(57)【要約】【課題】吸入装置に用いられる液体吐出ヘッドにおいて、フェイス面での電気配線面積が少なくなり、フェイス面積を縮小できる液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッドは、液体供給口の両側に配列された複数の電気熱変換素子を有する基板と、前記電気熱変換素子に対向した部位に設けられた吐出口とを有する吐出エレメント１を備える。外部接続端子部材２は、液体を吐出するための電気信号を印加するもので、本体装置からの電気信号を受け取るための外部接続端子３が配列された外部接続端子面を有する。この外部接続端子部材２が前記電気熱変換素子列の方向に対して平行な線を折り曲げ部として折り曲げられて、チップホルダー４およびタンク６の側面に接着されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出して利用者に吸入させる吸入装置に用いる液体吐出ヘッドにおいて、
液供給口と、前記液供給口を挟んで両側にそれぞれ配列された複数の電気熱変換素子からなる電気熱変換素子列と、各電気熱変換素子に対向した部位にそれぞれ設けられた液体を吐出するための吐出口と、を有する吐出エレメントと、
前記複数の電気熱変換素子に電気信号を印加するための外部接続端子部材と、を備えた液体吐出ヘッドであって、
前記外部接続端子部材は、長手方向の一端側の幅方向に前記電気熱変換素子列の方向が一致するように配置されており、長手方向の他端側に外部接続端子面を有すること、を特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記吐出エレメントが、複数個配置されていること、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】
前記外部接続端子面が、液体吐出方向とは異なる向きに設けられていること、を特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、
前記液供給口に供給する液体を収容するタンクとを一体として備えたこと、を特徴とする液体吐出ヘッドカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を霧状に吐出して肺吸入させる際に使用される吸入装置に用いられる、液体を吐出するための液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
マウスピースを介して吸引される空気流の中に、吐出ヘッド部（吐出部）の排出オリフィスから生理学的に有効な薬剤を適正な小滴として所定数吐出して、利用者に吸入させる薬剤吐出装置（ディスペンサー）が考案されている。この薬剤吐出装置は、インクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドと同様に、吐出ヘッド部（吐出部）に設けたヒーター素子や圧電素子によって、薬剤を含む液体に吐出エネルギーを付与して液滴を吐出させる（特許文献１参照）。
【０００３】
図９に示す特許文献２に開示された記録ヘッドを示す。この記録ヘッドは、１つの液供給口と、その両側にそれぞれ配列された複数の電気熱変換素子からなる電気熱変換素子列と、前記電気熱変換素子に対向した部位に設けられた液体を吐出するための吐出口５１と、を有する吐出エレメント５３が搭載されている。
【０００４】
そして、複数の電気熱変換素子に電気信号を印加するための外部接続端子部材５２は，前記電気熱変換素子列の方向と外部接続端子部材５２の長手方向とが一致するように配置されている。
【０００５】
図１０に示す特許文献３に開示された記録ヘッドを示す。この記録ヘッドは、液供給口とその両側にそれぞれ配列された複数の電気熱変換素子からなる電気熱変換素子列と、各電気熱変換素子に対向した部位に設けられた液体を吐出するための吐出口と、を有する吐出エレメントＨ１１００が搭載されている。
【０００６】
複数の電気熱変換素子に電気信号を印加するための外部接続端子部材Ｈ１３００は、長手方向の一端側に接続端子面を有し，他端側の長手方向に前記電気熱変換素子列の方向が一致するように配置されている（特許文献３参照）。
【０００７】
図１１に示す特許文献４に開示されたインクジェット記録ヘッドを示す。このインクジェット記録ヘッドは、１つの液供給口の両側にそれぞれ配列された複数の電気熱変換素子と、各電気熱変換素子に対向した部位に設けられている液体を吐出するための吐出口とを有する吐出エレメント３００を複数搭載している。また、外部接続端子部材４００は、長手方向が前記電気熱変換素子列の方向に一致するように配置されている。
【０００８】
【特許文献１】特表平８−５１１９６６号公報
【特許文献２】ＵＳ  ２００７／００７６０６０号公報
【特許文献３】特開２００６−１６８２３３号公報
