１５０を吐出する。

上述のように第実施形態は、ニードル１３１と圧電素子７との間に、圧電素子７の伸びる力を、ニードル１３１を引き込む力、すなわち圧電素子７の伸びる力と相反する力に変換した上で、ニードル１３１へ伝達する逆バネ機構１３４を備える。

上記した逆バネ機構１３４を採用することで、以下に述べる効果を得ることができる。本実施形態においては、ノズル１３を有するハウジングＡ２１と、キャリッジ４０３に取り付けるためのハウジングＢ２２とに別体にした構成にしている。このようにすることで、ネジで締結した際、締結の圧縮力による影響を抑えられ、ニードル弁の変位量のばらつきが抑えることができる。そして、吐出ヘッドに逆バネ機構を備えた構成は、吐出ヘッドに逆バネ機構を備えない構成と比較して圧電素子の少ない変位でニードル弁を大きく変位することが可能となる。そのため、当該変位量が拡大し、ネジ締結の変形量に対して変位量が大きくなるために変位量の変化に対するネジ締結の変形の影響による吐出速度の感度が低くなり、さらにばらつきを抑えることができるようになる。具体的にいうと、例えば、１０μｍに対して５μｍとなっていたばらつきを、逆バネ機構を採用することで、３０μｍに対して５μｍのばらつきにすることができる。

なお、本実施形態においては、第１の実施形態における吐出ヘッドのハウジングを例に挙げて説明したが、第２、３の実施形態における吐出ヘッドにも適用しても同様の効果を得ることができる。

＜実施例５について＞
次に、本発明の第５の実施形態（実施例５）について図９および図１０を参照して説明する。図９は同実施形態に係る液体を吐出する装置で印刷対象物を航空機として印刷するときの説明に供する説明図、図１０は同液体を吐出する装置の斜視説明図である。

液体を吐出する装置５００は、前記吐出ヘッド１を含む吐出ユニット５０１を搭載した移動体であるキャリッジ４０３を往復直線移動させるリニアレール５０４と、リニアレール５０４を適宜所定の位置へ移動させ、その位置で保持する多関節ロボット５０５とを備えている。

多関節ロボット５０５は、複数の関節によって人間の腕のように自由な動きを可能としたロボットアーム５０５ａを備えており、ロボットアーム５０５ａの先端を自由に移動させ、且つ、正確な位置に配置することができる。

多関節ロボット５０５としては、例えば、６つの軸、すなわち６つの関節を備えた６軸制御型の産業用ロボットを用いることができる。６軸型の多関節ロボットによれば予め動作に関する情報をティーチングしておくことできわめて正確、且つ、迅速にリニアレール５０４を印刷対象物７００（航空機）の所定位置に対峙させることができる。多関節ロボット５０５は、６軸に限定されるものではなく、５軸、７軸など適宜の軸数を備えた多関節ロボットを用いることができる。

この多関節ロボット５０５のロボットアーム５０５ａに二股に枝分かれしたフォーク状の支持部材５２４を設け、この支持部材５２４の左側の枝部５２４ａの先端に垂直リニアレール５２３ａを、右側の枝部５２４ｂの先端に垂直リニアレール５２３ｂを平行になるようにして取り付けている。

そして、吐出ユニット５０１を移動可能に保持したリニアレール５０４の両端を、２つの垂直リニアレール５２３ａ，５２３ｂにそれぞれ架け渡すようにして支持させている。

吐出ユニット５０１は、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイトの各色の液体を吐出する複数の吐出ヘッド１、又は、複数のノズル列を有する吐出ヘッド１を備えている。この吐出ユニット５０１の各吐出ヘッド１又は吐出ヘッド１の各ノズル列に対しては、液体タンク５３０から各色の液体が加圧供給される。

この液体を吐出する装置５００においては、多関節ロボット５０５によってリニアレール５０４を印刷対象物７００の所要の印刷領域に対向する位置に移動させる。そして、印刷データに応じて吐出ユニット５０１をリニアレール５０４に沿って移動しながら、吐出ヘッド１の各吐出モジュールの圧電素子（又は圧電素子）を駆動して、印刷を行う。

そして、１ライン分の印刷が終了したときに、垂直リニアレール５２３ａ，５２３ｂを駆動することにより、吐出ユニット５０１の吐出ヘッド１をあるラインから次のラインに移動させる。

