特開 2024-93126 液体吐出ヘッド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】P2024093126

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド及び液体を吐出する装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20240702BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20240702BHJP

   B05B 1/32 20060101ALI20240702BHJP

   B41J 2/14 20060101ALN20240702BHJP

【ＦＩ】

B05C5/00 101

B05C11/10

B05B1/32

B41J2/14 301

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209305

(22)【出願日】2022-12-27

(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】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(72)【発明者】

【氏名】寒河江 英利

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 智子

(72)【発明者】

【氏名】中島 牧人

(72)【発明者】

【氏名】金松 俊宏

【テーマコード（参考）】

2C057

4F033

4F041

4F042

【Ｆターム（参考）】

2C057AF44

2C057AG17

2C057AG44

2C057AG76

2C057BA08

2C057BA14

2C057BF04

4F033AA01

4F033BA03

4F033DA05

4F033EA01

4F033FA03

4F033GA02

4F033GA10

4F033HA02

4F033NA01

4F041AA02

4F041AA07

4F041AA12

4F041AB01

4F041BA01

4F041BA10

4F041BA12

4F041BA13

4F041BA17

4F041BA22

4F041BA36

4F041BA48

4F042AA02

4F042AA09

4F042AA22

4F042BA08

4F042BA12

4F042BA19

4F042CB03

4F042CB08

4F042CB26

4F042DH09

(57)【要約】

【課題】液漏れ不良を低減する。
【解決手段】
液体を吐出する吐出口と、吐出口を開閉する弁体と、弁体を開閉駆動する駆動手段とを備える液体吐出ヘッドであって、弁体は、吐出口に当接することで液体の吐出を封止する弾性部材と、弾性部材を支持する支持部が設けられた芯材とを有し、弾性部材は、少なくとも弾性率が異なる２以上の部位を含む。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を吐出する吐出口と、
前記吐出口を開閉する弁体と、前記弁体を開閉駆動する駆動手段とを備える液体吐出ヘッドであって、
前記弁体は、前記吐出口に当接することで前記液体の吐出を封止する弾性部材と、
前記弾性部材を支持する支持部が設けられた芯材とを有し、
前記弾性部材は、少なくとも弾性率が異なる２以上の部位を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド。

【請求項2】

前記弾性部材は、前記吐出口側に位置する第１の弾性部と、前記芯材側に位置し且つ前記第１の弾性部とは弾性率の異なる第２の弾性部とを有する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】

前記第１の弾性部は、前記第２の弾性部よりも弾性率が大きいことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項4】

前記第１の弾性部のバネ定数は、前記弾性部材の直径が０．５～１ｍｍで且つ厚みが５００μｍのときに１～２Ｎ／μｍであり、
前記第２の弾性部のバネ定数は、前記弾性部材の直径が０．５～１ｍｍで且つ厚みが５００μｍのときに０．０５～１Ｎ／μｍである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】

前記第２の弾性部は、前記第１の弾性部よりも弾性率が大きいことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項6】

前記第１の弾性部のバネ定数は、前記弾性部材の直径が０．５～１ｍｍで且つ厚みが５００μｍのときに０．０５～１Ｎ／μｍであり、
前記第２の弾性部のバネ定数は、前記弾性部材の直径が０．５～１ｍｍで且つ厚みが５００μｍのときに１～２Ｎ／μｍであることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項7】

前記液体は、硬質粒子が含まれていることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項8】

前記第１の弾性部と前記第２の弾性部とのうちの少なくとも一方は、樹脂またはゴム部材のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項9】

前記第１の弾性部は、樹脂またはゴム部材のうちのいずれかであり、
前記第２の弾性部は、バネ部材であることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項10】

前記支持部は、前記弾性部材を挿入するための凹部を有する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11】

前記弾性部材の外周部と、前記凹部の側壁との間は、所定の間隔が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項12】

前記弾性部材の外周部の一部と、前記凹部の側壁とが当接することを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項13】

前記芯材は、前記弾性部材を前記凹部から前記吐出口側への抜けることを防止するための抜け止め部材を有することを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項14】

請求項１に記載の液体吐出ヘッドと、制御手段と、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、液体吐出ヘッドを支持する支持手段とを有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、液体吐出ヘッド及び液体を吐出する装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

液体吐出装置として、液体を吐出する吐出口（ノズル）を開閉弁よって開閉する弁型ノズルタイプの液体を吐出する装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、液体を吐出する吐出口に向けて、移動可能に形成された弁体を押圧することにより液体の吐出を制御する液体吐出ヘッドにおいて、弁体の吐出口に対向する位置に凹部が配置されている液体吐出ヘッドが開示されている。また、当該弁体の先端部は、弾性樹脂で構成されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

開閉弁の先端部に樹脂等の弾性部材を備える構成の場合、弁体の開閉動作を繰り返し行うと先端部の弾性部材が塑性変形することで封止機能が劣化し、その結果として液漏れ不良を生じる可能性がある。

【0005】

そこで、本発明は、液漏れ不良を低減することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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、液体を吐出する吐出口と、前記吐出口を開閉する弁体と、前記弁体を開閉駆動する駆動手段とを備える液体吐出ヘッドであって、前記弁体は、前記吐出口に当接することで前記液体の吐出を封止する弾性部材と、前記弾性部材を支持する支持部が設けられた芯材とを有し、前記弾性部材は、少なくとも弾性率が異なる２以上の部位を含むことを特徴としている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、液漏れ不良を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観斜視図。

【図2】本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの全体断面図。

【図3】液体吐出ヘッドに設けられたヒータの位置を示す図。

【図4】液体吐出ヘッドの断面図。

【図5】比較例１に係る構成を示す図。

【図6】本発明に係る第１の実施形態（実施例１）を示した図。

【図7】弾性部材の機械的特性の評価方法についての説明図。

【図8】２層の異なる弾性部材を重ねた時における複合の弾性率を説明するための図。

【図9】弾性部材の厚みを１／２ずつにした場合におけるバネ定数ｋ１とｋ２とで置き換えた時の合成バネ定数Ｋｇを示す図。

【図10】比較例１に係る構成において圧縮ひずみを受けた場合について説明するための図。

【図11】弾性部材を複数の層で構成するときの塑性ひずみを説明するための図。

【図12】開閉弁の端面の後退を防ぐ効果の違いについて説明するための図。

【図13】本発明に係る第２の実施形態（実施例２）を示した図。

【図14】本発明に係る第３の実施形態（実施例３）を示した図。

【図15】本発明に係る第４の実施形態（実施例４）を示した図。

【図16】本発明に係る第５の実施形態（実施例５）を示した図。

【図17】比較例１に係る構成における課題を説明するための図。

【図18】比較例２に係る構成を示す図。

【図19】比較例２に係る構成における課題を説明するための図。

【図20】本発明に係る第６の実施形態（実施例６）を示した図。

【図21】本発明に係る構成と比較例２に係る構成との開閉量の違いを示した図。

【図22】本発明に係る構成と比較例２に係る構成との開閉弁の開閉駆動動作の違いを示す図。

【図23】本発明に係る第７の実施形態（実施例７）を示した図。

【図24】開閉弁の位置（変位）とインクの吐出量との関係を示す図。

【図25】出荷前の機能評価について示した図。

【図26】液体吐出装置の全体概略構成図。

【図27】他の液体吐出装置の全体概略構成図。

【図28】液体吐出装置の自動車に対する配置例を示す斜視図。

【図29】液体吐出装置の自動車に対する他の配置例を示す斜視図。

【図30】液体吐出装置により球面に液体を吐出した場合の説明図。

【図31】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。

【図32】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。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明に係る実施形態を、図面を用いて以下に説明する。

【0010】

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材及び構成部品などの構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

【0011】

図１は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観説明図である。図１（ａ）は、液体吐出ヘッド（液体吐出ヘッドの一例）の全体斜視図、図１（ｂ）は、同ヘッドの全体側面図である。本実施形態に係る液体吐出ヘッドは、液体としてのインクを吐出する。

【0012】

液体吐出ヘッド１０は、第１筐体としての第１ハウジング１１ａと、第２筐体としての第２ハウジング１１ｂとを備える。第２ハウジング１１ｂは、第１ハウジング１１ａに積層及び接合される。第１ハウジング１１ａは、金属などの熱伝導性の高い材質から成り、第２ハウジング１１ｂは、第１ハウジング１１ａと同材質から成る。以下の説明において２つのハウジングを総称する場合は、ハウジング１１と記す。

【0013】

また、第１ハウジング１１ａは、その正面と背面に、加熱手段としてのヒータ１２を備える。ヒータ１２は温度制御が可能であり、第１ハウジング１１ａを加熱する。また、第２ハウジング１１ｂは、その上部に電気信号の通信のためのコネクタ１３をえる。

【0014】

図２は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド１０の全体断面図で、図１（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。第１ハウジング１１ａは、吐出口形成部材としてのノズル板１５を保持する。ノズル板１５は、液体を吐出する、吐出口としてのノズル１４（吐出口の一例）を備える。また、第１ハウジング１１ａは、液体供給部である流路１７を備える。流路１７は、供給ポート１６側からのインクを、ノズル板１５上を経て回収ポート１８側へ送る。

【0015】

第２ハウジング１１ｂは、供給ポート１６及び回収ポート１８を備える。供給ポート１６及び回収ポート１８は、流路１７の一方側及び他方側にそれぞれ接続される。供給ポート１６と回収ポート１８との間には、複数の液体吐出モジュール３０が配置されている。液体吐出モジュール３０は、流路１７内のインクをノズル１４から吐出する。また、液体吐出モジュール３０の上部に規制部材２０が設けられる。

【0016】

液体吐出モジュール３０は、第１ハウジング１１ａに設けられたノズル１４の数に対応しており、本例では１列に並べた８個のノズル１４に対応する８個の液体吐出モジュール３０を備える構成が示されている。なお、ノズル１４及び液体吐出モジュール３０の数及び配列は、上記に限るものではない。例えば、ノズル１４及び液体吐出モジュール３０は、複数ではなく１個であってもよい。また、ノズル１４及び液体吐出モジュール３０の配列は、１列ではなく、複数列であってもよい。

