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特開2024-86571液体吐出ヘッド、ヘッドモジュール、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024086571
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド、ヘッドモジュール、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/14 20060101AFI20240620BHJP
【ＦＩ】
B41J2/14 201
B41J2/14 613
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023175296
(22)【出願日】2023-10-10
(31)【優先権主張番号】P 2022200787
(32)【優先日】2022-12-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100090527
【弁理士】
【氏名又は名称】舘野 千惠子
(72)【発明者】
【氏名】松田 幸真
(72)【発明者】
【氏名】三輪 圭史
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 佑
【テーマコード（参考）】
2C057
【Ｆターム（参考）】
2C057AF68
2C057AG33
2C057AG44
2C057AN01
2C057AQ02
2C057BA04
2C057BA14
(57)【要約】
【課題】液体の吐出性に影響する基板の破損を抑え、歩留まりを向上させることができる液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】圧力発生手段４０により容積が変化する圧力室２１を有する液室基板１２２と、前記圧力室に対応するノズル１１を有し、前記液室基板と接合されたノズル基板１０と、前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板（ダンパフレーム１２５）とを有する。前記フレーム基板と前記液室基板との間の少なくとも一部にダンパ１２３が設けられており、基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である。
【選択図】図６
【解決手段】圧力発生手段４０により容積が変化する圧力室２１を有する液室基板１２２と、前記圧力室に対応するノズル１１を有し、前記液室基板と接合されたノズル基板１０と、前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板（ダンパフレーム１２５）とを有する。前記フレーム基板と前記液室基板との間の少なくとも一部にダンパ１２３が設けられており、基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記フレーム基板と前記液室基板との間の少なくとも一部にダンパが設けられており、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記フレーム基板と前記液室基板との間の少なくとも一部にダンパが設けられており、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項2】
前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は、Ｓｉからなる
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項3】
圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は、Ｓｉからなり、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は、Ｓｉからなり、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項4】
前記フレーム基板は、配線パターンが形成されていない
ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項5】
基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、
前記液室基板は、長手方向のみ前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、長手方向のみ前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッド。
前記液室基板は、長手方向のみ前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、長手方向のみ前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項6】
基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、
前記液室基板は、短手方向のみ前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、短手方向のみ前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッド。
前記液室基板は、短手方向のみ前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、短手方向のみ前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項7】
基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、
前記液室基板は、長手方向及び短手方向において前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、長手方向及び短手方向において前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッド。
前記液室基板は、長手方向及び短手方向において前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、長手方向及び短手方向において前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項8】
請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッドを複数備える
