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公開番号2024125059
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023033136
出願日2023-03-03
発明の名称液滴吐出ヘッド
出願人ブラザー工業株式会社
代理人弁理士法人ATEN
主分類B41J 2/14 20060101AFI20240906BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】高い駆動周波数で、記録に十分な量の液滴を吐出させる。
【解決手段】プリンタは、ノズルとノズルに連通する圧力室とを含む個別流路を有する流路部材と、圧力室内のインクに圧力を付与してノズルからインク滴を吐出させる圧電素子とを備えている。個別流路の固有周波数Frは250kHz以上である。さらに、ノズルの直径D[μm]が固有周波数Fr[kHz]と下記式(1)の関係を有する。直線L1は、「D=0.0446×Fr+7.5」を示す。直線L1’は、「D=0.0446×Fr+13.5」を示す。
0.0446×Fr+7.5≦D≦0.0446×Fr+13.5 ・・・式(1)
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ノズルと前記ノズルに連通する圧力室とを含む流路を有する流路部材と、
前記流路部材に固定され、前記圧力室内の液体に圧力を付与して前記ノズルから液滴を吐出させる圧電素子と、を備え、
前記流路の固有周波数Ｆｒが２５０ｋＨｚ以上であり、
前記ノズルの直径Ｄ［μｍ］が前記固有周波数Ｆｒ［ｋＨｚ］と下記式（１）の関係を有することを特徴とする、液滴吐出ヘッド。
０．０４４６×Ｆｒ＋７．５≦Ｄ≦０．０４４６×Ｆｒ＋１３．５・・・式（１）
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記ノズルのテーパー角度θ［°］が前記ノズルの直径Ｄ［μｍ］と下記式（２）の関係を有することを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
θ≧－２．２×Ｄ＋８７．２・・・式（２）
【請求項３】
前記固有周波数Ｆｒが３００ｋＨｚ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記ノズルのテーパー角度θ［°］が前記ノズルの直径Ｄ［μｍ］と下記式（３）の関係を有することを特徴とする、請求項３に記載の液滴吐出ヘッド。
θ≦－２．２×Ｄ＋１１６．６・・・式（３）
【請求項５】
前記ノズルのテーパー角度θ［°］が前記ノズルの直径Ｄ［μｍ］と下記式（４）の関係を有することを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
θ≧２．１×Ｄ－１２．８・・・式（４）
【請求項６】
前記圧電素子は薄膜圧電素子であることを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記薄膜圧電素子の厚みが５μｍ以下であることを特徴とする、請求項６に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記ノズルは、シリコン部材で画定され、矩形状の開口を有することを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
前記圧力室の幅は３００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記圧力室の長さは３５０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、２５～４０ｋＨｚ程度の駆動周波数で記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）を駆動する場合の、ノズルの直径の数値が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２７９８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高速記録を行うため、駆動周波数をより高くすることが考えられる。駆動周波数を高めるための手段の１つは、流路の固有周波数Ｆｒを高めることである。
【０００５】
しかしながら、固有周波数Ｆｒを高めた場合、ノズルの直径によっては、記録に十分な量の液滴を吐出させることができない。
【０００６】
本発明の目的は、高い駆動周波数で、記録に十分な量の液滴を吐出させることができる、液滴吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ノズルと前記ノズルに連通する圧力室とを含む流路を有する流路部材と、前記流路部材に固定され、前記圧力室内の液体に圧力を付与して前記ノズルから液滴を吐出させる圧電素子と、を備え、前記流路の固有周波数Ｆｒが２５０ｋＨｚ以上であり、前記ノズルの直径Ｄ［μｍ］が前記固有周波数Ｆｒ［ｋＨｚ］と下記式（１）の関係を有することを特徴とする。
０．０４４６×Ｆｒ＋７．５≦Ｄ≦０．０４４６×Ｆｒ＋１３．５・・・式（１）
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の第１実施形態に係るヘッド１を含むプリンタ１００の平面図である。
プリンタ１００の電気的構成を示すブロック図である。
ヘッド１の平面図である。
図３のＩＶ－ＩＶ線に沿ったヘッド１の断面図である。
ノズルの直径Ｄ及び個別流路の固有周波数Ｆｒと、インク滴の量Ｖとの関係を示すグラフである。
ノズルの直径Ｄ及びノズルのテーパー角度θと、個別流路の固有周波数Ｆｒとの関係を示すグラフである。
本発明の第２実施形態に係るヘッドの個別流路１２Ｂを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係るヘッド１は、図１に示すように、プリンタ１００に含まれている。
【００１０】
プリンタ１００は、筐体１００Ａと、ヘッドユニット１Ｘと、プラテン３と、搬送機構４と、制御部５とを備えている。ヘッドユニット１Ｘ、プラテン３、搬送機構４及び制御部５は、筐体１００Ａ内に配置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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