JP2013198885A - 弾性部材、液体吐出ヘッド及び液体吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高粘度の液体を反応良く吐出することができ、且つ、貯留室内の液体の充填性を高めることができる液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出方法を提供する。
【解決手段】弾性部材２０７は、リング状であり、第１部材２０５と第２部材２０６との間に配置されて貯留室２１３の外周部を規定し、第１部材２０５により第２部材２０６側に対して相対的に押圧されて弾性変形されることによって貯留室２１３の容積を増減させ、リング状の低剛性部２３１と、低剛性部２３１に接合して低剛性部２３１の外側に形成され、低剛性部２３１より剛性の高い高剛性部２３２とから構成され、低剛性部２３１は、第１部材２０５と接し、かつ、貯留室２１３の外周部を規定する。
【選択図】図８

Description

本発明は、液体を押圧して液滴状に吐出する弾性部材、液体吐出ヘッド及び液体吐出方法に関する。

記録紙等に対してインクを液滴状に吐出するインクジェット技術が知られている。このインクジェット技術は、例えば、各種のデバイス製造過程におけるパターンの形成及び薄膜の形成等に応用されている。

このようなインクジェット技術には液体吐出装置が用いられる。この液体吐出装置では、シリンジ内の液体がプランジャによって液体吐出ヘッドに供給されることにより、液体吐出ヘッドから液体が液滴状に吐出される（例えば、特許文献１参照）。従来の液体吐出ヘッドでは、第１部材と第２部材とが相互に対向して配置され、第１部材と第２部材との間には、液体が貯留される貯留室が形成されている。第１部材と第２部材との間にはリング状の弾性部材が配置され、この弾性部材によって貯留室の外周部が規定されている。第１部材の内部には、液体を貯留室に供給するための供給孔が設けられ、第２部材の内部には、貯留室内の液体を外部に吐出するための吐出孔が設けられている。

第１部材は、アクチュエータの駆動によって、押圧方向（アクチュエータにより第１部材を押圧する方向）において第２部材に対して近接及び離隔するように変位する。第１部材が第２部材に対して近接する向きに変位した際には、弾性部材が弾性変形することによって、貯留室の容積が減少する。これにより、貯留室内の液体に圧力が加わり、貯留室内の液体が吐出孔より外部に吐出される。一方、第１部材が第２部材に対して離隔する向きに変位した際には、弾性部材の弾性変形が復元することによって、貯留室の容積が増大する。これにより、シリンジからの液体が供給孔より貯留室内に供給される。

特開２００８−３０７４６６号公報

近年、上述したインクジェット技術は、例えば半導体デバイスの製造過程及び発光ダイオードの製造過程にも応用されようとしている。半導体デバイスの製造過程では、高粘度の熱硬化性樹脂を吐出する必要がある。また、発光ダイオードの製造過程では、固形の蛍光体が分散された液体を吐出する必要がある。

しかしながら、上述した従来の液体吐出ヘッドを半導体デバイスの製造過程及び発光ダイオードの製造過程等に用いた場合には、次のような問題が生じる。つまり、従来の液体吐出ヘッドでは、リング状の弾性部材の内側で貯留室が形成され、弾性部材の弾性変形により貯留室からの液体の吐出及び貯留室への液体の供給が行われる。従って、高粘度の液体を反応良く吐出させるために、弾性部材の体積を小さくしつつ、さらに、第１部材の下端面と接する貯留室内の液体の面積を大きくしようとすると、弾性部材の径方向の幅（外径と内径との差）が小さくなり、これに伴って弾性部材の剛性は小さくなる。このような縁の細い弾性部材においては、弾性変形が繰り返されるうちに、その位置がずれ易くなり、また弾性変形前及び弾性変形後の形状が変わり易くなるため、液体の吐出量が不安定になる。また、弾性部材の交換及び洗浄において取り扱いが困難となるため、液体吐出ヘッドのメンテナンスが複雑化する。

以上より、従来のリング状の弾性部材を用いた液体吐出ヘッドでは、液体の吐出量の不安定化や液体吐出ヘッドのメンテナンスの複雑化等の問題が生じるため、高粘度の液体を反応良く吐出させることが困難である。

本発明は、上述した従来の課題を解決するものであり、その目的は、液体吐出ヘッドにおいて高粘度の液体を反応良く吐出することを可能にする弾性部材、液体吐出ヘッド及び液体吐出方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性部材は、液体を押圧して液滴状に吐出する液体吐出ヘッドに用いられる弾性部材であって、前記液体吐出ヘッドは、液体を押圧する第１部材と、前記第１部材に対向して配置され、前記第１部材とともに液体が貯留される貯留室を形成する第２部材と、前記第１部材を前記第２部材に対して近接及び離隔する押圧方向に相対的に変位させる作動部材と、を備え、前記弾性部材は、リング状であり、前記第１部材と前記第２部材との間に配置されて前記貯留室の外周部を規定し、前記第１部材により前記第２部材側に押圧されて弾性変形されることによって前記貯留室の容積を増減させ、前記弾性部材は、リング状の低剛性部と、前記低剛性部に接合して前記低剛性部の外側に形成され、前記低剛性部より剛性の高い高剛性部とから構成され、前記低剛性部は、前記第１部材と接し、かつ、前記貯留室の外周部を規定することを特徴とする。

本態様によれば、弾性部材の一部が剛性の高い材料により構成されるため、弾性部材の径方向の幅を小さくしても、液体の吐出量の不安定化や液体吐出ヘッドのメンテナンスの複雑化等の問題が生じるのが抑えられる。これにより、液体吐出ヘッドにおいて弾性部材の径方向の幅を小さくし、高粘度の液体を反応良く吐出させることができる。

ここで、前記低剛性部は、前記高剛性部と前記第１部材との間に形成され、かつ、前記高剛性部と前記第２部材との間に形成されてもよい。

本態様によれば、弾性部材において低剛性部は高剛性部と第１部材との間にだけでなく、高剛性部と第２部材との間にも形成される。これにより、弾性部材において低剛性部と高剛性部との接合面の面積が大きくなるので、低剛性部と高剛性部との接合強度の高い破損し難い弾性部材を実現できる。

また、前記低剛性部は、前記高剛性部の全周囲を被覆してもよい。

本態様によれば、弾性部材において低剛性部は高剛性部の全周囲を被覆して形成される。これにより、弾性部材において低剛性部と高剛性部との接合面の面積が大きくなるので、低剛性部と高剛性部との接合強度の高い破損し難い弾性部材を実現できる。

また、前記高剛性部には、厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、前記低剛性部は、前記貫通孔内部に形成されてもよい。

本態様によれば、弾性部材において低剛性部が高剛性部の貫通孔内部にも形成される。これにより、弾性部材において低剛性部と高剛性部との接合面の面積が大きくなるので、低剛性部と高剛性部との接合強度の高い破損し難い弾性部材を実現できる。

また、前記高剛性部の表面には段差が形成され、前記低剛性部は、前記段差を被覆するように形成されてもよい。

本態様によれば、弾性部材において低剛性部は高剛性部の段差を被覆するように形成される。これにより、弾性部材において段差の表面の面積分だけ低剛性部と高剛性部との接合面の面積が大きくなるので、低剛性部と高剛性部との接合強度の高い破損し難い弾性部材を実現できる。

また、弾性部材において高剛性部の表面には段差が形成され、高剛性部に膜厚が厚い部分が形成される。これにより、弾性部材における高剛性部の体積が大きくなるので、剛性の高い弾性部材を実現できる。

また、本発明の一態様に係る液体吐出ヘッドは、液体を押圧して液滴状に吐出する液体吐出ヘッドであって、液体を押圧する第１部材と、前記第１部材に対向して配置され、前記第１部材とともに液体が貯留される貯留室を形成する第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に配置されて前記貯留室の外周部を規定し、前記第１部材により前記第２部材側に押圧されて弾性変形されることによって前記貯留室の容積を増減させる弾性部材と、前記第１部材を前記第２部材に対して近接及び離隔する押圧方向に相対的に変位させることにより、前記弾性部材を弾性変形させる作動部材と、を備え、前記弾性部材は、リング状の低剛性部と、前記低剛性部に接合して前記低剛性部の外側に形成され、前記低剛性部より剛性の高い高剛性部とから構成され、前記低剛性部は、前記第１部材と接し、かつ、前記貯留室の外周部を規定することを特徴とする。

