JP7392534B2 - 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置に関する。

液体を吐出する装置の一例として、液体吐出ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に往復移動させながら、液体吐出ヘッドからインクの微小液滴を吐出し、記録媒体上に着弾させることにより画像パターンを形成するインクジェットプリンタが知られている。

液体吐出ヘッドは、液体（例えば、インクなど）と接触することから、ヘッドの動作特性、及び長期信頼性を確保するために耐液性（インク耐性）が求められる。
例えば、インクジェットプリンタではアルカリ系のインクが広く用いられており、ヘッドのインクに接触する部位ではインク耐性を確保するために、接液膜を形成する方法が知られている。

接液膜を形成する方法としては、熱酸化法、塗布法、スパッタ法、或いは、蒸着法などが用いられるが、微細でかつ複雑な構造体である液体吐出ヘッドに対し、所望の部分に均質に接液膜を形成することは困難となっている。

これに対し、特許文献１では、圧電素子と、振動板と、振動板を貫通して形成されるインク供給孔を有したインクジェットヘッドにおいて、インク供給孔内のインク耐性確保と、振動板の特性確保の両立を目的として、積層振動板を形成する段階で、インク供給孔が形成される積層振動板の一部領域のみ、インク耐性が弱い材料を取り除いた積層構成とすることで、インク供給孔内壁にインク耐性が弱い材料が露出することを抑え、インク供給孔内壁のインク耐性を確保する技術が開示されている。

特許文献２には、保護基板がインク供給用貫通孔に連通するインク供給路を有するインクジェットプリントヘッドが開示されている。

液体吐出ヘッドにおいては、外部接続端子等の接液膜の形成が不要な領域が存在する。
接液膜の成膜は外部接続端子を含む基板の全面に対して行われるため、成膜後にエッチング等により不要な接液膜を除去する工程が必要となる。一方、外部からの液体供給の流路となる貫通孔部の内壁の接液膜は、エッチング後にも十分なインク耐性が得られる膜厚が残されることが必要である。
しかしながら、貫通孔部の内壁の断面形状によっては、指向性の高いドライエッチングにより必要な接液膜がエッチングされ、薄化または除去されてしまうおそれがある。

そこで本発明は、指向性の高いエッチングを行っても、外部から供給された液体の流路となる貫通孔部内壁の接液膜が除去されることがなく、十分な耐液性が確保され、信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、ノズルが形成されたノズル基板と、前記ノズルに通じる加圧液室及び前記加圧液室の液体を加圧する圧力発生素子を有するアクチュエータ基板と、前記アクチュエータ基板に接合され、前記圧力発生素子を収容する空隙部が形成されたサブフレーム基板と、を備え、前記アクチュエータ基板及び前記サブフレーム基板を貫通して形成され、前記加圧液室に外部から液体を供給するための貫通孔部を有し、前記貫通孔部の開口径は、前記サブフレーム基板により形成される最小径が前記アクチュエータ基板により形成される最小径よりも小さく、前記貫通孔部の前記サブフレーム基板の前記アクチュエータ基板に接合されていない面の開口部側からの平面視で、前記アクチュエータ基板が前記開口部の内側に突出していないことを特徴とする。
また、本発明の液体吐出ヘッドは、ノズルが形成されたノズル基板と、前記ノズルに通じる加圧液室及び前記加圧液室の液体を加圧する圧力発生素子を有するアクチュエータ基板と、前記アクチュエータ基板に接合され、前記圧力発生素子を収容する空隙部が形成されたサブフレーム基板と、を備え、前記アクチュエータ基板及び前記サブフレーム基板を貫通して形成され、前記加圧液室に外部から液体を供給するための貫通孔部を有し、前記貫通孔部の開口径は、前記サブフレーム基板により形成される最小径が前記アクチュエータ基板により形成される最小径よりも小さく、前記貫通孔部の垂直断面において、前記サブフレーム基板により形成される最小径の内壁面端部から前記アクチュエータ基板方向へ延長した仮想直線と、前記アクチュエータ基板とが交差しないことを特徴とする。

本発明によれば、指向性の高いエッチングを行っても、外部から供給された液体の流路となる貫通孔部内壁の接液膜が除去されることがなく、十分な耐液性が確保され、信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの一例における斜視図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例における液室長手方向の断面図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例における液室短手方向の断面図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例における部分拡大図である。 従来の液体吐出ヘッドの一例における部分拡大図である。 本実施形態の液体吐出ユニットの一例を示す側面図である。 本実施形態の液体吐出ユニットの一例を示す上面図である。 本実施形態の液体吐出ユニットの一例を示す側面図である。 本実施形態の液体吐出ユニット（液体カートリッジ）の一例における斜視図である。 本実施形態の液体を吐出する装置の一例としてのインクジェット記録装置の斜視図である。 本実施形態の液体を吐出する装置の一例としてのインクジェット記録装置の機構部の構成を示す側面図である。