【0017】

なお、図２において符号１９は、第１ハウジング１１ａと第２ハウジング１１ｂとの接合部に設けたハウジングシール部材である。本例ではハウジングシール部材としてＯリングが用いられており、Ｏリングは、第１ハウジング１１ａと第２ハウジング１１ｂとの接合部からのインクの漏れを防いでいる。

【0018】

上記の構成により、供給ポート１６は、加圧した状態のインクを外部から取り込み、インクを矢印ａ１方向へ送り、インクを流路１７に供給する。流路１７は、供給ポート１６からのインクを矢印ａ２方向へ送る。そして、回収ポート１８は、流路１７に沿って配置したノズル１４から吐出しなかったインクを矢印ａ３方向へ回収する。

【0019】

液体吐出モジュール３０は、開閉弁３１と、駆動体（駆動手段の一例）としての圧電素子３２を備える。開閉弁３１は、弁体の一例であり、弁体あるいはバルブとも呼ぶこともある。そして、開閉弁３１は、ノズル１４を開閉する。圧電素子３２は、開閉弁３１を駆動する。また、圧電素子３２は、電圧の印加により、図２の上下方向である長手方向に伸縮作動する。

【0020】

上記の構成において、圧電素子３２が作動して開閉弁３１が上方向へ動かされた場合は、開閉弁３１によって閉じていたノズル１４が開いた状態になり、ノズル１４からインクを吐出することができる。また、圧電素子３２が作動して開閉弁３１が下方向へ動かされた場合は、開閉弁３１の先端部がノズル１４を封止してノズル１４が閉じた状態になり、ノズル１４からインクが吐出しなくなる。

【0021】

図３は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド１０の加熱手段との位置関係を示す説明図である。第１ハウジング１１ａは、ヒータ１２を備えている。図３中の破線で示されるように、ヒータ１２は、複数のノズル１４を横断するようにしてノズル１４の近傍に設けられている。

【0022】

次に、液体吐出モジュール３０の詳細を図４に基づいて説明する。図４（ａ）は、単一の液体吐出モジュールの断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の要部拡大図である。開閉弁３１の軸部外周には、高圧インクの漏出防止用にＯリング３４が上下二段で装着されている。

【0023】

液体吐出モジュール３０は、前述の開閉弁３１及び圧電素子３２と、固定部材３３と、保持体３５と、プラグ３６などを主に備える。

【0024】

保持体３５は、その内部に駆動体収容部３５ａを有し、駆動体収容部３５ａに圧電素子３２を収容して保持する。保持体３５は、圧電素子３２の長手方向に弾性伸縮可能な金属で構成されている。弾性伸縮可能な金属として、例えばＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１６Ｌなどのステンレス鋼を使用可能である。保持体３５は、長手方向に延びた細長部材が圧電素子３２の周囲に複数本配置（例えば９０°間隔で４本配置）された枠体であり、圧電素子３２は、保持体３５を構成する細長部材の相互間を通して保持体３５の内側に挿入される。

【0025】

圧電素子３２の長手方向は、図４（ａ）に示される両矢印方向Ａであり、この長手方向Ａは、開閉弁３１、液体吐出モジュール３０及び第２ハウジング１１ｂの長手方向でもある。また、長手方向Ａは、開閉弁３１の移動方向でもある。

【0026】

保持体３５のノズル１４側の先端部に開閉弁３１が連結されている。また、保持体３５のノズル１４側に蛇腹部３５ｂが形成されている。蛇腹部３５ｂは、圧電素子３２が伸縮作動する際に、保持体３５の先端側を圧電素子３２と同じように長手方向に伸縮作動させるためのものである。

【0027】

また、保持体３５のノズル１４側と反対側である基端側に固定部材３３が連結されている。別の言い方をすると、固定部材３３は、第２ハウジング１１ｂの上端部に収容されている。

【0028】

固定部材３３は、径方向に延在する貫通ネジ穴３３ａを有する。貫通ネジ穴３３ａに第２ハウジング１１ｂ外から位置決めネジ６０がねじ込まれている。

【0029】

位置決めネジ６０は、第２ハウジング１１ｂの上端部に形成された長手方向の長穴１１ｂ１に挿通されている。このため、位置決めネジ６０は、第２ハウジング１１ｂの長手方向に所定長さ移動可能である。位置決めネジ６０は、固定部材３３を長手方向に位置決めした状態にして締め付けられる。

【0030】

図４（ａ）に示されるように、第２ハウジング１１ｂの上端開口部には、雌ネジ穴１１ｂ２が形成されている。この雌ネジ穴１１ｂ２に、図２の規制部材２０に当接するプラグ３６が螺合されている。プラグ３６は、位置決めネジ６０によって長手方向に位置決めされた固定部材３３の上端部に当接して、固定部材３３を最終的に位置固定する。

【0031】

また、第２ハウジング１１ｂの下端部には、圧縮バネ３７が配設されている。この圧縮バネ３７で、圧電素子３２及び圧電素子３２を保持した保持体３５などが上方に付勢されている。

【0032】

図４（ｂ）に示されるように、開閉弁３１は、芯材３１０と、シール部材である円柱状の弾性部材４０（弾性部材の一例）と、を有する。軸状の芯材３１０は、ステンレスなどの金属材料により形成される。なお、本実施例ではＳＵＳ３０３製を用いているが、本発明はこれに限られないものとする。また、芯材３１０の先端は、約２０度の傾斜を成して先細っていく形状となっている。芯材３１０のノズル１４側の端部には、ノズル１４側へ開口する凹部（凹み部ともよぶ）３１２が設けられている。弾性部材４０は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂又はゴムなどの弾性部材により形成され、芯材３１０の凹部３１２に嵌合することにより芯材３１０の先端部（ノズル１４側の端部）に取り付けられる。また、弾性部材４０の一部は、芯材３１０の凹部３１２からノズル１４側へ突出している。このため、圧電素子３２が作動することにより開閉弁３１が図４（ａ）における下方向へ動かされると、開閉弁３１（芯材３１０）の先端部に設けられる弾性部材４０がノズル板１５に押し当てられ、弾性部材４０によってノズル１４が封止される。反対に、開閉弁３１が図４（ａ）における上方向へ動かされると、弾性部材４０がノズル板１５から離間してノズル１４が開放される。このように、開閉弁３１が、弾性部材４０をノズル板１５（吐出口形成部材）に押し当てる（当接させる）位置とノズル板１５から離間した位置との間で移動することにより、ノズル１４（吐出口）が開閉される。

【0033】

＜本発明における特徴部について＞
次に、本発明における特徴部について説明する。その前に、本発明の特徴部の概要を簡潔に述べる。開閉弁に用いる弾性部材は、弾性部材の素材の弾性率と塑性変形特性である降伏点に着目し、機械的な材料特性が大きく異なる素材を２種以上組み合わせた構成としている。このようにすることで、フィラーが含まれていない（フィラー無し）インクを使用する場合には、長時間運転での開閉弁（弾性部材）の端面の後退を低減し、液漏れを抑制できる封止用の開閉弁を提供するものである。また、フィラー（金属酸化物や雲母等の硬質粒子）入りインクを使用する場合においては、装置に薄膜のゴム材の開閉弁を適用することを可能としている。また、このことにより液漏れを防止すると共に、小ストロークで高周波応答可能な封止用の開閉弁を提供し、発熱の抑制、残留振動等の低減を図る。

【0034】

上記から本発明に係る特徴部は、大きく「フィラーが含まれていない（フィラー無し）インクを使用する場合に適用させる構成」と「硬質粒子であるフィラーが含まれているインクを使用する場合に適用させる構成」との２つに分けられる。ここでは、前者を特徴部１とし、後者を特徴部２とする。まずは、特徴部１について説明する。

【0035】

＜比較例１について＞
ここで、特徴部１（フィラーが含まれていない（フィラー無し）インクを使用する場合に適用させる構成）について説明する前に、比較対象となる構成（比較例１）を挙げ、その課題について説明することにする。

【0036】

図５に比較例１に係る構成を示す。フィラー無しのインクを使用する場合では、フッ素系樹脂に代表される樹脂製の封止の開閉弁が用いられてきた。これは、Ｖ字型の溝に圧入で部材を充填するものである。そして、弾性部材１０４０が単一のフッ素系樹脂で形成されている。そのため、液体（インク）を吐出するノズル板１５のノズル面に形状が馴染みやすいフッ素系樹脂製の開閉弁３１は、弾性部材１０４０の端面である端面１０４０ｂの後退によって経時的な液漏れが課題となっていた。なお、この課題が生じる理由の詳細は、図１２において後述する。

【0037】

＜本発明における特徴部１について＞
次に、本発明における特徴部１について図６を用いて説明する。

【0038】

＜実施例１について＞
図６は、本発明に係る第１の実施形態（実施例１）を示した図である。なお、第１の実施形態においては、フィラーが含まれていない（フィラー無し）インクを使用する場合に適用させる構成であるとする。

【0039】

軸状の芯材３１０の最先端部は、平坦で中央部に円柱状の部材が納まるような凹部３１２が設けられている。そして、この凹部３１２の先端側には、円柱状の弾性部材４０が設けられている。この弾性部材４０は、吐出側に位置する弾性部位である吐出側弾性部４０１（第１の弾性部の一例）と、芯材３１０側に位置する弾性部位である芯材側弾性部４０２（第２の弾性部の一例）とが２層構造として結合されている。また、この２つの弾性部は、互いに弾性率が異なる。そして、吐出側弾性部４０１の材質としては、フッ素系樹脂ＰＣＴＦＥが用いられている。また、芯材側弾性部４０２の材質としては、パーフロゴムシート、フッ素ゴムであるＦＦＫＭ、ＦＦＫＯ等が用いられている。

