ノズルヘッドの製造方法、液体吐出装置、及びノズルヘッド
【課題】ノズルヘッド内に適切にフィルタ部を設ける。
【解決手段】ノズルから液滴を吐出するノズルヘッド１２の製造方法であって、圧電素子準備工程と、液滴を吐出するノズル３０２と、ノズル３０２へ供給する液体を外部から導入する導入口３０８とを有するチャンバ部１０２を準備するチャンバ部準備工程と、圧電素子２０６が発生する圧力を伝えるダイヤフラム２０２であって、チャンバ部１０２の導入口３０８の少なくとも一部を覆う位置に形成されるフィルタ部４１８とを有するダイヤフラム２０２を形成するダイヤフラム形成工程と、ダイヤフラム２０２を挟んでチャンバ部１０２と対向する位置に圧電素子２０６を設置し、かつ、ダイヤフラム２０２をチャンバ部１０２に固定する組立工程とを備え、ダイヤフラム形成工程は、エッチング加工によりフィルタ部４１８を形成する。
【解決手段】ノズルから液滴を吐出するノズルヘッド１２の製造方法であって、圧電素子準備工程と、液滴を吐出するノズル３０２と、ノズル３０２へ供給する液体を外部から導入する導入口３０８とを有するチャンバ部１０２を準備するチャンバ部準備工程と、圧電素子２０６が発生する圧力を伝えるダイヤフラム２０２であって、チャンバ部１０２の導入口３０８の少なくとも一部を覆う位置に形成されるフィルタ部４１８とを有するダイヤフラム２０２を形成するダイヤフラム形成工程と、ダイヤフラム２０２を挟んでチャンバ部１０２と対向する位置に圧電素子２０６を設置し、かつ、ダイヤフラム２０２をチャンバ部１０２に固定する組立工程とを備え、ダイヤフラム形成工程は、エッチング加工によりフィルタ部４１８を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルヘッドの製造方法、液体吐出装置、及びノズルヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電素子の変位による圧力を利用してインク滴を吐出するインクジェットヘッドが知られている。このようなインクジェットヘッドにおいては、例えば、薄板状のダイヤフラムを用いて、圧電素子の変位による圧力を伝達する（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−５２７０９号公報
【特許文献２】特開２００５−２８７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
インクジェットヘッドにおいては、ノズルへ至るインクの流路への異物の混入等により、インクの吐出性能が低下してしまう場合がある。そのため、例えば特許文献１に開示されている構成においては、ダイヤフラムの一部に、フィルタ部を設けている。
【０００４】
しかし、通常、インクジェットヘッドに用いられるダイヤフラムは、非常に厚みが小さく、加工が難しい。そのため、例えば機械的な加工等によりダイヤフラムに直接フィルタ部を形成しようとすると、ダイヤフラムを破壊してしまうおそれがある。また、例えばダイヤフラムとは別にフィルタ部を形成し、後付けでノズルヘッドにフィルタ部を取り付けようとする場合、部品点数の増加により、コストの上昇を招くこととなる。
【０００５】
そのため、従来、ノズルヘッド内に適切にフィルタ部を設けることは困難であった。そこで、本発明は、上記の課題を解決できるノズルヘッドの製造方法、液体吐出装置、及びノズル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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）ノズルから液滴を吐出するノズルヘッドの製造方法であって、圧電素子を準備する圧電素子準備工程と、液滴を吐出するノズルと、ノズルへ供給する液体を外部から導入する導入口とを有するチャンバ部を準備するチャンバ部準備工程と、圧電素子が発生する圧力を伝えるダイヤフラムであって、チャンバ部の導入口の少なくとも一部を覆う位置に形成されるフィルタ部とを有するダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程と、ダイヤフラムを挟んでチャンバ部と対向する位置に圧電素子を設置し、かつ、チャンバ部の導入口の少なくとも一部をダイヤフラムのフィルタが覆う状態で、ダイヤフラムをチャンバ部に固定する組立工程とを備え、ダイヤフラム形成工程は、エッチング加工によりフィルタ部を形成する。
【０００７】
このようにした場合、ダイヤフラムに直接フィルタ部を形成できるため、部品点数を削減し、コストの上昇を抑えることができる。また、エッチング加工によりフィルタ部を形成することにより、例えば機械的な加工を行う場合等と比べ、ダイヤフラムに不必要な力が加わることをなくし、フィルタ部の加工時にダイヤフラムが破壊されることを防ぐことができる。
【０００８】
（構成２）ダイヤフラムは、ネジを通す貫通孔を更に有し、当該貫通孔を通るネジによってチャンバ部に固定され、ダイヤフラム形成工程は、エッチング加工により、貫通孔とフィルタ部とを同時に形成する。
【０００９】
このようにすれば、ダイヤフラムをチャンバ部に適切に固定できる。この固定は、例えば、チャンバ部との間にダイヤフラムを挟むダイヤフラム押さえ部材等を用いて、ダイヤフラム押さえ部材等をチャンバ部にネジ止めすることにより行ってもよい。
【００１０】
また、この場合、固定に必要な貫通孔と同時にフィルタ部を形成することにより、フィルタ部の形成のみのために新たな工程が増えることもない。そのため、このようにすれば、より適切にコストを抑えつつ、ダイヤフラムにフィルタ部を形成できる。
【００１１】
尚、エッチング加工により同時に形成するとは、例えば、貫通孔及びフィルタ部にそれぞれ対応するパターンが形成されたエッチングマスクを用いた一回のエッチング加工により、貫通孔及びフィルタ部を形成することである。このエッチングマスクは、例えばフォトリソグラフィ技術で形成される。この場合、エッチングマスクに形成されるパターンが増加しても工程のコストは変わらないため、フィルタ部の形成に必要なコストを適切に抑えることができる。エッチングマスクは、例えば、ダイヤフラムの両面に形成される。
【００１２】
（構成３）ダイヤフラムは、金属で形成されており、ダイヤフラムの厚さは、１０〜５０μｍである。このようにすれば、圧力を伝えるというダイヤフラムに必要な機能と、エッチング加工による加工性とを適切に両立させることができる。
【００１３】
また、このようにした場合、例えば樹脂等でダイヤフラムを形成する場合等と比べ、エッチング加工によりフィルタ部を形成しやすくなる。ダイヤフラムを構成する金属としては、例えばステンレス等を用いることができる。
【００１４】
尚、ダイヤフラムの厚さが小さ過ぎる場合、エッチング加工の制御が難しくなるため、フィルタ部のような網目状の構成を適切に形成することは困難になる。また、エッチング加工によりフィルタ部を形成できたとしても、フィルタ部の網目が壊れやすくなり、必要な耐久性を得ることができない。更には、フィルタ部が壊れやすくなると、フィルタ部の破片が異物になって液体に混入してしまい、かえって液体の吐出性能を低下させるおそれもある。