ことを特徴とするヘッドモジュール。
ことを特徴とするヘッドモジュール。
【請求項9】
請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッドを備える
ことを特徴とする液体吐出ユニット。
ことを特徴とする液体吐出ユニット。
【請求項10】
請求項８に記載のヘッドモジュールを備える
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
【請求項11】
請求項９に記載の液体吐出ユニットを備える
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体吐出ヘッド、ヘッドモジュール、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液体吐出ヘッドでは、ノズル基板、液室基板、保持基板などを接合させた構造が知られている。
【0003】
各基板としては例えば以下のようにすることができる。ノズル基板は、液体を吐出するノズルが形成されている。液室基板は、ノズルに対応した圧力室が形成され、圧力室に圧力を印加する圧力発生手段が設けられている。保持基板は、液室基板に接合されて液室基板を保持する。液室基板には液体の流路が形成されており、必要に応じて保持基板にも液体の流路が形成される。
【0004】
従来技術では、液体の吐出性を向上させるため種々の提案がなされている。
特許文献１では、供給流路の気泡の排出性を向上させる目的で以下の構成を有する液体噴射ヘッドを開示している。共通液室から圧力室に向かう方向を第一方向とし、該第一方向と交差する方向を第二方向とし、供給流路は、第一方向及び第二方向に沿った第一断面において、入口部分にある第一幅の第一部位、及び、第二幅の第二部位を含み、第一幅は第二幅よりも狭くなっている。
特許文献１では、供給流路の気泡の排出性を向上させる目的で以下の構成を有する液体噴射ヘッドを開示している。共通液室から圧力室に向かう方向を第一方向とし、該第一方向と交差する方向を第二方向とし、供給流路は、第一方向及び第二方向に沿った第一断面において、入口部分にある第一幅の第一部位、及び、第二幅の第二部位を含み、第一幅は第二幅よりも狭くなっている。
【0005】
特許文献２では、小型化を図り、かつ、複数のマニホールドから噴射される液体の噴射特性のばらつきを低減することを目的として以下の構成を有する液体噴射ヘッドを開示している。特許文献２の液体噴射ヘッドは、液体を貯留する複数のマニホールドを有するヘッド本体と、ヘッド本体に液体を供給する第１分配流路及び第２分配流路が設けられた流路部材とを備え、複数のマニホールドは同じ平面上に配置され、第１分配流路及び第２分配流路と同じ平面上に配置されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１では、基板の面方向における多層基板の大きさが保護基板よりも大きくなっており、基板接合時などに多層基板が外部と接触して破損してしまう問題があった。また特許文献２も同様に、基板の面方向における連通板とノズルプレートの大きさが保護基板よりも大きくなっており、基板接合時などに連通板とノズルプレートが外部と接触して破損してしまう問題があった。このため従来技術では、外部との接触などにより、液体の吐出性に影響する基板の破損が生じており、歩留まりが低下するという問題が生じている。
【0007】
そこで本発明は、液体の吐出性に影響する基板の破損を抑え、歩留まりを向上させることができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、
圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記フレーム基板と前記液室基板との間の少なくとも一部にダンパが設けられており、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする。
圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記フレーム基板と前記液室基板との間の少なくとも一部にダンパが設けられており、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、液体の吐出性に影響する基板の破損を抑え、歩留まりを向上させることができる液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明に係るヘッドモジュールの一例を示す分解斜視説明図である。
【図2】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。
【図3】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4】本発明に係るヘッドモジュールの一例におけるヘッド短手方向に沿う断面説明図である。
【図5】本発明の液体吐出ヘッドの一例を説明するための斜視分解概略図である。
【図6】本発明の液体吐出ヘッドの一例を説明するための断面概略図である。
【図7】本発明の液体吐出ヘッドの一例を説明するための断面概略図（Ａ）及び平面概略図（Ｂ）である。
【図8】比較例の液体吐出ヘッドを説明するための断面概略図（Ａ）、平面概略図（Ｂ）及び欠け等を図示した平面概略図（Ｃ）である。
【図9】本発明の液体吐出ヘッドの他の例を説明するための断面概略図である。
【図10】本発明の液体吐出ヘッドの他の例を説明するための断面概略図である。
【図11】本発明に係る液体を吐出する装置の一例の概略説明図である。
【図12】同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。
【図13】液体を吐出する装置の他の例における概略図である。
【図14】液体を吐出する装置の他の例における概略図である。
【図15】液体吐出ユニットの一例における概略図である。
【図16】液体吐出ユニットの他の例における概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明に係る液体吐出ヘッド、ヘッドモジュール、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。
【0012】
（液体吐出ヘッド及びヘッドモジュール）
本発明の液体吐出ヘッドは、
圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記フレーム基板と前記液室基板との間の少なくとも一部にダンパが設けられており、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする。