【0040】

弾性部材４０は、直径Φ０．６ｍｍであり、凹部３１２の穴の内径φは０．７ｍｍで寸法差がある。また、弾性部材４０と芯材３１０の間には、間隙３１１（所定の間隔の一例）が設けられている。この間隙３１１は、弾性部材４０が軸方向（図６における上下方向）の圧縮力をうけたときに、幅方向（軸方向に直交する方向、図６における左右方向）への変形を妨げぬように設けたものである。また、間隙３１１を設けることで、仮に、ノズル板１５が傾斜していた場合に、その傾斜面に弾性部材４０が追従し易くなるという効果も得られる。

【0041】

ここで、吐出側弾性部４０１は、芯材３１０の端部より約１００μｍ程度突き出している。そして、その突き出しは、ノズル１４の穴の封止動作時に、芯材３１０がノズル板１５に接触しない構成となっている。また、吐出側弾性部４０１の先端の端部（端面４０１ｂ）には凹み４０１ａが形成されている。この凹み４０１ａは、高粘度のインク吐出時の流路幅を確保して、流体抵抗を下げる機能を果たす。

【0042】

そして、上記したように吐出側弾性部４０１は、フッ素系樹脂で形成されている。この樹脂はパーフロゴムと比較して弾性率は高いが、その一方で塑性変形が始まる弾性限界（ひずみ量）は小さいという特性を持つ。そこで、この特性を生かして、ノズル板１５の微細なうねりや傾斜に対して、形状が倣うように変形させて、少ない押しつぶし量で安定した封止が可能となる。なお、ここでいう「少ない押しつぶし量」とは、後述する図２４において、ゼロ流量となった位置から安全のために開閉弁の圧電素子をさらに前進させて樹脂部を弾性域でつぶして固定することを示すこととする。

【0043】

ここで、吐出側弾性部４０１のバネ定数は、「弾性部材の直径Φ０．５～１ｍｍ、厚み５００μｍ」の条件のときに１～２Ｎ／μｍと設定している。これは、駆動体で押せる適切なストロークで押し潰した場合に、封止性能を発揮する（液漏れを発生させない）のが１～２μｍであったことが実験的にわかった。そして、そのとき得られた１～２Ｎ／μｍをバネ定数の値として設定している。

【0044】

また、芯材側弾性部４０２のバネ定数は、「弾性部材の直径Φ０．５～１ｍｍ、厚み５００μｍ」の条件のときに０．０５～１．０Ｎ／μｍと設定している。０．０５Ｎ／μｍ未満にすると柔らかすぎてしまい、封止する機能が失われる。また、１．０Ｎ／μｍより大きくすると硬すぎてしまい、ノズル１４側からの衝撃力を受けることができなくなる。このような理由から、芯材側においては、バネ定数の値を上記の値に設定している。

【0045】

また、本実施形態における吐出側弾性部４０１と芯材側弾性部４０２との厚みの関係は、バネ定数を調整して降伏点を超えないような荷重とし、狙いとしては発生する力の３０～５０％の低減を踏まえ、次のように設定している。まず、断面の径φ０．５～１．０ｍｍのときにおいて厚み方向の圧縮に対して、吐出側弾性部４０１はバネ定数：１Ｎ／μｍとしたとき、厚み：０．４５ｍｍとし、一方で、芯材側弾性部４０２はバネ定数：０．１Ｎ／μｍとしたとき、厚み：０．０５ｍｍとしている。

【0046】

本実施形態においては、樹脂部材およびゴム部材の機械的特性に着目し、開閉弁の端面の過度な塑性変形を抑制するために、封止面の素材よりも低弾性で且つ弾性域の広い素材をバックアップ部材として結合する構成とした。これによって、開閉弁（弾性部材）の端面に過度な圧縮変位が発生した場合においても、バックアップ部材が変位の大部分を吸収することで開閉弁（弾性部材）の端面の後退を防ぐことができる。

【0047】

なお、本実施形態においては、凹部３１２の穴の内径がストレート状となっており、アンダーカット等がないため、芯材３１０を組み立てるために分割構造とする必要がないため、組み立て易いという効果を得ることができる。

【0048】

＜開閉弁の端面とノズル板との隙間の低減方法の原理について＞
図７は、弾性部材の機械的特性の評価方法についての説明図である。図７（ａ）および（ｂ）は、比較例に係るフッ素系樹脂製の開閉弁（弾性部材）に塑性ひずみが残ってしまうことを説明するための図である。また、図７（ｃ）は、ダンベル型試験片を示す図である。図７の評価方法における機械的特性は、図７（ｃ）に示すダンベル型試験片を用いてプラスチックの引っ張り試験（プラスチックの規格は、ＪＩＳ Ｋ７１６１―１準拠、ＩＳＯ５２７－１）での結果を参照しているものとする。

【0049】

まず、図７（ａ）を用いて説明する。図７（ａ）では、樹脂部材の降伏点と弾性限界を示している。そして、この図が示すように、特に注目しているのが弾性域での傾き（ヤング率）と塑性変形が始まる限界のひずみとなる弾性限界である。通常ノズルのインク封止は、弾性限界内での押圧（後述する図２４で示す圧縮ひずみ）で実施される。しかしながら、ハウジングの熱変形やピエゾストロークの熱的ドリフト等によって過大なひずみε１が付加される場合がある。図７（ｂ）で、これを説明する。この時に生ずる応力は、降伏点を超えて図７（ｂ）のＰ１点に達する。その後、開放動作による付加されたひずみがなくなった場合でも弾性傾きに対して平行にひずみは開放されるため、塑性ひずみε０が残ることとなる。このことが、次回使用時の定格位置で隙間となり、そしてインクの液体漏れ（リーク）を発生することとなる。

【0050】

図８は、本発明に係る実施形態のように２層の異なる弾性部材を重ねた時の複合の弾性率を説明するための図である。ここで、説明を簡潔にするためバネ定数に置き換えて説明する。一般的に、２つの異なるバネ定数ｋ１およびｋ２を直列に連結した時のバネ定数は、図中の式Ｋで求められることが知られている。なお、Ｋ＝ｋ１＊ｋ２／（ｋ１＋ｋ２）である。ここで、図８（ａ）に示すように、１つの弾性部材の長さをＬとする。そして、直列に連結すると、図８（ｂ）に示すようにバネの全長は２Ｌとなっている。本発明では、複合化の有無にかかわらず、弾性部材の厚さ（すなわち、弾性部材の長さ）は固定であり、当該Ｌは一定である必要ある。また、それぞれバネ定数ｋ１およびｋ２であるバネを各々Ｌ／２ずつ結合して、全長を固定した時の合成のバネ定数は、図中においてＫｇの式で求められる（図８（ｃ））。

【0051】

図９は、弾性部材の厚みを１／２ずつにした場合におけるバネ定数ｋ１とｋ２とで置き換えた時の合成バネ定数Ｋｇを示す図である。これは、バネの長さが１／２でバネ定数が２倍となることを考慮したものである。この図では、実線がｋ１を示し、点線がｋ２を示し、破線がＫｇを示している。そして、バネ定数をｋ１＝１Ｎ／μｍ、ｋ２＝２Ｎ／μｍとしたとき、全長固定での合成バネ定数は、上述した式によって、Ｋｇ＝１．３３Ｎ／μｍとなる。

【0052】

ここで、バネ定数は、荷重面の断面積変化を考慮しない微小変形ではヤング率と同義に扱える。そのため、例えば、特徴部１の実施例１～５において、吐出側弾性部４０１の弾性率をＥ１とし、芯材側弾性部４０２の弾性率をＥ２とするとき、Ｅ１が２倍の弾性率をもち、Ｅ１＝２＊Ｅ２の関係であることを前提として、以下に説明する。

【0053】

図１０は、比較例（比較例１）に係る構成において圧縮ひずみを受けた場合について説明するための図である。ここで、図１０に示すように、比較例１に係る構成においては、圧縮ひずみε１を受けたときに塑性ひずみεｓが残ることがわかる。すなわち、弾性限界を超えるような負荷をうけて圧縮ひずみε１が生じると、完全にひずみは０にならずに塑性ひずみεｓが残ることを示している。

【0054】

図１１は、弾性部材を複数の層で構成するときの圧縮応力について説明するための図である。なお、図１１は、実施例１～５における場合を例に挙げて説明している。ここで、図１１（ａ）に示すように合成ヤング率は、図中の破線であるＥｇとなり、これによって発生応力がＰ１からＰ２に軽減される。また、その時のひずみは、図中の長さａ：ｂ＝１：２の比率でそれぞれの弾性部材に配分され、塑性ひずみが低減する。このことから、弾性部材を複数の層で構成するときの圧縮応力が軽減されるようになる。次に、図１１（ｂ）を用いて説明する。図１１（ｂ）は、弾性部材を複数の層で構成するときの塑性ひずみを説明するための図である。図１１（ｂ）において、Ｐ３はＰ１に比べて降伏点に近づくため、その分だけ塑性ひずみは低減され、Ｐ４については芯材側弾性部の弾性域であり、塑性ひずみは発生していない。そして、塑性ひずみは図１１（ｂ）におけるεｓからεｓ’に軽減されることとなる。これにより、塑性変形を防ぎ、開閉弁（弾性部材）の端面とノズル板との間の隙間を低減することが可能となる。

【0055】

なお、ここでは、バネ定数ｋ１＝１Ｎ／μｍ、ｋ２＝２Ｎ／μｍとして説明しているが、これは、あくまでひずみ低減の原理の例として説明している。そして、仮に、弾性部材を構成する弾性部（弾性層）の数の増加等でバネ定数が変わったとしても、基本的な考え方は、上記した原理と変わらないものとする。