この動作を繰り返して、印刷対象物７００の所要の印刷領域に印刷することができる。

＜実施例６について＞
次に、本発明の第６の実施形態（実施例６）について図１１および図１２を参照して説明する。図１１は同実施形態に係る液体を吐出する装置の斜視説明図、図１２は同装置の駆動部の斜視説明図である。

液体を吐出する装置５００は、車両のボンネットなどの曲面を有する印刷対象物７００に対向させて据付けられる移動可能な枠ユニット８０２を備えている。枠ユニット８０２を構成する左右の枠部材８１０，８１１には、枠部材８１０，８１１に架け渡されるようにして、可動ユニット８１３が垂直方向（Ｙ方向）へ昇降可能に取り付けられている。

可動ユニット８１３には、可動ユニット８１３上を水平方向（Ｘ方向）に往復移動可能に配置されたモータを内蔵する駆動部８０３と、この駆動部８０３に取り付けられて印刷対象物７００へ向けて液体を吐出する吐出ユニット５０１とが搭載されている。

また、吐出ユニット５０１からの液体の吐出、駆動部８０３の往復移動及び可動ユニット８１３の昇降を制御するコントローラ８０５と、このコントローラ８０５に対して指示を行うＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの情報処理装置８０６とを備えている。情報処理装置８０６には、形状や大きさなどの印刷対象物７００に関する情報を記録保存するデータベース部（ＤＢ部）８０７が接続されている。

枠ユニット８０２は、金属柱状体等によって形成された上下左右の枠部材８０８，８０９，８１０，８１１と、枠ユニット８０２を自立させるために下側の枠部材８０９の両側に直角且つ水平に取り付けられた左右の脚部材８１２ａ，８１２ｂを備えている。

そして、左右の枠部材８１０，８１１の間に架け渡された可動ユニット８１３は、駆動部８０３を支持した状態で昇降可能に構成されている。

印刷対象物７００は、液体の吐出方向（Ｚ方向）に直角に、すなわち、枠ユニット８０２の上下左右の枠部材８０８，８０９，８１０，８１１によって形成される平面に対向するようにして配置される。

この場合、印刷を行うべき所定の位置に印刷対象物７００を配置させるためには、例えば、多関節型アームロボットのアームの先端に取り付けたチャックによって印刷対象物７００の印刷領域の裏側を吸着保持させることによって行うことができる。多関節型アームロボットを用いることで印刷対象物７００をプリント位置に正確に配置することが可能となり、印刷対象物７００の姿勢を適宜に変更することもできる。

駆動部８０３は、図１２に示すように、可動ユニット８１３上を水平方向（Ｘ方向）に往復移動可能に配置されている。そして、可動ユニット８１３は、枠ユニット８０２の左右の枠部材８１０，８１１に架け渡されるようにして水平に配設されたレール８３０と、このレール８３０と平行となるように配設されたラックギヤ８３１と、レール８３０の一部に外嵌されてスライドしながら移動するリニアガイド８３２と、このリニアガイド８３２と連結されてラックギヤ８３１と噛合うピニオンギヤユニット８３３と、このピニオンギヤユニット８３３を回転駆動する減速機８３６付きのモータ８３４と、印刷点位置検出用のロータリエンコーダ８３５を備えて構成されている。

モータ８３４を駆動（正転又は逆転）することによって吐出ユニット５０１を可動ユニット８１３に沿って右方向または左方向に移動させる。そして、駆動部８０３は吐出ユニット５０１のＸ方向の駆動機構として機能する。なお、減速機８３６の筐体の両側にはリミットスイッチ３７ａ，３７ｂが取付けられている。

吐出ユニット５０１は、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイトの各色の液体を吐出する複数の吐出ヘッド１、又は、複数のノズル列を有する吐出ヘッド１を備えている。この吐出ユニット５０１の各吐出ヘッド１又は吐出ヘッド１の各ノズル列に対しては、液体タンクから各色の液体が加圧供給される。

この液体を吐出する装置５００においては、可動ユニット８１３をＹ方向に移動させ、吐出ユニット５０１をＸ方向に移動させて、印刷対象物７００に所要の画像を印刷する。

＜実施例７について＞
次に、本発明の第７の実施形態（実施例７）について図１３および図１４を参照して説明する。図１３は同実施形態に係る液体を吐出する装置の要部平面説明図、図１４は同装置の要部側面説明図である。