【特許文献４】特開２００７−３２０１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のインクジェット記録装置に用いられる液体吐出ヘッドは、高品位の印刷のために解像度を上げることや、高速印刷のために吐出口列長を延ばすことを重点に構成されている。
【００１０】
しかし、吸入装置に用いられる液体吐出ヘッドにおいては、吸入装置を携帯サイズにするために、液体吐出ヘッドのフェイス面はインクジェット記録ヘッドに比べてより小さな面積のものが求められる。
【００１１】
本発明は、吸入装置に用いられる液体吐出ヘッドにおいて、携帯サイズにするためにフェイス面を小さくした液体吐出ヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出して利用者に吸入させる吸入装置に用いる液体吐出ヘッドにおいて，液供給口と、前記液供給口を挟んでその両側にそれぞれ配列された複数の電気熱変換素子からなる電気熱変換素子列と、各電気熱変換素子に対向した部位にそれぞれ設けられた液体を吐出するための吐出口と、を有する吐出エレメントと、前記複数の電気熱変換素子に電気信号を印加するための外部接続端子部材と、を備えた液体吐出ヘッドであって、前記外部接続端子部材は、長手方向の一端側の幅方向に前記電気熱変換素子列の方向がなるように配置されており，長手方向の他端側に外部接続端子面を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上述のとおり構成されているので、次に記載するような効果を奏する。
【００１４】
液供給口と、前記液供給口の両側にそれぞれ配列された複数の電気熱変換素子とを有する液体吐出ヘッドにおいて、吐出口が開口する面であるフェイス面での電気配線面積が少なくなり、フェイス面積も小さくできる。その結果、従来のインクジェット記録ヘッドに比べて液体吐出ヘッドをより小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る液体吐出ヘッドの一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１および図２に示すように、液体吐出ヘッドは、電気信号に応じて膜沸騰を液体に対して生じさせるための熱エネルギーを発生する電気熱変換体を用いてフェイス面１６から垂直方向に液体吐出を行うサイドシューター型である。
【００１７】
液体吐出ヘッドを構成する吐出エレメント１、外部接続端子部材（タブフィルム）２、チップホルダー４、連通針５について順次説明する。
【００１８】
図３は、吐出エレメント１を一部破断して示す斜視図である。吐出エレメント１には、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板１４に液体流路として長溝状の貫通口からなる液体供給口１０が、Ｓｉの結晶方位を利用した異方性エッチンングやサンドブラストなどの加工方法で形成されている。
【００１９】
そして、液体供給口１０を挟んでその両側に、液体供給口１０に沿って互いに間隔をおいて配列された複数の電気熱変換素子１１からなる電気熱変換素子列がそれぞれ１列づつ配置されている。これらの電気熱変換素子１１と、電気熱変換素子１１に電力を供給するＡＬ等の電気配線が成膜技術により多層形成されている。さらに、電気配線に電力を供給するためのパッド９が複数の電気熱変換素子１１からなる電気熱変換素子列を挟んで両側に配置されている。
【００２０】
Ｓｉ基板１４上には、各電気熱変換素子１１に対応した液体流路を形成するための液体流路壁１２と吐出口１３が樹脂材料や無機材料でフォトリソグラフィ技術等の微細加工技術により形成されたノズルプレート１５が配置されている。
【００２１】
液体供給口１０から液体流路へ供給された液体は、電気熱変換素子１１により熱エネルギーが付与されて発生した気泡により、電気熱変換素子１１に対向した部位に設けられた吐出口１３から吐出される。
【００２２】
次に、電気熱変換素子１１に電力を供給するＡＬ等の電気配線に関して説明する。
図４は、Ｓｉ基板１４上に形成されている配線パターン図である。図４（ａ）に示すように、複数のパッド９のいずれかと繋がっている第１層配線パターン１９は、液体供給口１０を挟んでその両側に配列された幾つかの電気熱変換素子１１と繋がっている。
【００２３】
さらに、第１層配線パターン１９が繋がっている幾つかの電気熱変換素子１１は、図４（ｂ）に示すように、第２層配線パターン２０に繋がっており、さらに前記第１層配線パターン１９が繋がっていないパッド９に繋がり電気回路が形成されている。
【００２４】
次に、チップホルダー４に関して図２を参照して説明する。
【００２５】
チップホルダー４は、例えば、アルミナ等のセラミックスやＡＬ、ＳＵＳなどの金属材料で形成されており、吐出エレメント１を構成するＳｉ基板１４の材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料を用いることが望ましい。
【００２６】