【0056】

＜開閉弁の端面の後退を防ぐ効果の違いについて＞
図１２は、開閉弁の端面の後退を防ぐ効果の違いについて示した図である。

【0057】

図１２は、うねりのあるノズル板１５の微小なうねり１５ａに対して、フッ素系樹脂製の開閉弁（弾性部材）が形状的に倣う挙動を示している。ここで図１２（ａ）は、本発明に係る構成を示し、図１２（ｂ）は、比較例１に係る構成を示している。なお、開閉動作の順番としては、図１２（ａ）においては（ａ‐１）から（ａ‐４）の順になり、図１２（ｂ）においては、（ｂ‐１）から（ｂ‐４）の順になる。まずは、比較例１に係る構成（図１２（ｂ）に係る構成）から説明する。また、符号については、開閉動作以外は構成が同じであるため、図１２（ａ）においては（ａ‐１）のみ示して、図１２（ｂ）においては、（ｂ‐１）のみ示し、その他は省略するものとする。

【0058】

まず、図１２（ｂ）では、うねり１５ａをフッ素系樹脂の開閉弁３１の端面１０４０ｂに転写させるために過大に押し付けて芯材３１０の端部をギャップｄまでノズル板１５に近づけた後、離した状態を示している。図１２（ｂ‐１）から（ｂ‐２）では、端面１０４０ｂがノズル板１５に当接する。そして、図１２（ｂ－３）は、芯材３１０の位置を初期位置である図１２（ｂ－１）に戻した状態を示す図である。図１２（ｂ‐３）によれば、端面１０４０ｂは、変形していることがわかる。この場合だが、仮に、フッ素系樹脂が完全塑性変形した場合には、開閉弁３１の突き出し量が図１２（ｂ－２）におけるギャップ量ｄと同じ量まで減少するので、開閉弁１０４０の端面１０４０ｂの位置が後退してしまう。その後、図１２（ｂ‐４）では、芯材３１０の端部をギャップｄまでノズル板１５に近づけることで変形した端面１０４０ｂがノズル板１５に再び当接する。しかし、開閉弁１０４０の突き出し量が、ギャップ量ｄと同じ量まで減少し、開閉弁１０４０の端面１０４０ｂの位置が後退している。そのため、芯材３１０は、端面１０４０ｂをノズル板１５に十分に押し付けることができない。

【0059】

ここで、開閉弁（弾性部材）の可塑性は、ノズル板１５の（傾きを含めた）形状転写ができるものの、過度に塑性変形が進むと開閉弁（弾性部材）の端面自体の位置が後退する。このとき、ピエゾ駆動のような変位制御の開閉動作においては、経時的に封止機能が劣化し、液漏れ不良を生じてしまう。そして、実稼働状態の液体吐出ヘッドで熱変形から所定のストロークより強く開閉弁（弾性部材）がノズル板１５に当接することがあり、このとき上記した変形が残ると、封止動作時に隙間が出来てしまう。

【0060】

それに対して、本発明では図１２（ａ）に示すようになる。まず、図１２（ａ‐１）から（ａ‐２）では、弾性部材４０の端面４０１ｂがノズル板１５に当接する。この時、芯材３１０の端部がギャップｄまでノズル板１５に近づけられ、弾性部材４０の突き出し量ｄがとなるまで弾性部材４０は圧縮され変形する。そして、図１２（ａ－３）は、芯材３１０の位置を初期位置である図１２（ａ－１）に戻した状態を示す図である。図１２（ａ‐３）によれば、当該端面４０１ｂは変形していることがわかる。しかしながら、芯材側弾性部４０２が弾性ひずみとして変位を蓄えている。そのため、その分回復して図１２（ａ‐３）に示すように、開閉弁３１の突き出し量が１．４倍の１．４ｄとなる。すなわち、弾性部材４０の端面４０１ｂの位置は、０．４ｄ回復する。その後、図１２（ａ‐４）において、再び芯材３１０の端部をギャップｄまでノズル板１５に近づけることで、端面４０１ｂが回復した状態で再びノズル板１５に当接するようになる。この場合、弾性部材４０の突き出し量は１．４ｄからｄ（１．０ｄ）になるまで０．４ｄ分だけ圧縮されるので、端面４０１ｂをノズル１５に十分に押圧することができる。このため、本発明に係る構成においては、比較例１に係る構成と比べたとき、開閉弁３１の端面の後退を防ぐ効果があることがわかる。なお、フッ素系樹脂部の圧縮後退によるメンテナンス周期は３か月であるが、本発明に係る構成にすることで当該周期が６か月程度となり、比較例１に係る構成と比べて２倍程度に寿命を延ばすことができた。

【0061】

＜特徴部１に係る他の実施例について＞
本発明の特徴部１に係る実施例は、上記した実施例１以外に、実施例２～５も挙げられる。これについて、以下に説明していく。

【0062】

＜実施例２について＞
図１３は、本発明に係る第２の実施形態（実施例２）を示した図である。なお、第２の実施形態においても、フィラーが含まれていない（フィラー無し）インクを使用する場合に適用させる構成であるとする。

【0063】

本実施形態においては、第１の実施形態に係る構成とは、吐出側弾性部の外周につば部４０１ｃを設けて、芯材３１０と吐出側弾性部４０１ｆ（第１の弾性部の一例）との間隙をなくしている点で構成が異なっている。なお、本実施形態におけるその他の構成については、第１の実施形態と同様である。

【0064】

これによって芯材３１０の先端の凹部３１２の内部（芯材側弾性部４０２が位置するところ）までインクが侵入することを抑制することができ、例えば、インクに対する耐性のない素材や弾性体を芯材側弾性部４０２として用いることが可能となる。

【0065】

なお、本実施形態においても、凹部３１２の穴の内径がストレート状となっており、アンダーカット等がないため、芯材３１０を組み立てるために分割構造とする必要がない。

【0066】

＜実施例３＞
図１４は、本発明に係る第３の実施形態（実施例３）を示した図である。なお、第３の実施形態においても、フィラーが含まれていない（フィラー無し）インクを使用する場合に適用させる構成であるとする。

【0067】

本実施形態においては、第２の実施形態に係る構成と同様に吐出側弾性部の外周につば部４０１ｃを設けて、芯材３１０と吐出側弾性部４０１ｆとの間隙をなくしている。また、芯材３１０には、アンダーカットとなるカギ状の抜け止め部３１０ａを設けている。また、芯材側弾性部４０２は、ゴム部材ではなく、コイルバネであるバネ４０２ａ（第２の弾性部の一例）を用いている。すなわち、本実施形態は、弾性部材４０について凹部３１２の芯材側（奥側）に配置された弾性部である芯材側弾性部４０２をバネ部材とした構成である。なお、本実施形態におけるその他の構成については、第１の実施形態と同様である。

【0068】

ここで、芯材側弾性部４０２にゴム部材を用いた場合、一般に弾性域は広いものの、ヤング率が大きく下ってしまう。そのため、ゴム部材の弾性部材を複数組み合わせて複合した構成としたときには、合成バネ定数が大きく下がってしまうという課題が生じる。そこで、弾性部材としてバネ部材を用いることで、大きく変形することが可能であり且つ高いヤング率を得ることができるため、多様な封止形態（圧縮量と発生力のバリエーション）を実現することができる。なお、上記した合成バネ定数についての詳細は、図９で説明したとおりとなる。

【0069】

また、本実施形態においては、吐出側弾性部４０１ｆの外周につば部４０１ｃを設けて、芯材３１０と吐出側弾性部４０１との間隙をなくしているが、わずかにインクが凹部３１２に侵入してくる可能性がある。その場合に、バネ４０２ａがインクによって腐食するおそれがある。そこで、バネ４０２ａの材質としては、チタン合金、ハステロイ等といった耐食金属を用いることが望ましい。また、バネ４０２ａの材質には、樹脂を用いてもよい。その場合は、フッ素系樹脂が挙げられる。

【0070】

本実施形態では、吐出側弾性部４０１ｆとバネ４０２ａとの高精度な連結が困難な場合がある。そのため、図１４に示すように、芯材３１０側にアンダーカットとなるカギ状の抜け止め３１０ａ（抜け止め部材の一例）を設けている。これにより、予備的な圧力（予圧）を与えて、分割線３１０ｃを設けることによりそこで結合する構成としている。なお、この結合する方法としては、接着やネジによる締結が挙げられる。

【0071】

本実施形態においては、上記したようにバネ４０２ａとしてコイルバネを用いている。このようにすることで、変形するときの単位体積当たりの弾性エネルギーは他のバネ部品と比較して大きく、エネルギー吸収効率が高い。そのため、バネの取り付けに必要な空間が比較的小さくすることができるという効果が挙げられる。なお、図１３に示すように素材のヤング率をそのまま使うのではないため、バネの形状によって多様な硬さのバネ定数を発現できる。

【0072】

＜実施例４＞
本発明においては、バネ部材として別の種類を用いることも可能である。図１５は、本発明に係る第４の実施形態（実施例４）を示した図である。なお、第４の実施形態においても、フィラーが含まれていない（フィラー無し）インクを使用する場合に適用させる構成であるとする。図１４における第３の実施形態に係る構成では、芯材側弾性部４０２をコイルバネ４０２ａとしていたが、本実施形態においては、コイルバネに代わり皿バネであるバネ４０２ｂ（第２の弾性部の一例）を用いている点で実施形態３に係る構成とは異なっている。なお、本実施形態におけるその他の構成については、第３の実施形態と同様である。

【0073】

本実施形態においては、上記したようにバネ４０２ｂとして皿バネを用いている。このようにすることで、例えば、皿バネ同士を組み合せることによって様々なバネ特性が得られ、全体としてのバネ高さも変えることができる等といった様々な用途に展開することできる。

【0074】

また、本実施形態においてもバネ４０２ｂの材質には樹脂を用いることができる。なお、その場合には、本実施形態のように皿バネの方がコイルバネに比べて硬いバネが作り易くなる。

【0075】

＜実施例５について＞
図１６は、本発明に係る第５の実施形態（実施例５）を示した図である。なお、第５の実施形態においても、フィラーが含まれていない（フィラー無し）インクを使用する場合に適用させる構成であるとする。