【００１５】
一方、ダイヤフラムの厚さが大き過ぎる場合、剛性が大きくなり過ぎ、圧電素子が発生する圧力を適切に伝えることができなくなるおそれがある。また、エッチング加工に必要な時間が大きくなり過ぎるおそれもある。これに対し、構成３のようにすれば、必要な強度の確保と加工しやすさを両立させて、ダイヤフラムにフィルタ部を適切に形成できる。
【００１６】
（構成４）液滴を吐出する液体吐出装置であって、構成１から３のいずれかに記載のノズルヘッドの製造方法で製造されたノズルヘッドと、ノズルヘッドを制御する制御部とを備える。このように構成すれば、構成１から３と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
（構成５）ノズルから液滴を吐出するノズルヘッドであって、圧電素子と、液滴を吐出するノズルと、ノズルへ供給する液体を外部から導入する導入口とを有するチャンバ部と、圧電素子が発生する圧力を伝えるダイヤフラムであって、チャンバ部の導入口の少なくとも一部を覆う位置に形成されるフィルタ部とを有するダイヤフラムとを備え、ダイヤフラムは、金属で形成されており、ダイヤフラムの厚さは、１０〜５０μｍである。このように構成すれば、ダイヤフラムの加工が容易になり、フィルタ部を適切に形成できる。そのため、ノズルヘッド内に適切にフィルタ部を設けることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、例えば、ノズルヘッド内に適切にフィルタ部を設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る液体吐出装置１０の構成の一例を示す。液体吐出装置１０は、液滴の一例であるインク滴を被吐出部材５０に吐出する印刷装置であり、ノズルヘッド１２、テーブル１４、及び制御部１６を備える。
【００２０】
ノズルヘッド１２は、制御部１６の指示に応じて、被吐出部材５０へインク滴を吐出する。テーブル１４は、被吐出部材５０を上面に保持しており、制御部１６の指示に応じて移動することにより、ノズルヘッド１２と被吐出部材５０との相対位置関係を変化させる。制御部１６は、ノズルヘッド１２の吐出タイミング、及びテーブル１４の位置を制御する。本例によれば、例えば、予め設定された吐出パターンに応じて、被吐出部材５０へインク滴を適切に吐出できる。また、これにより、被吐出部材５０へ適切に印刷を行うことができる。
【００２１】
尚、液体吐出装置１０は、印刷装置以外の液体吐出装置であってもよい。例えば、液体吐出装置１０は、液晶カラーフィルタや、有機ＥＬ発光層等の材料を液滴として吐出してもよい。また、液体吐出装置１０は、例えば接着剤や絶縁樹脂等、又は各種薬液等の液滴を吐出してもよい。
【００２２】
また、被吐出部材５０は、例えば紙やフィルム等の平坦な媒体に限らず、立体的形状を有する製品等であってもよい。例えば、被吐出部材５０は、ＩＣが実装された基板等であってよい。この場合、液体吐出装置１０は、例えば、実装されたＩＣの端子に絶縁樹脂を吐出する。また、被吐出部材５０は、薬品の反応容器等であってもよい。この場合、液体吐出装置１０は、例えば、反応容器内に薬液を吐出する。
【００２３】
また、被吐出部材５０が立体的な形状を有する場合、液体吐出装置１０は、例えば平坦な媒体に液体を吐出する場合と比べてより吐出距離の大きなノズルヘッド１２を備えることが好ましい。このように構成すれば、例えば、ノズルヘッド１２と被吐出部材５０との間の距離を大きく保つことにより、被吐出部材５０の表面に凹凸がある場合にも、適切に液体を目標位置へ吐出できる。この場合、ノズルヘッド１２と被吐出部材５０との間の距離は、１０ｍｍ以上、例えば１０〜３０ｍｍとすることが好ましい。また、ノズルヘッド１２と被吐出部材５０との間の距離をこのように大きくする場合、ノズルヘッド１２の一回あたりの液滴の吐出量を、平坦な媒体に液体を吐出する場合と比べて大きくすることが好ましい。例えば、一回あたりの液滴の吐出量は、１００ｐリットル以上、例えば１００〜２０００ｐリットルとすることが好ましい。
【００２４】
図２は、ノズルヘッド１２の詳細な構成の第１の例を示す分解斜視図である。本例において、ノズルヘッド１２は、チャンバ部１０２、駆動部１０４、及び複数のネジ１０６を備える。また、ノズルヘッド１２は、ノズル３０２の吐出方向が下向きになる状態で、液体吐出装置１０（図１参照）に取り付けられる。ノズルヘッド１２は、チャンバ部１０２、駆動部１０４、及び複数のネジ１０６を組み合わせた構成を、複数組備えてもよい。この場合、これらの構成は、例えば、並べて配置されて、それぞれのチャンバ部１０２のノズルから液体を吐出する。
【００２５】
チャンバ部１０２には、液滴を吐出する１個のノズル３０２と、ノズル３０２へ液体を供給するための流路３０４とが形成されている。チャンバ部１０２には、複数のノズル３０２が形成されていてもよい。
【００２６】
ノズル３０２は、チャンバ部１０２において駆動部１０４と対向する面と垂直な側面にエッチング等により形成された孔である。これにより、チャンバ部１０２は、ノズル３０２から、側面方向へ液滴を吐出する。
【００２７】
流路３０４は、外部から供給される液体を、ノズル３０２まで導くための溝であり、その一部に、導入口３０８及び液室３０６を有する。導入口３０８は、ノズル３０２へ供給する液体を外部から導入する開口部であり、駆動部１０４と対向する面に開口している。液室３０６は、ノズル３０２の前段において液体を貯えるために幅広になっている領域であり、導入口３０８と並んで、駆動部１０４と対向する面に開口している。流路３０４において、導入口３０８と液室３０６との間は、液室３０６のノズル３０２側の出口と同程度、又はこれよりも狭い溝で結ばれる。そして、導入口３０８及びこの溝を介して、液室３０６には、ノズル３０２に供給される液体が注入される。
【００２８】
また、本例において、チャンバ部１０２には、駆動部１０４をチャンバ部１０２にネジ止めするための複数のネジ孔４２０が、駆動部１０４と対向する面に更に形成されている。各ネジ孔４２０は、チャンバ部１０２を貫通しない止め孔であり、各ネジ１０６を締結可能なように、雌ネジ加工されている。尚、チャンバ部１０２は、例えばチタン又はステンレス等の金属で形成される。このように構成すれば、例えば、ネジ孔４２０の雌ネジ加工が容易になる。また、チャンバ部１０２の厚さは、１ｍｍ以上、例えば１〜５ｍｍ、望ましくは２〜３ｍｍであることが好ましい。このように構成すれば、ネジ孔４２０の雌ネジ加工をより適切に行うことができる。
【００２９】
ここで、本例の構成において、ネジ１０６は、駆動部１０４側からチャンバ部１０２に向かって挿入されることとなる。液体吐出装置１０にノズルヘッド１２が取り付けられた状態において、駆動部１０４側は、チャンバ部１０２側と比べ、空間的な余裕が大きい場合が多い。そのため、このような方向にネジ１０６を挿入する場合、液体吐出装置１０にノズルヘッド１２を取り付けたままの状態で、ネジ１０６を操作しやすくなる。そのため、この点においても、本例によれば、ノズルヘッド１２のメンテナンス性を高めることができる。