本発明の液体吐出ヘッドは、
圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記フレーム基板と前記液室基板との間の少なくとも一部にダンパが設けられており、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする。
【0013】
本発明のヘッドモジュールは、本発明の液体吐出ヘッドを複数備えることを特徴とする。
【0014】
本発明では、液体の吐出性に影響の少ない基板を、基板の面方向における大きさを大きくすることで、液体の吐出性に影響のある基板が外部と接触することを抑えることができる。これにより、液体の吐出性に影響のある基板の破損を抑えることができ、歩留まりを向上させることができる。
【0015】
本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッド及びヘッドモジュールについて図１から図４を参照して説明する。図１は一実施形態に係るヘッドモジュールのヘッド短手方向に沿う断面説明図、図２は同ヘッドモジュールの分解斜視説明図、図３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４は同ヘッドモジュールのヘッド、ベース部材及びカバー部材を表す分解斜視説明図である。
【0016】
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。
【0017】
ヘッド１０１は、ノズル基板１０、流路基板２０、振動板３０、保持基板５０、フレーム部材７０などを備えている。ヘッド１０１は、本実施形態の液体吐出ヘッドの一例である。
【0018】
ノズル基板１０は、ノズル１１が形成されている。流路基板２０は、ノズル１１に通じる圧力室２１などが形成されている。圧力室２１は、個別液室などと称してもよい。振動板３０は、圧力室２１の一部を形成し、圧電素子４０により振動する。保持基板５０は、振動板３０に積層する。フレーム部材７０は、保持基板５０に積層する。フレーム部材７０は、共通流路部材などと称してもよい。
【0019】
流路基板２０は、圧力室２１とともに、圧力室２１に通じる供給側個別流路２２、圧力室２１に通じる回収側個別流路２４を形成している。流路基板２０を個別流路板などと称してもよい。
【0020】
保持基板５０は、供給側個別流路２２に振動板３０の開口３１を介して通じる供給側中間個別流路５１と、回収側個別流路２４に振動板３０の開口３２を介して通じる回収側中間個別流路５２とを形成している。保持基板５０を中間流路板などと称してもよい。
【0021】
なお、保持基板５０は、複数の基板で構成されていてもよく、本実施形態では保持基板５０が第１の保持基板と第２の保持基板とで構成されている。後述しているように、本実施形態における液室基板は、流路基板２０と、保持基板５０の一部である第１の保持基板とを含む。本実施形態における液室基板は、ノズル基板１０と接合するとともに、保持基板５０の一部である第２の保持基板と接合する。
【0022】
フレーム部材７０は、供給側中間個別流路５１に通じる供給側共通流路７１と、回収側中間個別流路５２に通じる回収側共通流路７２を形成している。供給側共通流路７１はマニホールド１０５の流路１５１を介して供給ポート８１に通じている。回収側共通流路７２はマニホールド１０５の流路１５２を介して回収ポート８２に通じている。フレーム部材７０を共通流路部材と称してもよい。
【0023】
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ＩＣ９１（駆動回路）が実装されている。
【0024】
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１０８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のノズル基板１０の周縁部を接合して固定している。また、ヘッド１０１のフレーム部材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。
【0025】
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。
【0026】
ここで、ベース部材１０２は線膨張係数が低い材料で形成されていることが好ましい。例えば、鉄にニッケルを添加した４２ａｌｌｏｙ（アロイ）や、インバー材などを挙げることができる。本実施形態では、インバー材を使用している。これにより、ヘッド１０１が発熱して、ベース部材１０２の温度が上昇しても、ベース部材１０２の膨張量が少ないため、所定のノズル位置からのノズルのずれが生じにくくなり、着弾位置ずれを抑制できる。
【0027】
ノズル基板１０及び流路基板２０、振動板３０はシリコン単結晶基板で形成し、ベース部材１０２の線膨張係数を略同じにしている。これにより、熱膨張によるノズル位置ずれを低減することができる。
【0028】
【0029】
液室基板１２２はノズル基板１０と接合する。また液室基板１２２はダンパフレーム１２５（第２の保持基板）と接合する。液室基板１２２とダンパフレーム１２５との間には、少なくとも一部にダンパ１２３が設けられる。ダンパ１２３は、例えば圧電素子４０のエネルギーを消散させて衝撃を軽減する。基板の接合方法としては、特に制限されるものではなく、適宜選択することができ、例えば接着剤を用いる方法などが挙げられる。
【0030】
本実施形態では保持基板５０が第１の保持基板と第２の保持基板で構成されており、ダンパフレーム１２５は第２の保持基板の一例である。後述のサブフレーム１２１は第１の保持基板の一例である。本実施形態において、液室基板１２２は、サブフレーム１２１を含んでおり、すなわち、液室基板１２２は、保持基板５０の一部（第１の保持基板）を含んでいる（図６参照）。そのため、図１においては、保持基板５０の一部（第１の保持基板）と、流路基板２０とを含む部分が液室基板１２２となる。
【0031】
上述したように、ノズル基板１０は、液体を吐出するノズル１１が形成されている。液室基板１２２は、ノズルに対応した圧力室２１が形成され、圧力室に圧力を印加する圧電素子４０（圧力発生手段）が設けられている。圧電素子４０は、電気エネルギーを変位や力などの機械的エネルギーに変換し、液体の吐出に寄与する。
【0032】
図６は、図４の断面説明図において、ヘッド１０１の要部を拡大した説明図である。
本例のヘッド１０１は、液室基板１２２と、ノズル基板１０と、ダンパフレーム１２５と、を有する。液室基板１２２は、圧電素子４０（圧力発生手段）により容積が変化する圧力室２１を有する。ノズル基板１０は、圧力室２１に対応するノズル１１を有し、液室基板１２２と接合されている。ダンパフレーム１２５は、ノズル基板１０が接合する側とは反対側に液室基板１２２と接合されている。