【0076】

本実施形態においては、第１の実施形態と異なり、芯材３１０にはアンダーカットとなるカギ状の抜け止め部３１０ａが設けている。また、芯材３１０には、弾性部材４０が位置する凹部３１２の軸方向の中央部付近に、三角山状の抜け止め部３１０ｂ（抜け止め部材の一例）が形成されている。そして、それに伴い、吐出側弾性部４０１ｄ（第１の弾性部の一例）にも三角山状の凹凸である抜け止め部４０１ｇが形成されている。なお、本実施形態におけるその他の構成については、第１の実施形態と同様である。

【0077】

この三角山状の抜け止め部４０１ｇは、弾性部材４０が凹部３１２の内部（芯材３１０の奥側）に押し込まれるときは弱い抵抗で作用し、逆に、吐出側（ノズル１４側）に引き抜かれるときは、その外力に対しては強い抵抗として作用する。

【0078】

また、本実施形態に係る構成の組み立て方法としては、予め芯材側弾性部４０２を凹部３１２に配置した状態で先端の開口部から吐出側弾性部４０１ｄを圧入して行う。そして、この圧入によって、弾性部材４０が径方向に拡張し、抜け止め部４０１ｇに充填される。このため、例えば、一体型の芯材の構成で、吐出側弾性部４０１ｄと芯材側弾性部４０２とに予圧をかけた組み立てが可能となる。本実施形態においては、単なる圧入で組み立てできるため、組み立て性に優れた構成となる。

【0079】

＜本発明における別の特徴部について＞
次に、本発明に係る特徴部２（硬質粒子であるフィラーが含まれているインクを使用する場合に適用させる構成）について説明する。その前に、比較対象となる構成（比較例１，２）を挙げ、その課題について説明することにする。

【0080】

＜比較例１について＞
再び図５を用いて、比較例１に係る構成において、今度はフィラー入りインクを使用する場合においての課題を説明する。比較例１に係る構成においては、上記したように弾性部材１０４０が単一のフッ素系樹脂で形成されている。このフッ素系樹脂製の弾性部材１０４０の先端にフィラーを挟むとする。ここで、図１７は、比較例１に係る構成におけるフッ素系樹脂の開閉弁がフィラーによる圧痕を受けてインクが漏れる（リークする）状態を示した図である。なお、順番としては、図１７の（ａ）から（ｄ）の順となる。また、符号については、図１７（ａ）から図１７（ｄ）までは、基本的に構成が同じであるため、図１７（ａ）のみ示して、その他は省略するものとする。

【0081】

図１７（ａ）から（ｂ）では、弾性部材１０４０の先端がノズル板１５に当接する。そして、図１７（ｃ）によれば、弾性部材１０４０の先端には、フィラーによる圧痕によって微細な凹み１０４０ｄが多数形成されることがわかる。そのため、図１７（ｄ）では、再び弾性部材１０４０の先端がノズル板１５に当接するが、その微細な凹み１０４０ｄの集合体が先端とノズル板１５との間に隙間を形成し、これが液漏れ原因となる。なお、比較例１に係る構成は、これだけでなく特徴部１のときでも説明したが、開閉弁（弾性部材）の端面の後退によっても液漏れが生じる。

【0082】

＜比較例２について＞
次に、別の比較例である比較例２について説明する。図１８に、比較例２に係る構成を示す。図１８に示すように、比較例２は、金属製の芯材１３１０の表層に圧縮成形でゴムの被膜を形成して、開閉弁１０３１として用いる構成がなされている。このように、フィラー入りのインクを使用する場合では、パーフロゴムに代表されるゴム製の開閉弁が用いられてきた。そして、ゴム製の開閉弁１０３１の場合は、フィラーによるダメージを受けにくい。

【0083】

ここで、図１９は、比較例２に係る構成における課題を説明するための図である。なお、図１９（ａ）から（ｄ）の順番となる。また、符号については、図１９（ａ）から図１９（ｄ）までは、基本的に構成が同じであるため、図１９（ａ）のみ示して、その他は省略するものとする。図１９に係る構成では、金属の芯材１３１０をフッ素系の弾性部材１０４１で成形被覆する構成としている。図１９（ａ）から（ｂ）では、弾性部材１０４１の先端がノズル板１５に当接する。そして、図１９（ｃ）によれば、弾性部材１０４１の先端には、フィラーによる圧痕が形成されない。すなわち、フィラーによる圧痕の形成を防いでいる状況を示したものである。そして、図１９（ｄ）では、再び弾性部材１０４１の先端がノズル板１５に当接するが、比較例１に係る構成にように、当該先端には微細な凹みが形成されていないため、隙間が発生するようなことはない。そのため、比較例１に係る構成に比べて液漏れが生じにくくなる。一方で、このような構成においては、以下の課題が挙げられる。

【0084】

ここで、開閉弁（弾性部材）の先端の端面とノズル板１５の面との平行度を厳密に確保することは、組み立ての工程上難しい。そのため、図１９（ｅ）に示すように、弾性部材１０４１の先端の端面に対して、ノズル板１５が傾斜することになるのが一般的である。このような場合には、その傾きからくるノズル板１５の高さ変化Ｄ１も吸収して封止が可能となるように、当該端面のゴム厚さ（ゴムの厚み）ｔを十分にとる必要があった。しかしながら、その場合は、弾性部材１０４１はゴム部材であることから、塑性変形しにくく且つ弾性回復に優れることから、ノズル板１５の傾斜面に倣い難い。そのため、開閉弁の開閉駆動には大きなストロークを要するという課題が挙げられる。なお、この課題についての詳細は、図２１を用いて後述することにする。

【0085】

＜本発明における特徴部２について＞
上記課題に対して、本発明では、以下に述べるように対応している。ここで、本発明における特徴部２について図を用いて説明する。

【0086】

＜実施例６について＞
図２０は、本発明に係る第６の実施形態（実施例６）を示した図である。なお、第６の実施形態においては、硬質粒子であるフィラーが含まれているインク（以下、フィラー入りインクとよぶ）を使用する場合に適用させる構成であるとする。本実施形態においても、液漏れの低減という目的を踏まえて構成された点では特徴部１に係る実施形態と同じであるが、一方で、用いるインクの種類が異なるため、これに伴い上記した実施形態とは液漏れの原因が異なっている。これに伴い構成についても、これまでの実施形態とは異なっている。この詳細について、以下に説明する。

【0087】

ここで、フッ素系樹脂は、優れた弾塑性特性をもつことで知られている。そのため、加圧部材の形状が転写され易い特性を有する。また、フィラー入りインク使う場合、降伏応力の高いゴム部材がノズル１４側に配置する必要がある。そこで、本実施形態においては、この特性を活用した構成にしている。

【0088】

まず、本実施形態において、弾性部材４０は、上記した第１～第５の実施形態とは異なり、ゴム部材と樹脂部材とを吐出側と芯材側で反対に配置して複合した構成としている。すなわち、図２０（ａ）に示すように、ノズル板１５の当接面側に配置し且つゴム部材からなる吐出側弾性部４１１（第１の弾性部の一例）と、凹部３１２の芯材３１０側（奥側）に樹脂部材からなる芯材側弾性部４１２（第２の弾性部の一例）を配置している構成としている。また、芯材３１０にはカギ状の抜け止め部３１０ｆ（抜け止め部材の一例）が設けられており、この抜け止め部３１０ｆは、芯材３１０の凹部３１２の最も芯材３１０に近いところ（最深部）に設けている。

【0089】

図２０（ｂ）は、組み立て時に、予め大きなつぶし量（後述する図２４に示すＨ軸のゼロ点からさらにプラス方向に前進させたとき）で、芯材側弾性部４１２がノズル板１５の面の傾斜にならうように塑性変形させたのち、改めてギャップ調整した場合を示した図である。これは、図９で合成バネ定数について説明したが、これは特徴部１だけでなく本特徴部である特徴部２にも当てはめることができる。そのため、弾性部材をゴム部材のみで構成するよりも、２つの弾性部材を合成させたものの方が相対的に硬くなるため、弾性部材４０が塑性変形を起こし、これを利用している。再び図２０に戻って説明する。そして、傾斜したノズル板１５に対して、吐出側弾性部４１１の先端は略平行となるように変形するため、その傾斜分を考慮せずに最小のストロークで開閉弁の開閉駆動が可能となる。

【0090】

＜発明に係る構成と比較例２に係る構成との開閉量の違いについて＞
ここで、本実施形態では上記した構成を採用するが、その理由について、図２１を用いて説明する。図２１は、本発明に係る構成と比較例２に係る構成との開閉量の違いを示した図である。また、図２１（ａ－１）は、本実施形態（実施例６）における弾性部材とノズル板との距離関係を説明するための図である。図２１（ａ－２）は、本実施形態におけるノズル板が傾斜している状態において開閉弁（弾性部材）を開閉駆動させるときを説明するための図である。一方で、図２１（ｂ－１）は、比較例（比較例２）における弾性部材とノズル板との距離関係を説明するための図である。図２１（ｂ－２）は、比較例におけるノズル板が傾斜している状態において開閉弁（弾性部材）を開閉駆動させるときを説明するための図である。

【0091】

ここで、図２１（ａ－１）において、本発明に係る構成におけるノズル板１５の弾性部材４０との当接面と弾性部材４０の先端の左端部の点Ｇ１を通る平行な線との距離をＪとする。なお、この平行線は、弾性部材４０の先端の右端部の点Ｇ２も通るものとする。そのため、当該点Ｇ２とノズル板１５の弾性部材４０との当接面との距離はＪとなる。また、図２１（ａ－２）において、本発明に係る構成におけるノズル板１５の弾性部材４０との当接面上の点Ｇ３と上記点Ｇ１との距離をＪ１とする。そして、この距離Ｊ１だが、ノズル板１５の弾性部材４０との当接面上の点Ｇ４と上記点Ｇ２との距離でもある。