【００３０】
駆動部１０４は、ダイヤフラム２０２、ダイヤフラム押さえ部材（ドライブホルダ）２０４、コマ２１０、圧電素子２０６、及び固定部材２０８を有する。ダイヤフラム２０２は、チャンバ部１０２における液室３０６の開口部を少なくとも覆う隔膜であり、圧電素子２０６の発生する圧力を液室３０６に伝達する。本例において、ダイヤフラム２０２は、チャンバ部１０２の液室３０６と重なる領域４１６においてコマ２１０と接触しており、コマ２１０を介して圧電素子２０６の圧力を受け取る。そして、領域４１６に受ける圧力を、液室３０６に伝達する。
【００３１】
また、ダイヤフラム２０２には、フィルタ部４１８及び複数の貫通孔４１４が形成されており、これらが形成されている以外の領域において、チャンバ部１０２における駆動部１０４と対向する面の全体を覆う。
【００３２】
フィルタ部４１８は、チャンバ部１０２の導入口３０８の少なくとも一部を覆う位置に形成されており、導入口３０８に供給される液体から異物を除去する。複数の貫通孔４１４は、ネジ１０６を通すための孔である。貫通孔４１４は、雌ネジ加工されていない孔であり、貫通孔４１４の直径は、ネジ１０６の直径よりも大きい。ダイヤフラム２０２は、貫通孔４１４を通るネジ１０６によって、ダイヤフラム押さえ部材２０４と共にチャンバ部１０２に固定される。
【００３３】
ダイヤフラム押さえ部材２０４は、金属又はセラミック等で形成されており、チャンバ部１０２と対向する面にダイヤフラム２０２を接合させて、ダイヤフラム２０２を押さえる。本例において、ダイヤフラム押さえ部材２０４は、接着剤により、ダイヤフラム２０２と貼り合わされている。
【００３４】
また、ダイヤフラム押さえ部材２０４には、ダイヤフラム２０２との接合面と垂直な方向へダイヤフラム押さえ部材２０４をそれぞれ貫通する貫通孔４０６、導入孔４０８、及び複数の貫通孔４１０が形成されている。貫通孔４０６は、ダイヤフラム２０２を挟んでチャンバ部１０２の液室３０６の開口部と対向する位置に形成されており、コマ２１０及び圧電素子２０６を内部に収容する。
【００３５】
導入孔４０８は、ダイヤフラム２０２のフィルタ部４１８を介してチャンバ部１０２の導入口３０８とつながる孔であり、チャンバ部１０２へ液体を導入するための開口部となる。複数の貫通孔４１０は、ネジ１０６を通過させるための孔である。貫通孔４１０は、雌ネジ加工されていない孔であり、貫通孔４１０の直径は、ネジ１０６の直径よりも大きい。
【００３６】
コマ２１０は、圧電素子２０６側の面がダイヤフラム２０２側の面よりも狭くなっているメサ形状の部材であり、一方の面でダイヤフラム２０２と接触し、他方の面で圧電素子２０６と接触するように、貫通孔４０６内に保持される。これにより、コマ２１０は、圧電素子２０６との接触面よりも広い面積で、ダイヤフラム２０２と接触して、圧電素子２０６が発生する圧力を、ダイヤフラム２０２に伝達する。
【００３７】
圧電素子２０６は、例えばピエゾアクチュエータであり、貫通孔４０６に収容されることにより、コマ２１０及びダイヤフラム２０２を挟んでチャンバ部１０２の液室３０６の開口部と対向して保持される。そして、圧電素子２０６は外部から受け取る電圧に応じて圧力を発生させ、コマ２１０及びダイヤフラム２０２を介して液室３０６に圧力を加える。これにより、圧電素子２０６は、液室３０６の液体をノズル３０２へ押しだし、ノズル３０２から液滴を吐出させる。
【００３８】
固定部材２０８は、貫通孔４０６を塞ぐ蓋状部材（ピエゾ固定板）であり、貫通孔４０６におけるダイヤフラム２０２と反対側の開口部から圧電素子２０６を押さえることにより、貫通孔４０６内にダイヤフラム２０２及びコマ２１０を固定する。複数のネジ１０６は、例えば十字穴付きのなべ型の小ネジであり、ダイヤフラム押さえ部材２０４からチャンバ部１０２に向かって、ダイヤフラム押さえ部材２０４の貫通孔４１０、及びダイヤフラム２０２の貫通孔４１４を介してチャンバ部１０２のネジ孔４２０に挿入され、締結される。これにより、チャンバ部１０２は、駆動部１０４に対して、取り外し可能に取り付けられる。
【００３９】
ここで、ノズルヘッド１２の製造方法について更に詳しく説明する。本例におけるノズルヘッド１２の製造方法は、ダイヤフラム以外の部材を準備する部材準備工程、ダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程、及びこれらを組み立てる組立工程とを備える。部材準備工程は、各部材毎に対応して、圧電素子準備工程やチャンバ部準備工程等を有する。
【００４０】
ダイヤフラム形成工程は、例えば、所定の形状に外形が加工された板状部材をエッチング加工することにより、ダイヤフラム２０２を形成する。また、このエッチング加工は、例えば、フォトリソグラフィ技術によりパターニングされたエッチングマスクを用いて、フィルタ部４１８及び複数の貫通孔４１４を同時に形成する。このようにすれば、低いコストで、フィルタ部４１８を適切に形成できる。尚、このエッチング加工は、例えばウェットエッチング法により行うことができる。ウェットエッチング法を用いることにより、より低いコストでフィルタ部を形成できる。
【００４１】
更には、このようにした場合、例えば既製品のフィルタを別途取り付けてフィルタ部を形成する場合等と比べ、フィルタ部４１８の形状等の設計の自由度を高めることができる。これにより、例えば想定される異物の大きさに合わせて、網目の開口部の開口面積や形状を自由に設計できる。
【００４２】
また、フィルタ部４１８の網目の形状は、図２に示した格子状に限らず、他の形状にしてもよい。例えば、フィルタ部４１８の網目の形状は、多数の丸孔を設けた網目状であってもよい。また、フィルタ部４１８の網目は、例えば六角形の開口部を有する形状とし、開口径を揃えつつ、開口比を上げることもできる。
【００４３】
ここで、ダイヤフラム２０２は、例えばステンレス等の金属で形成されることが好ましい。また、ダイヤフラム２０２の厚さは、例えば１０〜５０μｍ、望ましくは１０〜３０μｍ、更に望ましくは１５〜２５μｍとすることが好ましい。このようにすれば、圧力を伝えるというダイヤフラム押さえ部材２０４に必要な機能と、エッチング加工による加工性とを適切に両立させることができる。
【００４４】
尚、このようなダイヤフラム２０２は、例えば、強い圧力を発生する圧電素子２０６と共に用いることができる。そのため、例えば、ノズルヘッド１２と被吐出部材５０との間の距離を１０ｍｍ以上とするノズルヘッド１２において好適に用いることができる。また、例えば接着剤や絶縁樹脂等の、インクと比べて比重や粘度の大きな液体を吐出する場合に、好適に用いることができる。
【００４５】
組立工程は、駆動部１０４の各部材を組み立てることによりダイヤフラム２０２を挟んでチャンバ部１０２と対向する位置に圧電素子２０６を設置し、更に、チャンバ部１０２の導入口３０８の少なくとも一部をダイヤフラム２０２が覆う状態で駆動部１０４をチャンバ部１０２にネジ止めする。これにより、ダイヤフラム２０２がチャンバ部１０２に固定され、ノズルヘッド１２の製造が終了する。
【００４６】
