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公開番号2024125632
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-19
出願番号2023033572
出願日2023-03-06
発明の名称液体吐出ヘッド及び液体を吐出する装置、並びに、液体吐出ヘッドの製造方法
出願人株式会社リコー
代理人個人
主分類B41J 2/14 20060101AFI20240911BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】ノズル板振動方式の液体吐出ヘッドにおいて、個別液室内に滞留する気泡による吐出不良を抑制する。
【解決手段】液体を吐出するノズル2と、ノズルに連通する個別液室4と、個別液室のノズル形成壁110に設けられるアクチュエータ5とを備え、アクチュエータを駆動して個別液室内の液体をノズルから吐出させる液体吐出ヘッド1であって、ノズル形成壁と対向する側に位置する個別液室の開口部4aには、流路隔壁120aによって互いに仕切られた複数の液体流路3a,3bが接続されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
液体を吐出するノズルと、
前記ノズルに連通する個別液室と、
前記個別液室のノズル形成壁に設けられるアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータを駆動して前記個別液室内の液体を前記ノズルから吐出させる液体吐出ヘッドであって、
前記ノズル形成壁と対向する側に位置する前記個別液室の開口部には、流路隔壁によって互いに仕切られた複数の液体流路が接続されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記複数の液体流路が、前記個別液室へ液体を供給する供給流路であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記ノズルが複数備わっており、
前記個別液室が前記ノズルごとに備わっており、
前記アクチュエータが前記個別液室ごとに備わっており、
前記複数の液体流路が前記個別液室ごとに備わっており、
前記供給流路の流路入口は、前記個別液室の開口部に接続される前記供給流路の流路出口と対向する側に位置し、前記複数の液体流路の各供給流路へ供給される液体を収容する共通液室に面していることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記複数の液体流路は、前記個別液室へ液体を供給する供給流路と、該個別液室から液体を排出する排出流路とを含むことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記ノズルは、二次元方向に配列され、
前記個別液室が前記ノズルごとに備わっており、
前記アクチュエータが前記個別液室ごとに備わっており、
前記複数の液体流路が前記個別液室ごとに備わっており、
第一方向で隣り合う各ノズルの個別液室に接続される複数の液体流路が共通の流路隔壁によって仕切られ、
前記第一方向に対して交差する第二方向に並んで配置される各共通の流路隔壁の前記第一方向の端部が、前記供給流路と前記排出流路とを仕切る仕切り壁によって連結されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記個別液室を区画する壁部のうち前記ノズルからの液体吐出方向に対して直交する側に位置する側壁を形成する液室側壁層と、前記流路隔壁を形成する流路隔壁層とが、Ｓｉによって形成され、
前記液室側壁層と前記流路隔壁層とがＳｉＯ
２
層によって接続されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記個別液室の開口部に接続される前記複数の液体流路の開口面積又は開口形状が互いに異なることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記個別液室を区画する壁部のうち前記ノズルからの液体吐出方向に対して直交する側に位置する側壁を形成する液室側壁層の厚みが１［μｍ］以上２００［μｍ］以下の範囲内であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記流路隔壁を形成する流路隔壁層の厚みが２００［μｍ］以上２０００［μｍ］以下の範囲内であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする液体を吐出する装置。
（【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、液体吐出ヘッド及び液体を吐出する装置、並びに、液体吐出ヘッドの製造方法に関するものである。
続きを表示（約 2,800 文字）【０００２】
従来、液体を吐出するノズルと、前記ノズルに連通する個別液室と、前記個別液室のノズル形成壁に設けられるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記個別液室内の液体を前記ノズルから吐出させる液体吐出ヘッドが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数のノズル及びアクチュエータが形成されたノズルプレート（ノズル形成壁）と、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数のインク圧力室（個別液室）が形成されたインク圧力室構造体とを備える液体吐出ヘッドが開示されている。