チップホルダー４には、吐出エレメント１を位置精度良く搭載するための吐出エレメント１のサイズに対応した溝１８が形成されており、この溝１８に吐出エレメント１が第１の接着剤を用いて接着されている。
【００２７】
第１の接着剤は硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐液体性のあるものが望ましい。例えば、シリコーンを主成分とした常温硬化型接着剤やＵＶ硬化型接着剤が使用される。
【００２８】
さらに、チップホルダー４には、吐出エレメント１に液体を供給するための液体供給孔８が吐出エレメント１の液体供給口１０に対応した部位に形成されており、液体供給孔８は吐出エレメント１の搭載面から裏面に貫通している。
【００２９】
この液体供給孔８には、連通針５が圧入されており、圧入部周囲が第２の接着剤で封止されている。
【００３０】
第２の接着剤は硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐液体性のあるものが望ましい。例えば、シリコーンを主成分とした常温硬化型接着剤やＵＶ硬化型接着剤が使用される。
【００３１】
次に、外部接続端子部材（タブフィルム）２に関して図１および図２を参照して説明する。外部接続端子部材２は、吐出エレメント１に対して液体を吐出するための電気信号を印加するものである。外部接続端子部材２は、吐出エレメント１を組み込むための開口部１７と、吐出エレメント１のパッド９に対応する電極端子７とを有している。
【００３２】
また、外部接続端子部材２の長手方向の一端側には、本体装置からの電気信号を受け取るための外部接続端子（コンタクトピン）３が配置された外部接続端子面が設けられおり、電極端子７と外部接続端子３は連続した銅箔の配線パターンで繋がっている。
【００３３】
外部接続端子部材２と吐出エレメント１は、接続手段によって電気的に接続されている。この接続手段は、例えば、ＡＬやＡｕワイヤーを熱超音波圧着法で電気接合されているものや、吐出エレメント１のパッド９にＡｕバンプを有し、パッド９に対応する電極端子７と熱超音波圧着で電気接合されているものでもよい。
【００３４】
電気的に接続されたパッド９と電極端子７は、接続部を保護するために、図示しない防湿および絶縁材料で封止されている。
【００３５】
前記外部接続端子部材は、長手方向の一端側の幅方向に前記電気熱変換素子列の方向が一致するように配置されており、長手方向の他端側に外部接続端子面を有している。これにより、外部接続端子部材２は、吐出エレメント１に配置されている電気熱変換素子列の方向に対して平行な仮想線を折り曲げ部として折り曲げられ、裏面を第３の接着剤や両面粘着テープによって、チップホルダー４およびタンク６の側面に接着できる。ここで、本明細書において、外部接続端子部材２の「長手方向」とは、折り曲げられていない状態での当該部材の長辺方向をいい、「幅方向」とは、短辺方向をいう。
【００３６】
なお、第３の接着剤は硬化温度が低く、短時間で硬化するものが望ましく例えばホットメルト接着剤が使用される。
【００３７】
次に、液体吐出ヘッドカートリッジＨについて図２を参照して説明する。タンク６は、その中に薬液が貯蔵されており、貯蔵された薬液に連通針５が差し込まれて結合されることにより、液体吐出ヘッドカートリッジＨが完成する。
【００３８】
すなわち、液体吐出ヘッドカートリッジＨは、液体吐出ヘッドと、液体供給口１０に供給する液体を収容するタンク６とを一体として備えている。液体吐出ヘッドカートリッジＨは、図５に示すように、吸入装置の本体４０に取り付けられ、その上からマウスピース３０を取り付けることにより薬液の吸入が可能となる。
【００３９】
本実施形態によれば、外部接続端子部材２の外部接続端子３が設けられた外部接続端子面が、フェイス面１６に対して液体吐出方向とは異なる向きに設けられていることにより、液体吐出方向から見た液体吐出ヘッドの最大外形が小さくできる。
【００４０】
図６は、一実施形態において、フェイス面での電気配線面積が従来例に比べて少なくなることを示す説明図であり、（ａ）は図１に示す本発明に係る液体吐出ヘッドを白抜き矢印方向から見た説明図，（ｂ）は（ａ）と同様の従来例の説明図である。
【００４１】
図６（ａ）に示す本実施形態では、吐出エレメント１の幅をＷ、長さをＤとした場合に吐出エレメント１と外部接続端子部材２の配線面積を合わせたフェイス面積はＤ×（Ｗ＋２Ｄ）となる。
【００４２】
これに対して、図６（ｂ）に示す従来の吐出ヘッドでは、吐出エレメント１００１の幅をＷ、長さをＤとした場合に吐出エレメント１００１と外部接続端子部材１００２の配線面積を合わせたフェイス面積は２Ｄ×（（Ｗ＋（Ｄ／２））となる。
【００４３】
上記面積計算式により、例えば、吐出エレメント１の幅Ｗ＝９ｍｍ、長さＤ＝３ｍｍとした場合にフェイス面積は、本実施形態では４５ｍｍ2 となり、従来例では６３ｍｍ2 となり、本実施形態は従来例に対して約２９％小さくなる。