この液体を吐出する装置５００は、シリアル型印刷装置であり、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、本発明に係る吐出ヘッド１を含む吐出ユニット５０１を搭載している。吐出ユニット５０１の吐出ヘッド１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。

この液体を吐出する装置５００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を吸着して吐出ヘッド１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の側方に吐出ヘッド１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、例えば吐出ヘッド１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、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液体を吐出する装置５００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吐出ヘッド１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。

＜その他の例について＞
次に、吐出ユニットの他の例について図１５を参照して説明する。図１５は同ユニットの要部平面説明図である。

この吐出ユニット５０１、前記液体を吐出する装置５００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、吐出ヘッド１で構成されている。

なお、この吐出ユニット５０１の例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０を更に取り付けた吐出ユニットを構成することもできる。

次に、吐出ユニットの更に他の例について図１６を参照して説明する。図１６は同ユニットの正面説明図である。

この吐出ユニット５０１は、流路部品４４４が取付けられた吐出ヘッド１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の上部には吐出ヘッド１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、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。

「吐出ユニット」は、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が含まれる。例えば、「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、液体循環装置の構成の少なくとも一つを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、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、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、吐出ユニットとして、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、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、これらの吐出ユニットのヘッドタンクと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、吐出ユニットとして、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、吐出ユニットとして、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、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、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、吐出ユニットとして、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、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、吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた吐出ヘッドにチューブが接続されて、吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が吐出ヘッドに供給される。

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。

「液体を吐出する装置」には、吐出ヘッド又は吐出ユニットを備え、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、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、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、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。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出対象物に対してヘッドを動かす構成のものに限らない。ヘッドと液体吐出対象物とは相対的に移動が可能であればよく、液体吐出対象物をヘッドに対して動かす構成のものであってもよい。 なお、上記した本発明に係る実施形態における説明では、吐出ヘッドと吐出する装置のキャリッジや可動ユニット等への取り付けに、ネジを用いたネジ締結による固定方法を例示したが、吐出ヘッドとキャリッジ等とが取り外し可能な状態で位置を固定できる方法であれば、吐出ヘッドの固定方法として他の方法を用いることができる。吐出ヘッドの固定方法として、例えばネジの代わりにバネ等の付勢部材を用いて固定する方法を用いることができる。

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。

＜電極の製造装置＞
本発明に係る実施形態は、電極および電気化学素子の製造装置を含む。以下、電極の製造装置について説明する。図１７は、本実施形態に係る電極の製造装置の一例を示す模式図である。電極の製造装置は、上記した液体を吐出する装置を用いて液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を有する電極を製造する装置である。

＜電極材料を有する層形成手段、電極材料を有する層形成工程＞
本実施形態における吐出手段は、上記した液体を吐出する装置である。前記吐出により、対象物上に液体組成物を付与して、液体組成物層を形成することができる。前記対象物（以下、「吐出対象物」と称することがある。）としては、電極材料を有する層を形成する対象であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電極基体（集電体）や活物質層、固体電極材料を有する層などが挙げられる。また、吐出手段及び吐出工程は、吐出対象物に対して電極材料を有する層を形成することが可能であれば、直接液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を形成する構成であってもよく、間接的に液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を形成する構成であってもよい。

＜その他の構成、その他の工程＞
電極合材層の製造装置におけるその他の構成としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱手段などが挙げられる。電極合材層の製造方法におけるその他の工程としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱工程などが挙げられる。

＜加熱手段、加熱工程＞
前記加熱手段は、前記吐出手段により吐出された液体組成物を加熱する手段である。加熱工程は、前記吐出工程で吐出された液体組成物を加熱する工程である。前記加熱により、前記液体組成物層を乾燥させることができる。