本例のヘッド１０１は、液室基板１２２と、ノズル基板１０と、ダンパフレーム１２５と、を有する。液室基板１２２は、圧電素子４０（圧力発生手段）により容積が変化する圧力室２１を有する。ノズル基板１０は、圧力室２１に対応するノズル１１を有し、液室基板１２２と接合されている。ダンパフレーム１２５は、ノズル基板１０が接合する側とは反対側に液室基板１２２と接合されている。
【0033】
本実施形態における液室基板１２２は、１つの基板で構成されていてもよいし、複数の基板で構成されていてもよい。本例の液室基板１２２は、流路基板２０とサブフレーム１２１とを含んで構成されている。サブフレーム１２１は、保持基板５０の一部であり、第１の保持基板などとも称する。また、本例の液室基板１２２は、圧力発生手段の一例としての圧電素子４０と、振動板３０とを有している。圧電素子４０により振動板３０が変形することで、圧力室２１の容積が変化する。
【0034】
圧力室２１の容積が変化することで、ノズル１１から液滴が吐出される。ノズル１１は、液滴として外部に液体を吐出するための穴である。液体としては例えばインクが挙げられ、インクの液滴をインク滴などとも称する。
【0035】
サブフレーム１２１は、流路基板２０側に、圧電素子４０の駆動領域を確保するための空隙１２４を有している。また、サブフレーム１２１は、ダンパ１２３と接合しており、第１のダンパ室１２６を有している。第１のダンパ室１２６は、ダンパ１２３が振動できる空間を確保するために設けられる。
【0036】
本例では、ダンパフレーム１２５と液室基板１２２との間の少なくとも一部にダンパ１２３が設けられている。ダンパ１２３が設けられていることにより、圧電素子４０の変形の際に発生するエネルギーを分散させて衝撃を軽減することができる。
【0037】
なお、ダンパフレーム１２５をフレーム基板と称してもよい。また、ノズル基板１０、液室基板１２２及びダンパフレーム１２５をまとめてモジュール基板と称してもよい。
【0038】
本例におけるダンパフレーム１２５は、サブフレーム１２１側に、第２のダンパ室１２７を有している。第２のダンパ室１２７は、ダンパ１２３が振動できる空間を確保するために設けられる。
【0039】
基板の材質については、適宜選択することができ、中でもノズル基板１０、液室基板１２２及びダンパフレーム１２５はＳｉからなることが好ましい。この場合、薄膜化や小型化などの加工がしやすくなる。液室基板１２２は、図６に示すように流路基板２０、サブフレーム１２１の複数の基板を含むように構成しても良い。液室基板１２２が複数の基板を含む場合、液室基板１２２に含まれる少なくとも１つの基板がＳｉからなることが好ましい。図６示す例では、液室基板１２２に含まれる流路基板２０とサブフレーム１２１とのいずれか一方がＳｉからなることが好ましく、さらに両方がＳｉからなることがより好ましい。流路基板２０及びサブフレーム１２１をＳｉで構成することで、半導体加工技術であるフォトリソグラフィーにより圧力室１１等の流路を微細に加工できるので、液室基板１２２を小型にすることができる。
【0040】
液室基板１２２は、図６に示す通り流路基板２０とサブフレーム１２１との間に振動板３０、圧電素子４０を含んでも良い。図６に示す構成では、液室基板１２２を構成する基板であるサブフレーム１２１と流路基板２０との少なくとも一方がＳｉからなればよく、振動板３０や圧電素子４０はＳｉである必要はない。液室基板１２２の構造を維持する基板となる部材がＳｉであることが好ましい。
【0041】
液室基板１２２に含まれるサブフレーム１２１及び流路基板２０は、その基材となる部分がＳｉからなる、すなわちＳｉを主成分とすることが好ましい。ここで、「Ｓｉからなる」とは、基板の構造を維持する基材となる部分の主成分がＳｉであることを意味し、Ｓｉに少量の添加物、例えばリンやホウ素などのドーパントを加えた単結晶シリコンウェハが例示できる。また、流路基板２０およびサブフレーム１２１は、その表面に保護膜を形成しても良い。保護膜は、酸化ケイ素、窒化珪素、酸化タンタルなどの金属酸化物や金属窒化物などの無機物の膜でもよく、樹脂等の有機物の膜でも良い。これらの保護膜は、流路基板２０とサブフレーム１２１の基材であるＳｉがインク等の液体に接触して溶出することを防ぐことができる。
【0042】
ノズル基板１０は、その基材となる部分がＳｉからなる、すなわちＳｉを主成分とすることが好ましい。ここで、「Ｓｉからなる」とは、基板の構造を維持する基材となる部分の主成分がＳｉであることを意味し、Ｓｉに少量の添加物、例えばリンやホウ素などのドーパントを加えた単結晶シリコンウェハが例示できる。また、ノズル基板は、その表面に保護膜を形成しても良い。保護膜は、酸化ケイ素、窒化珪素、酸化タンタルなどの金属酸化物や金属窒化物などの無機物の膜でもよく、樹脂等の有機物の膜でも良い。また、ノズル基板１０の液室基板１２２が接合される面とは反対側の面に撥水性を有する撥水膜を形成または撥水処理を施してもよい。ノズル基板１０のこれらの保護膜や撥水膜は、基材であるＳｉがインク等の液体に接触して溶出することを防ぐことができる。
【0043】
前述の通り、本発明で基板がＳｉからなるとは、その基板を構成する基材となる部分の主成分がＳｉであることを含む。ここで、基板を構成する基材とは、その基板の構造を維持する主要な部材を意味する。
【0044】
図７は、本実施形態の液体吐出ヘッドの一例を模式的に説明するための図である。図７（Ａ）は本例の液体吐出ヘッドの要部断面概略図であり、説明のため、圧電素子、流路、圧力室などの図示を省略している。図７（Ｂ）は本例の液体吐出ヘッドの要部平面概略図であり、基板の積層方向から見た平面図である。図７（Ｂ）ではノズルなどの図示を省略している。
【0045】
本例の液体吐出ヘッドは、図７（Ｂ）に示すように、基板の積層方向から見た平面において、液室基板１２２はノズル基板１０よりも大きい外形であり、ダンパフレーム１２５は液室基板１２２よりも大きい外形である。換言すると、基板の積層方向においてダンパフレーム１２５が最も大きくなるとも表現でき、その他にも、基板の積層方向においてダンパフレーム１２５が最も最外周になるとも表現できる。
【0046】
本例では、欠け、傷、ひび割れの影響が少ないダンパフレーム１２５が平面において最も大きい。本例では、各基板の平面における大小関係が、ノズル基板１０＜液室基板１２２＜ダンパフレーム１２５の順になるようにサイズを調整している。ノズルの方向に向かって基板の面積が小さくなるようにしている。このようにサイズを調整することで、ダンパフレーム１２５が最外周になるようにしている。なお、ここでいう平面は、基板の面方向に該当する。