本態様によれば、液体吐出ヘッドにおいて高粘度の液体を反応良く吐出させることができる。

また、本発明の一態様に係る液体吐出方法は、液体を押圧する第１部材を、前記第１部材に対向して配置され、前記第１部材とともに液体が貯留される貯留室を形成する第２部材に対して押圧方向の近接する方向に相対的に変位させることにより、前記第１部材と前記第２部材との間に配置されて前記貯留室の外周部を規定する弾性部材を弾性変形させて前記貯留室の容積を減少させ、前記貯留室内の液体を吐出させる液体吐出ステップと、前記第１部材を前記第２部材に対して前記押圧方向の離隔する方向に相対的に変位させることにより、前記弾性部材の弾性変形を復元させて前記貯留室の容積を増大させ、液体を前記貯留室に供給する液体供給ステップと、を含み、前記弾性部材は、リング状の低剛性部と、前記低剛性部に接合して前記低剛性部の外側に形成され、前記低剛性部より剛性の高い高剛性部とから構成され、前記低剛性部は、前記第１部材と接し、かつ、前記貯留室の外周部を規定することを特徴とする。

本態様によれば、液体吐出ヘッドにおいて高粘度の液体を反応良く吐出させることができる。

本発明によれば、液体吐出ヘッドにおいて高粘度の液体を反応良く吐出させることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る液体吐出装置の構成を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを分解した状態で示す斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。 図５Ａは、作動部材が収縮状態に保持された状態での、本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。 図５Ｂは、作動部材が伸長状態に保持された状態での、本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る貯留室の断面図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る弾性部材の詳細な構成を示す平面図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る弾性部材の詳細な構成を示す断面図である。 図９は、本発明の実施の形態の変形例１に係る弾性部材の詳細な構成を示す平面図である。 図１０は、本発明の実施の形態の変形例１に係る弾性部材の詳細な構成を示す断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態の変形例２に係る弾性部材の詳細な構成を示す断面図である。 図１２Ａは、本発明の実施の形態の変形例３に係る弾性部材の詳細な構成を示す平面図である。 図１２Ｂは、本発明の実施の形態の変形例３に係る弾性部材の製造方法を示す平面図である。 図１３は、本発明の実施の形態の変形例３に係る弾性部材の詳細な構成を示す断面図である。 図１４は、本発明の実施の形態の変形例４に係る弾性部材の詳細な構成を示す平面図である。 図１５は、本発明の実施の形態の変形例４に係る弾性部材の詳細な構成を示す断面図である。 図１６は、本発明の実施の形態の変形例５に係る弾性部材の詳細な構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。また、図面において、実質的に同一の構成、動作、および効果を表す要素については、同一の符号を付す。

図１は、本発明の実施の形態に係る液体吐出装置の構成を示す斜視図である。

この液体吐出装置１０は、装置基台１０１と、装置基台１０１に対して主走査方向（図１におけるＸ軸方向）に往復移動自在に支持されたヘッド１０２と、装置基台１０１に対して副走査方向（図１におけるＹ軸方向）に往復移動自在に支持されたステージ１０３と、を備えている。

装置基台１０１には、ヘッド移動機構１０４が支持されている。このヘッド移動機構１０４は、主走査方向に延びるキャリッジ軸１０５と、キャリッジ軸１０５に往復移動自在にガイドされるキャリッジ１０６と、を含んでいる。キャリッジ１０６には、ヘッド１０２が支持されている。例えばモータ等の駆動源（図示せず）によりキャリッジ１０６がキャリッジ軸１０５上を往復移動することによって、ヘッド１０２は、装置基台１０１に対して主走査方向に往復移動される。なお、ヘッド１０２には、例えばシリコン樹脂（シリコンオイル）等の液体を押圧して液滴状に吐出する液体吐出ヘッドが１個又は複数個設けられている。

また、装置基台１０１には、ステージ移動機構１０７が支持されている。このステージ移動機構１０７は、副走査方向に延び、且つ、間隔を置いて配置された一対のステージ軸１０８ａ，１０８ｂを含んでいる。一対のステージ軸１０８ａ，１０８ｂには、ステージ１０３が往復移動自在にガイドされている。ステージ１０３の上面には、例えば基板やトレイに収納された部品等の被吐出物１０９が支持されている。例えばモータ等の駆動源（図示せず）によりステージ１０３が一対のステージ軸１０８ａ，１０８ｂ上を往復移動することによって、ステージ１０３は、装置基台１０１に対して副走査方向に往復移動される。

液体吐出装置１０では、ヘッド１０２とステージ１０３上の被吐出物１０９とをそれぞれ装置基台１０１に対して相対的に移動させながら、ヘッド１０２から液体を被吐出物１０９に向けて液滴状に吐出する。これにより、被吐出物１０９上に液体がドット状に付着し、例えば被吐出物１０９上に所望のパターン又は薄膜等を形成することができる。

次に、図２〜図６を用いて、本実施の形態に係る液体吐出ヘッド２０の構成について説明する。

図２は、本実施の形態に係る液体吐出ヘッド２０の外観を示す斜視図である。図３は、液体吐出ヘッド２０を分解した状態で示す斜視図である。図４は、液体吐出ヘッド２０の断面図（図２中のＡ−Ａ線により切断した断面図）である。図５Ａは、作動部材２１８が収縮状態に保持された状態での、液体吐出ヘッド２０の構成を示す断面図である。図５Ｂは、作動部材２１８が伸長状態に保持された状態での、液体吐出ヘッド２０の構成を示す断面図である。図６は、吐出される液体が充填され押圧される貯留室２１３の断面図（図５Ａ中のＢ−Ｂ線により切断した断面図）である。

この液体吐出ヘッド２０は、液体を押圧して液滴状に吐出する液体吐出ヘッドであって、液体を押圧する第１部材２０５と、第１部材２０５に対向して配置され、第１部材２０５とともに液体が貯留される貯留室２１３を形成する第２部材２０６と、第１部材２０５を第２部材２０６に対して近接及び離隔する押圧方向に相対的に変位させる作動部材２１８と、リング状であり、第１部材２０５と第２部材２０６との間に配置されて貯留室２１３の外周部を規定し、第１部材２０５により第２部材２０６側に押圧されて弾性変形されることによって貯留室２１３の容積を増減させる弾性部材２０７とを備える。

ここで、押圧方向に直交する方向の貯留室２１３の一端側に、液体を貯留室２１３に供給する第１部材２０５の供給孔２１０が連通され、押圧方向に直交する方向の貯留室２１３の他端側に、貯留室２１３内の液体を吐出する第２部材２０６の吐出孔２１４が連通され、供給孔２１０は、押圧方向に直交する方向において吐出孔２１４からずれた位置に配置されており、第１部材２０５には、供給孔２１０と連通され、液体を供給孔２１０に供給する供給流路２０９ｂが設けられており、第１部材２０５における供給流路２０９ｂは、供給孔２１０の開口（下端面Ｓ２での下端側凹部２１１）が設けられた貯留室２１３内側の下端面（第１面）Ｓ２と押圧方向にて位置が異なる上端面（第２面）Ｓ１に液体が供給される開口（上端面Ｓ１での上端側凹部２３０）を有し、第１部材２０５における上端面Ｓ１の面積は、下端面Ｓ２の面積より小さい。なお、上端面Ｓ１の面積とは供給流路２０９ｂの開口を含む面積であり、下端面Ｓ２の面積とは供給孔２１０の開口を含む面積である。

ここで、第１部材２０５における供給孔２１０の中心軸線Ｃ１及び供給流路２０９ｂの中心軸線Ｃ０の少なくともいずれかは、押圧方向に対して傾いている（押圧方向に対する角度が０°より大きく９０°より小さくなっている）。

また、押圧方向に直交する方向において、第１部材２０５における供給流路２０９ｂの開口の中心（上端面Ｓ１での上端側凹部２３０の中心）は、第１部材２０５の重心、具体的に押圧方向の重心と略一致している。

また、液体吐出ヘッド２０は、さらに、第１部材２０５及び作動部材２１８を内部に収容するヘッド本体２０１と、ヘッド本体２０１に固定され、且つ、外部からの液体が供給される供給部材２２６と、供給部材２２６と第１部材２０５との間に接続された接続部材２２５と、を備え、接続部材２２５は、可撓性又は伸縮性を有し、且つ、供給孔２１０と連通される供給流路２０９ｃを有する。