＜直接液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を形成する構成＞
ここで、電極の製造装置の一例として、電極基体（集電体）上に活物質を含む電極合材層を形成する電極製造装置を説明する。電極製造装置は、吐出対象物を有する印刷基材７０４上に、液体組成物を付与して液体組成物層を形成する工程を含む吐出工程部１１０と、液体組成物層を加熱して電極合材層を得る加熱工程を含む加熱工程部１３０を備える。電極製造装置は、印刷基材７０４を搬送する搬送部７０５を備え、搬送部７０５は、吐出工程部１１０、加熱工程部１３０の順に印刷基材７０４をあらかじめ設定された速度で搬送する。前記活物質層などの吐出対象物を有する印刷基材７０４の製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法を適宜選択することができる。吐出工程部１１０は、印刷基材７０４上に液体組成物を付与する付与工程を実現する本発明の印刷装置２８１ａと、液体組成物を収容する収容容器２８１ｂと、収容容器２８１ｂに貯留された液体組成物を印刷装置２８１ａに供給する供給チューブ２８１ｃを備える。

収容容器２８１ｂは液体組成物７０７を収容し、吐出工程部１１０は、印刷装置２８１ａから液体組成物７０７を吐出して、印刷基材７０４上に液体組成物７０７を付与して液体組成物層を薄膜状に形成する。なお、収容容器２８１ｂは、電極合材層の製造装置と一体化した構成であってもよいが、電極合材層の製造装置から取り外し可能な構成であってもよい。また、電極合材層の製造装置と一体化した収容容器や電極合材層の製造装置から取り外し可能な収容容器に添加するために用いられる容器であってもよい。

収容容器２８１ｂや供給チューブ２８１ｃは、液体組成物７０７を安定して貯蔵及び供給できるものであれば任意に選択可能である。

加熱工程部１３０は、図１７に示すように、加熱装置７０３を有し、液体組成物層に残存する溶媒を、加熱装置７０３により加熱して乾燥させて除去する溶媒除去工程を含む。これにより電極合材層を形成することができる。加熱工程部１３０は、溶媒除去工程を減圧下で実施してもよい。

加熱装置７０３としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基板加熱、ＩＲヒータ、温風ヒータなどが挙げられ、これらを組み合わせてもよい。また、加熱温度や時間に関しては、液体組成物７０７に含まれる溶媒の沸点や形成膜厚に応じて適宜選択可能である。

図１８は、本実施形態に係る電極製造装置（液体を吐出する装置）の他の一例を示す模式図である。液体を吐出する装置５００は、ポンプ３１０と、バルブ３１１、３１２を制御することにより、液体組成物が吐出ヘッド１、タンク３０７、チューブ３０８を循環することが可能である。また、液体を吐出する装置５００は、外部タンク３１３が設けられており、タンク３０７内の液体組成物が減少した際に、ポンプ３１０と、バルブ３１１、３１２、３１４を制御することにより、外部タンク３１３からタンク３０７に液体組成物を供給することも可能である。本実施形態に係る電極製造装置を用いると、吐出対象物の狙ったところに液体組成物を吐出することができる。前記電極合材層は、例えば、電気化学素子の構成の一部として、好適に用いることができる。前記電気化学素子における前記電極合材層以外の構成としては、特に制限はなく、公知のものを適宜選択することができ、例えば、正極、負極、セパレータなどが挙げられる。

以上説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。

[第１態様]
第１態様は、液体（例えば、インク）を吐出するノズル（例えば、ノズル１３）と、前記ノズルに前記液体を供給する液室（例えば、液室１１）と、を有する第１の筐体（例えば、ハウジングＡ２１、ハウジングＥ３７）と、前記液室から前記ノズルへ前記液体を供給する位置と、前記液室から前記ノズルへの前記液体の供給を遮断する位置と、に移動可能な弁体（例えば、ニードル弁５）と、前記弁体の移動する方向（例えば、ｚ方向）において、前記第１の筐体の前記ノズル側とは反対側に、前記第１の筐体により保持される第２の筐体（例えば、ハウジングＢ２２、ハウジングＤ３１）と、を備える液体吐出ヘッド（例えば、吐出ヘッド１）であって、前記第２の筐体は、前記第１の筐体に対して変形可能な状態で保持され、前記液体吐出ヘッドを支持するための吐出ヘッド支持部（例えば、キャリッジ４０３）に固定するための固定部（例えば、締結ネジ穴Ｂ２４、締結ネジ穴Ｄ３２）を有することを特徴としている。

[第２態様]
第２態様は、第１態様において、前記弁体の移動方向において、前記第２の筐体の前記第１の筐体側と反対側に配置され、前記弁体を保持する第３の筐体（例えば、ハウジングＣ２３）と、を備え、前記第２の筐体は、前記第３の筐体に対して変形可能な状態で保持されることを特徴としている。