【0047】
ダンパフレーム１２５が平面において液室基板１２２よりも大きいことにより、例えば基板接合時に液室基板１２２が外部と接触することを防止でき、外部との接触によって液室基板１２２に欠け、傷、ひび割れが生じることを防止できる。このため、歩留まりの低下を防止することができる。外部との接触としては、例えば基板と治具との接触の他、基板搬送時の接触などが挙げられ、これらの接触は設計上のミスの他、人為的なミスによっても生じる可能性がある。
【0048】
また、ダンパフレーム１２５が平面においてノズル基板１０よりも大きいことにより、例えば基板接合時にノズル基板１０が外部と接触することを防止でき、外部との接触によってノズル基板１０に欠け、傷、ひび割れが生じることを防止できる。このため、歩留まりの低下を防止することができる。
【0049】
また、液室基板１２２が平面においてノズル基板１０よりも大きいことにより、ノズル基板１０の割れを防止できる。
【0050】
ダンパフレーム１２５が欠け、傷、ひび割れの影響が少ない理由としては、例えば、他の基板に比べて単純な構造であるからともいえる。これは、ダンパフレーム１２５が他の基板に比べて、液体の吐出性に影響を与えるような重要なパターンを持っていないともいえる。そのため、ダンパフレーム１２５は、外部との接触などが生じたとしても、液室基板１２２やノズル基板１０に比べて液体の吐出性に与える影響が少ない。
【0051】
本例におけるダンパフレーム１２５は、共通流路やダンパ室が形成されているが、個別流路、圧力室、圧電素子、ノズルが形成されていないため、外部との接触によって液体の吐出性に与える影響が他の基板と比べて小さい。例えば、圧力室が形成されている液室基板１２２において、基板に欠け、傷、ひび割れが生じると、圧力室の歪みなどが生じ、液体の吐出性が悪くなる。その他にも例えばノズルが形成されているノズル基板１０において、基板に欠け、傷、ひび割れが生じると、ノズルにおける液体の吐出性が悪くなる。
【0052】
ダンパフレーム１２５が液室基板１２２よりも大きいことにより、例えば基板接合時に外部と接触する場合、ダンパフレーム１２５が液室基板１２２とノズル基板１０よりも先に外部と接触することになる。このため、ダンパフレーム１２５が液室基板１２２とノズル基板１０を保護する役割も担うことになる。ダンパフレーム１２５が外部と接触したとしても、他の基板に比べて液体の流れ、液体の吐出性等に与える影響が少なく、歩留まりの低下を防止することができる。
【0053】
図８は、本発明に含まれない比較例を説明するための図である。図８（Ａ）は図７（Ａ）と同様の断面概略図であり、図８（Ｂ）及び（Ｃ）は図７（Ｂ）と同様の平面概略図である。なお、図８（Ｃ）は、本比較例において液室基板１２２に欠け、傷、ひび割れが生じた場合の例を説明するための図である。
【0054】
図８（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、基板の積層方向の平面において、基板の大小関係が、ノズル基板１０＜液室基板１２２＝ダンパフレーム１２５となっている。すなわち、液室基板１２２とダンパフレーム１２５の平面における大きさが同じになっている。そのため、液室基板１２２が最外周に露出する構造になっている。このため、例えば液室基板１２２の側面が露出してむき出しの状態になっている。
【0055】
本比較例の場合、例えば基板接合時に、液室基板１２２が外部と接触してしまい、これにより液室基板１２２に欠け、傷、ひび割れが生じてしまう。このため、歩留まりが低下してしまう。図８（Ｃ）では、欠けを符号１２８ａ、１２８ｂで表しており、傷、ひび割れを符号１２９で表している。液室基板１２２に欠け１２８ａ、１２８ｂや傷、ひび割れ１２９が生じると、液体の流れ、液体の吐出性等に影響が生じ、歩留まりが低下する。
【0056】
本実施形態において、基板の積層方向の平面における基板の大きさは、適宜変更することができる。図７（Ｂ）に示す例では、基板の長手方向と短手方向の両方において、ダンパフレーム１２５（フレーム基板）が他の基板よりも大きくなっている。
すなわち、本例では、基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、前記液室基板は、長手方向及び短手方向において前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は、長手方向及び短手方向において前記液室基板よりも大きい外形である。
すなわち、本例では、基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、前記液室基板は、長手方向及び短手方向において前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は、長手方向及び短手方向において前記液室基板よりも大きい外形である。
【0057】
このように基板の長手方向と短手方向の両方において、ダンパフレーム１２５が他の基板よりも大きくなっていることにより、液室基板１２２及びノズル基板１０が外部と接触することを防止しやすくなる。本例では、液室基板１２２及びノズル基板１０の四隅が外部と接触しにくくなり、歩留まりをより低下させることができる。基板の四隅は欠けが生じやすいため、本例では欠けを防止しやすくなる。
【0058】
本実施形態において、他の例を以下に示す。
図９は、他の例を説明するための図であり、基板の積層方向における他の平面概略図である。図示するように、長手方向のみダンパフレーム１２５（フレーム基板）が他の基板よりも大きくなっている。短手方向では、ダンパフレーム１２５は液室基板１２２及びノズル基板１０と同じ大きさになっている。
図９は、他の例を説明するための図であり、基板の積層方向における他の平面概略図である。図示するように、長手方向のみダンパフレーム１２５（フレーム基板）が他の基板よりも大きくなっている。短手方向では、ダンパフレーム１２５は液室基板１２２及びノズル基板１０と同じ大きさになっている。
【0059】
すなわち、本例では、基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、前記液室基板は、長手方向のみ前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は、長手方向のみ前記液室基板よりも大きい外形である。
本例では、基板の積層方向から見た平面において、長手方向のみ基板の大小関係が、ノズル基板１０＜液室基板１２２＜ダンパフレーム１２５になっている。
本例では、基板の積層方向から見た平面において、長手方向のみ基板の大小関係が、ノズル基板１０＜液室基板１２２＜ダンパフレーム１２５になっている。
