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公開番号2025076272
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2024114231
出願日2024-07-17
発明の名称液滴吐出ヘッド及び液滴吐出ユニット及び液滴吐出装置
出願人株式会社リコー
代理人個人
主分類B41J 2/14 20060101AFI20250508BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】流路リークの発生を防止することが可能な液滴吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】可撓性を有するダンパー74と、ダンパー74が振動可能な一方側空間67,68を有するダンパー保持基板73と、圧電素子40を収容する凹部50a及びダンパー74が振動可能な他方側空間71,72を有する圧電素子保持基板50と、を有し、圧電素子保持基板50は他方側空間71,72を形成する第一の隔壁59を、ダンパー保持基板73は一方側空間67,68を形成する第一の隔壁59よりも幅が大きく形成された第二の隔壁66をそれぞれ備え、第一の隔壁59と第二の隔壁66とはダンパー74を介して互いに対向して配置され、第二の隔壁66は第一の隔壁59の両端部に対応して形成された開口部64を有する液滴吐出ヘッド1。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
可撓性を有するダンパーと、
前記ダンパーが接合され前記ダンパーが振動可能な一方側空間を有するダンパー保持基板と、
前記ダンパーの前記ダンパー保持基板とは反対側に接合され、圧電素子を収容する凹部及び前記ダンパーが振動可能な他方側空間を有する圧電素子保持基板と、を有し、
前記圧電素子保持基板は前記他方側空間を形成する第一の隔壁を、前記ダンパー保持基板は前記一方側空間を形成する、前記第一の隔壁よりも幅が大きく形成された第二の隔壁をそれぞれ備え、前記第一の隔壁と前記第二の隔壁とは前記ダンパーを介して互いに対向して配置され、
前記第二の隔壁は前記第一の隔壁の両端部に対応して形成された開口部を有する液滴吐出ヘッド。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第一の隔壁の端部及び前記第二の隔壁の端部及び前記開口部は、それぞれ角部に加工が施されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第一の隔壁は、前記両端部が、前記開口部に対応する開口部対応位置と、前記開口部よりも外側であって前記第二の隔壁よりも内側に位置する端部対応位置とを交互に占めるように、外形が凹凸状に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記ダンパーは、コンプライアンスが７Ｅ－１７ｍ
３
／Ｐａ以上、ヤング率が３～２００ＧＰａ、厚みが２～１０μｍであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記ダンパーは複数層からなる積層構造を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一つに記載の液滴吐出ヘッドを有することを特徴とする液滴吐出ユニット。
【請求項７】
請求項６記載の液滴吐出ユニットを有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項８】
請求項１ないし５の何れか一つに記載の液滴吐出ヘッドを有することを特徴とする液滴吐出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出ユニット及び液滴吐出装置に関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット方式の画像形成装置に採用される液滴吐出ヘッドが知られている。この液滴吐出ヘッドは、ノズルに連通する個別液室を構成する液室基板と、ノズルが設けられたノズル板とは反対側で液室基板と接合して圧電素子が収容される凹部が形成された圧電素子保持基板と、振動エネルギーを消散させて衝撃または振動の振幅を軽減するダンパーと、ダンパーが振動可能な空間を有するダンパー保持基板とを備えている。ダンパーとダンパー保持基板との接合方法としては、ダンパー材料を成膜した基板の成膜面とダンパー保持基板とを接着剤で接合し、その後、基板を研磨及びエッチングしてダンパー材料を露出させる方法が挙げられる。
【０００３】
上述の液滴吐出ヘッドとして、複数のノズルと、各ノズルに連通した複数の個別液室と、各個別液室内を昇圧するエネルギーを発生させるアクチュエーターと、各個別液室に連通する共通液室と、を備えた構成が知られている。この液滴吐出ヘッドでは、インクを共通液室から各ノズルに連通する各個別液室に供給し、各個別液室に対応するアクチュエーターを駆動することで各個別液室内を昇圧してノズルからインクを吐出させている。この際に、個別液室内で生じた圧力変動が振動として各個別液室に連通する共通液室にも伝播し、伝播した振動によって隣接する個別液室内のインクに影響が及ぶ相互干渉が発生すると、意図しないノズルからの液滴の漏出や吐出、不安定な吐出状態を誘発して高品質の画像を得ることが困難となる。
【０００４】
そこで、共通液室に伝播した振動を軽減する良好なダンパー効果を得ると共に、共通液室からの水分の揮発を抑制する技術として、共通液室の少なくとも一部を形成する可撓性部材を介して共通液室に対向配置された空気貯留室と、この空気貯留室と外部とを連通可能な弁と、を備えた液滴吐出ヘッドが提案されている（例えば「特許文献１」参照）。