尚、ノズルヘッド１２が、チャンバ部１０２、駆動部１０４、及び複数のネジ１０６を組み合わせた構成を、複数組備える場合、組立工程は、更に、これらの複数組の構成のそれぞれを並べて固定する。これにより、複数のノズル３０２を有するノズルヘッド１２が製造される。この場合、ノズル３０２間の間隔は、例えば０．５〜３ｍｍ、望ましくは１〜２ｍｍとすることが好ましい。このようにすれば、本例のようなダイヤフラム２０２を好適に用いることができる。
【００４７】
以上のように、本例によれば、エッチング加工により、フィルタ部４１８を適切かつ低コストで形成できる。そのため、ノズルヘッド１２内に適切にフィルタ部４１８を設けることができる。
【００４８】
図３は、ノズルヘッド１２の構成の第２の例を示す。尚、以下に説明する点、及び図から違いがわかる特徴等を除き、図３において、図２と同じ符号を付した構成は、図２における構成と同一又は同様のものである。
【００４９】
本例において、チャンバ部１０２には、複数のノズル３０２が形成されている。また、複数のノズル３０２は、例えば０．５〜３ｍｍ、望ましくは１〜２ｍｍの間隔で並べて形成されており、チャンバ部１０２の下面から液滴を吐出する。また、複数のノズル３０２に対応して複数の液室３０６が形成されている。液体の導入口３０８は、複数のノズル３０２に対して共通に、チャンバ部１０２の長手方向へ延伸するように形成されており、それぞれのノズル３０２に対応する液室３０６に液体を供給する。
【００５０】
ダイヤフラム２０２には、チャンバ部１０２の導入口３０８の一部をそれぞれ覆う複数のフィルタ部４１８が形成されている。また、ダイヤフラム２０２は、複数の液室３０６のそれぞれとそれぞれ対向する複数の領域４１６において、圧電素子２０６の圧力を受ける。
【００５１】
ダイヤフラム押さえ部材２０４は、複数のノズル３０２に対応して、貫通孔４０６に、複数のコマ２１０及び複数の圧電素子２０６を収容する。また、ダイヤフラム２０２に形成される複数のフィルタ部４１８に対応して、ダイヤフラム押さえ部材２０４には、複数のフィルタ部４１８に対応して、複数の導入孔４０８が形成されている。
【００５２】
また、本例において、駆動部１０４は、複数のバックピース２１２を更に有する。バックピース２１２は、圧電素子２０６を安定に保持するための治具であり、各圧電素子２０６と固定部材２０８との間に挟まれる。
【００５３】
本例のような構成においても、図２を用いて説明した場合と同様に、エッチング加工により、フィルタ部４１８を適切かつ低コストで形成できる。そのため、ノズルヘッド１２内に適切にフィルタ部４１８を設けることができる。
【００５４】
また、本例のチャンバ１０２において、駆動部１０４から遠い側の面は、ノズルヘッド１２の使用時に下方を向く下面となる。そして、チャンバ部１０２の下面には、ノズル３０２から吐出される液体が付着しやすい。そのため、ネジ孔４２０が止め孔ではなく、貫通孔であると、下面における孔の箇所に液体が強固に付着してしまうおそれがある。この場合、下面の汚れを除去しにくくなるため、ノズルヘッド１２を清浄に保つことが困難になるおそれもある。これに対し、ネジ孔４２０を止め孔にした場合、チャンバ部１０２の下面を平滑面にできるため、液体が付着しにくくなる。また、平滑面であれば、拭き取り等が容易になる。そのため、本例によれば、ノズルヘッド１２のメンテナンス性をより適切に高めることができる。
【００５５】
また、本例においては、液体吐出装置１０（図１参照）にノズルヘッド１２が取り付けられた状態において、ネジ１０６の頭は、上方を向く。この場合、作業者はノズルヘッド１２の上側からノズルヘッド１２にアクセスしてネジ１０６を回せばよいため、作業がしやすくなる。そのため、この点においても、本例によれば、ノズルヘッド１２のメンテナンス性を高めることができる。
【００５６】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、例えばノズルヘッドに好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体吐出装置１０の構成の一例を示す図である。
【図２】ノズルヘッド１２の詳細な構成の第１の例を示す分解斜視図である。
【図３】ノズルヘッド１２の構成の第２の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０・・・液体吐出装置、１２・・・ノズルヘッド、１４・・・テーブル、１６・・・制御部、５０・・・被吐出部材、１０２・・・チャンバ部、１０４・・・駆動部、１０６・・・ネジ、２０２・・・ダイヤフラム、２０４・・・ダイヤフラム押さえ部材、２０６・・・圧電素子、２０８・・・固定部材、２１０・・・コマ、２１２・・・バックピース、３０２・・・ノズル、３０４・・・流路、３０６・・・液室、３０８・・・導入口、４０６・・・貫通孔、４０８・・・導入孔、４１０・・・貫通孔、４１２・・・貫通孔、４１４・・・貫通孔、４１６・・・領域、４１８・・・フィルタ部、４２０・・・ネジ孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルヘッドの製造方法、液体吐出装置、及びノズルヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電素子の変位による圧力を利用してインク滴を吐出するインクジェットヘッドが知られている。このようなインクジェットヘッドにおいては、例えば、薄板状のダイヤフラムを用いて、圧電素子の変位による圧力を伝達する（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−５２７０９号公報
【特許文献２】特開２００５−２８７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
インクジェットヘッドにおいては、ノズルへ至るインクの流路への異物の混入等により、インクの吐出性能が低下してしまう場合がある。そのため、例えば特許文献１に開示されている構成においては、ダイヤフラムの一部に、フィルタ部を設けている。
【０００４】
しかし、通常、インクジェットヘッドに用いられるダイヤフラムは、非常に厚みが小さく、加工が難しい。そのため、例えば機械的な加工等によりダイヤフラムに直接フィルタ部を形成しようとすると、ダイヤフラムを破壊してしまうおそれがある。また、例えばダイヤフラムとは別にフィルタ部を形成し、後付けでノズルヘッドにフィルタ部を取り付けようとする場合、部品点数の増加により、コストの上昇を招くこととなる。
【０００５】