【0060】
本例においても、液室基板１２２及びノズル基板１０が外部と接触して破損するリスクを低減することができる。一方で本例では、長手方向のみダンパフレーム１２５が他の基板よりも大きくなっているので、図７（Ｂ）に示す例と比べて、ダンパフレーム１２５の拡大を最小限に抑えることができる。このため、部品のコストが増えることを抑制できる。本実施形態では、製造工程で使用する治具や装置に応じて、基板が接触するリスクが高い位置がある場合には、その部分に限定してダンパフレーム１２５のサイズを拡大するように適宜設計することができる。
【0061】
図１０は、上記とは異なる他の例を説明するための図であり、基板の積層方向における他の平面概略図である。図示するように、短手方向のみダンパフレーム１２５（フレーム基板）が他の基板よりも大きくなっている。長手方向では、ダンパフレーム１２５は液室基板１２２及びノズル基板１０と同じ大きさになっている。
【0062】
すなわち、本例では、基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、前記液室基板は、短手方向のみ前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は、短手方向のみ前記液室基板よりも大きい外形である。
本例では、基板の積層方向から見た平面において、短手方向のみ基板の大小関係が、ノズル基板１０＜液室基板１２２＜ダンパフレーム１２５になっている。
本例では、基板の積層方向から見た平面において、短手方向のみ基板の大小関係が、ノズル基板１０＜液室基板１２２＜ダンパフレーム１２５になっている。
【0063】
本例においても、液室基板１２２及びノズル基板１０が外部と接触して破損するリスクを低減することができる。一方で本例では、短手方向のみダンパフレーム１２５が他の基板よりも大きくなっているので、図７（Ｂ）に示す例と比べて、ダンパフレーム１２５の拡大を最小限に抑えることができる。このため、部品のコストが増えることを抑制できる。本実施形態では、製造工程で使用する治具や装置に応じて、基板が接触するリスクが高い位置がある場合には、その部分に限定してダンパフレーム１２５のサイズを拡大するように適宜設計することができる。
【0064】
（液体吐出ヘッドの他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
上記実施形態では、基板の積層方向において最外周になるフレーム基板がダンパフレーム１２５である構成とした。本発明は、フレーム基板がダンパフレーム１２５である場合に限られず、接合する基板の中で最も欠け、傷、ひび割れによる影響が少ない基板の平面の大きさが大きくなるようにすればよい。このようにすることで、外部との接触によって欠け、傷、ひび割れが生じる基板を保護することができ、歩留まりの低下を防止することができる。
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
上記実施形態では、基板の積層方向において最外周になるフレーム基板がダンパフレーム１２５である構成とした。本発明は、フレーム基板がダンパフレーム１２５である場合に限られず、接合する基板の中で最も欠け、傷、ひび割れによる影響が少ない基板の平面の大きさが大きくなるようにすればよい。このようにすることで、外部との接触によって欠け、傷、ひび割れが生じる基板を保護することができ、歩留まりの低下を防止することができる。
【0065】
欠け、傷、ひび割れによる影響が少ない基板としては、外部と接触しても、液体の吐出性に与える影響が少ない基板が挙げられる。このような基板としては、フレーム基板が適しており、フレーム基板は、他の基板に比べて、液体の吐出性に影響を与えるような重要なパターンを持っていない基板である。フレーム基板としては、例えば、接着剤の逃げ穴のようなパターンのみを有するような基板が挙げられる。
【0066】
本実施形態の液体吐出ヘッドは、
圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は、Ｓｉからなり、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする。
本実施形態においても、上記実施形態と同様に、液体の吐出性に影響する基板の破損を抑え、歩留まりを向上させることができる。
圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は、Ｓｉからなり、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする。
本実施形態においても、上記実施形態と同様に、液体の吐出性に影響する基板の破損を抑え、歩留まりを向上させることができる。
【0067】
本実施形態におけるフレーム基板は、ダンパ室を有している必要はないが、Ｓｉで形成されていることを必須の要件としている。Ｓｉで形成されたフレーム基板としている理由は、例えば、ＭＥＭＳ部品を対象にして検討した際に、Ｓｉで形成されたフレーム基板がヘッド作製時などにおける外部との接触において、液体の吐出に与える影響が少ないと考えたからである。また、上記実施形態でも説明したように、Ｓｉで形成された基板である場合、薄膜化や小型化などの加工がしやすくなる。
【0068】
フレーム基板の材質としては、単結晶Ｓｉのシリコンウェハを用いることが好ましい。シリコンウェハを用いる場合は、基板の主成分がＳｉであればよく、リンやホウ素などの添加物やドーパントを微量に添加しても良い。また、フレーム基板、その表面に保護膜を形成しても良い。保護膜は、酸化ケイ素、窒化珪素、酸化タンタルなどの金属酸化物や金属窒化物などの無機物の膜でもよく、樹脂等の有機物の膜でも良い。これらの保護膜は、流路基板２０とサブフレーム１２１の基材であるＳｉがインク等の液体に接触して溶出することを防ぐことができる。つまり、フレーム基板の、その基材となる部分がＳｉを主成分としていればよい。
【0069】
また、本実施形態におけるフレーム基板は、金属部材が含まれない基板であることが好ましく、このような基板としては、配線パターンが形成されていない基板が挙げられる。配線パターンが形成されていないことにより、外部と接触しても、液体の吐出に影響が生じにくくなる。ここで、配線パターンとは、液室基板に含まれる圧電素子に接続し電気信号を伝達する配線などが例示できる。前述の通り、フレーム基板の表面に形成される酸化ケイ素、窒化珪素、酸化タンタルなどの金属酸化物や金属窒化物は、金属部材に該当しない。
【0070】