次に、液体吐出ヘッド２０について詳細に説明する。

この液体吐出ヘッド２０は、ヘッド本体２０１を備えている。ヘッド本体２０１は、相互に締結された保持体２０２及び蓄熱体２０３を有している。

蓄熱体２０３は、上面が開口された箱形状に構成されている。蓄熱体２０３の底部には、第２部材２０６により覆われる開口部が設けられている。蓄熱体２０３は、熱伝導性の高い材質、例えば銅やステンレス等で構成されている。蓄熱体２０３の内面には、蓄熱体２０３を加熱するための加熱部材２０４が取り付けられている。

保持体２０２は、蓄熱体２０３の上面の開口を覆うようにして、蓄熱体２０３の上面に取り付けられている。この保持体２０２には、供給部材２２６が挿入される開口部２０２ａが設けられている。保持体２０２は、剛性を有する材質、例えばステンレス等で構成されている。

保持体２０２と蓄熱体２０３とは、例えばネジで構成された例えば４本の締結部材２２３によって相互に強固に締結されている。４本の締結部材２２３はそれぞれ、保持体２０２及び蓄熱体２０３を貫通して延びている。４本の締結部材２２３はそれぞれ、例えばセラミック材等の低熱膨張材料で構成されている。なお、４本の締結部材２２３の各々の線膨張係数は、例えば７×１０^−６／℃である。

ヘッド本体２０１の内部には、第１部材２０５、弾性部材２０７、付勢部材２１６、電極２１７、作動部材２１８、接続部材２２５及び供給部材２２６が設けられている。

外部よりヘッド本体２０１に液体を供給する供給部材２２６は例えばパイプ状に構成され、その内部には、液体が供給される供給流路２０９ａが形成されている。第１部材２０５側に位置する供給部材２２６の下端部側は、保持体２０２の開口部２０２ａに挿入されている。その下端部側に対して第１部材２０５側から離れる側に位置する供給部材２２６の上端部側は、保持体２０２の開口部２０２ａからヘッド本体２０１の外部に延びている。供給部材２２６は、固定用ネジ２２０、固定部材２２１及び一対の固定用ネジ２２２によって保持体２０２に固定されている。固定部材２２１はプレート状に構成され、その中央部には供給部材２２６が挿入される開口部２２１ａが設けられ、一対の固定用ネジ２２２によって保持体２０２に固定されている。供給部材２２６は、固定用ネジ２２０によって固定部材２２１に対して固定されている。

接続部材２２５は、可撓性又は伸縮性を有するチューブであり、例えば耐溶剤性を有するフッ素樹脂等で構成されている。そのため、接続部材２２５の質量は、第１部材２０５の質量よりも小さく構成されている。接続部材２２５の上端部は、供給部材２２６の下端部の外周面に装着され、接続部材２２５の下端部は、ヘッド本体２０１の内部に収容された第１部材２０５の上端部の外周面に装着されている。これにより、接続部材２２５は、供給部材２２６の下端部と第１部材２０５の上端部との間に接続される。接続部材２２５の内部には、供給部材２２６の供給流路２０９ａ及び第１部材２０５の供給流路２０９ｂと連通される供給流路２０９ｃが形成されている。接続部材２２５は、第１部材２０５の上端面Ｓ１における上端側凹部２３０を覆うように設けられている。供給流路２０９ｂの接続部材２２５側の上端部に設けられた上端側凹部２３０は、その断面積が貯留室２１３に向けて漸減するテーパ状に構成されている。接続部材２２５に関する寸法として、例えば、接続部材２２５の供給流路２０９ｃの直径は約２．８ｍｍに構成され、供給流路２０９ｃを形成するパイプ状の接続部材２２５の肉厚は約０．２〜１ｍｍに構成されている。

第１部材２０５はパイプ状に構成され、その内部には、液体を貯留室２１３に供給する供給孔２１０と連通する供給流路２０９ｂが設けられている。第１部材２０５の下端部は、蓄熱体２０３の開口部に挿入され、第１部材２０５の上端部は、蓄熱体２０３の底部よりもやや上側に位置されている。第１部材２０５の外周部には、フランジ状の支持部２０５ａが設けられている。支持部２０５ａは、ヘッド本体２０１の内部において、押圧方向に対して直交する方向の外向きに延びている。第１部材２０５の内部には、供給流路２０９ｂの下流側端部と連通されたオリフィス状の供給孔２１０が形成されている。供給孔２１０の直径は、供給流路２０９ｂの直径よりも小さく構成されている。供給流路２０９ｂの中心軸線Ｃ０及び供給孔２１０の中心軸線Ｃ１は、一致しており、第１部材２０５の押圧方向に対して傾いている。第１部材２０５における供給流路２０９ｂの中心軸線Ｃ０は、第１部材２０５の重心を通過している。第１部材２０５の第２部材２０６側の下端部には、供給孔２１０と貯留室２１３とを相互に接続する下端側凹部２１１が形成されている。下端側凹部２１１は、その断面積が貯留室２１３に向けて漸増するテーパ状に構成されている。

第１部材２０５の上端面Ｓ１の面積は下端面Ｓ２の面積より小さい。言い換えると、第１部材２０５の上端面Ｓ１の幅（押圧方向と直交する方向における幅）は、下端面Ｓ２の幅（押圧方向と直交する方向における幅）より小さい。第１部材２０５の上端面Ｓ１及び下端面Ｓ２は、第１部材２０５の押圧方向に直交する面である。

なお、第１部材２０５は、後述する弾性部材２０７の低剛性部に対して剛性の高い材質、例えばステンレス鋼等で構成されている。第１部材２０５に関する寸法として、例えば、第１部材２０５の外形の直径は約５ｍｍ、オリフィス状の供給孔２１０の直径は約０．１５ｍｍ、供給孔２１０の長さは約１ｍｍ、供給孔２１０に液体を供給する供給流路２０９ｂの直径（内径）は約１．５ｍｍ、供給孔２１０と貯留室２１３とを相互に接続する下端側凹部２１１の直径の最大値は約０．５ｍｍに構成されている。また、上端側凹部２３０の上端面Ｓ１における中心と下端側凹部２１１の下端面Ｓ２における中心との押圧方向に直交する方向の間隔は約０．９５ｍｍ以下に構成されている。

第２部材２０６は、第１部材２０５の下端面Ｓ２と対向するようにして、蓄熱体２０３の底部側に取り付けられている。第２部材２０６の上面には、例えば円形状の貯留室形成用凹部２１２が形成されている。第１部材２０５の下端面Ｓ２と第２部材２０６の貯留室形成用凹部２１２とによって、液体が貯留される貯留室２１３が形成される。第１部材２０５の下端面（下端側凹部２１１を含む）Ｓ２は、貯留室２１３の上面を規定する。第２部材２０６の貯留室形成用凹部２１２（吐出側凹部２１５を含む）は、貯留室２１３の下面を規定する。また、貯留室２１３の直径は、第１部材２０５の下端側凹部２１１の直径の最大値及び第２部材２０６の吐出側凹部２１５の直径の最大値よりも大きく構成されている。

第２部材２０６の内部には、貯留室２１３と連通された吐出孔２１４が形成されている。第２部材２０６の上端部側には、吐出孔２１４と貯留室２１３とを相互に接続する吐出側凹部２１５が形成されている。吐出側凹部２１５は、その断面積が貯留室２１３に向けて漸増するテーパ状に構成されている。第２部材２０６の吐出孔２１４の中心軸線Ｃ２は、第１部材２０５の押圧方向に対して略平行に延びている。

なお、第２部材２０６は、熱伝導性の高い材質、例えばステンレス鋼及びセラミック材等で構成されている。

第２部材２０６に関する寸法として、例えば、吐出孔２１４の直径は約０．１５ｍｍ、吐出孔２１４の長さは０．０３〜０．５ｍｍ、吐出孔２１４と貯留室２１３とを相互に接続するテーパ状の吐出側凹部２１５の直径の最大値は約１ｍｍに構成されている。