以下、本発明に係る液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

〔液体吐出ヘッド〕
本実施形態に係る液体吐出ヘッドの基本構成を説明する。
図１は本実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図であり、図２は図１における液室長辺方向の断面模式図、図３は図１における液室短辺方向の断面模式図である。なお、本実施形態の液体吐出ヘッドは圧電型アクチュエータを有する液体吐出ヘッドとしている。

本実施形態に係る液体吐出ヘッドの基本構成を説明する。
図１は本実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図であり、図２は図１における液室長辺方向の断面模式図、図３は図１における液室短辺方向の断面模式図である。なお、本実施形態の液体吐出ヘッドは圧電型アクチュエータを有する液体吐出ヘッドとしている。

図に示すように、本実施形態の液体吐出ヘッド１は、基板面部に設けたノズル６から液体を吐出させるサイドシュータータイプのものであり、アクチュエータ基板１００は液体吐出エネルギーを発生する圧電体素子２、振動板３を備えている。
圧電体素子は、共通電極１０、個別電極１１、圧電体１２から構成されている。
アクチュエータ基板１００には加圧液室隔壁４、加圧液室５、流体抵抗部７、及び共通液体流路９が形成され、各加圧液室５は、加圧液室隔壁４で仕切られている。さらに、後述するサブフレーム基板２００と貫通して形成された貫通孔部６０を備えている。

また、アクチュエータ基板１００には、層間絶縁膜４５、接続孔４２、引き出し配線層４０、引き出し配線パッド４１が形成されている。さらに、引き出し配線層４０と電極層を分離するための層間絶縁膜４５を挟んで、引き出し配線層４０を保護する目的でパッシベーション膜５０が形成されている。

サブフレーム基板２００には、外部から液体を供給する液体供給口６６及び該液体供給口に連通する貫通孔部６０、並びに振動板３が撓むことができるように空隙部６７が形成されている。貫通孔部６０は、アクチュエータ基板１００の貫通孔部６０と連通している。

ノズル基板３００には、個々の加圧液室５に対応した位置にノズル６が形成されている。

これらアクチュエータ基板１００、サブフレーム基板２００、及びノズル基板３００を接合することにより、液体吐出ヘッド１が形成されている。
すなわち、本実施形態の液体吐出ヘッド１は、液体を吐出するノズル６が形成されたノズル基板３００と、ノズル６に通じる加圧液室（個別液室）５及び加圧液室５の液体を加圧する圧力発生素子としての圧電体素子２を有するアクチュエータ基板１００と、アクチュエータ基板１００に接合され、圧力発生素子（圧電体素子２）を収容する空隙部６７が形成されたサブフレーム基板２００と、を備える。

液体吐出ヘッド１の液体と接触する箇所（液体の流路）には、接液膜５２が形成されている。
液体吐出ヘッド１の液体が接触する箇所は、耐液性（インク耐性）が低い材料が露出しているため、接液膜５２を形成することにより、液体と接触する箇所の耐液性を確保することができ、液体と接することにより生じる劣化を防止することができる。
接液膜５２が形成される箇所は、例えば、貫通孔部６０の内壁面、アクチュエータ基板１００の共通液体流路９、流体抵抗部７、加圧液室５、及びノズル基板３００の両面、ノズル６の表面等が挙げられる。

接液膜５２としては、Ｓｉを含む酸化膜であることが好ましい。界面がシロキサン結合していることで、接液膜５２の密着力がより向上する。また、接液膜５２としては、第４族及び第５族から選ばれる遷移金属を少なくとも一種含むことが好ましく、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｒのうち少なくとも一種を含むことがより好ましい。これにより、耐液性（インク耐性）をより向上させることができる。
接液膜５２としては、具体的には、ＳｉＯ_２とＴａ_２Ｏ_５の混成膜が好ましい。

接液膜５２の形成は、例えば、ＡＬＤ法により、ＳｉＯ_２膜とＴａ_２Ｏ_５膜を交互に成膜する方法が挙げられる。
成膜工程としては、例えば、ＳｉＯ_２膜を成膜するステップの次にＴａ_２Ｏ_５膜を成膜するステップを各１ステップずつ交互に成膜するが、Ｓｉ含有量を大きくする場合は、ＳｉＯ_２２膜の成膜を連続して複数ステップ処理してもよい。すなわち、Ｓｉ含有量はその複数ステップの回数を変えることにより調整できる。ＳｉＯ_２膜とＴａ_２Ｏ_５膜とを交互に成膜することで、密着力を向上させることができる。