【0092】

一方で、図２１（ｂ－１）において、比較例２に係る構成におけるノズル板１５の弾性部材１０４１との当接面と弾性部材１０４１の先端の左端部の点Ｑ１を通る平行な線との距離をＲとする。そして、比較例２に係る構成におけるノズル板１５の弾性部材１０４１との当接面と弾性部材１０４１の先端の右端部の点Ｑ２を通る平行な線との距離をＤとする。なお、大きさの関係としてＤ＞Ｒとする。また、図２１（ｂ－２）において、比較例２に係る構成におけるノズル板１５の弾性部材１０４１との当接面上の点Ｑ３と弾性部材１０４１の先端の左端部の点Ｑ１との距離をＲ１とする。さらに、比較例２に係る構成におけるノズル板１５の弾性部材１０４１との当接面上の点Ｑ４と開閉弁３１の先端の右端部の点Ｑ２との距離をＤ１とする。なお、大きさの関係としてＤ１＞Ｒ１とする。また、線Ｇ１－Ｇ３、Ｇ２－Ｇ４、Ｑ１－Ｑ３およびＱ２－Ｑ４は、それぞれ開閉弁（弾性部材）の開閉方向（駆動方向）に対して平行となっているものとする。

【0093】

まず、比較例２（ここでは、単に、比較例とよぶ）に係る構成から説明する。図２１（ｂ‐１）に示す比較例は、芯材１３１０にゴム部材である弾性部材１０４１を覆う構成である。この比較例に係る構成において、弾性部材のゴムの厚みｔを大きくすることも考えられる。ここで、ノズル板１５が傾斜する場合には、比較例に係る構成だと、弾性部材１０４１の先端の左端部と右端部とでノズル板１５の弾性部材１０４１との先端と当接する面との距離は、ＲとＤとで異なる。この場合、開閉弁を駆動させる場合は、図２１（ｂ‐２）に示すように距離Ｒ１だけ動かすだけでは足りず、距離Ｒ１よりも大きい距離Ｄ１も動かす必要がある。このような場合には、装置自体も大型化するうえに、開閉弁の開閉距離を大きく駆動させる必要がある（すなわち、ストロークが大きくなる）。

【0094】

一方で、本発明のように、芯材側を塑性変形しやすい部材にする。このようにすると、当該部材は、塑性変形して弾性部材４０の先端が傾斜する。この場合には、図２１（ａ‐１）に示すように、ノズル板１５が傾斜すると、開閉弁３１の先端の左端部と右端部とでノズル板１５の弾性部材４０の先端と当接する面との距離は、ともにＪである。そのため、図２１（ａ‐２）に示すように、開閉弁を駆動させる場合は、距離Ｊ１だけ動かせばよい。このことから、駆動を大きく動かす必要がなくなる。このような理由から、上記配置としている。

【0095】

ここで、特徴部２における構成における各弾性部のバネ定数だが、特徴部１とは吐出側と芯材側で逆になっているが、基本的に同様の数値設定としている。すなわち、吐出側弾性部４１１のバネ定数は、「弾性部材の直径Φ０．５～１ｍｍ、厚み５００μｍ」の条件のときに０．０５～１．０Ｎ／μｍと設定している。一方で、芯材側弾性部４１２のバネ定数は、「弾性部材の直径Φ０．５～１ｍｍ、厚み５００μｍ」の条件のときに１～２Ｎ／μｍと設定している。

【0096】

また、本実施形態における弾性部における厚みについてだが、厚みの大小関係では、芯材側弾性部４１２の厚みの方が、吐出側弾性部４１１の厚みよりも大きいものとしている。本実施形態に係る構成は、インクに含まれるフィラーを吐出側弾性部４１１の表面のゴム層に内包でき且つノズル板１５の平面部を接触封止できる機能を持つことが必要となる。具体的にいえば、当該フィラー径の５～１０倍程度が必要となる。また、その粒径の大きさは、用途によっても異なってくる。例えば、車塗装用であれば平均粒径が２μｍ程度であり、電池電極用であれば平均粒径が２０μｍ程度である。そこで、フィラーの平均粒径を踏まえ、強度的をある程度確保する観点から、吐出側弾性部４１１の厚みは、１００～３００μｍ程度としている。また、芯材側弾性部４１２の厚みは、５００～１０００μｍ程度としている。

【0097】

本実施形態においては、構成が簡潔であり部品点数が少なくて済む。また、このことから、軽量化に有利である。そして、液漏れを防止すると共に、小ストロークで高周波応答可能な封止用の開閉弁を提供し、発熱の抑制、残留振動等の低減を図ることができる。

【0098】

図２２は、開閉弁の開閉駆動動作の違いについて示した図である。ここで図２２（ａ）は、本発明に係る構成を示し、図２２（ｂ）は、比較例２に係る構成を示している。なお、開閉動作の順番としては、図２２（ａ）においては（ａ‐１）から（ａ‐４）の順になり、図２２（ｂ）においては、（ｂ‐１）から（ｂ‐４）の順になる。また、符号については、開閉動作以外は構成が同じであるため、図２２（ａ）においては（ａ‐１）のみ示して、図２２（ｂ）においては（ｂ‐１）のみ示し、その他は省略するものとする。そして、図２２（ａ）および（ｂ）のいずれにおいても、弾性部材の右端部とノズル板との距離はＤ２であるとする。まずは、比較例２に係る構成（図２２（ｂ）に係る構成）から説明する。

【0099】

ここで、図２２（ｂ‐１）から（ｂ‐２）では、ゴム部材である弾性部材１０４１の左端部がノズル板１５に当接する。そして、図２２（ｂ‐３）によれば、弾性部材１０４１の右端部は、ノズル板１５とギャップがある。そして、当該右端部もノズル板１５と当接させるためには、開閉弁の開閉の駆動量を右端部に合わせる必要がある。そのため、距離Ｄ２を大きくとる必要がある。その後、図２２（ｂ‐４）に示すように、弾性部材１０４１とノズル板１５とが離れると、弾性部材１０４１はノズル板１５の傾斜には倣わないため、弾性部材１０４１の左端部と右端部とのノズル板１５に対する距離は異なっていることがわかる。ここで、比較例２に係る構成においては、ゴム厚さｔを大きくとる必要がある。しかしながら、ゴム部材は、フィラー対応の金属芯金製の開閉弁で傾斜するノズル板１５の形状に倣うことができない（追従ができない）。そのため、弾性部材１０４１の先端の両端部でのギャップ量は異なるため、ギャップ量が大きい方に合わせて開閉弁を開閉駆動させる必要があるため、開閉弁の開閉量を大きく駆動させる必要がある。

【0100】

これに対して、本発明では図２２（ａ）に示すようになる。図２２（ａ‐１）から（ａ‐２）では、吐出側弾性部４１１の左端部がノズル板１５に当接する。このとき、凹部３１２の芯材側（奥側）の芯材側弾性部４１２（ここではフッ素樹脂）を設けているため、吐出側弾性部４１１は、傾斜したノズル板１５の形状に倣う（追従できる）ようになる。そのため、図２２（ａ‐３）に示すように、吐出側弾性部４１１の右端部もノズル板１５に当接するようになる。その後、図２２（ａ‐４）に示すように、吐出側弾性部４１１とノズル板１５とが離れると、吐出側弾性部４１１の先端がノズル板１５に対して傾斜していることがわかる。すなわち、ノズル板１５に対する吐出側弾性部４１１の両端部のギャップ量が略同じ量となる。そのため、開閉弁の開閉に要する距離Ｄ２を比較例２に係る構成ほど大きくする必要がない。このようにするため、吐出側弾性部４１１（フッ素ゴムシート）を極力薄くすることができ、開閉弁の開閉動作時にもノズル板１５に対して平行なギャップで開閉弁の面を維持できる。

【0101】

＜特徴部２に係る他の実施例について＞
本発明の特徴部２に係る実施例は、上記した実施例６以外に、実施例７も挙げられる。これについて、以下に説明していく。

【0102】

＜実施例７について＞
図２３は、本発明に係る第７の実施形態（実施例７）を示した図である。なお、第７の実施形態においても、第６の実施形態と同様にフィラー入りインクを使用する場合に適用させる構成であるとする。本実施形態においては、第６の実施形態に係る構成とは、主に、芯材３１０に押さえ板３１０ｇを設けた点で構成が異なっている。なお、本実施形態におけるその他の構成については、第６の実施形態と同様である。

【0103】

まず、本実施形態では、弾性部材４０について、ノズル板１５との当接面側にゴム部材からなる吐出側弾性部４１１ｓ（第１の弾性部の一例）を配置し、凹部３１２の芯材３１０側（奥側）に樹脂部材からなる芯材側弾性部４１２を配置している構成としている。ここで、吐出側弾性部４１１ｓは、図２３における斜線が施された部分になり、シート状に形成されている。

【0104】

本発明のように、弾性部材４０は複数の弾性体から構成されるが、その複数の弾性体の各々に化学的に安定なフッ素系樹脂やフッ素ゴムを用いた場合には、弾性体界面での接着や接合が困難となる場合がある。そこで、芯材３１０に押さえ板３１０ｇを設ける。そして、押さえ板３１０ｇを用いて弾性部材４０を芯材３１０に固定することで、圧縮の予圧をかけた状態で組み立てすることができる。そのため、弾性体界面での接着力が弱い場合でも破損することを防止することができる。そして、押さえ板３１０ｇの材質は、金属，樹脂等の材質を用いることができる。また、押さえ板３１０ｇを芯材３１０へ固定する方法としては、接着、ネジによる締結、カシメ、圧着、あるいは熱溶着等から押さえ板３１０ｇの材質に適した方法を用いることができる。例えば、押さえ板３１０ｇの材質が熱収縮性のフッ素系樹脂の場合は、押さえ板３１０ｇを芯材３１０の周囲を覆うように配置して、その後に加熱する。このようにすることで、押さえ板３１０ｇの熱収縮によって、押さえ板３１０ｇが芯材３１０に圧着される。それにより、押さえ板３１０ｇは、接着剤やネジを用いることなく芯材３１０に固定される。

