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公開番号2025079227
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2023191791
出願日2023-11-09
発明の名称液体吐出ヘッド
出願人理想テクノロジーズ株式会社
代理人弁理士法人i.PARTNERS特許事務所
主分類B41J 2/14 20060101AFI20250514BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】液体の吐出を安定に行うことのできる液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】実施形態の液体吐出ヘッドは、圧電アクチュエーター、駆動回路、スイッチ素子、及び並列ダイオードを備える。前記圧電アクチュエーターは、圧電体、駆動波形を与える一方の端子、及び他方の端子をそれぞれ備える。前記駆動回路は、前記駆動波形を前記各圧電アクチュエーターに与える。前記スイッチ素子は、前記各圧電アクチュエーターの前記各他方の端子を、共通に接続し、接続箇所をグランド(GND)又は所定の電位に接続して前記共通電位を与えるか、遮断するかを切り替える。前記並列ダイオードは、前記圧電アクチュエーターに充電する方向を順方向とする前記スイッチ素子の並列ダイオードである。
【選択図】図23
特許請求の範囲【請求項１】
圧電体、駆動波形を与える一方の端子、及び他方の端子をそれぞれ備える複数の圧電アクチュエーターと、
前記駆動波形を前記各圧電アクチュエーターに与える駆動回路と、
前記各圧電アクチュエーターの前記各他方の端子を、共通に接続し、接続箇所をグランド（ＧＮＤ）又は所定の電位に接続して前記共通電位を与えるか、遮断するかを切り替えるスイッチ素子と、
前記圧電アクチュエーターに充電する方向を順方向とする前記スイッチ素子の並列ダイオードと、を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記スイッチ素子は、ＤＭＯＳ構造のトランジスタであり、
前記スイッチ素子と前記他方の端子との接続点は、前記ＤＭＯＳ構造のトランジスタのソース端子側であ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】
前記スイッチ素子は、ＤＭＯＳ構造のトランジスタであり、
前記並列ダイオードは、前記ＤＭＯＳ構造のトランジスタのボディダイオードであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記駆動回路と前記スイッチ素子は、ヘッドモジュールに搭載され、
前記ヘッドモジュールは、前記スイッチ素子と前記他方の端子との接続点を前記ヘッドモジュールの外部に引き出す外部接続端子を備え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５】
前記スイッチ素子と前記他方の端子との接続点は、前記圧電アクチュエーターに着分極電位を与える分極電源に接続されることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液体吐出ヘッドに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
所定量の液体を所定の位置に供給する液体吐出ヘッドが知られている。液体吐出ヘッドは、例えばインクジェットプリンタ、３Ｄプリンタ、分注装置などに搭載する。インクジェットプリンタは、インクの液滴をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体の表面に画像等を形成する。３Ｄプリンタは、造形材の液滴を造形材吐出ヘッドから吐出し、硬化させて、三次元造形物を形成する。分注装置は、試料の液滴を吐出して複数の容器等へ所定量供給する。
【０００３】
液体吐出ヘッドは、液体を吐出するチャネルを複数有している。各チャネルは、液体を吐出するノズル、ノズルに連通する圧力室、及び圧力室の容積を変えるアクチュエーターを備える。液体吐出ヘッドは、複数のチャネルの中から液体を吐出するチャネルを選択し、アクチュエーターに駆動信号を与えて駆動させる。アクチュエーターを駆動すると、液体で満たされている圧力室の容積が変わり、ノズルから液体を吐出する。
【０００４】
圧電体の圧電効果を利用して駆動する圧電アクチュエーターは、圧力室の容積を変える機能を実現する分極方向に圧電体を分極している。しかしながら、圧電体は、例えば液体吐出ヘッドの製造プロセスや液体吐出ヘッドを通常使用している間にも分極劣化が起きることがある。分極劣化が起きると、液体吐出ヘッドの液体の吐出性能が低下することがある。分極劣化した圧電アクチュエーターは、駆動方向と同方向の高電圧を所定時間印加することで再分極することができる。しかしながら、圧電アクチュエーターを分極電源に接続する切り替え回路に依る挿入損失が、液体吐出ヘッドの通常動作である液体の吐出に影響を及ぼす場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００２－１６０３７２号公報
特開２０１０－１５５４１８号公報
特開２００９－８３２７６号公報
特開２０１６－５５６４４号公報
特開２００５－２５４２１１号公報
特開２０２３－１３２３９９号公報
特許第３６３７２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明が解決しようとする課題は、液体の吐出を安定に行うことのできる液体吐出ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態の液体吐出ヘッドは、圧電アクチュエーター、駆動回路、スイッチ素子、及び並列ダイオードを備える。前記圧電アクチュエーターは、圧電体、駆動波形を与える一方の端子、及び他方の端子をそれぞれ備える。前記駆動回路は、前記駆動波形を前記各圧電アクチュエーターに与える。前記スイッチ素子は、前記各圧電アクチュエーターの前記各他方の端子を、共通に接続し、接続箇所をグランド（ＧＮＤ）又は所定の電位に接続して前記共通電位を与えるか、遮断するかを切り替える。前記並列ダイオードは、前記圧電アクチュエーターに充電する方向を順方向とする前記スイッチ素子の並列ダイオードである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に従うインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタの全体構成図である。
上記インクジェットヘッドの斜視図である。
上記インクジェットヘッドのヘッド部を部分拡大した断面図である。
上記インクジェットヘッドのヘッド部を部分拡大した断面図である。
上記インクジェットヘッドのヘッド部を部分拡大した平面図である。
上記インクジェットヘッドの制御系の回路図である。
上記インクジェットヘッドの制御系の回路図の変形例である。
上記インクジェットヘッドの制御系の回路の等価回路である。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
第２実施形態に従うインクジェットヘッドの制御系の回路の等価回路である。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
第３実施形態に従うインクジェットヘッドの制御系の回路図である。
上記インクジェットヘッドの制御系の回路の等価回路である。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
上記等価回路によるシミュレーションの結果を示す。
第４実施形態に従うインクジェットヘッドの制御系の回路図である。
第４実施形態に従うインクジェットヘッドの制御系の回路の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態に従う液体吐出ヘッドについて、添付図面を参照しながら詳述する。なお、各図において、同一構成は同一の符号を付している。
【００１０】
（第１実施形態）
第１実施形態の液体吐出ヘッドを搭載した画像形成装置の一例として、記録媒体に画像を印刷するインクジェットプリンタ１０を説明する。図１は、インクジェットプリンタ１０の概略構成を示す。インクジェットプリンタ１０は、筐体１１の内部に、記録媒体の一例であるシートＳを収納するカセット１２、シートＳの上流搬送路１３、カセット１２内から取り出したシートＳを搬送する搬送ベルト１４、搬送ベルト１４上のシートＳに向けてインクの液滴を吐出する複数のインクジェットヘッド１００～１０３、シートＳの下流搬送路１５、排出トレイ１６、及び制御基板１７を配置する。ユーザーインターフェイスである操作部１８は、筐体１１の上部側に配置する。
（【００１１】以降は省略されています）

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