[第３態様]
第３態様は、第２態様において、前記弁体を支持し移動させる移動手段（例えば、圧電素子７）を備え、前記移動手段は、前記第３の筐体に固定されていることを特徴としている。

[第４態様]
第４態様は、液体を吐出するノズルと、前記ノズルに前記液体を供給する液室と、を有する第１の筐体と、前記液室から前記ノズルへ前記液体を供給する位置と、前記液室から前記ノズルへの前記液体の供給を遮断する位置と、に移動可能な弁体と、前記弁体の移動する方向において、前記第１の筐体の前記ノズル側とは反対側に、前記第１の筐体により保持される第２の筐体と、前記弁体の移動方向において、前記第２の筐体の前記第１の筐体側と反対側に配置され、前記弁体を保持する第３の筐体と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記第２の筐体は、前記第３の筐体に対して変形可能な状態で保持され、前記液体吐出ヘッドを支持するための吐出ヘッド支持部に固定するための固定部を有することを特徴としている。

[第５態様]
第５態様は、第１態様乃至第３態様のいずれかにおいて、前記第２の筐体は、前記第１の筐体により保持される保持部（例えば、ハウジングＡＣ締結位置２９）を有し、前記保持部は、前記弁体の移動方向に直交する方向（例えば、ｘ方向）において前記固定部の内側に配置されることを特徴としている。

[第６態様]
第６態様は、第２態様において、前記第２の筐体は、前記第１の筐体により保持される保持部を有し、該保持部において前記第１の筐体と前記第３の筐体とで挟持され、前記保持部は、前記弁体の移動方向に直交する方向において前記固定部の内側に配置されることを特徴としている。

[第７態様]
第７態様は、第１態様乃至第３態様、第５態様のいずれかにおいて、前記第１の筐体と前記第２の筐体との間に、前記第１の筐体への応力を緩和する緩和部材（例えば、緩和部材４１）が設けられていることを特徴としている。

[第８態様]
第８態様は、第２乃至４、６態様のいずれかにおいて、前記第１の筐体と前記第２の筐体との間に、前記第１の筐体への応力を緩和する第１の緩和部材（例えば、緩和部材４１）が設けられ、前記第２の筐体と前記第３の筐体との間に、前記第３の筐体への応力を緩和する第２の緩和部材（例えば、緩和部材４２）が設けられていることを特徴としている。

［第９態様］
第９態様は、第２乃至４、６態様前記第２の筐体と前記第３の筐体との間に、前記第３の筐体への応力を緩和する緩和部材（例えば、緩和部材４２）が設けられていることを特徴とする

[第１０態様]
第１０態様は、第１態様乃至第９態様のいずれかにおいて、前記第２の筐体は、前記弁体の移動する方向と直交する方向に突出する凸部（例えば、凸形状２５）を有し、前記固定部は前記凸部に設けられることを特徴としている。

[第１１態様]
第１１態様は、第１態様乃至第９態様のいずれかにおいて、前記固定部は、筐体の前記弁体の移動する方向と直交する方向に面する部位に設けられることを特徴としている。

[第１２態様]
第１２態様は、第１態様乃至第９態様のいずれかにおいて、前記第１の筐体は、前記弁体の移動方向において前記固定部と重なる領域に開口部（例えば、ネジ穴Ｅ３８）を有することを特徴としている。

[第１３態様]
第１３態様は、第１態様乃至第１２態様のいずれかの液体吐出ヘッドと、前記吐出ヘッド支持部と、前記液体吐出ヘッドに前記液体を供給する液体供給手段と、を備えることを特徴とする、液体を吐出する装置（例えば、液体を吐出する装置５００）。