【0105】

ここで、本実施形態においては、以下に述べるようなメリットが挙げられる。例えば、第６の実施形態に係る構成では、吐出側弾性部４１１のノズル１４側の先端の端面にＶ字の切り込みを入れたような形状の部品を成形加工あるいは機械加工する必要がある。そのため、弾性部材４０を作成するには、吐出側弾性部４１１と芯材側弾性部４１２との接着等が最終的には必要となる。一方で、一般にフッ素系ゴムのゴム部材や樹脂部材の接着は困難とされており、部材の種類によって特殊な接着手段を必要とする場合がある。

【0106】

これに対して、本実施形態（実施例７）においては、吐出側弾性部４１１ｓを汎用のシート材からの製作ができる。また、吐出側弾性部４１１ｓはシート状に形成されており、それを押さえ板３１０ｇで押さえて固定していることから、吐出側弾性部４１１ｓと芯材側弾性部４１２との接着等が不要である。そのため、芯材側弾性部４１２の弾性層の劣化に応じて当該弾性層の交換を行うことで使用することが可能となる。

【0107】

＜開閉弁の位置（変位）とインクの吐出量との関係について＞
図２４は、開閉弁の位置（変位）とインクの吐出量との関係を示す図である。まず、開閉弁の駆動体（圧電素子）の作業者は、開閉弁（弾性部材）が非接触状態でインクが吐出する状態から徐々に開閉弁の駆動体を前進（ノズル板に当接）させて、インク流量がゼロ点となる変位位置をさがす。その初期封止位置をＨ軸のゼロ点として、開閉弁（弾性部材）の弾性域内でさらに開閉弁の駆動体を前進させる。温度変化については、ピエゾのストロークばらつきがあってもインク漏れが生じない位置に移動させ、開閉弁の駆動体を止めねじをつかってヘッドハウジングに固定している。本発明のような形状的倣いを積極的に作用させるには、このＨ軸ゼロ点から弾性限界を超える域まで過大に前進させ、フッ素系樹脂部を一度塑性変形させてから改めて流量ゼロ点を探すことで、本発明の機能をより効率的に発現することが可能となる。

【0108】

もう少し具体的に作業方法を説明する。図２４（ｅ）中の（ａ）～（ｄ）は、弾性部材４０が同図（ａ）～（ｄ）の各位置に配置される場合のそれぞれの吐出量を示す。また、図２４（ｆ）が示すように、弾性部材４０の先端の変位Ｈは、矢印方向が図２４（ｅ）におけるプラスであり、当該矢印の反対方向がマイナスであるとする。すなわち、弾性部材４０とノズル板１５との距離が減少する方向がプラスであり、弾性部材４０とノズル板１５との距離が増加する方向がマイナスである。ここで、図２４（ａ）に示される状態においては、弾性部材４０の先端部がノズル１４から最も離れた位置にある。このとき、インクの吐出量は最大となる。そして、図２４（ｂ）に示されるように、弾性部材４０の先端部がノズル１４に近づくにつれて、インクの吐出量は減少する。さらに、弾性部材４０の先端部がノズル１４に対して接近し、図２４（ｃ）に示されるように、弾性部材４０がノズル板１５に接触すると、インクの吐出量はほぼ０になる。ただし、この状態においてノズル１４は完全には封止されていない。ノズル１４の封止を完全に行うには、図２４（ｄ）に示されるように、弾性部材４０の先端部をノズル板１５に押し付けて弾性部材４０を圧縮させる必要がある。しかしながら、弾性部材４０の先端部をノズル板１５に押し付けた際に、上記のように、弾性部材４０が凹部３１２内へ後退すると、弾性部材４０の圧縮量を十分に確保できないため、ノズル１４を封止できなくなる。そのため、弾性部材４０が後退する距離の分だけ開閉弁の基準位置（初期位置）を前進方向へずらし、弾性部材４０の圧縮量が十分に得られるようにする必要がある。

【0109】

一方で、開閉弁の基準位置を前進方向へずらすと、圧電素子の伸縮量が一定（例えば、２０μｍ～３０μｍ程度）であることから、ノズル１４が開放された状態での開閉弁の位置が変化する。ノズル１４が開放された状態においては、所定のインク吐出量が得られるようにするため、弾性部材４０とノズル１４とのギャップを十分に（例えば５μｍ以上に）確保する必要がある。そのため、開閉弁の位置調整においては、ノズル開放時の弾性部材４０とノズル１４とのギャップを十分に確保しつつ、且つノズル１４の閉鎖時の弾性部材４０の圧縮量を十分に確保するといった管理が必要となる。このようなノズル開放時とノズル１４の閉鎖時における開閉弁の位置を両立することは難しく、調整作業に多くの労力と時間を費やすことになる。そこで、本発明に係る上記した実施形態においては、開閉弁の位置調整作業を容易にすべく、弾性部材の弾性機能の低下と弾性体端部の位置変化に起因する課題を改善することを目的としている。

【0110】

＜開閉弁の端面の評価について＞
図２５は、出荷前の機能評価について示した図である。図２５に示す装置は、出荷前の機能評価として弾性部材の端面の後退がないかをチェックする評価機である。具体的には、ニードル型の開閉弁を力センサーへ１μｍずつ押し込み（行き）・引き戻し（帰り）、その際のニードル変位－荷重を測定しその関係をグラフ化して評価したものである。そして、弾性部材の端面の後退が起きた場合は圧縮の往路（行き）と復路（帰り）で異なる経路をたどり荷重ゼロ点での横軸位置の違いが塑性ひずみ量となる。また、カシメを行うことで、行きと帰りの差分であるヒステリシスが増大し、弾性率（１次係数）が小さくなる。そして、樹脂単体の弾性率は約１Ｎ／μｍである。図２５に示す波形は、ナノインデンテーション評価法：ＩＳＯ１４５７７の波形に類似しており、圧子を挿入するのに類する塑性変形が生じていることを確認している。ここで、図２５に示すグラフ内の曲線が楕円を描くように不規則なかたちをしている。このようになっている理由としては、ゴム部材の弾性特性が時間的応答性を持ち、圧縮変位を与えた場合に発生力が一つに定まらないという挙動を持つためである。

【0111】

＜液体を吐出する装置の実施例の構成について＞
次に、液体を吐出する装置の実施例の構成について、図を参照して説明する。

【0112】

図２６は、液体を吐出する装置１００（液体を吐出する装置の一例）の全体概略構成図である。図２６（ａ）は液体を吐出する装置の側面図、図２６（ｂ）は同装置の平面図である。液体を吐出する装置１００は、対象物の一例である液体付与対象５００に対向して設置されている。液体を吐出する装置１００は、Ｘ軸レール１０１と、このＸ軸レール１０１と交差するＹ軸レール１０２と、Ｘ軸レール１０１及びＹ軸レール１０２と交差するＺ軸レール１０３を備える。特に、本実施形態においては、各レール１０１，１０２，１０３は互いに直交する方向に延在する。

【0113】

Ｙ軸レール１０２は、Ｘ軸レール１０１がＹ軸方向に移動可能なようにＸ軸レール１０１を保持する。また、Ｘ軸レール１０１は、Ｚ軸レール１０３がＸ軸方向に移動可能なようにＺ軸レール１０３を保持する。そして、Ｚ軸レール１０３は、キャリッジ１（支持手段の一例）がＺ軸方向に移動可能なようにキャリッジ１を保持する。

【0114】

液体を吐出する装置１００は、キャリッジ１をＺ軸レール１０３に沿ってＺ軸方向に動かす第１のＺ方向駆動部９２と、Ｚ軸レール１０３をＸ軸レール１０１に沿ってＸ軸方向に動かすＸ方向駆動部７２を備える。また、液体を吐出する装置１００は、Ｘ軸レール１０１をＹ軸レール１０２に沿ってＹ軸方向に動かすＹ方向駆動部８２を備える。さらに、液体を吐出する装置１００は、キャリッジ１に対してヘッド保持体７０をＺ軸方向に動かす第２のＺ方向駆動部９３を備える。

【0115】

前述した液体吐出ヘッドは、液体吐出ヘッド１０のノズル１４（図２参照）が液体付与対象５００に対向するようにヘッド保持体７０に取り付けられる。このように構成された 液体を吐出する装置１００は、キャリッジ１をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向に動かしながら、ヘッド保持体７０に取り付けられた液体吐出ヘッドから液体付与対象５００に向けて液体の一例であるインクを吐出し、液体付与対象５００に描画を行う。

【0116】

次に、液体吐出装置の別の実施例であるインクジェットプリンタ２０１の構成について、図を参照して、以下に説明する。

【0117】

図２７に示されるように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ２０１は、プリントヘッド２０２と、Ｘ－Ｙテーブル２０３と、カメラ２０４と、制御部２０９と、駆動部２１１などを備えている。

【0118】

プリントヘッド２０２は、被塗装物Ｍの被塗装面に向けてインク（液体）を吐出するインクジェット方式の液体吐出ヘッドである。なお、ここでいう「インク」には「塗料」も含まれるものとする。プリントヘッド２０２は、複数の弁型ノズルを備え、インクは各弁型ノズルからプリントヘッド２０２の吐出面とは垂直な方向に吐出される。すなわち、プリントヘッド２０２のインクの吐出面は、Ｘ－Ｙテーブル２０３の移動によって形成されるＸＹ平面と平行であり、各弁型ノズルから吐出されるインクドットはＸ－Ｙ平面に対して垂直な方向に吐出される。また、各弁型ノズルから吐出されるインクの吐出方向はそれぞれ平行に吐出される。各弁型ノズルは、それぞれ所定の色のインクタンクと連結されている。また、インクタンクが加圧装置によって加圧されていることにより、各弁型ノズルと被塗装物Ｍのプリント対象面との距離が２０ｃｍ程度であれば、問題なく各弁型ノズルからインクドットをプリント対象面に吐出することができる。

