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公開番号2024130066
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023039569
出願日2023-03-14
発明の名称液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類B41J 2/14 20060101AFI20240920BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】2.5cp以上の粘性を有する液体を効率よく、且つ高周波数で吐出可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供する。
【解決手段】、吐出口プレート8の厚さを距離Dとし、電気熱変換素子1から吐出口プレート8の最表面までの距離を距離Hとし、気泡高さLを設定した場合に、L≦H―0.4Dの関係を満たす。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
液体を吐出する吐出口と、
前記吐出口と連通し、前記吐出口と対向する位置に熱エネルギー発生素子が設けられた圧力室と、を備え、
２．５［ｃｐ］以上の粘度を有する液体に、前記圧力室において、前記熱エネルギー発生素子から熱を付与して気泡を生成および収縮させることによって、前記吐出口から４［ｐｌ］以上の体積の液体を吐出させるための液体吐出ヘッドであって、
前記吐出口から液体を吐出する方向において、
前記吐出口を形成する部材の、前記圧力室側に開口した第１開口部から液体が吐出される側の第２開口部までの距離をＤとし、
前記熱エネルギー発生素子が配された位置から前記第２開口部までの距離をＨとし、
液体の吐出過程において、前記気泡が最大体積となる時の前記熱エネルギー発生素子から前記気泡の気液界面までの距離をＬとすると、
Ｌ≦Ｈ―０．４Ｄの関係を満たすことを特徴とする液体吐出ヘッド。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
Ｈ＜４０［μｍ］である請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
液体を吐出する吐出口と、
前記吐出口と連通し、前記吐出口と対向する位置に熱エネルギー発生素子が設けられた圧力室と、を備え、
２．５［ｃｐ］以上の粘度を有する液体に、前記圧力室において、前記熱エネルギー発生素子から熱を付与して気泡を生成および収縮させることによって、前記吐出口から４［ｐｌ］以上の体積の液体を吐出させるための液体吐出ヘッドであって、
前記吐出口から液体を吐出する方向において、
前記吐出口を形成する部材の、前記圧力室側に開口した第１開口部から液体が吐出される側の第２開口部までの距離をＤとし、
前記熱エネルギー発生素子が配された位置から前記第２開口部までの距離をHとすると、
Ｈ＜４０［μｍ］、Ｄ≧５［μｍ］、Ｈ―Ｄ≧－０．２２Ｈ＋２４．７［μｍ］の関係を満たすことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第２開口部の直径は前記第１開口部の直径以下である請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
複数の前記圧力室のそれぞれに共通して液体を供給可能な共通液室と、
複数の前記圧力室のそれぞれを前記共通液室に接続する複数の液流路と、
を更に備え、
前記液流路は１０［μｍ］以上の長さを有する請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記吐出口、前記圧力室及び前記熱エネルギー発生素子は、所定の間隔で列を成して複数設けられている請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記吐出口は、非円形の形状である請求項１又は３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
液体を吐出する吐出口と、
前記吐出口と連通し、前記吐出口と対向する位置に熱エネルギー発生素子が設けられた圧力室と、を備え、
２．５［ｃｐ］以上の粘度を有する液体に、前記圧力室において、前記熱エネルギー発生素子から熱を付与して気泡を生成および収縮させることによって、前記吐出口から４［ｐｌ］以上の体積の液体を吐出させるための液体吐出ヘッドを搭載可能な液体吐出装置であって、
前記吐出口から液体を吐出する方向において、
前記吐出口を形成する部材の、前記圧力室側に開口した第１開口部から液体が吐出される側の第２開口部までの距離をＤとし、
前記熱エネルギー発生素子が配された位置から前記第２開口部までの距離をＨとし、
液体の吐出過程において、前記気泡が最大体積となる時の前記熱エネルギー発生素子から前記気泡の気液界面までの距離をＬとすると、
Ｌ≦Ｈ―０．４Ｄの関係を満たすことを特徴とする液体吐出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、粘度の高い液体を吐出可能な液体吐出ヘッドへのニーズが高まっており、特に２．５ｃｐ以上の粘性を有する液体を用いることが望まれる。
【０００３】
特許文献１には、電気熱変換素子から、吐出口開口部までの距離を２～８μｍに近接させ、吐出口方向への流抵抗を抑制し、気泡と大気とを連通させて高粘度の液体を液滴として吐出するバブルスルー方式の吐出方法が開示されている。
【０００４】
一般的にバブルスルー方式では、電気熱変換素子から吐出口表面までの距離が短いため、吐出口方向への液体の流れを阻害する抵抗成分を低く抑えることができ、粘度の高い液体であっても良好な吐出効率が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００４－２３０８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の方法では、電気熱変換素子から吐出口開口部までの距離を近接させているため、それに伴い圧力室に繋がる液体供給路の高さも必然的に低くなる。その結果、液体供給路の流抵抗が増大し、一度吐出動作を行うと、次の吐出動作のための再充填（リフィル）を素早く行うことが困難になる。そして、このような現象は、インクの粘度が高いほど顕著になる。すなわち、電気熱変換素子を高周波数で駆動してもインクの再充填（リフィル）が間にあわず、好適な吐出動作を高周波数で行うことが難しい。
【０００７】
よって本発明は、２．５ｃｐ以上の粘度を有する液体を効率的に、且つ高周波数で吐出可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのため本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と、前記吐出口と連通し、前記吐出口と対向する位置に熱エネルギー発生素子が設けられた圧力室と、を備え、２．５［ｃｐ］以上の粘度を有する液体に、前記圧力室において、前記熱エネルギー発生素子から熱を付与して気泡を生成および収縮させることによって、前記吐出口から４［ｐｌ］以上の体積の液体を吐出させるための液体吐出ヘッドであって、前記吐出口から液体を吐出する方向において、前記吐出口を形成する部材の、前記圧力室側に開口した第１開口部から液体が吐出される側の第２開口部までの距離をＤとし、前記熱エネルギー発生素子が配された位置から前記第２開口部までの距離をＨとし、液体の吐出過程において、前記気泡が最大体積となる時の前記熱エネルギー発生素子から前記気泡の気液界面までの距離をＬとすると、Ｌ≦Ｈ―０．４Ｄの関係を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、２．５ｃｐ以上の粘性を有する液体を効率的に、且つ高周波数で吐出可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
液体吐出ヘッドを示す斜視図である。
記録素子基板を示す斜視図である。
図２に示すIII－III´断面における断面図である。
記録素子基板の吐出口近傍を示す断面図である。
従来の液体吐出ヘッドの吐出部を示した断面模式図である。
液体吐出ヘッドの吐出部を示した断面模式図である。
実験データを示したグラフである。
距離Ｈと圧力室高さとの関係を示したグラフである。
第２の実施形態における記録素子基板の吐出口近傍を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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