そのため、従来、ノズルヘッド内に適切にフィルタ部を設けることは困難であった。そこで、本発明は、上記の課題を解決できるノズルヘッドの製造方法、液体吐出装置、及びノズル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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）ノズルから液滴を吐出するノズルヘッドの製造方法であって、圧電素子を準備する圧電素子準備工程と、液滴を吐出するノズルと、ノズルへ供給する液体を外部から導入する導入口とを有するチャンバ部を準備するチャンバ部準備工程と、圧電素子が発生する圧力を伝えるダイヤフラムであって、チャンバ部の導入口の少なくとも一部を覆う位置に形成されるフィルタ部とを有するダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程と、ダイヤフラムを挟んでチャンバ部と対向する位置に圧電素子を設置し、かつ、チャンバ部の導入口の少なくとも一部をダイヤフラムのフィルタが覆う状態で、ダイヤフラムをチャンバ部に固定する組立工程とを備え、ダイヤフラム形成工程は、エッチング加工によりフィルタ部を形成する。
【０００７】
このようにした場合、ダイヤフラムに直接フィルタ部を形成できるため、部品点数を削減し、コストの上昇を抑えることができる。また、エッチング加工によりフィルタ部を形成することにより、例えば機械的な加工を行う場合等と比べ、ダイヤフラムに不必要な力が加わることをなくし、フィルタ部の加工時にダイヤフラムが破壊されることを防ぐことができる。
【０００８】
（構成２）ダイヤフラムは、ネジを通す貫通孔を更に有し、当該貫通孔を通るネジによってチャンバ部に固定され、ダイヤフラム形成工程は、エッチング加工により、貫通孔とフィルタ部とを同時に形成する。
【０００９】
このようにすれば、ダイヤフラムをチャンバ部に適切に固定できる。この固定は、例えば、チャンバ部との間にダイヤフラムを挟むダイヤフラム押さえ部材等を用いて、ダイヤフラム押さえ部材等をチャンバ部にネジ止めすることにより行ってもよい。
【００１０】
また、この場合、固定に必要な貫通孔と同時にフィルタ部を形成することにより、フィルタ部の形成のみのために新たな工程が増えることもない。そのため、このようにすれば、より適切にコストを抑えつつ、ダイヤフラムにフィルタ部を形成できる。
【００１１】
尚、エッチング加工により同時に形成するとは、例えば、貫通孔及びフィルタ部にそれぞれ対応するパターンが形成されたエッチングマスクを用いた一回のエッチング加工により、貫通孔及びフィルタ部を形成することである。このエッチングマスクは、例えばフォトリソグラフィ技術で形成される。この場合、エッチングマスクに形成されるパターンが増加しても工程のコストは変わらないため、フィルタ部の形成に必要なコストを適切に抑えることができる。エッチングマスクは、例えば、ダイヤフラムの両面に形成される。
【００１２】
（構成３）ダイヤフラムは、金属で形成されており、ダイヤフラムの厚さは、１０〜５０μｍである。このようにすれば、圧力を伝えるというダイヤフラムに必要な機能と、エッチング加工による加工性とを適切に両立させることができる。
【００１３】
また、このようにした場合、例えば樹脂等でダイヤフラムを形成する場合等と比べ、エッチング加工によりフィルタ部を形成しやすくなる。ダイヤフラムを構成する金属としては、例えばステンレス等を用いることができる。
【００１４】
尚、ダイヤフラムの厚さが小さ過ぎる場合、エッチング加工の制御が難しくなるため、フィルタ部のような網目状の構成を適切に形成することは困難になる。また、エッチング加工によりフィルタ部を形成できたとしても、フィルタ部の網目が壊れやすくなり、必要な耐久性を得ることができない。更には、フィルタ部が壊れやすくなると、フィルタ部の破片が異物になって液体に混入してしまい、かえって液体の吐出性能を低下させるおそれもある。
【００１５】
一方、ダイヤフラムの厚さが大き過ぎる場合、剛性が大きくなり過ぎ、圧電素子が発生する圧力を適切に伝えることができなくなるおそれがある。また、エッチング加工に必要な時間が大きくなり過ぎるおそれもある。これに対し、構成３のようにすれば、必要な強度の確保と加工しやすさを両立させて、ダイヤフラムにフィルタ部を適切に形成できる。
【００１６】
（構成４）液滴を吐出する液体吐出装置であって、構成１から３のいずれかに記載のノズルヘッドの製造方法で製造されたノズルヘッドと、ノズルヘッドを制御する制御部とを備える。このように構成すれば、構成１から３と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
（構成５）ノズルから液滴を吐出するノズルヘッドであって、圧電素子と、液滴を吐出するノズルと、ノズルへ供給する液体を外部から導入する導入口とを有するチャンバ部と、圧電素子が発生する圧力を伝えるダイヤフラムであって、チャンバ部の導入口の少なくとも一部を覆う位置に形成されるフィルタ部とを有するダイヤフラムとを備え、ダイヤフラムは、金属で形成されており、ダイヤフラムの厚さは、１０〜５０μｍである。このように構成すれば、ダイヤフラムの加工が容易になり、フィルタ部を適切に形成できる。そのため、ノズルヘッド内に適切にフィルタ部を設けることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、例えば、ノズルヘッド内に適切にフィルタ部を設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る液体吐出装置１０の構成の一例を示す。液体吐出装置１０は、液滴の一例であるインク滴を被吐出部材５０に吐出する印刷装置であり、ノズルヘッド１２、テーブル１４、及び制御部１６を備える。
【００２０】
ノズルヘッド１２は、制御部１６の指示に応じて、被吐出部材５０へインク滴を吐出する。テーブル１４は、被吐出部材５０を上面に保持しており、制御部１６の指示に応じて移動することにより、ノズルヘッド１２と被吐出部材５０との相対位置関係を変化させる。制御部１６は、ノズルヘッド１２の吐出タイミング、及びテーブル１４の位置を制御する。本例によれば、例えば、予め設定された吐出パターンに応じて、被吐出部材５０へインク滴を適切に吐出できる。また、これにより、被吐出部材５０へ適切に印刷を行うことができる。
【００２１】
尚、液体吐出装置１０は、印刷装置以外の液体吐出装置であってもよい。例えば、液体吐出装置１０は、液晶カラーフィルタや、有機ＥＬ発光層等の材料を液滴として吐出してもよい。また、液体吐出装置１０は、例えば接着剤や絶縁樹脂等、又は各種薬液等の液滴を吐出してもよい。
【００２２】
また、被吐出部材５０は、例えば紙やフィルム等の平坦な媒体に限らず、立体的形状を有する製品等であってもよい。例えば、被吐出部材５０は、ＩＣが実装された基板等であってよい。この場合、液体吐出装置１０は、例えば、実装されたＩＣの端子に絶縁樹脂を吐出する。また、被吐出部材５０は、薬品の反応容器等であってもよい。この場合、液体吐出装置１０は、例えば、反応容器内に薬液を吐出する。
【００２３】
また、被吐出部材５０が立体的な形状を有する場合、液体吐出装置１０は、例えば平坦な媒体に液体を吐出する場合と比べてより吐出距離の大きなノズルヘッド１２を備えることが好ましい。このように構成すれば、例えば、ノズルヘッド１２と被吐出部材５０との間の距離を大きく保つことにより、被吐出部材５０の表面に凹凸がある場合にも、適切に液体を目標位置へ吐出できる。この場合、ノズルヘッド１２と被吐出部材５０との間の距離は、１０ｍｍ以上、例えば１０〜３０ｍｍとすることが好ましい。また、ノズルヘッド１２と被吐出部材５０との間の距離をこのように大きくする場合、ノズルヘッド１２の一回あたりの液滴の吐出量を、平坦な媒体に液体を吐出する場合と比べて大きくすることが好ましい。例えば、一回あたりの液滴の吐出量は、１００ｐリットル以上、例えば１００〜２０００ｐリットルとすることが好ましい。