弾性部材２０７は、薄い板状、且つ、ＸＹ平面視でリング状に構成されている。この弾性部材２０７は、第１部材２０５と第２部材２０６との間に配置されている。この弾性部材２０７は、貯留室形成用凹部２１２の外周部に配置されることによって、押圧方向に対して直交する方向において貯留室２１３の外周部を規定する。図６に示すように、押圧方向の押圧される面を含む平面における貯留室２１３の断面形状は、円形状で構成されている。後述するように、弾性部材２０７が第１部材２０５により第２部材２０６側に相対的に押圧されて弾性変形された際には、弾性部材２０７の径方向外側への弾性変形が第２部材２０６の貯留室形成用凹部２１２の外周部によって規制される。なお、この弾性部材２０７は、貯留室２１３内の液体が外部に漏れるのを防止するシール機能をも有している。弾性部材２０７の寸法として、例えば、厚みｔは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ、外径は５．２〜７ｍｍ、内径は０．２〜４．８ｍｍに構成されている。

第１部材２０５の供給孔２１０は、押圧方向に対して直交する方向の貯留室２１３の一端側に連通され、吐出孔２１４は、押圧方向に対して直交する方向の貯留室２１３の他端側に連通されている。供給孔２１０は、押圧方向に直交する方向において吐出孔２１４からずれた位置に配置されている。貯留室２１３に連通される供給孔２１０と吐出孔２１４との押圧方向に直交する方向における配置間隔は、例えば１．０〜３．６ｍｍに構成されている。

作動部材２１８は、例えば積層型の圧電素子で構成されたアクチュエータである。作動部材２１８の中央部には貫通孔が設けられ、この貫通孔には第１部材２０５の上端部及び第１部材２０５に接続される接続部材２２５が挿入されている。これにより、作動部材２１８は、第１部材２０５の上端部及び接続部材２２５の周囲を取り囲むようにして、ヘッド本体２０１の内部に配設されている。

作動部材２１８の上端部は、保持体２０２の下面に接触されている。作動部材２１８の下端部は、第１部材２０５の支持部２０５ａの上面に接触されている。付勢部材２１６の付勢力によって、作動部材２１８は、第１部材２０５の支持部２０５ａと保持体２０２との間に挟持されている。

作動部材２１８の外周部には、電極２１７が配設されている。この電極２１７に電圧が印加されたときには、図５Ｂに示すように、作動部材２１８は全体として、押圧方向であるＺ軸方向に伸長される伸長状態に保持される。このとき、第１部材２０５は、作動部材２１８の伸長力によって、押圧方向において第２部材２０６に近接する向きに変位される。電極２１７への電圧の印加が解除されたときには、図５Ａに示すように、作動部材２１８は全体として、Ｚ軸方向に収縮される収縮状態に保持される。このとき、第１部材２０５は、付勢部材２１６の付勢力によって、押圧方向において第２部材２０６から離隔する向きに変位される。なお、作動部材２１８が伸長又は収縮した際における、第１部材２０５の押圧方向における変位量は、例えば約１０μｍである。

付勢部材２１６は、第１部材２０５のフランジ状の支持部２０５ａと蓄熱体２０３の底部との間に設けられている。付勢部材２１６は、皿ばね等で構成されている。この付勢部材２１６の付勢力によって、第１部材２０５の支持部２０５ａは、作動部材２１８側に向けて弾性的に押圧される。付勢部材２１６が支持部２０５ａを押圧する力は、例えば約２０ｋｇｆである。

図４に示すように、本実施の形態の液体吐出装置１０は、さらに、大気圧以上の圧力を有する液体を液体吐出ヘッド２０の第１部材２０５の供給孔２１０に供給する供給部１１０と、液体吐出ヘッド２０の作動部材２１８の動作を制御する作動制御部１１１と、を備えている。

供給部１１０は、シリンジ１１２及びプランジャ１１３を備えている。シリンジ１１２は筒状の容器であり、その内部には、プランジャ１１３が摺動自在に設けられている。このプランジャ１１３によって、シリンジ１１２の内部は、液体が充填された液体室１１４と、空気が密閉された圧力調整室１１５とに区画されている。液体室１１４には、液体供給源１１６より供給された液体が充填される。圧力調整室１１５には、エアーコンプレッサ１１７より供給された圧縮空気が充填される。シリンジ１１２の先端部は、接続チューブ（図示せず）を介して供給部材２２６の上端部に接続されている。これにより、シリンジ１１２の液体室１１４は、接続チューブを介して供給部材２２６の供給流路２０９ａと連通されている。

なお、図４では、シリンジ１１２は、液体吐出ヘッド２０より高い位置に配置されているが、液体吐出ヘッド２０より低い位置に配置されていてもよい。これにより、供給部１１０からの液体吐出ヘッド２０への液体の大気圧以上での加圧供給なことや、液体吐出ヘッド２０より液体が吐出される吐出孔２１４の液だれを防止するために、負圧源（図示せず）からの圧力調整室１１５への負圧の印加を不要とすることが可能である。

圧力調整室１１５に供給された圧縮空気の圧力によって、プランジャ１１３がシリンジ１１２内を液体室１１４側に摺動される。これにより、液体室１１４内の液体がプランジャ１１３によって加圧され、その圧力は大気圧よりも大きい一定の圧力となる。このように大気圧以上の圧力を有する液体は、接続チューブ、ヘッド本体２０１の保持体２０２に保持される供給部材２２６の供給流路２０９ａ、接続部材２２５の供給流路２０９ｃ及び第１部材２０５の供給流路２０９ｂを通して貯留室２１３に供給される。

なお、液体吐出ヘッド２０の貯留室２１３及び吐出孔２１４等に対して供給部１１０が液体を加圧して供給するタイミングの制御は、図示しない供給制御部により行われる。また、液体吐出ヘッド２０の吐出サイクルが比較的遅い場合には、上述の液体供給により貯留室２１３及び吐出孔２１４等に液体が充填されれば、吐出毎に、液体吐出ヘッド２０への供給部１１０からの加圧した液体の供給は必ずしも行わなくてもよい。

作動制御部１１１は、電極２１７に印加される電圧を制御する。液体吐出ヘッド２０から液体を吐出するときには、作動制御部１１１は、電極２１７に電圧を印加する。液体吐出ヘッド２０から液体を吐出しないときには、作動制御部１１１は、電極２１７に印加された電圧を解除する。従って、作動制御部１１１が所定のサイクルで電極２１７に対する電圧の印加と解除とを繰り返すことにより、液体吐出ヘッド２０からの液体の吐出が上記所定のサイクルで行われる。

次に、本実施の形態の液体吐出ヘッド２０による液体吐出方法について説明する。図５Ａに示すように、液体の吐出直前の状態では、貯留室２１３には液体が充填されている。また、電極２１７には電圧が印加されておらず、作動部材２１８は、収縮状態に保持されている。この状態では、第１部材２０５の支持部２０５ａは、付勢部材２１６の付勢力によって作動部材２１８側に向けて弾性的に押圧されている。これにより、第１部材２０５は、第２部材２０６に対して離隔する押圧方向に変位されるので、第１部材２０５による弾性部材２０７の押圧による貯留室２１３の容積の減少が解除されている。

液体の吐出直前の状態では、さらに、加熱部材２０４によって蓄熱体２０３が所定の温度（例えば、３０〜８０℃）まで加熱される。蓄熱体２０３の熱は、第２部材２０６を介して吐出孔２１４の近傍に充填された液体に伝達される。これにより、吐出孔２１４の近傍に充填された液体の温度が上昇して所定の温度に保たれるので、相対的に液体の粘度が低下して液体の粘度が安定する。このように液体の粘度が一定に保たれることにより、メニスカスの形状（即ち、吐出孔２１４内の液体の表面によって形成される凸状又は凹状の曲面形状）をよりスムーズに安定させることができる。なお、後述する液体吐出ステップ及び液体供給ステップにおいても、加熱部材２０４によって蓄熱体２０３の温度が上記所定の温度に保たれる。

上述したように、保持体２０２と蓄熱体２０３とは、低熱膨張材料で構成された例えば４本の締結部材２２３によって相互に締結されているので、加熱部材２０４によって蓄熱体２０３が加熱されることにより、蓄熱体２０３が押圧方向に熱膨張するのを抑制することができる。これにより、ヘッド本体２０１内の空間の押圧方向における距離Ｄ（図５Ａ参照）を一定に保つことができるので、第１部材２０５の第２部材２０６に対する押圧方向（Ｚ軸方向）の変位量を一定に保つことができ、液体を安定して吐出することができる。