前述の通り、本発明でフレーム基板がＳｉからなるとは、その基板を構成する基材となる部分の主成分がＳｉであることを含む。ここで、フレーム基板を構成する基材とは、その基板の構造を維持する主要な部材を意味する。
【0071】
【0072】
（液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置）
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１１及び図１２を参照して説明する。図１１は同装置の概略説明図、図１２は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。
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１１及び図１２を参照して説明する。図１１は同装置の概略説明図、図１２は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。
【0073】
この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
ここで、ヘッドユニット５５０には、図１２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。
【0077】
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。
【0078】
【0079】
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。
【0080】
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１１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は、例えば上述のヘッド１０１を用いることができる。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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１１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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
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。
【0102】
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。
【0103】
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、壁紙や床材などの建材、衣料用のテキスタイルなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
【0104】
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、又は、アミノ酸、たんぱく質、カルシウムを含む溶液及び分散液なども含まれる。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
「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。
【0108】
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。
【0109】
例えば、液体吐出ユニットとして、図１４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。
【0110】
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。
【0111】
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１５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。
【0112】
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。
【0113】
また、液体吐出ユニットとして、図１６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。
【0114】
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。
【0115】
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。
【0116】
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。
【0117】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記フレーム基板と前記液室基板との間の少なくとも一部にダンパが設けられており、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
＜２＞前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は、Ｓｉからなる
ことを特徴とする＜１＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜３＞圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は、Ｓｉからなり、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
＜４＞前記フレーム基板は、配線パターンが形成されていない
ことを特徴とする＜３＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜５＞基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、
前記液室基板は、長手方向のみ前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、長手方向のみ前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜６＞基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、