【0119】

Ｘ－Ｙテーブル２０３は、プリントヘッド２０２及びカメラ２０４を互いに直交するＸ方向及びＹ方向に移動させる機構を備えている。具体的に、Ｘ－Ｙテーブル２０３は、プリントヘッド２０２及び後述のカメラ２０４を保持するスライダをＸ方向に移動させるＸ軸移動機構２０５と、Ｘ軸移動機構２０５を２つのアームで保持しつつＹ方向に移動させるＹ軸移動機構２０６とを備えている。また、Ｙ軸移動機構２０６にはシャフト２０７が 設けられており、このシャフト２０７をロボットアーム２０８が保持して駆動することにより、プリントヘッド２０２を被塗装物Ｍに対してプリントを行うべき所定位置に自由に配置できる。例えば、被塗装物Ｍが自動車である場合、ロボットアーム２０８は、プリントヘッド２０２を図２８に示されるような自動車の上部あるいは図２９に示されるような 自動車の横位置などに配置できる。なお、ロボットアーム２０８の動作は、予め制御部２０９に格納されたプログラムに基づいて制御される。

【0120】

カメラ２０４は、被塗装物Ｍのプリント対象面を撮影するデジタルカメラなどの撮像手段である。カメラ２０４は、Ｘ軸移動機構２０５及びＹ軸移動機構２０６によってＸ方向及びＹ方向に移動しながら被塗装物Ｍのプリント対象面の所定の範囲を一定の微小な間隔で撮影する。カメラ２０４のレンズ及び解像度などの仕様は、プリント対象面の所定の範囲について複数の細分割画像の撮影が可能なように適宜選択される。カメラ２０４による プリント対象面の複数の細分割画像の撮影は、後述の制御部２０９によって連続的、かつ、自動的に行われる。

【0121】

制御部２０９は、カメラ２０４によって撮影された画像を編集する画像編集ソフトウエアＳと予め設定された制御プログラムに基づいてＸ－Ｙテーブル２０３を動作させてプリントヘッド２０２のプリント動作（インク吐出動作）を制御する。制御部２０９は、いわゆるマイクロコンピュータによって構成され、各種のプログラム及び撮影済みの画像のデータのほかプリントすべき画像のデータなどを記録保存する記憶装置、プログラムに従って各種の処理を実行する中央処理装置、キーボードやマウスなどの入力装置、必要に応じてＤＶＤプレイヤーなどを備えている。さらに、制御部２０９は、モニタ２１０を備えている。モニタ２１０は、制御部２０９への入力情報や制御部２０９による処理結果などを表示する。

【0122】

制御部２０９は、カメラ２０４によって撮影された複数の細分割画像データを、画像処理ソフトを用いて画像処理を行い、被塗装物Ｍの平面でないプリント対象面を平面に投影された合成プリント面として生成する。また、制御部２０９は、既にプリント対象面にプリントされた画像に対して連続するようにプリントされる描画対象画像を、合成プリント面に重ね、描画対象画像がプリント済み画像の縁端部と連続するように編集を行い、描画対象編集画像を生成する。例えば、図３０（ｃ）に示した描画対象画像であるプリント画像２５２ｂについて、隣接するプリント画像２５２ａとの間に非プリント領域２５３が形成されないようにプリント画像２５２ｂを合成プリント面に整合するように編集することにより、描画対象編集画像を生成する。そして、生成された描画対象編集画像に基づいて プリントヘッド２０２からプリント対象面にインクが吐出されることにより、新しい画像がプリント済みの画像との間に隙間を生じることなくプリントされる。なお、カメラ２０４による複数の細分割画像の撮影及びプリントヘッド２０２の各ノズルからのインクの吐出によるプリントの動作は、制御部２０９によって動作制御された駆動部２１１によって行われる。

【0123】

図３０（ａ）においては、球状物の液体付与対象２５１の球面状の表面にインクジェットノズルによって二次元の四角形を形成するような場合に、ノズルヘッド２５０に搭載された各インクジェットノズルから噴射されるインクの吐出方向が図示されている。図３０（ｂ）においては、ノズルヘッド２５０に搭載された各インクジェットノズルから噴射されるインクはノズルヘッド２５０に対して垂直方向に吐出されるので、液体付与対象２５１の表面にプリントされたプリント画像２５２ａが、周辺が歪んだ形状の四角形となることが図示されている。

【0124】

＜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３１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。

【0125】

＜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。

【0126】

＜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。

【0127】

＜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。

【0128】

＜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。

【0129】

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。

【0130】

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。

【0131】

加熱工程部１３０は、図３１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。

【0132】

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。

【0133】

図３２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１００は、ポンプ８１０と、制御バルブ８１１、８１２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８０７、チューブ８０８を循環することが可能である。また、液体を吐出する装置１００は、外部タンク８１３が設けられており、タンク８０７内の液体組成物が減少した際に、ポンプ８１０と、制御バルブ８１１、８１２、８１４を制御することにより、外部タンク８１３からタンク８０７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。

【0134】

＜本発明に係る弾性部材を構成する弾性部の数について＞
上記した実施例では、弾性部材４０が弾性率の異なる２つの弾性部から構成される例を挙げて説明した。一方で、本発明はこれに限らず、例えば、弾性部材を３つ以上の弾性部から構成しても適用することができる。

【0135】

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。

【0136】

[第１態様]
第１態様は、液体（例えば、インク）を吐出する吐出口（例えば、ノズル１４）と、前記吐出口を開閉する弁体（例えば、開閉弁３１）と、前記弁体を開閉駆動する駆動手段（例えば、圧電素子３２）とを備える液体吐出ヘッド（例えば、液体吐出ヘッド１０）であって、前記弁体は、前記吐出口に当接することで前記液体の吐出を封止する弾性部材（例えば、弾性部材４０）と、前記弾性部材を支持する支持部が設けられた芯材（例えば、芯材３１０）とを有し、前記弾性部材は、少なくとも弾性率が異なる２以上の部位を含むことを特徴としている。

【0137】

[第２態様]
第２態様は、第１態様において、前記弾性部材は、前記吐出口側に位置する第１の弾性部（例えば、吐出側弾性部４０１、４０１ｄ、４０１ｆ、４１１、４１１ｓ）と、前記芯材側に位置し且つ前記第１の弾性部とは弾性率の異なる第２の弾性部（例えば、芯材側弾性部４０２、４１２、バネ４０２ａ、４０２ｂ）とを有することを特徴としている。

【0138】

[第３態様]
第３態様は、第２態様において、前記第１の弾性部は、前記第２の弾性部よりも弾性率が大きいことを特徴としている。

【0139】

[第４態様]
第４態様は、第３態様において、前記第１の弾性部のバネ定数は、前記弾性部材の直径が０．５～１ｍｍで且つ厚みが５００μｍのときに１～２Ｋ／μｍであり、前記第２の弾性部のバネ定数は、前記弾性部材の直径が０．５～１ｍｍで且つ厚みが５００μｍのときに０．０５～１Ｋ／μｍであることを特徴としている。

【0140】

[第５態様]
第５態様は、第２態様において、前記第２の弾性部は、前記第１の弾性部よりも弾性率が大きいことを特徴としている。

【0141】

[第６態様]
第６態様は、第５態様において、前記第１の弾性部のバネ定数は、前記弾性部材の直径が０．５～１ｍｍで且つ厚みが５００μｍのときに０．０５～１Ｎ／μｍであり、前記第２の弾性部のバネ定数は、前記弾性部材の直径が０．５～１ｍｍで且つ厚みが５００μｍのときに１～２Ｎ／μｍであることを特徴としている。

【0142】

[第７態様]
第７態様は、第５態様または第６態様において、前記液体は、硬質粒子が含まれている（例えば、フィラー入りインク）ことを特徴としている。

【0143】

[第８態様]
第８態様は、第２態様において、前記第１の弾性部と前記第２の弾性部とのうちの少なくとも一方は、樹脂またはゴム部材のいずれかであることを特徴としている。

【0144】

[第９態様]
第９態様は、第２態様において、前記第１の弾性部は、樹脂またはゴム部材のうちのいずれかであり、前記第２の弾性部は、バネ部材であることを特徴としている。

【0145】

[第１０態様]
第１０態様は、第１態様において、前記支持部は、前記弾性部材を挿入するための凹部（例えば、凹部３１２）を有することを特徴としている。

【0146】

[第１１態様]
第１１態様は、第１０態様において、前記弾性部材の外周部と、前記凹部の側壁との間は、所定の間隔（例えば、間隙３１１）が設けられていることを特徴としている。

【0147】

[第１２態様]
第１２態様は、第１０態様において、前記弾性部材の外周部の一部と、前記凹部の側壁とが当接することを特徴としている。

【0148】

[第１３態様]
第１３態様は、第１０態様において、前記芯材は、前記弾性部材を前記凹部から前記吐出口側への抜けることを防止するための抜け止め部材（例えば、抜け止め部３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｆ）を有することを特徴としている。

【0149】

[第１４態様]
第１４態様は、第１態様乃至第１３態様のいずれかの液体吐出ヘッドと、制御手段と、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、液体吐出ヘッドを支持する支持手段（例えば、キャリッジ１）とを有する液体を吐出する装置（例えば、液体を吐出する装置１００）であることを特徴としている。

【符号の説明】

【0150】

１０ 液体吐出ヘッド
１４ ノズル（吐出口）
１５ ノズル板
１５ａ 微小なうねり
３１、１０３１ 開閉弁
３２ 圧電素子（駆動体）
４０、１０４０、１０４１ 弾性部材（円柱部材）
１００ 液体を吐出する装置
３１０、１３１０芯材
３１０ａ、３１０ｆ 抜け止め部（カギ状）
３１０ｂ 抜け止め部（三角山状）
３１０ｃ 分割線
３１０ｇ 押さえ板
３１１ 間隙
３１２ 凹部
４０１、４０１ｄ、４０１ｆ、４１１、４１１ｓ 吐出側弾性部
４０１ａ 凹み
４０１ｂ 端面
４０１ｃ つば部
４０１ｇ 抜け止め部
４０２、４１２ 芯材側弾性部
４０２ａ バネ（コイルバネ）
４０２ｂ バネ（皿バネ）
１０４０ｂ 端面
１０４０ｄ 微細な凹み
１０４１ｂ 端面

【先行技術文献】

【特許文献】

【0151】

【特許文献1】特開２０２０－２３１７７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】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】