液体吐出ヘッド２０から液体を吐出する際には、作動制御部１１１が作動部材２１８の電極２１７に電圧を印加することにより、図５Ｂに示すように、作動部材２１８は、付勢部材２１６の付勢力に抗して収縮状態から伸長状態に変位される。これにより、第１部材２０５の支持部２０５ａは、作動部材２１８の伸長力によって付勢部材２１６側に向けて押圧されるので、第１部材２０５は、第２部材２０６に対して押圧方向の近接する方向に所定の変位量（例えば、約１０μｍ）だけ相対的に変位される。なお、接続部材２２５が湾曲又は伸縮することによって、第１部材２０５の押圧方向への変位が吸収される。この状態では、弾性部材２０７は、第１部材２０５により第２部材２０６側に押圧されて弾性変形され、第１部材２０５は、貯留室２１３内の液体を押圧する。これにより、貯留室２１３の容積が減少するので、貯留室２１３内の液体に圧力が加わり、貯留室２１３内の液体が吐出孔２１４より液滴状に吐出される（液体吐出ステップ）。

液体の吐出が完了した際には、作動制御部１１１による電極２１７への電圧の印加が解除されることにより、図５Ａに示すように、作動部材２１８は、伸長状態から収縮状態に変位される。これにより、第１部材２０５は、付勢部材２１６の付勢力によって第２部材２０６に対して押圧方向の離隔する方向に相対的に変位され、第１部材２０５による弾性部材２０７の押圧が解除される。弾性部材２０７の弾性変形が復元されることにより、貯留室２１３の容積が増大する。これにより、貯留室２１３内の液体に作用する圧力が低下し、またこのタイミングに対応して液体を加圧することにより供給流路２０９ｂ内の液体が供給孔２１０を通して貯留室２１３に供給される（液体供給ステップ）。

上述した液体吐出ステップ及び液体供給ステップが交互に繰り返し行われることによって、液体吐出ヘッド２０の吐出孔２１４から液体が被吐出物１０９に向けて液滴状に吐出される。これにより、液体が被吐出物１０９上にドット状に付着し、例えば被吐出物１０９上に所望のパターン又は薄膜等を形成することができる。

次に、弾性部材２０７の構成について詳細に説明する。図７は、弾性部材２０７の詳細な構成を示す平面図である。図８は、弾性部材２０７の詳細な構成を示す断面図である。なお、図８の弾性部材２０７の断面図は、図７中のＣ−Ｃ線により弾性部材２０７を切断した方向の貯留室２１３周りの要部断面図である。また、図８（ａ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形する前の構成を示し、図８（ｂ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形した後の構成を示している。

弾性部材２０７は、リング状の低剛性部２３１と、低剛性部２３１に接合して低剛性部２３１の外側に形成され、低剛性部２３１より剛性の高い高剛性部２３２とから構成され、低剛性部２３１は、第１部材２０５と接し、かつ、貯留室２１３の外周部を規定する。高剛性部２３２は、リング状の低剛性部２３１の径方向の変形を抑える。

弾性部材２０７は、高剛性部２３２に対して低剛性部２３１を一体的に成型して形成される。弾性部材２０７は、例えば、高剛性部２３２の表面をプライマー処理等の下地処理し、その処理された表面に低剛性部２３１が接するように弾性部材２０７の金型内に高剛性部２３２を配設して低剛性部２３１をアウトサート成型して形成される。弾性部材２０７では、低剛性部２３１の接着力及び把持力等により低剛性部２３１と高剛性部２３２とが接合している。なお、低剛性部２３１と高剛性部２３２との接合強度をより上げたい場合、低剛性部２３１と高剛性部２３２との間に接着材を介在させてもよい。

低剛性部２３１は、弾性及び耐薬品性を有する樹脂及びゴム等の材料、例えばフッ素ゴム及びシリコンゴム等で構成されている。一方、高剛性部２３２は、低剛性部２３１より剛性の高い樹脂、金属及びゴム等の材料、例えばステンレスやリン青銅等のバネ性の高い材料で構成されている。第１部材２０５による弾性部材２０７の押圧による低剛性部２３１の変形量は高剛性部２３２の変形量より大きく、低剛性部２３１が弾性部材２０７の変形の主たる部分を担う。例えば、低剛性部２３１はＪＩＳ１０°〜８０°好ましくはＪＩＳ２０°〜６０°のゴム硬度の材料で構成され、高剛性部２３２はそれより大きいゴム硬度の材料で構成される。

低剛性部２３１は、リング状の高剛性部２３２の上端面（第１部材２０５側の面）と、貯留室２１３内側の側面とを連続して全て被覆するように形成されている。低剛性部２３１は、リング状の高剛性部２３２の内側上方の角部を被覆するように形成されている。

低剛性部２３１の径方向の幅は、弾性部材２０７の径方向の幅と略同一である。同様に、低剛性部２３１の外径及び内径は、弾性部材２０７の外径及び内径の幅と略同一である。つまり、低剛性部２３１の径方向の幅、外径及び内径が、弾性部材２０７の径方向の幅、外径及び内径を規定している。

低剛性部２３１の径方向の幅は、高剛性部２３２の径方向の幅より広い。低剛性部２３１の内径は高剛性部２３２の内径より小さく、低剛性部２３１の外径は高剛性部２３２の外径と略同一である。高剛性部２３２の内径は例えば０．４〜６．８ｍｍである。低剛性部２３１の押圧方向の高さ（低剛性部２３１の厚み例えば０．０５〜０．５ｍｍ）は、高剛性部２３２の押圧方向の高さ（高剛性部２３２の厚み例えば０．０２〜０．３ｍｍ）より大きい。

高剛性部２３２において、貯留室２１３側の側面とは反対側の側面と下端面（第２部材２０６側の面）とは、低剛性部２３１で被覆されておらず、高剛性部２３２の下端面の全面は第２部材２０６の上端面と接している。低剛性部２３１の下端面（第２部材２０６側の面）の一部も第２部材２０６の上端面と接している。

貯留室２１３の外周部は、低剛性部２３１によってのみ規定されており、低剛性部２３１のみが貯留室２１３の液体と接し、高剛性部２３２は貯留室２１３の液体と接しない。これにより、高剛性部２３２は耐薬品性を有する材料で必ずしも構成される必要はなく、高剛性部２３２の材料を高い自由度を持って選択することができる。従って、高剛性部２３２を極めて剛性の高い材料で構成することが可能になる。

本実施の形態の液体吐出ヘッド２０では、次のような効果が得られる。

つまり、本実施の形態の液体吐出ヘッド２０では、弾性部材２０７の一部が剛性の高い高剛性部２３２により構成されるため、リング状の弾性部材２０７の径方向の幅を小さくしても、液体の吐出量の不安定化や液体吐出ヘッドのメンテナンスの複雑化等の問題が生じるのが抑えられる。これにより、液体吐出ヘッドにおいて、リング状の弾性部材２０７の径方向の幅を小さくし、高粘度の液体を反応良く吐出させることができる。

また、本実施の形態の液体吐出ヘッド２０では、第１部材２０５における下端面Ｓ２の面積に比較して、上端面Ｓ１の面積の方が小さい。これにより、第１部材２０５を押圧方向の液体が供給される側（第１部材２０５の上端側）に向かって先細りする形状とし、第１部材２０５の質量を低減することができるので、第１部材２０５の質量を小さく抑えることができ、第１部材２０５を高速で応答性が良く押圧方向に変位させることができる。従って、高粘度の液体（例えば、粘度１．４Ｐａ・ｓのグリセリンや粘度５〜６Ｐａ・ｓのシリコンオイル等）の吐出能力を高めることができる。

また、本実施の形態の液体吐出ヘッド２０では、第１部材２０５の供給孔２１０は押圧方向に直交する方向の貯留室２１３の一端側に連通され、第２部材２０６の吐出孔２１４は押圧方向に直交する方向の貯留室２１３の他端側に連通されている。そして、第１部材２０５供給孔２１０の中心軸線Ｃ１は、第２部材２０６の吐出孔２１４の中心軸線Ｃ０からずれた位置に配置されている。このような構成によって、供給孔２１０より貯留室２１３に供給された液体は、図６に示すように、押圧方向に直交する方向の貯留室２１３の一端側から他端側に向けて流れる。これにより、液体は、貯留室２１３内の空気を吐出孔２１４に押しやりながら流れるので、貯留室２１３内に空気溜まりが生じるのが抑制され、効率的に貯留室２１３内における液体の充填性を高めることができる。

従って、本実施の形態の液体吐出ヘッド２０では、高粘度の液体を反応良く吐出することができるとともに、貯留室２１３内における液体の充填性を高めることができるという、２つの効果を同時に得ることができる。