接液膜５２の膜厚としては、３０～１００ｎｍが好ましい。３０ｎｍ以上の場合、十分なインク耐性が確保できる。また１００ｎｍ以下の場合、応力の影響を抑制し、流路形成部材と接液膜５２の界面で膜剥がれが生じることを防ぎやすくなる。

接液膜５２は、引き出し配線パッド４１表面にも成膜される。しかしながら、引き出し配線パッド４１表面に接液膜５２が存在すると、外部端子をＦＰＣ接合することができないため、引き出し配線パッド４１表面の接液膜５２を除去する必要がある。
接液膜５２の除去は、指向性のあるドライエッチングにより行われる。
このとき、液体と接触する箇所の接液膜５２は残しつつ、引き出し配線パッド４１表面の接液膜５２を除去する必要がある。

図４及び図５は、液体吐出ヘッド１の液体供給口６６から連通する貫通孔部６０断面の部分拡大図であり、図４は本実施形態に係る液体吐出ヘッドの例であり、図５は従来の液体吐出ヘッドの例を示している。

液体吐出ヘッド１は、アクチュエータ基板１００及びサブフレーム基板２００を貫通して形成され、加圧液室５に外部から液体を供給するための貫通孔部６０を有する。
液体供給口６６及び連通する貫通孔部６０の内壁は、平面視で円形状となっている。
図４及び図５に示すように、貫通孔部６０の開口径について、サブフレーム基板２００により形成される最小径をＷ２、アクチュエータ基板１００により形成される最小径をＷ１と表す。

図５に示す従来の例では、貫通孔部６０の開口径は、サブフレーム基板２００により形成される最小径Ｗ２がアクチュエータ基板１００により形成される最小径Ｗ１よりも大きい。このため、液体供給口６６からエッチング方向３１に貫通孔部６０を覗いたとき、平面視で、アクチュエータ基板１００の一部がサブフレーム基板２００の開口部の内側に突出している。この突出部分を、以下、張り出し部３０という。

図５に示すように、張り出し部３０（３０ａ～３０ｄ）に成膜されている接液膜５２は、ドライエッチングを行うことにより薄化または除去されてしまうため、張り出し部３０のインク耐性が失われることとなる。
すなわち、引き出し配線パッド４１表面の接液膜５２を除去するためのドライエッチングにより、本来必要な接液膜５２まで除去されてしまう。接液膜５２が除去された張り出し部３０は、接液膜５２の下地が露出し、インクと接触することにより下地が溶出するおそれがある。その結果、液体吐出ヘッドとして信頼性が損なわれることとなる。

これに対し、図４に示す本発明に係る液体吐出ヘッドは、貫通孔部６０の開口径が、サブフレーム基板２００により形成される最小径Ｗ２がアクチュエータ基板１００により形成される最小径Ｗ１よりも小さい。

また、本発明に係る液体吐出ヘッドは、貫通孔部６０のサブフレーム基板２００のアクチュエータ基板１００に接合されていない面の開口部側（液体供給口６６）からの平面視で、アクチュエータ基板１００が開口部の内側に突出していない。すなわち、図５の従来例のような張り出し部３０が存在しない。

また、本発明に係る液体吐出ヘッドは、図４に示すように、貫通孔部６０の垂直断面において、サブフレーム基板２００により形成される最小径Ｗ２の内壁面端部からアクチュエータ基板１００方向へ延長した仮想直線Ｌと、アクチュエータ基板１００とが交差しない。すなわち、図５の従来例のような張り出し部３０が存在しない。

このような構成により、本実施形態の液体吐出ヘッド１は、引き出し配線パッド４１表面の接液膜５２を除去するために指向性の高いドライエッチングを行っても、貫通孔部６０の内壁面の接液膜５２は除去されることなく残る。そのため、接液膜５２の下地が露出することなく保護され、液体（インク）との接触により下地が溶出することがなく、耐久性、信頼性の高い液体吐出ヘッドが得られる。

〔液体吐出ユニット〕
本実施形態に係る液体吐出ユニットは、上述の本発明に係る液体吐出ヘッドを備えている。
図６～図９に、本実施形態に係る液体吐出ユニットの一例を示す。
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに他の機能部品、機構が一体化したものであり、液体を吐出する機能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４４０として、図６に示すように液体吐出ヘッド１とヘッドタンク４４１が一体化されているものがある。
図６に示す液体吐出ユニット４４０はキャリッジ９８に搭載されている。キャリッジ９８は、主走査移動機構を構成するガイド部材９６により保持され、主走査方向に往復移動する。