【００４４】
そして、吐出エレメント１の幅Ｗ／長さＤの値がさらに大きくなるほどフェイス面積差が大きくなる。
【００４５】
本発明において、液体吐出ヘッドには吐出エレメント１が１個搭載されているものに限らず、図７に示すように、吐出エレメント１が２個あるいは複数個配置されていてもよい。この場合、チップホルダー４には、それぞれの吐出エレメント１に液体を供給するための液体供給孔８がそれぞれの吐出エレメント１の液体供給口１０に対応した部位に形成されていればよい。
【００４６】
図８は他の実施形態において、フェイス面での電気配線面積が従来例に比べて少なくなり、フェイス面積が小さくなることを示す説明図であり、（ａ）は図７に示す液体吐出ヘッドを白抜き矢印方向から見た説明図、（ｂ）は従来例を示す説明図である。
【００４７】
図８（ａ）に示す本実施形態では、吐出エレメント１複数分の幅をＷ１、長さをＤ１とした場合に吐出エレメント１と外部接続端子部材２の配線面積を合わせたフェイス面積はＤ１×（Ｗ１＋２Ｄ１）となる。
【００４８】
これに対して、図８（ｂ）に示す従来例では吐出エレメント１００１複数分の幅をＷ、長さをＤとした場合に吐出エレメント１００１と外部接続端子部材１００２の配線面積を合わせたフェイス面積は２Ｄ１×（（Ｗ１＋（Ｄ１／２））となる。
【００４９】
上記面積計算式により、例えば、吐出エレメント１複数分の幅Ｗ１＝９ｍｍ、長さＤ１＝７ｍｍとした場合にフェイス面積は、本実施形態では１６１ｍｍ2 となり、従来例では１７５ｍｍ2 となり、本実施形態は従来例に対し小さくなる。そして、吐出エレメント１複数分の幅Ｗ１／長さＤ１の値がさらに大きくなるほどフェイス面積差が大きくなる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は，薬剤の吸入装置に限らず、例えば，芳香剤等の吸入装置，ニコチン等の嗜好品の吸入装置等、衛生的な液体吐出を必要とする用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドカートリッジを示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は（ａ）の楕円部分を拡大して示す部分斜視図である。
【図２】図１に示した液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図である。
【図３】図２に示した吐出エレメントを一部破断して示す斜視図である。
【図４】図３に示したＳｉ基板のパターン図である。
【図５】本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドカートリッジの吸入器本体への取り付け方法を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドの効果の説明図であり、（ａ）は図１に示す液体吐出ヘッドを白抜き矢印方向から見た説明図、（ｂ）は従来例を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態による液体吐出ヘッドカートリッジを示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は（ａ）の楕円部分を拡大して示す斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態による液体吐出ヘッドの効果の説明図であり、（ａ）は図７に示す液体吐出ヘッドを白抜き矢印方向から見た説明図、（ｂ）は従来例を示す説明図である。
【図９】従来例によるインクジェット記録ヘッドの外観斜視図である。
【図１０】他の従来例によるインクジェット記録ヘッドの部分斜視図である。
【図１１】他の従来例によるインクジェット記録ヘッドの部分斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｈ    液体吐出ヘッドカートリッジ
１    吐出エレメント
２    外部接続端子部材
３    外部接続端子
４    チップホルダー
５    連通針
６    タンク
７    電極端子
８    液体供給孔
９    パッド
１０    液体供給口
１１    電気熱変換素子
１２    液体流路壁
１３    吐出口
１４    Ｓｉ基板
１５    ノズルプレート
１６    フェイス面
１７    開口部
１８    溝
１９    第１層配線パターン
２０    第２層配線パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2009254542.tif 000010
【図９】
2009254542.tif 000011
【図１０】
2009254542.tif 000012
【図１１】
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