また、本実施の形態の液体吐出ヘッド２０では、液体吐出ヘッド２０の外部より液体が供給される供給部材２２６と液体吐出ヘッド２０内に配設される第１部材２０５とが接続部材２２５によって接続され、より具体的には、少なくとも液体吐出ヘッド２０内で第１部材２０５と接続部材２２５とが接続され、接続部材２２５の質量は、第１部材２０５の質量よりも小さく構成されている。これにより、可動部（第１部材２０５及び接続部材２２５）の質量を小さく抑えることができ、可動部を高速で押圧方向に変位させることができる。従って、高粘度の液体の吐出能力をより高めることができる。

また、本実施の形態の液体吐出ヘッド２０では、貯留室２１３の押圧方向を含む平面における断面形状が円形状等であり、貯留室２１３内を液体が流れる断面積を大きくすることができるので、図６において実線で示すように、液体が貯留室２１３の外周部に沿って澱みなく流れるようになる。これにより、貯留室２１３内を流れる液体に作用する抵抗の大きさを低減し、貯留室２１３や吐出孔２１４への充填性をより向上させることができる。

また、本実施の形態の液体吐出ヘッド２０では、第１部材２０５における供給孔２１０及び供給流路２０９ｂの少なくともいずれかが押圧方向に対して傾けられるので、押圧方向に直交する方向の貯留室２１３の一端側に第１部材２０５の供給孔２１０を導通させることを容易にして、第１部材２０５の押圧方向の長さを短くすることができる。これにより、第１部材２０５の質量を低減することができるので、第１部材２０５を高速で押圧方向に変位させることができる。従って、高粘度の液体の吐出能力を高めることができる。

また、本実施の形態の液体吐出ヘッド２０では、押圧方向と直交する方向において、上端面Ｓ１での上端側凹部２３０の中心は第１部材２０５の重心と略一致している。従って、第１部材２０５は、作動部材２１８による押圧に対して均等な重量バランスで押圧方向に動作可能となり、その下端面Ｓ２により貯留室２１３内の液体に対し均等な圧力を加えることができ、吐出孔２１４からの液体の吐出量を正確に制御することができる。

（変形例１）
次に、本発明の実施の形態の変形例１に係る弾性部材２０７の構成について詳細に説明する。図９は、本変形例の弾性部材２０７の詳細な構成を示す平面図である。図１０は、本変形例の弾性部材２０７の詳細な構成を示す断面図である。なお、図１０の弾性部材２０７の断面図は、図９中のＤ−Ｄ線により弾性部材２０７を切断した方向の貯留室２１３周りの要部断面図である。また、図１０（ａ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形する前の構成を示し、図１０（ｂ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形した後の構成を示している。

本変形例の弾性部材２０７は、低剛性部２３１がリング状の高剛性部２３２の内側にのみ形成されており、高剛性部２３２の上方に形成されていないという点で本実施の形態に係る弾性部材２０７と異なる。本変形例の弾性部材２０７では、高剛性部２３２の上方に第１部材２０５の下端面が位置しないため、押圧方向において第１部材２０５の力は高剛性部２３２に加わらない。以下、本実施の形態に係る弾性部材２０７と異なる点を中心に説明する。

低剛性部２３１は、リング状の高剛性部２３２の貯留室２１３内側の側面のみを被覆するようにリング状の高剛性部２３２の内側のみにリング状に形成されている。

低剛性部２３１の内径は、弾性部材２０７の内径の幅と略同一である。低剛性部２３１の外径は高剛性部２３２の内径と略同一である。高剛性部２３２の外径は弾性部材２０７の外径と略同一である。つまり、低剛性部２３１の内径が弾性部材２０７の内径を規定し、高剛性部２３２の外径が弾性部材２０７の外径を規定している。

弾性部材２０７の径方向の幅は、低剛性部２３１の径方向の幅と高剛性部２３２の径方向の幅とを合計したものと略同一である。

リング状の高剛性部２３２において、貯留室２１３内側とは反対側の側面（第２部材２０６の貯留室形成用凹部２１２の側面側の面）と上端面（第１部材２０５側の面）と下端面（第２部材２０６側の面）とは、低剛性部２３１で被覆されておらず、高剛性部２３２の下端面の全面は第２部材２０６の貯留室形成用凹部２１２の上端面と接している。また、低剛性部２３１の下端面の全面は第２部材２０６の貯留室形成用凹部２１２の上端面と接している。低剛性部２３１の上端面（第１部材２０５側の面）の全面は第１部材２０５の下端面と接している。

低剛性部２３１の押圧方向の高さ（低剛性部２３１の厚み）は、弾性部材２０７が変形する前では高剛性部２３２の押圧方向の高さ（高剛性部２３２の厚み）と略等しく、弾性部材２０７が変形した後では高剛性部２３２の押圧方向の高さより小さい。なお、低剛性部２３１の押圧方向の高さは、弾性部材２０７が変形する前では高剛性部２３２の押圧方向の高さより大きく、弾性部材２０７が変形した後では高剛性部２３２の押圧方向の高さと略等しい構成であってもよい。

本変形例の液体吐出ヘッド２０では、高剛性部２３２の内側にのみ低剛性部２３１が接するという簡素な構造で弾性部材２０７が形成されるので、製造が容易な弾性部材を実現できる。

また、第２部材２０６の貯留室形成用凹部２１２のザグリ深さに対して厚み寸法精度を出し易い高剛性部２３２の押圧方向の厚みを大きくすることで配置精度の向上がより図り易い。

また、本変形例の液体吐出ヘッド２０では、高剛性部２３２が弾性部材２０７の外側の表面で露出する。これにより、高剛性部２３２の露出した部分を使って弾性部材２０７を位置決めし配設することができる。従って、配設における位置ずれが少ない弾性部材を実現できる。

（変形例２）
次に、本発明の実施の形態の変形例２に係る弾性部材２０７の構成について詳細に説明する。図１１は、本変形例の弾性部材２０７の詳細な構成を示す断面図である。なお、図１１の弾性部材２０７の断面図は、図７中のＣ−Ｃ線により弾性部材２０７を切断した方向の貯留室２１３周りの要部断面図である。また、図１１（ａ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形する前の構成を示し、図１１（ｂ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形した後の構成を示している。

本変形例の弾性部材２０７は、低剛性部２３１がリング状の高剛性部２３２の内側及び上方だけでなく、下方にも形成されているという点で本実施の形態に係る弾性部材２０７と異なる。以下、本実施の形態に係る弾性部材２０７と異なる点を中心に説明する。

低剛性部２３１は、リング状の高剛性部２３２の上端面（第１部材２０５側の面）と、貯留室２１３内側の側面と、下端面（第２部材２０６側の面）とを連続して全て被覆するように形成されている。低剛性部２３１は、高剛性部２３２の内側上方及び内側下方の２つの角部を被覆するように形成されている。

高剛性部２３２において、貯留室２１３内側の側面とは反対側の側面は、低剛性部２３１で被覆されていない。低剛性部２３１の下端面（第２部材２０６側の面）の全面は第２部材２０６の貯留室形成用凹部２１２の上端面と接し、低剛性部２３１の上端面（第１部材２０５側の面）の一部は第１部材２０５の下端面と接している。

低剛性部２３１の押圧方向の高さ（低剛性部２３１の厚み）は、高剛性部２３２の押圧方向の高さ（高剛性部２３２の厚み）より大きい。

本変形例の液体吐出ヘッド２０では、低剛性部２３１が高剛性部２３２と第１部材２０５との間に形成され、かつ、高剛性部２３２と第２部材２０６との間に形成される。これにより、弾性部材２０７において低剛性部２３１と高剛性部２３２との接合面の面積が大きくなるので、低剛性部２３１と高剛性部２３２との接合強度の高い破損し難い弾性部材を実現できる。

また、本変形例の液体吐出ヘッド２０では、高剛性部２３２が弾性部材２０７の外側の表面で露出する。これにより、高剛性部２３２の露出した部分を使って弾性部材２０７を位置決めし配設することができる。従って、配設における位置ずれが少ない弾性部材を実現できる。