【００２４】
図２は、ノズルヘッド１２の詳細な構成の第１の例を示す分解斜視図である。本例において、ノズルヘッド１２は、チャンバ部１０２、駆動部１０４、及び複数のネジ１０６を備える。また、ノズルヘッド１２は、ノズル３０２の吐出方向が下向きになる状態で、液体吐出装置１０（図１参照）に取り付けられる。ノズルヘッド１２は、チャンバ部１０２、駆動部１０４、及び複数のネジ１０６を組み合わせた構成を、複数組備えてもよい。この場合、これらの構成は、例えば、並べて配置されて、それぞれのチャンバ部１０２のノズルから液体を吐出する。
【００２５】
チャンバ部１０２には、液滴を吐出する１個のノズル３０２と、ノズル３０２へ液体を供給するための流路３０４とが形成されている。チャンバ部１０２には、複数のノズル３０２が形成されていてもよい。
【００２６】
ノズル３０２は、チャンバ部１０２において駆動部１０４と対向する面と垂直な側面にエッチング等により形成された孔である。これにより、チャンバ部１０２は、ノズル３０２から、側面方向へ液滴を吐出する。
【００２７】
流路３０４は、外部から供給される液体を、ノズル３０２まで導くための溝であり、その一部に、導入口３０８及び液室３０６を有する。導入口３０８は、ノズル３０２へ供給する液体を外部から導入する開口部であり、駆動部１０４と対向する面に開口している。液室３０６は、ノズル３０２の前段において液体を貯えるために幅広になっている領域であり、導入口３０８と並んで、駆動部１０４と対向する面に開口している。流路３０４において、導入口３０８と液室３０６との間は、液室３０６のノズル３０２側の出口と同程度、又はこれよりも狭い溝で結ばれる。そして、導入口３０８及びこの溝を介して、液室３０６には、ノズル３０２に供給される液体が注入される。
【００２８】
また、本例において、チャンバ部１０２には、駆動部１０４をチャンバ部１０２にネジ止めするための複数のネジ孔４２０が、駆動部１０４と対向する面に更に形成されている。各ネジ孔４２０は、チャンバ部１０２を貫通しない止め孔であり、各ネジ１０６を締結可能なように、雌ネジ加工されている。尚、チャンバ部１０２は、例えばチタン又はステンレス等の金属で形成される。このように構成すれば、例えば、ネジ孔４２０の雌ネジ加工が容易になる。また、チャンバ部１０２の厚さは、１ｍｍ以上、例えば１〜５ｍｍ、望ましくは２〜３ｍｍであることが好ましい。このように構成すれば、ネジ孔４２０の雌ネジ加工をより適切に行うことができる。
【００２９】
ここで、本例の構成において、ネジ１０６は、駆動部１０４側からチャンバ部１０２に向かって挿入されることとなる。液体吐出装置１０にノズルヘッド１２が取り付けられた状態において、駆動部１０４側は、チャンバ部１０２側と比べ、空間的な余裕が大きい場合が多い。そのため、このような方向にネジ１０６を挿入する場合、液体吐出装置１０にノズルヘッド１２を取り付けたままの状態で、ネジ１０６を操作しやすくなる。そのため、この点においても、本例によれば、ノズルヘッド１２のメンテナンス性を高めることができる。
【００３０】
駆動部１０４は、ダイヤフラム２０２、ダイヤフラム押さえ部材（ドライブホルダ）２０４、コマ２１０、圧電素子２０６、及び固定部材２０８を有する。ダイヤフラム２０２は、チャンバ部１０２における液室３０６の開口部を少なくとも覆う隔膜であり、圧電素子２０６の発生する圧力を液室３０６に伝達する。本例において、ダイヤフラム２０２は、チャンバ部１０２の液室３０６と重なる領域４１６においてコマ２１０と接触しており、コマ２１０を介して圧電素子２０６の圧力を受け取る。そして、領域４１６に受ける圧力を、液室３０６に伝達する。
【００３１】
また、ダイヤフラム２０２には、フィルタ部４１８及び複数の貫通孔４１４が形成されており、これらが形成されている以外の領域において、チャンバ部１０２における駆動部１０４と対向する面の全体を覆う。
【００３２】
フィルタ部４１８は、チャンバ部１０２の導入口３０８の少なくとも一部を覆う位置に形成されており、導入口３０８に供給される液体から異物を除去する。複数の貫通孔４１４は、ネジ１０６を通すための孔である。貫通孔４１４は、雌ネジ加工されていない孔であり、貫通孔４１４の直径は、ネジ１０６の直径よりも大きい。ダイヤフラム２０２は、貫通孔４１４を通るネジ１０６によって、ダイヤフラム押さえ部材２０４と共にチャンバ部１０２に固定される。
【００３３】
ダイヤフラム押さえ部材２０４は、金属又はセラミック等で形成されており、チャンバ部１０２と対向する面にダイヤフラム２０２を接合させて、ダイヤフラム２０２を押さえる。本例において、ダイヤフラム押さえ部材２０４は、接着剤により、ダイヤフラム２０２と貼り合わされている。
【００３４】
また、ダイヤフラム押さえ部材２０４には、ダイヤフラム２０２との接合面と垂直な方向へダイヤフラム押さえ部材２０４をそれぞれ貫通する貫通孔４０６、導入孔４０８、及び複数の貫通孔４１０が形成されている。貫通孔４０６は、ダイヤフラム２０２を挟んでチャンバ部１０２の液室３０６の開口部と対向する位置に形成されており、コマ２１０及び圧電素子２０６を内部に収容する。
【００３５】
導入孔４０８は、ダイヤフラム２０２のフィルタ部４１８を介してチャンバ部１０２の導入口３０８とつながる孔であり、チャンバ部１０２へ液体を導入するための開口部となる。複数の貫通孔４１０は、ネジ１０６を通過させるための孔である。貫通孔４１０は、雌ネジ加工されていない孔であり、貫通孔４１０の直径は、ネジ１０６の直径よりも大きい。
【００３６】
コマ２１０は、圧電素子２０６側の面がダイヤフラム２０２側の面よりも狭くなっているメサ形状の部材であり、一方の面でダイヤフラム２０２と接触し、他方の面で圧電素子２０６と接触するように、貫通孔４０６内に保持される。これにより、コマ２１０は、圧電素子２０６との接触面よりも広い面積で、ダイヤフラム２０２と接触して、圧電素子２０６が発生する圧力を、ダイヤフラム２０２に伝達する。
【００３７】
圧電素子２０６は、例えばピエゾアクチュエータであり、貫通孔４０６に収容されることにより、コマ２１０及びダイヤフラム２０２を挟んでチャンバ部１０２の液室３０６の開口部と対向して保持される。そして、圧電素子２０６は外部から受け取る電圧に応じて圧力を発生させ、コマ２１０及びダイヤフラム２０２を介して液室３０６に圧力を加える。これにより、圧電素子２０６は、液室３０６の液体をノズル３０２へ押しだし、ノズル３０２から液滴を吐出させる。
【００３８】
固定部材２０８は、貫通孔４０６を塞ぐ蓋状部材（ピエゾ固定板）であり、貫通孔４０６におけるダイヤフラム２０２と反対側の開口部から圧電素子２０６を押さえることにより、貫通孔４０６内にダイヤフラム２０２及びコマ２１０を固定する。複数のネジ１０６は、例えば十字穴付きのなべ型の小ネジであり、ダイヤフラム押さえ部材２０４からチャンバ部１０２に向かって、ダイヤフラム押さえ部材２０４の貫通孔４１０、及びダイヤフラム２０２の貫通孔４１４を介してチャンバ部１０２のネジ孔４２０に挿入され、締結される。これにより、チャンバ部１０２は、駆動部１０４に対して、取り外し可能に取り付けられる。