図６には、後述する液体を吐出する装置を構成している部材のうち、被記録媒体（例えば、用紙等）を搬送するための手段である搬送ベルト４１２を示している。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。

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１を主走査移動機構の一部を構成するガイド部材９６に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッド１と主走査移動機構４９３が一体化されているものがある。

また、図７に示すように、液体吐出ヘッド１とキャリッジ９８と主走査移動機構４９３が一体化されているものがある。
図７に示す液体吐出ユニットは、後述する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９８と、液体吐出ヘッド１とで構成されている。図中矢印Ｄ１は主走査方向を示す。

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８に示すように流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド１にチューブ４５６が接続されて、液体吐出ヘッド１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４５６を介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッド１に供給される。
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１と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

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、液体吐出ユニットの一例として、本発明の液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドに液体を供給する液体タンクとを一体化した液体カートリッジが挙げられる。本実施形態によれば、耐久性、信頼性に優れ、高品位な液体カートリッジが得られる。

液体カートリッジの一例であるインクカートリッジを図９に示す。
図９に示すインクカートリッジ９９は、ノズル６等を有する液体吐出ヘッド１と、この液体吐出ヘッド１に対してインクを供給するインクタンク（液体タンク）８２とを一体化したものである。このようにインクタンク（液体タンク）８２が一体型の液体吐出ヘッド１の場合、アクチュエータ部を高精度化、高密度化、及び高信頼化することで、インクカートリッジ９９の歩留や信頼性を向上することができ、インクカートリッジ９９の低コスト化を図ることができる。

〔液体を吐出する装置〕
本実施形態に係る液体を吐出する装置は、上述の本発明に係る液体吐出ヘッドを備えている。
また、本実施形態に係る液体を吐出する装置は、液体吐出ヘッドと液体吐出ヘッドに液体を供給する液体タンクとを備える上述の液体吐出ユニットを備えている。
本実施形態の液体を吐出する装置の一例としてインクジェット記録装置を図１０及び図１１に示す。図１０は同装置の斜視図であり、図１１は同装置の機構部の構成を示す側面図である。

本実施形態に係るインクジェット記録装置９０は、装置本体の内部に走査方向に移動可能なキャリッジ９８と、キャリッジ９８に搭載した液体吐出ヘッド１及び液体吐出ヘッド１へインクを供給するインクカートリッジ９９等で構成される印字機構部９１等を収納している。

図１１に示すように、インクジェット記録装置９０本体の下方には、用紙９２を積載可能な給紙カセット（給紙トレー）９３が抜き差し自在に装着されている。また、用紙９２を手差しで給紙するための開閉可能な手差しトレイ９４を有している。
インクジェット記録装置９０は、給紙カセット９３または手差しトレイ９４から給送される用紙９２を取り込み、印字機構部９１によって所要の画像を記録した後、手差しトレイ９４と対向する側に装着された排紙トレイ９５に排紙する。

印字機構部９１は、左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド９６及び従ガイドロッド９７を備え、キャリッジ９８を主走査方向に摺動自在に保持する。
キャリッジ９８には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ(Ｍ）、ブラック(Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッド１を、複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ９８は、液体吐出ヘッド１に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ９９を交換可能に装着している。

インクカートリッジ９９は、上方には大気と連通する大気口が、下方には液体吐出ヘッド１へインクを供給する供給口がそれぞれ設けられている。
また、インクカートリッジ９９は内部にインクが充填された多孔質体を有し、多孔質体の毛管力により液体吐出ヘッド１へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。
液体吐出ヘッド１としては各色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドを複数用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の液出ヘッドを備える態様であってもよい。

キャリッジ９８は、用紙搬送方向下流側において主ガイドロッド９６に摺動自在に嵌装され、用紙搬送方向上流側において従ガイドロッド９７に摺動自在に載置されている。
キャリッジ９８を主走査方向に移動走査させるため、主走査モーター１０１で回転駆動される駆動プーリ１０２と従動プーリ１０３との間にタイミングベルト１０４を張装し、該タイミングベルト１０４をキャリッジ９８に固定している。主走査モーター１０１の正逆回転によりキャリッジ９８が主走査方向に往復駆動される。

給紙カセット９３にセットした用紙９２を液体吐出ヘッド１の下方まで搬送するための部材として、給紙カセット９３から用紙９２を分離給装する給紙ローラー１０５及びフリクションパッド１０６と、用紙９２を案内するガイド部材１０７と、給紙された用紙９２を反転させて搬送する搬送ローラー１０８と、該搬送ローラー１０８の周面に押し付けられる搬送コロ１０９と、搬送ローラー１０８からの用紙９２の送り出し角度を規定する先端コロ１１０とを有する。搬送ローラー１０８は副走査モーターによってギア列を介して回転駆動される。