また、液滴吐出ヘッドの構成が複雑になるという問題点を解決すべく、簡単な構成で共通液室とダンパー室とを形成して共通液室とダンパー室との間にダンパーを配置する技術が提案されている。この技術の一例として、共通液室とダンパー室とを形成するフレーム部材を有し、このフレーム部材はダンパーを有するダンパー部材を収容すると共にダンパー室となる凹部を有し、凹部の共通液室側底部にはダンパーが臨む開口部とダンパー部材を支持する支持部とが設けられた液滴吐出ヘッドが提案されている（例えば「特許文献２」参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし従来の液滴吐出ヘッドでは、ダンパーのコンプライアンスすなわち液体の圧力の変動に対する体積変換量を大きくするため、ダンパー保持基板の隔壁幅が圧電素子保持基板の隔壁幅よりも狭く形成されている。ダンパー保持基板と圧電素子保持基板とを接合する際には、一方の基板に接着剤を塗布して上下から加圧しつつ接着剤を加熱硬化させるが、接着剤塗布から加圧までの間に環境異物や基板のシリコン片等が接合界面に挟み込まれてしまう場合がある。このような異物が挟み込まれると、ダンパーに局所的な応力が作用することでダンパーが破損してしまうという問題点があった。
【０００６】
液滴吐出ヘッドの液室構造において、各圧電素子保持基板間には液室領域が、各ダンパー保持基板間には非液室領域がそれぞれ形成されており、非液室領域は液室領域の圧力変動を抑えるために設けられたダンパーの変位を可能とするための変位空間である。上述したようにダンパーが破損すると、液室領域と非液室領域とが連通して流路リークが発生してしまうという問題点がある。
本発明は、上述した問題点を解決し、流路リークの発生を防止することが可能な液滴吐出ヘッドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、可撓性を有するダンパーと、前記ダンパーが接合され前記ダンパーが振動可能な一方側空間を有するダンパー保持基板と、前記ダンパーの前記ダンパー保持基板とは反対側に接合され、圧電素子を収容する凹部及び前記ダンパーが振動可能な他方側空間を有する圧電素子保持基板と、を有し、前記圧電素子保持基板は前記他方側空間を形成する第一の隔壁を、前記ダンパー保持基板は前記一方側空間を形成する、前記第一の隔壁よりも幅が大きく形成された第二の隔壁をそれぞれ備え、前記第一の隔壁と前記第二の隔壁とは前記ダンパーを介して互いに対向して配置され、前記第二の隔壁は前記第一の隔壁の両端部に対応して形成された開口部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ダンパーとダンパー保持基板との間に存在する異物が加圧されてもダンパーは圧電素子保持基板からの反力を受けないことから、ダンパーの破損が抑制され流路リークの発生を防止可能な液滴吐出ヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態を適用可能な従来の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出ユニットのノズル面側から見た概略分解斜視図である。
本発明の一実施形態を適用可能な従来の液滴吐出ユニットの、液滴吐出ヘッドの短手方向に沿った概略断面図である。
本発明の一実施形態を適用可能な従来の液滴吐出ヘッドの流路基板と共通流路部材との間の概略断面図である。
従来の液滴吐出ユニットの概略構成図である。
従来の液滴吐出ヘッドにおけるダンパー保持基板とダンパーとの接合界面及び圧電素子保持基板とダンパーとの接合界面及び接合界面間に挟まった異物を説明する概略図である。
本発明の第１の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの中央部における特徴部を示す拡大図である。
本発明の第１の実施形態に係る液滴吐出ヘッドにおけるダンパー保持基板とダンパーとの接合界面及び圧電素子保持基板とダンパーとの接合界面及び接合界面間に挟まった異物を説明する概略図である。
本発明の第１の実施形態に係る液滴吐出ヘッドにおけるダンパー保持基板とダンパーとの接合界面及び圧電素子保持基板とダンパーとの接合界面及び接合界面間に挟まった異物及び破損したダンパーを説明する概略図である。
本発明の第２の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの中央部における特徴部を示す拡大図である。
本発明の第３の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの（ａ）中央部における特徴部（ｂ）Ａ－Ａ断面図（ｃ）Ｂ－Ｂ断面図である。
本発明の第１の実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の概略正面図である。
本発明の各実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の液滴吐出ユニットを説明する概略平面図である。
本発明の各実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えた他の液滴吐出装置の概略平面図である。
本発明の各実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えた他の液滴吐出装置の概略側面図である。
本発明の各実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えた他の液滴吐出装置の液滴吐出ユニットを説明する概略平面図である。
本発明の各実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えた他の液滴吐出装置の他の液滴吐出ユニットを説明する概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は本発明の一実施形態を適用可能な従来周知の液滴吐出ユニット１００の概略分解斜視図を、図２は液滴吐出ユニット１００の液滴記録ヘッド短手方向に沿った概略断面図をそれぞれ示している。同図において液滴吐出ユニット１００は、液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッド１０１、複数の液滴吐出ヘッド１０１を保持するベース部材１０２、液滴吐出ヘッド１０１のノズルカバーとなるカバー部材１０３を備えている。さらに液滴吐出ユニット１００は、放熱部材１０４、複数の液滴吐出ヘッド１０１に対して液体を供給する流路を形成しているマニホールド１０５、ドライバーＩＣ（駆動回路）９１を備えたフレキシブル配線部材９０に接続されるプリント基板（ＰＣＢ）１０６、モジュールケース１０７を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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