１、１００ 吐出ヘッド（液体吐出ヘッド）
２ 先端挿入部
３ ノズル板
４ Ｏリング
５ ニードル弁
６ 圧電素子保持部材
７ 圧電素子
８ 圧電素子固定部材
９ シール部材
１０ 基準点（固定基準点）
１１ 液室
１２ 圧電素子収容空間
１３ ノズル
１４ 締結穴
１５ キャリッジ取付面
１６ ネジ
１７ 固定点締結穴
２０ ハウジング
２１ ハウジングＡ
２２ ハウジングＢ
２３ ハウジングＣ
２４ 締結ネジ穴Ｂ
２５ 凸形状
２６ 締結ネジ穴ｂ
２７ ＡＣ締結ネジ
２８ キャリッジ締結位置
２９ ハウジングＡＣ締結位置
３１ ハウジングＤ
３２ 締結ネジ穴Ｄ
３３ 締結ネジ穴ｄ
３７ ハウジングＥ
３８ ネジ穴Ｅ
４１、４２ 緩和部材
１１０ 吐出工程部
１３０ 加熱工程部
１３１ ニードル
１３４ 逆バネ機構
１４０ 筐体
１５０ 液体（液滴）
４０３ キャリッジ
５００ 液体を吐出する装置（液体吐出装置）
５０１ 吐出ユニット（液体吐出ユニット）
７００ 印刷対象物
７０３ 加熱装置
７０４ 印刷基材
７０５ 搬送部
７０７ 液体組成物

特開２０２１－１５１７６７号公報

Claims (13)

1. 液体を吐出するノズルと、前記ノズルに前記液体を供給する液室と、を有する第１の筐体と、
   前記液室から前記ノズルへ前記液体を供給する位置と、前記液室から前記ノズルへの前記液体の供給を遮断する位置と、に移動可能な弁体と、
   前記弁体の移動する方向において、前記第１の筐体の前記ノズル側とは反対側に、前記第１の筐体により保持される第２の筐体と、を備える液体吐出ヘッドであって、
   前記第２の筐体は、
   前記第１の筐体に対して変形可能な状態で保持され、
   前記液体吐出ヘッドを支持するための吐出ヘッド支持部に固定するための固定部を有すること
   を特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記弁体の移動方向において、前記第２の筐体の前記第１の筐体側と反対側に配置され、前記弁体を保持する第３の筐体と、を備え、
   前記第２の筐体は、前記第３の筐体に対して変形可能な状態で保持され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. 前記弁体を支持し移動させる移動手段を備え、
   前記移動手段は、前記第３の筐体に固定されていることを特徴とする、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 液体を吐出するノズルと、前記ノズルに前記液体を供給する液室と、を有する第１の筐体と、
   前記液室から前記ノズルへ前記液体を供給する位置と、前記液室から前記ノズルへの前記液体の供給を遮断する位置と、に移動可能な弁体と、
   前記弁体の移動する方向において、前記第１の筐体の前記ノズル側とは反対側に、前記第１の筐体により保持される第２の筐体と、
   前記弁体の移動方向において、前記第２の筐体の前記第１の筐体側と反対側に配置され、前記弁体を保持する第３の筐体と、を備える液体吐出ヘッドであって、
   前記第２の筐体は、
   前記第３の筐体に対して変形可能な状態で保持され、
   前記液体吐出ヘッドを支持するための吐出ヘッド支持部に固定するための固定部を有すること
   を特徴とする液体吐出ヘッド。
5. 前記第２の筐体は、前記第１の筐体により保持される保持部を有し、
   前記保持部は、前記弁体の移動方向に直交する方向において前記固定部の内側に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第２の筐体は、前記第１の筐体により保持される保持部を有し、該保持部において前記第１の筐体と前記第３の筐体とで挟持され、
   前記保持部は、前記弁体の移動方向に直交する方向において前記固定部の内側に配置されることを特徴とする、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１の筐体と前記第２の筐体との間に、前記第１の筐体への応力を緩和する緩和部材が設け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。
8. 前記第１の筐体と前記第２の筐体との間に、前記第１の筐体への応力を緩和する第１の緩和部材が設けられ、
   前記第２の筐体と前記第３の筐体との間に、前記第３の筐体への応力を緩和する第２の緩和部材が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記第２の筐体と前記第３の筐体との間に、前記第３の筐体への応力を緩和する緩和部材が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記第２の筐体は、前記弁体の移動する方向と直交する方向に突出する凸部を有し、
    前記固定部は前記凸部に設けられることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記固定部は、筐体の前記弁体の移動する方向と直交する方向に面する部位に設けられることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記第１の筐体は、前記弁体の移動方向において前記固定部と重なる領域に開口部を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
13. 請求項１から９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
    前記吐出ヘッド支持部と、
    前記液体吐出ヘッドに前記液体を供給する液体供給手段と、
    を備えることを特徴とする、液体を吐出する装置。