（変形例３）
次に、本発明の実施の形態の変形例３に係る弾性部材２０７の構成について詳細に説明する。図１２Ａは、本変形例の弾性部材２０７の詳細な構成を示す平面図である。図１２Ｂは、本変形例の弾性部材２０７の製造方法を示す平面図である。図１３は、本変形例の弾性部材２０７の詳細な構成を示す断面図である。なお、図１３の弾性部材２０７の断面図は、図１２Ａ中のＥ−Ｅ線により弾性部材２０７を切断した方向の貯留室２１３周りの要部断面図である。また、図１３（ａ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形する前の構成を示し、図１３（ｂ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形した後の構成を示している。

本変形例の弾性部材２０７は、リング状の高剛性部２３２の内側及び上方だけでなく、下方及び外側にも低剛性部２３１が形成されているという点で本実施の形態に係る弾性部材２０７と異なる。以下、本実施の形態に係る弾性部材２０７と異なる点を中心に説明する。

高剛性部２３２は、リング状の本体部分２３２ａと、その本体部分２３２ａの貯留室２１３内側とは反対側における側面から径方向に向かって突き出た４箇所の凸部２３２ｂとから構成されている。

低剛性部２３１は、高剛性部２３２の４箇所の凸部２３２ｂを除いて高剛性部２３２の全周囲を連続して被覆するように形成されている。これにより、低剛性部２３１は、高剛性部２３２と第１部材２０５との間に形成され、かつ、高剛性部２３２と第２部材２０６との間に形成され、かつ、高剛性部２３２の一部が外部に露出している（図１２Ａ、図１３参照）。

低剛性部２３１の下端面（第２部材２０６側の面）の全面は、第２部材２０６の貯留室形成用凹部２１２の上端面と接している。低剛性部２３１の上端面（第１部材２０５側の面）の一部は、第１部材２０５の下端面と接している。

低剛性部２３１の押圧方向の高さ（低剛性部２３１の厚み）は、高剛性部２３２の押圧方向の高さ（高剛性部２３２の厚み）より大きい。

本変形例の弾性部材２０７は、図１２Ｂに示したように、リードフレーム等を打ち抜き（切り取り）することにより高剛性部２３２のパターンを形成し、その高剛性部２３２に対して低剛性部２３１をアウトサート成型した後、リードフレーム等から高剛性部２３２の凸部２３２ｂを分離することで各個片に分けられて形成される。従って、複数の弾性部材２０７を同時に形成することができる。

本変形例の液体吐出ヘッド２０では、低剛性部２３１が高剛性部２３２の殆どの部分を被覆する。これにより、弾性部材２０７において低剛性部２３１と高剛性部２３２との接合箇所が弾性部材２０７の表面に露出しない。従って、表面に露出した接合箇所から低剛性部２３１と高剛性部２３２とが分離することが抑えられ、低剛性部２３１と高剛性部２３２との接合強度の高い破損し難い弾性部材を実現できる。

また、本変形例の弾性部材２０７では、高剛性部２３２の一部が弾性部材２０７の外側の表面で露出する。これにより、高剛性部２３２の露出した部分を使って弾性部材２０７を位置決めし配設することができる。従って、配設における位置ずれが少ない弾性部材を実現できる。

（変形例４）
次に、本発明の実施の形態の変形例４に係る弾性部材２０７の構成について詳細に説明する。図１４は、本変形例の弾性部材２０７の詳細な構成を示す平面図である。図１５は、本変形例の弾性部材２０７の詳細な構成を示す断面図である。なお、図１５の弾性部材２０７の断面図は、図１４中のＦ−Ｆ線により弾性部材２０７を切断した方向の貯留室２１３周りの要部断面図である。また、図１５（ａ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形する前の構成を示し、図１５（ｂ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形した後の構成を示している。

本変形例の弾性部材２０７は、高剛性部２３２を押圧方向に貫通する貫通孔２３３が周方向に沿って高剛性部２３２に複数形成されており、その貫通孔２３３内に低剛性部２３１が充填されているという点で本実施の形態に係る弾性部材２０７と異なる。以下、本実施の形態に係る弾性部材２０７と異なる点を中心に説明する。

低剛性部２３１は、リング状の高剛性部２３２の上端面（第１部材２０５側の面）と、貯留室２１３内側の側面と、下端面（第２部材２０６側の面）と、貫通孔２３３の内面とを連続して全て被覆するように形成されている。低剛性部２３１は、高剛性部２３２の内側上方及び内側下方の２つの角部を被覆するように形成されている。低剛性部２３１は、高剛性部２３２と第１部材２０５との間に形成され、かつ、高剛性部２３２と第２部材２０６との間に形成されている。

リング状の高剛性部２３２において、貯留室２１３内側の側面とは反対側の側面は、低剛性部２３１で被覆されていない。低剛性部２３１の下端面（第２部材２０６側の面）の全面は第２部材２０６の貯留室形成用凹部２１２の上端面と接し、低剛性部２３１の上端面（第１部材２０５側の面）の一部は第１部材２０５の下端面と接している。

低剛性部２３１の押圧方向の高さ（低剛性部２３１の厚み）は、高剛性部２３２の押圧方向の高さ（高剛性部２３２の厚み）より大きい。

本変形例の液体吐出ヘッド２０では、高剛性部２３２に厚み方向に貫通する貫通孔２３３が形成され、低剛性部２３１が貫通孔２３３内部に形成される、これにより、弾性部材２０７において低剛性部２３１と高剛性部２３２との接合面の面積が大きくなるので、低剛性部２３１と高剛性部２３２との接合強度の高い破損し難い弾性部材を実現できる。

また、本変形例の液体吐出ヘッド２０では、高剛性部２３２が弾性部材２０７の外側の表面で露出する。これにより、高剛性部２３２の露出した部分を使って弾性部材２０７を位置決めし配設することができる。従って、配設における位置ずれが少ない弾性部材を実現できる。

なお、本形例の液体吐出ヘッド２０では、高剛性部２３２が弾性部材２０７の外側の表面で露出するとしたが、図１２及び図１３で示したように、低剛性部２３１が高剛性部２３２の全周囲を被覆し、弾性部材２０７の貯留室２１３に対して位置決め性が確保できれば高剛性部２３２が弾性部材２０７の外側の表面で露出しなくてもよい。

（変形例５）
次に、本発明の実施の形態の変形例５に係る弾性部材２０７の構成について詳細に説明する。図１６は、本変形例の弾性部材２０７の詳細な構成を示す断面図である。なお、図１６の弾性部材２０７の断面図は、図１４中のＦ−Ｆ線により弾性部材２０７を切断した方向の貯留室２１３周りの要部断面図である。また、図１６（ａ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形する前の構成を示し、図１６（ｂ）は第１部材２０５による押圧により弾性部材２０７が変形した後の構成を示している。

本変形例の弾性部材２０７は、リング状の高剛性部２３２の内側及び上方だけでなく、下方にも低剛性部２３１が形成されており、さらに高剛性部２３２の上端面に段差２３４が形成されているという点で本実施の形態に係る弾性部材２０７と異なる。以下、本実施の形態に係る弾性部材２０７と異なる点を中心に説明する。

低剛性部２３１は、リング状の高剛性部２３２の上端面（第１部材２０５側の面）と、貯留室２１３内側の側面と、下端面（第２部材２０６側の面）とを連続して全て被覆するように形成されている。低剛性部２３１は、高剛性部２３２の内側上方及び内側下方の２つの角部を被覆するように形成されている。低剛性部２３１は、高剛性部２３２と第１部材２０５との間に形成され、かつ、高剛性部２３２と第２部材２０６との間に形成されている。

リング状の高剛性部２３２において、貯留室２１３内側の側面とは反対側の側面は、低剛性部２３１で被覆されていない。低剛性部２３１の下端面（第２部材２０６側の面）の全面は第２部材２０６と接し、低剛性部２３１の上端面（第１部材２０５側の面）の一部は第１部材２０５の下端面と接している。

低剛性部２３１の押圧方向の高さ（低剛性部２３１の厚み）は、弾性部材２０７が変形する前では高剛性部２３２の押圧方向の高さ（高剛性部２３２の厚み）と略等しく、弾性部材２０７が変形した後では高剛性部２３２の押圧方向の高さより小さい。なお、低剛性部２３１の押圧方向の高さは、弾性部材２０７が変形する前では高剛性部２３２の押圧方向の高さより大きく、弾性部材２０７が変形した後では高剛性部２３２の押圧方向の高さと略等しい構成であってもよい。