【００３９】
ここで、ノズルヘッド１２の製造方法について更に詳しく説明する。本例におけるノズルヘッド１２の製造方法は、ダイヤフラム以外の部材を準備する部材準備工程、ダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程、及びこれらを組み立てる組立工程とを備える。部材準備工程は、各部材毎に対応して、圧電素子準備工程やチャンバ部準備工程等を有する。
【００４０】
ダイヤフラム形成工程は、例えば、所定の形状に外形が加工された板状部材をエッチング加工することにより、ダイヤフラム２０２を形成する。また、このエッチング加工は、例えば、フォトリソグラフィ技術によりパターニングされたエッチングマスクを用いて、フィルタ部４１８及び複数の貫通孔４１４を同時に形成する。このようにすれば、低いコストで、フィルタ部４１８を適切に形成できる。尚、このエッチング加工は、例えばウェットエッチング法により行うことができる。ウェットエッチング法を用いることにより、より低いコストでフィルタ部を形成できる。
【００４１】
更には、このようにした場合、例えば既製品のフィルタを別途取り付けてフィルタ部を形成する場合等と比べ、フィルタ部４１８の形状等の設計の自由度を高めることができる。これにより、例えば想定される異物の大きさに合わせて、網目の開口部の開口面積や形状を自由に設計できる。
【００４２】
また、フィルタ部４１８の網目の形状は、図２に示した格子状に限らず、他の形状にしてもよい。例えば、フィルタ部４１８の網目の形状は、多数の丸孔を設けた網目状であってもよい。また、フィルタ部４１８の網目は、例えば六角形の開口部を有する形状とし、開口径を揃えつつ、開口比を上げることもできる。
【００４３】
ここで、ダイヤフラム２０２は、例えばステンレス等の金属で形成されることが好ましい。また、ダイヤフラム２０２の厚さは、例えば１０〜５０μｍ、望ましくは１０〜３０μｍ、更に望ましくは１５〜２５μｍとすることが好ましい。このようにすれば、圧力を伝えるというダイヤフラム押さえ部材２０４に必要な機能と、エッチング加工による加工性とを適切に両立させることができる。
【００４４】
尚、このようなダイヤフラム２０２は、例えば、強い圧力を発生する圧電素子２０６と共に用いることができる。そのため、例えば、ノズルヘッド１２と被吐出部材５０との間の距離を１０ｍｍ以上とするノズルヘッド１２において好適に用いることができる。また、例えば接着剤や絶縁樹脂等の、インクと比べて比重や粘度の大きな液体を吐出する場合に、好適に用いることができる。
【００４５】
組立工程は、駆動部１０４の各部材を組み立てることによりダイヤフラム２０２を挟んでチャンバ部１０２と対向する位置に圧電素子２０６を設置し、更に、チャンバ部１０２の導入口３０８の少なくとも一部をダイヤフラム２０２が覆う状態で駆動部１０４をチャンバ部１０２にネジ止めする。これにより、ダイヤフラム２０２がチャンバ部１０２に固定され、ノズルヘッド１２の製造が終了する。
【００４６】
尚、ノズルヘッド１２が、チャンバ部１０２、駆動部１０４、及び複数のネジ１０６を組み合わせた構成を、複数組備える場合、組立工程は、更に、これらの複数組の構成のそれぞれを並べて固定する。これにより、複数のノズル３０２を有するノズルヘッド１２が製造される。この場合、ノズル３０２間の間隔は、例えば０．５〜３ｍｍ、望ましくは１〜２ｍｍとすることが好ましい。このようにすれば、本例のようなダイヤフラム２０２を好適に用いることができる。
【００４７】
以上のように、本例によれば、エッチング加工により、フィルタ部４１８を適切かつ低コストで形成できる。そのため、ノズルヘッド１２内に適切にフィルタ部４１８を設けることができる。
【００４８】
図３は、ノズルヘッド１２の構成の第２の例を示す。尚、以下に説明する点、及び図から違いがわかる特徴等を除き、図３において、図２と同じ符号を付した構成は、図２における構成と同一又は同様のものである。
【００４９】
本例において、チャンバ部１０２には、複数のノズル３０２が形成されている。また、複数のノズル３０２は、例えば０．５〜３ｍｍ、望ましくは１〜２ｍｍの間隔で並べて形成されており、チャンバ部１０２の下面から液滴を吐出する。また、複数のノズル３０２に対応して複数の液室３０６が形成されている。液体の導入口３０８は、複数のノズル３０２に対して共通に、チャンバ部１０２の長手方向へ延伸するように形成されており、それぞれのノズル３０２に対応する液室３０６に液体を供給する。
【００５０】
ダイヤフラム２０２には、チャンバ部１０２の導入口３０８の一部をそれぞれ覆う複数のフィルタ部４１８が形成されている。また、ダイヤフラム２０２は、複数の液室３０６のそれぞれとそれぞれ対向する複数の領域４１６において、圧電素子２０６の圧力を受ける。
【００５１】
ダイヤフラム押さえ部材２０４は、複数のノズル３０２に対応して、貫通孔４０６に、複数のコマ２１０及び複数の圧電素子２０６を収容する。また、ダイヤフラム２０２に形成される複数のフィルタ部４１８に対応して、ダイヤフラム押さえ部材２０４には、複数のフィルタ部４１８に対応して、複数の導入孔４０８が形成されている。
【００５２】
また、本例において、駆動部１０４は、複数のバックピース２１２を更に有する。バックピース２１２は、圧電素子２０６を安定に保持するための治具であり、各圧電素子２０６と固定部材２０８との間に挟まれる。
【００５３】
本例のような構成においても、図２を用いて説明した場合と同様に、エッチング加工により、フィルタ部４１８を適切かつ低コストで形成できる。そのため、ノズルヘッド１２内に適切にフィルタ部４１８を設けることができる。
【００５４】
また、本例のチャンバ１０２において、駆動部１０４から遠い側の面は、ノズルヘッド１２の使用時に下方を向く下面となる。そして、チャンバ部１０２の下面には、ノズル３０２から吐出される液体が付着しやすい。そのため、ネジ孔４２０が止め孔ではなく、貫通孔であると、下面における孔の箇所に液体が強固に付着してしまうおそれがある。この場合、下面の汚れを除去しにくくなるため、ノズルヘッド１２を清浄に保つことが困難になるおそれもある。これに対し、ネジ孔４２０を止め孔にした場合、チャンバ部１０２の下面を平滑面にできるため、液体が付着しにくくなる。また、平滑面であれば、拭き取り等が容易になる。そのため、本例によれば、ノズルヘッド１２のメンテナンス性をより適切に高めることができる。
【００５５】
また、本例においては、液体吐出装置１０（図１参照）にノズルヘッド１２が取り付けられた状態において、ネジ１０６の頭は、上方を向く。この場合、作業者はノズルヘッド１２の上側からノズルヘッド１２にアクセスしてネジ１０６を回せばよいため、作業がしやすくなる。そのため、この点においても、本例によれば、ノズルヘッド１２のメンテナンス性を高めることができる。