前記液室基板は、短手方向のみ前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、短手方向のみ前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜７＞基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、
前記液室基板は、長手方向及び短手方向において前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、長手方向及び短手方向において前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜８＞＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを複数備える
ことを特徴とするヘッドモジュール。
＜９＞＜１＞から＜７＞のいずれかのいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備える
ことを特徴とする液体吐出ユニット。
＜１０＞＜８＞に記載のヘッドモジュールを備える
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
＜１１＞＜９＞に記載の液体吐出ユニットを備える
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
＜１＞圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記フレーム基板と前記液室基板との間の少なくとも一部にダンパが設けられており、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
＜２＞前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は、Ｓｉからなる
ことを特徴とする＜１＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜３＞圧力発生手段により容積が変化する圧力室を有する液室基板と、
前記圧力室に対応するノズルを有し、前記液室基板と接合されたノズル基板と、
前記ノズル基板が接合する側とは反対側に前記液室基板と接合されたフレーム基板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は、Ｓｉからなり、
基板の積層方向から見た平面において、前記液室基板は前記ノズル基板よりも大きい外形であり、前記フレーム基板は前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
＜４＞前記フレーム基板は、配線パターンが形成されていない
ことを特徴とする＜３＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜５＞基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、
前記液室基板は、長手方向のみ前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、長手方向のみ前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜６＞基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、
前記液室基板は、短手方向のみ前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、短手方向のみ前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜７＞基板の積層方向から見た平面において、前記ノズル基板、前記液室基板及び前記フレーム基板は長手方向と短手方向を有し、これら基板の長手方向は同一方向であり、これら基板の短手方向は同一方向であり、
前記液室基板は、長手方向及び短手方向において前記ノズル基板よりも大きい外形であり、
前記フレーム基板は、長手方向及び短手方向において前記液室基板よりも大きい外形である
ことを特徴とする＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜８＞＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを複数備える
ことを特徴とするヘッドモジュール。
＜９＞＜１＞から＜７＞のいずれかのいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備える
ことを特徴とする液体吐出ユニット。
＜１０＞＜８＞に記載のヘッドモジュールを備える
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
＜１１＞＜９＞に記載の液体吐出ユニットを備える
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
【符号の説明】
【0118】
１０ ノズル基板
１１ ノズル
２０ 流路基板
２１ 圧力室
２２ 供給側個別流路
２４ 回収側個別流路
３０ 振動板
３１ 振動板開口
４０ 圧電素子
５０ 保持基板
５１ 供給側中間個別流路
５２ 回収側中間個別流路
７０ フレーム部材
７１ 供給側共通流路
７２ 回収側共通流路
８１ 供給ポート
８２ 回収ポート
９０ フレキシブル配線
９１ ドライバＩＣ
１００ ヘッドモジュール
１０１ ヘッド
１０２ ベース部材
１０３ ノズルカバー
１０５ マニホールド
１０６ プリント基板
１０７ モジュールケース
１２１ サブフレーム
１２２ 液室基板
１２３ ダンパ
１２５ ダンパフレーム
１２８ 欠け
１２９ 傷、ひび割れ
１１ ノズル
２０ 流路基板
２１ 圧力室
２２ 供給側個別流路
２４ 回収側個別流路
３０ 振動板
３１ 振動板開口
４０ 圧電素子
５０ 保持基板
５１ 供給側中間個別流路
５２ 回収側中間個別流路
７０ フレーム部材
７１ 供給側共通流路
７２ 回収側共通流路
８１ 供給ポート
８２ 回収ポート
９０ フレキシブル配線
９１ ドライバＩＣ
１００ ヘッドモジュール
１０１ ヘッド
１０２ ベース部材
１０３ ノズルカバー
１０５ マニホールド
１０６ プリント基板
１０７ モジュールケース
１２１ サブフレーム
１２２ 液室基板
１２３ ダンパ
１２５ ダンパフレーム
１２８ 欠け
１２９ 傷、ひび割れ
【先行技術文献】
【特許文献】
【0119】
【特許文献1】特開２０１９－２１７７０６号公報
【特許文献2】特開２０１５－１７４３８７号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