高剛性部２３２の上端面では、貯留室２１３内側に向かって径方向に高さが低くなる段差２３４が周方向に並んで形成されている。リング状の高剛性部２３２において、貯留室２１３内側の部分における押圧方向の高さは、貯留室２１３内側とは反対側の部分における押圧方向の高さより小さい。

本変形例の液体吐出ヘッド２０では、高剛性部２３２の表面には段差２３４が形成され、低剛性部２３１は段差２３４を被覆するように形成される。これにより、弾性部材２０７において段差２３４の表面の面積分だけ低剛性部２３１と高剛性部２３２との接合面の面積が大きくなるので、低剛性部２３１と高剛性部２３２との接合強度の高い破損し難い弾性部材を実現できる。また、高剛性部２３２の貯留室２１３内側の部分における膜厚が貯留室２１３とは反対側の部分における膜厚と比較して厚くなるので、弾性部材２０７における高剛性部２３２の体積が大きくなり、剛性の高い弾性部材を実現できる。

また、本変形例の液体吐出ヘッド２０では、高剛性部２３２が弾性部材２０７の外側の表面で露出する。これにより、高剛性部２３２の露出した部分を使って弾性部材２０７を位置決めし配設することができる。従って、配設における位置ずれが少ない弾性部材を実現できる。

なお、本形例の液体吐出ヘッド２０では、高剛性部２３２が弾性部材２０７の外側の表面で露出するとしたが、図１２及び図１３で示したように、低剛性部２３１が高剛性部２３２の全周囲を被覆し、高剛性部２３２が弾性部材２０７の外側の表面で露出しなくてもよい。

以上、本発明の弾性部材、液体吐出ヘッド及び液体吐出方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の変形例における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

上記実施の形態では、供給部材が保持体に間接的に支持されるように構成したが、供給部材が保持体に直接支持されるように構成することもできる。「供給部材が保持体に直接支持される」とは、供給部材が保持体に接触された状態で、他の部材又は固定用ネジ等によって供給部材が保持体に支持されることをいう。

上記実施の形態では、締結部材をネジで構成したが、締結部材を例えばボルト及びナットで構成することもできる。

また、上記実施の形態では、押圧部材を皿ばねで構成したが、押圧部材を例えば弾性を有するゴム材等で構成することもできる。

また、作動部材の外周面を覆うようにして、接着コーティング又は樹脂コーティングを施すこともできる。これにより、作動部材を構成する複数の圧電素子が押圧方向に対して直交する方向にずれるのを防止することができる。

また、上記実施の形態では、リング状の弾性部材（高剛性部）は、外周及び内周が共に円形状であるとしたが、外周及び内周の少なくともいずれかは矩形形状等の他の形状であってもよい。

また、上記実施の形態では、貯留室の外周部は弾性部材の低剛性部によってのみ規定され、低剛性部のみが貯留室の液体と接するとした。しかし、貯留室の外周部の一部が弾性部材の高剛性部によって規定され、高剛性部も貯留室の液体と接してもよい。

また、上記実施の形態では、高剛性部は切れ目の無いリング形状を有するとしたが、これに限られず、リング状の高剛性部の一部に切れ目が設けられていてもよいし、高剛性部は周方向に沿って分断されていてもよい。

本発明は、各種のデバイスの製造過程において、種々のパターン及び薄膜を形成するための液体吐出ヘッドの弾性部材、液体吐出ヘッド及び液体吐出方法として適用することができる。また、本発明は、例えば発光ダイオードの製造過程において、固形の蛍光体が分散された液体を発光ダイオードの発光部に吐出することにより、青色発光ダイオードから白色光を発光させる膜を形成するための液体吐出ヘッドの弾性部材、液体吐出ヘッド及び液体吐出方法としても適用することができる。

１０ 液体吐出装置
２０ 液体吐出ヘッド
１０１ 装置基台
１０２ ヘッド
１０３ ステージ
１０４ ヘッド移動機構
１０５ キャリッジ軸
１０６ キャリッジ
１０７ ステージ移動機構
１０８ａ、１０８ｂ ステージ軸
１０９ 被吐出物
１１０ 供給部
１１１ 作動制御部
１１２ シリンジ
１１３ プランジャ
１１４ 液体室
１１５ 圧力調整室
１１６ 液体供給源
１１７ エアーコンプレッサ
２０１ ヘッド本体
２０２ 保持体
２０２ａ、２２１ａ 開口部
２０３ 蓄熱体
２０４ 加熱部材
２０５ 第１部材
２０５ａ 支持部
２０６ 第２部材
２０７ 弾性部材
２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ 供給流路
２１０ 供給孔
２１１ 下端側凹部
２１２ 貯留室形成用凹部
２１３ 貯留室
２１４ 吐出孔
２１５ 吐出側凹部
２１６ 付勢部材
２１７ 電極
２１８ 作動部材
２２０、２２２ 固定用ネジ
２２１ 固定部材
２２３ 締結部材
２２５ 接続部材
２２６ 供給部材
２３０ 上端側凹部
２３１ 低剛性部
２３２ 高剛性部
２３３ 貫通孔
２３４ 段差
Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２ 中心軸線
Ｓ１ 上端面
Ｓ２ 下端面

Claims (7)

1. 液体を押圧して液滴状に吐出する液体吐出ヘッドに用いられる弾性部材であって、
   前記液体吐出ヘッドは、
   液体を押圧する第１部材と、
   前記第１部材に対向して配置され、前記第１部材とともに液体が貯留される貯留室を形成する第２部材と、
   前記第１部材を前記第２部材に対して近接及び離隔する押圧方向に相対的に変位させる作動部材と、を備え、
   前記弾性部材は、リング状であり、前記第１部材と前記第２部材との間に配置されて前記貯留室の外周部を規定し、前記第１部材により前記第２部材側に押圧されて弾性変形されることによって前記貯留室の容積を増減させ、
   前記弾性部材は、リング状の低剛性部と、前記低剛性部に接合して前記低剛性部の外側に形成され、前記低剛性部より剛性の高い高剛性部とから構成され、
   前記低剛性部は、前記第１部材と接し、かつ、前記貯留室の外周部を規定する
   弾性部材。
2. 前記低剛性部は、前記高剛性部と前記第１部材との間に形成され、かつ、前記高剛性部と前記第２部材との間に形成される
   請求項１記載の弾性部材。
3. 前記低剛性部は、前記高剛性部の全周囲を被覆する
   請求項１又は２に記載の弾性部材。
4. 前記高剛性部には、厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、
   前記低剛性部は、前記貫通孔内部に形成される
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性部材。
5. 前記高剛性部の表面には段差が形成され、
   前記低剛性部は、前記段差を被覆するように形成される
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性部材。
6. 液体を押圧して液滴状に吐出する液体吐出ヘッドであって、
   液体を押圧する第１部材と、
   前記第１部材に対向して配置され、前記第１部材とともに液体が貯留される貯留室を形成する第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材との間に配置されて前記貯留室の外周部を規定し、前記第１部材により前記第２部材側に押圧されて弾性変形されることによって前記貯留室の容積を増減させる弾性部材と、
   前記第１部材を前記第２部材に対して近接及び離隔する押圧方向に相対的に変位させることにより、前記弾性部材を弾性変形させる作動部材と、を備え、
   前記弾性部材は、リング状の低剛性部と、前記低剛性部に接合して前記低剛性部の外側に形成され、前記低剛性部より剛性の高い高剛性部とから構成され、
   前記低剛性部は、前記第１部材と接し、かつ、前記貯留室の外周部を規定する
   液体吐出ヘッド。
7. 液体を押圧する第１部材を、前記第１部材に対向して配置され、前記第１部材とともに液体が貯留される貯留室を形成する第２部材に対して押圧方向の近接する方向に相対的に変位させることにより、前記第１部材と前記第２部材との間に配置されて前記貯留室の外周部を規定する弾性部材を弾性変形させて前記貯留室の容積を減少させ、前記貯留室内の液体を吐出させる液体吐出ステップと、
   前記第１部材を前記第２部材に対して前記押圧方向の離隔する方向に相対的に変位させることにより、前記弾性部材の弾性変形を復元させて前記貯留室の容積を増大させ、液体を前記貯留室に供給する液体供給ステップと、を含み、
   前記弾性部材は、リング状の低剛性部と、前記低剛性部に接合して前記低剛性部の外側に形成され、前記低剛性部より剛性の高い高剛性部とから構成され、
   前記低剛性部は、前記第１部材と接し、かつ、前記貯留室の外周部を規定する
   液体吐出方法。

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