キャリッジ９８の主走査方向の移動範囲に対応し、搬送ローラー１０８から送り出された用紙９２を液体吐出ヘッド１の下方側で案内するための用紙ガイド部材として、印写受け部材１１１が設けられている。
印写受け部材１１１の用紙搬送方向下流側には、用紙９２を排紙方向へ送り出すための回転駆動される搬送コロ１１２と拍車１１３とが設けられ、さらに用紙９２を排紙トレイ９５に送り出す排紙ローラー１１４及び拍車１１５と、排紙経路を形成するガイド部材１１６，１１７が配設されている。

本実施形態のインクジェット記録装置９０は、キャリッジ９８を移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド１を駆動することにより、停止している用紙９２にインクを吐出して１行分を記録し、その後、用紙９２を所定量搬送して次の行の記録を行う。記録終了信号を受けるか、用紙９２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより記録動作を終了し、用紙９２を排紙する。

キャリッジ９８の移動方向の一方端側（図１０では右端側）の記録領域を外れた位置には、液体吐出ヘッド１の吐出不良を回復するための回復装置１１７が配置されている。回復装置１１７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。
印字待機中にキャリッジ９８を回復装置１１７側に移動し、キャッピング手段で液体吐出ヘッド１をキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことにより、インク乾燥による吐出不良を防止することができる。また、記録途中などに回復装置１１７において記録と関係ないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出状態を維持することができる。

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液体吐出ヘッド１の吐出口(ノズル)を密封し、吸引手段によりチューブを通して吐出口からインクや気泡等を吸出し、また吐出口面に付着したインクやゴミ等をクリーニング手段により除去することにより吐出不良の状態から回復させることができる。
吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。

なお、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。上述の例の他、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」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。

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。

１ 液体吐出ヘッド
２ 圧電体素子
３ 振動板
４ 加圧液室隔壁
５ 加圧液室
６ ノズル
７ 流体抵抗部
９ 共通液体流路
４０ 引き出し配線
４１ 引き出し配線パッド
４２ 接続孔
４５ 層間絶縁膜
５２ 接液膜
６０ 貫通孔部
６６ 液体供給口
６７ 空隙部
３０ 貫通孔張り出し部
８２ インクタンク
９０ インクジェット記録装置
９９ インクカートリッジ
１００ アクチュエータ基板
２００ サブフレーム基板
３００ ノズル基板
４４０ 液体吐出ユニット

特許第６０２４１３９号公報 特開２０１８－０２０５３８号公報

Claims (5)

1. ノズルが形成されたノズル基板と、前記ノズルに通じる加圧液室及び前記加圧液室の液体を加圧する圧力発生素子を有するアクチュエータ基板と、前記アクチュエータ基板に接合され、前記圧力発生素子を収容する空隙部が形成されたサブフレーム基板と、を備え、
   前記アクチュエータ基板及び前記サブフレーム基板を貫通して形成され、前記加圧液室に外部から液体を供給するための貫通孔部を有し、
   前記貫通孔部の開口径は、前記サブフレーム基板により形成される最小径が前記アクチュエータ基板により形成される最小径よりも小さく、
   前記貫通孔部の前記サブフレーム基板の前記アクチュエータ基板に接合されていない面の開口部側からの平面視で、前記アクチュエータ基板が前記開口部の内側に突出していないことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. ノズルが形成されたノズル基板と、前記ノズルに通じる加圧液室及び前記加圧液室の液体を加圧する圧力発生素子を有するアクチュエータ基板と、前記アクチュエータ基板に接合され、前記圧力発生素子を収容する空隙部が形成されたサブフレーム基板と、を備え、
   前記アクチュエータ基板及び前記サブフレーム基板を貫通して形成され、前記加圧液室に外部から液体を供給するための貫通孔部を有し、
   前記貫通孔部の開口径は、前記サブフレーム基板により形成される最小径が前記アクチュエータ基板により形成される最小径よりも小さく、
   前記貫通孔部の垂直断面において、前記サブフレーム基板により形成される最小径の内壁面端部から前記アクチュエータ基板方向へ延長した仮想直線と、前記アクチュエータ基板とが交差しないことを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. 請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを保持するキャリッジと、を備えたことを特徴とする液体吐出ユニット。
4. 前記液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに液体を供給する液体タンクと、を備えたことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ユニット。
5. 請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体タンクと、を備えたことを特徴とする液体を吐出する装置。