アクチュエータは、ノズルと同軸の円環形状に形成され、各インク圧力室内のインクを加圧するように駆動する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、個別液室のノズル形成壁にアクチュエータが設けられる従来の液体吐出ヘッドでは、個別液室内に生じる気泡による吐出不良が発生しやすいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、液体を吐出するノズルと、前記ノズルに連通する個別液室と、前記個別液室のノズル形成壁に設けられるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記個別液室内の液体を前記ノズルから吐出させる液体吐出ヘッドであって、前記ノズル形成壁と対向する側に位置する前記個別液室の開口部には、流路隔壁によって互いに仕切られた複数の液体流路が接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、個別液室のノズル形成壁にアクチュエータが設けられる、いわゆるノズル板振動方式の液体吐出ヘッドにおいて、個別液室内に滞留する気泡による吐出不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態におけるノズル板振動方式の液体吐出ヘッドを模式的に示す断面図。
同液体吐出ヘッドのノズル面を模式的に示す斜視図。
同液体吐出ヘッドにおける１つの個別液室の周辺構成を示す拡大断面図。
同液体吐出ヘッドの内部構造を模式的に示す正面図であり、同液体吐出ヘッドのフレーム部の液体供給口を通るように液体吐出方向に沿って切断したときの断面図。
同液体吐出ヘッドの内部構造を模式的に示す平面図であり、図１中のＡ－Ａ'断面を示す断面図。
同液体吐出ヘッドの内部構造を拡大平面図であり、図１中のＢ－Ｂ'断面を示す断面図。
同液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面図。
同液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面図。
同液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面図。
同液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面図。
同液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面図。
同液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面図。
同液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面図。
同液体吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面図。
変形例１における液体吐出ヘッドを模式的に示す断面図。
同液体吐出ヘッドの内部構造を模式的に示す平面図であり、図１５中のＡ－Ａ'断面を示す断面図。
変形例２における液体吐出ヘッドを模式的に示す断面図。
変形例３における液体吐出ヘッドの内部構造を拡大平面図であり、図１中のＢ－Ｂ'断面に相当する断面図。
変形例４における液体吐出ヘッドを模式的に示す断面図。
変形例４における液体吐出ヘッドの他の例を模式的に示す断面図。
実施形態における印刷装置の概略説明図。
同印刷装置のヘッドユニットの一例の平面説明図。
他の印刷装置の要部平面説明図。
本例の印刷装置の要部側面説明図。
本例の液体吐出ユニットの要部平面説明図。
本例の液体吐出ユニットの正面説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を、液体を吐出する装置に設けられる液体吐出ヘッドに適用した一実施形態について説明する。
なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することのできる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【０００９】
本実施形態における液体吐出ヘッドは、ノズルを有するノズル板に設けられるアクチュエータにより個別液室の圧力を変動させることにより個別液室内の液体をノズルから吐出するノズル板振動方式の液体吐出ヘッドである。ノズル板振動方式は、一般的なユニモルフ型ピエゾヘッド（個別液室のノズルに連通する連通口を有する壁部（ノズル形成壁）に対向する面を振動させて液体を吐出するもの）に比べて小さい力で液滴が飛ばせるという特徴があり、アクチュエータの省電力化を図ることができる。
【００１０】
ノズル密度を高くすると電圧印加のための配線をレイアウトするスペースが限られ、基板表面での配線構築が困難となる。基板内に配線や駆動回路を構築することで、ノズル密度が高い構成でも、配線をレイアウトすることができる。一般に、アクチュエータとして用いられる圧電素子の材料として、圧電特性の高さから、ジルコン酸チタン酸鉛(ＰＺＴ)が広く利用されている。ただし、配線や駆動回路が構築された基板上に圧電膜を成膜する場合、ＰＺＴの成膜・結晶化温度は６００℃以上を要することから、圧電素子の材料としてＰＺＴを用いると、基板内の駆動回路とその配線が高温に耐えられなくなる。そのため、基板内に配線や駆動回路を構築する構成では、圧電材料としては、ＰＺＴよりも成膜温度の低い圧電材料が求められ、ＰＺＴに比べ圧電特性の低い材料を選択することを余儀なくされる。しかしながら、上述したノズル板振動方式は、一般的なユニモルフ型ピエゾヘッドに比べ小さい力で液滴が飛ばせるという特徴があるため、ＰＺＴに比べ圧電特性の低い材料を選択しても、良好に液体を吐出することが可能である。よって、非鉛材料など成膜・結晶化温度は低いがパワーの小さい圧電材料でも良好に液体を吐出することができる。これにより、基板内に配線や駆動回路を構築することができ、高密度化が可能となる。さらに、ノズル板振動方式は、個別液室の容積を小さくできることから、ヘッドの小型化も可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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