【００５６】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、例えばノズルヘッドに好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体吐出装置１０の構成の一例を示す図である。
【図２】ノズルヘッド１２の詳細な構成の第１の例を示す分解斜視図である。
【図３】ノズルヘッド１２の構成の第２の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０・・・液体吐出装置、１２・・・ノズルヘッド、１４・・・テーブル、１６・・・制御部、５０・・・被吐出部材、１０２・・・チャンバ部、１０４・・・駆動部、１０６・・・ネジ、２０２・・・ダイヤフラム、２０４・・・ダイヤフラム押さえ部材、２０６・・・圧電素子、２０８・・・固定部材、２１０・・・コマ、２１２・・・バックピース、３０２・・・ノズル、３０４・・・流路、３０６・・・液室、３０８・・・導入口、４０６・・・貫通孔、４０８・・・導入孔、４１０・・・貫通孔、４１２・・・貫通孔、４１４・・・貫通孔、４１６・・・領域、４１８・・・フィルタ部、４２０・・・ネジ孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから液滴を吐出するノズルヘッドの製造方法であって、
圧電素子を準備する圧電素子準備工程と、
液滴を吐出する前記ノズルと、前記ノズルへ供給する液体を外部から導入する導入口とを有するチャンバ部を準備するチャンバ部準備工程と、
前記圧電素子が発生する圧力を伝えるダイヤフラムであって、前記チャンバ部の前記導入口の少なくとも一部を覆う位置に形成されるフィルタ部とを有するダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程と、
前記ダイヤフラムを挟んで前記チャンバ部と対向する位置に前記圧電素子を設置し、かつ、前記チャンバ部の前記導入口の少なくとも一部を前記ダイヤフラムの前記フィルタが覆う状態で、前記ダイヤフラムを前記チャンバ部に固定する組立工程と
を備え、
前記ダイヤフラム形成工程は、エッチング加工により前記フィルタ部を形成することを特徴とするノズルヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記ダイヤフラムは、ネジを通す貫通孔を更に有し、当該貫通孔を通るネジによって前記チャンバ部に固定され、
前記ダイヤフラム形成工程は、エッチング加工により、前記貫通孔と前記フィルタ部とを同時に形成することを特徴とする請求項１に記載のノズルヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記ダイヤフラムは、金属で形成されており、前記ダイヤフラムの厚さは、１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のノズルヘッドの製造方法。
【請求項４】
液滴を吐出する液体吐出装置であって、
請求項１から３のいずれかに記載のノズルヘッドの製造方法で製造されたノズルヘッドと、
前記ノズルヘッドを制御する制御部と
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
ノズルから液滴を吐出するノズルヘッドであって、
圧電素子と、
液滴を吐出する前記ノズルと、前記ノズルへ供給する液体を外部から導入する導入口とを有するチャンバ部と、
前記圧電素子が発生する圧力を伝えるダイヤフラムであって、前記チャンバ部の前記導入口の少なくとも一部を覆う位置に形成されるフィルタ部とを有するダイヤフラムと
を備え、
前記ダイヤフラムは、金属で形成されており、前記ダイヤフラムの厚さは、１０〜５０μｍであることを特徴とするノズルヘッド。
【請求項１】
ノズルから液滴を吐出するノズルヘッドの製造方法であって、
圧電素子を準備する圧電素子準備工程と、
液滴を吐出する前記ノズルと、前記ノズルへ供給する液体を外部から導入する導入口とを有するチャンバ部を準備するチャンバ部準備工程と、
前記圧電素子が発生する圧力を伝えるダイヤフラムであって、前記チャンバ部の前記導入口の少なくとも一部を覆う位置に形成されるフィルタ部とを有するダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程と、
前記ダイヤフラムを挟んで前記チャンバ部と対向する位置に前記圧電素子を設置し、かつ、前記チャンバ部の前記導入口の少なくとも一部を前記ダイヤフラムの前記フィルタが覆う状態で、前記ダイヤフラムを前記チャンバ部に固定する組立工程と
を備え、
前記ダイヤフラム形成工程は、エッチング加工により前記フィルタ部を形成することを特徴とするノズルヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記ダイヤフラムは、ネジを通す貫通孔を更に有し、当該貫通孔を通るネジによって前記チャンバ部に固定され、
前記ダイヤフラム形成工程は、エッチング加工により、前記貫通孔と前記フィルタ部とを同時に形成することを特徴とする請求項１に記載のノズルヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記ダイヤフラムは、金属で形成されており、前記ダイヤフラムの厚さは、１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のノズルヘッドの製造方法。
【請求項４】
液滴を吐出する液体吐出装置であって、
請求項１から３のいずれかに記載のノズルヘッドの製造方法で製造されたノズルヘッドと、
前記ノズルヘッドを制御する制御部と
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
ノズルから液滴を吐出するノズルヘッドであって、
圧電素子と、
液滴を吐出する前記ノズルと、前記ノズルへ供給する液体を外部から導入する導入口とを有するチャンバ部と、
前記圧電素子が発生する圧力を伝えるダイヤフラムであって、前記チャンバ部の前記導入口の少なくとも一部を覆う位置に形成されるフィルタ部とを有するダイヤフラムと
を備え、
前記ダイヤフラムは、金属で形成されており、前記ダイヤフラムの厚さは、１０〜５０μｍであることを特徴とするノズルヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１６８５８３（Ｐ２００８−１６８５８３Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５９８５（Ｐ２００７−５９８５）
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００１３７８２３）株式会社ミマキエンジニアリング (437)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００１３７８２３）株式会社ミマキエンジニアリング (437)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]