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公開番号2025088075
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202525
出願日2023-11-30
発明の名称液体吐出装置
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B41J 2/14 20060101AFI20250604BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】メニスカス決壊、およびノズル内の液体の増粘解消不良の発生を抑制することができる液体吐出装置。
【解決手段】液体吐出装置は、圧力室とノズルを含む個別流路、共通供給流路、共通排出流路、および、圧力室に対応して設けられた圧電素子を備えた液体吐出ヘッドと、吐出制御と微振動制御とを行わせる駆動制御部と、を有し、ノズルは、第1ノズル部分と、第1ノズル部分よりも個別流路側に設けられ、第1ノズル部分よりも直径の大きい第2ノズル部分と、が高さ方向に連結されることで構成され、第1ノズル部分の直径をA、第2ノズル部分の直径をB、第1ノズル部分の高さをC、第2ノズル部分の高さをD、駆動制御部による微振動制御時の液体のメニスカスの最大引き込み量をMとしたとき、ノズルは、B<20[μm]、およびC+D>70[μm]を満たし、駆動制御部は、C/3<M<C+D/2を満たすように微振動制御を行わせる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
圧力室とノズルとを含む個別流路、
複数の前記個別流路に連通し、前記複数の個別流路に液体を供給する共通供給流路、
前記複数の個別流路に連通し、前記複数の個別流路から液体を排出する共通排出流路、
および前記圧力室に対応して設けられた圧電素子を備えた液体吐出ヘッドと、
液体を吐出するために前記圧電素子を駆動する吐出制御と前記ノズル内の液体を微振動させるために前記圧電素子を駆動する微振動制御を行わせる駆動制御部と、を有する液体吐出装置であって、
前記ノズルは、第１ノズル部分と、前記第１ノズル部分よりも前記個別流路側に設けられ、前記第１ノズル部分よりも直径の大きい第２ノズル部分と、が高さ方向に連結されることで構成され、
前記第１ノズル部分の直径をＡ、
前記第２ノズル部分の直径をＢ、
前記第１ノズル部分の高さをＣ、
前記第２ノズル部分の高さをＤ、
前記駆動制御部による前記微振動制御時の液体のメニスカスの最大引き込み量をＭとしたとき、
前記ノズルは、Ｂ＜２０［μｍ］、およびＣ＋Ｄ＞７０［μｍ］を満たし、
前記駆動制御部は、Ｃ／３＜Ｍ＜Ｃ＋Ｄ／２を満たすように前記微振動制御を行わせることを特徴とする液体吐出装置。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記ノズルは、Ａ≦１５［μｍ］を満たすことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、Ｃ／２＜Ｍ＜Ｃを満たすように前記微振動制御を行わせることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記駆動制御部は、Ｃ＜Ｍ＜Ｃ＋Ｄ／２を満たすように前記微振動制御を行わせることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記共通供給流路から前記個別流路への液体の供給と前記個別流路から前記共通排出流路への液体の排出を行わせた状態で、前記微振動制御を行わせることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記ノズルは、前記第１ノズル部分の中心軸と前記第２ノズル部分の中心軸が一致するように構成されている請求項１に記載の液体吐出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、液体吐出装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
印刷用紙等の媒体に対してインク等の液体を吐出する液体吐出装置が従来から提案されている。例えば、特許文献１に記載の液体吐出装置は、液体が充填される圧力室と、圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧電素子と、圧力変化に伴い圧力室内の液体を吐出させるノズルとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１６３２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ノズル開口の液体は、大気と接しているため、水分の蒸発が起こる。すると、ノズル開口の液体は、溶媒成分が少なくなるため増粘する。この結果、ノズル詰まり、または吐出不良が発生するおそれがあり、液滴の吐出特性に悪影響を及ぼす場合がある。これ問題を解決するためには、液体の吐出による媒体への記録動作が行われる前に多量の液体を吐出する動作、所謂フラッシングを行えばよい。しかし、フラッシングには、液体を消費してしまうとい弊害がある。
【０００５】
上記の問題を解決するためには、循環動作および微振動動作を行うことが知られている。循環動作とは、ノズルに連通する個別流路に対して液体を供給しつつ液体を排出する動作である。この循環動作により、ノズル開口で蒸発によって高粘度化し得る液体を個別流路内から排出しつつ個別流路内に新たな液体を供給することができる。このため、ノズル内における液体の増粘を抑制することができる。また、微振動動作とは、圧電素子に微振動波形を印加し、液体が吐出されない程度にノズル開口において液体のメニスカス振動を起こし、ノズル内の液体を撹拌させる動作である。この微振動動作により、ノズル内の局所的な増粘を解消することができる。
【０００６】
通常、循環動作および微振動動作のいずれか一方を行うことでインクの高粘度化を十分に抑制することができる。しかし、特許文献１の液体吐出装置のように循環動作および微振動動作の両方を同時に行わなければならないケースがある。ノズルが段差のない直管構造であれば、循環動作および微振動動作を併用することに特段の問題はない。しかし、上段ノズルと下段ノズルとに分かれた所謂２段ノズルを用いた場合、循環動作および微振動動作を併用すると、メニスカス決壊、またはノズル内の液体の増粘解消不良が発生するという問題があることが分かった。
【０００７】
発明者らの検討の結果、２段ノズルのうち、上段ノズルの直径、およびノズルの全長を所定の範囲し、かつ微振動動作を所定条件にすることで、メニスカス決壊、およびノズル内の液体の増粘解消不良が生じ難くなることが分かった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様に係る液体吐出装置は、圧力室とノズルとを含む個別流路、複数の前記個別流路に連通し、前記複数の個別流路に液体を供給する共通供給流路、前記複数の個別流路に連通し、前記複数の個別流路から液体を排出する共通排出流路、および前記圧力室に対応して設けられた圧電素子を備えた液体吐出ヘッドと、液体を吐出するために前記圧電素子を駆動する吐出制御と前記ノズル内の液体を微振動させるために前記圧電素子を駆動する微振動制御を行わせる駆動制御部と、を有する液体吐出装置であって、前記ノズルは、第１ノズル部分と、前記第１ノズル部分よりも前記個別流路側に設けられ、前記第１ノズル部分よりも直径の大きい第２ノズル部分と、が高さ方向に連結されることで構成され、前記第１ノズル部分の直径をＡ、前記第２ノズル部分の直径をＢ、前記第１ノズル部分の高さをＣ、前記第２ノズル部分の高さをＤ、前記駆動制御部による前記微振動制御時の液体のメニスカスの最大引き込み量をＭとしたとき、前記ノズルは、Ｂ＜２０［μｍ］、およびＣ＋Ｄ＞７０［μｍ］を満たし、前記駆動制御部は、Ｃ／３＜Ｍ＜Ｃ＋Ｄ／２を満たすように前記微振動制御を行わせる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態に係る液体吐出装置の構成例を示す模式図である。
実施形態に係る液体吐出装置の電気的構成を示す図である。
液体吐出ヘッドの循環流路を説明するための模式図である。
図３中のＡ１－Ａ１線断面に相当する図である。
ノズルの拡大断面図である。
第２ノズル部分の直径を変化させた場合の評価結果である。
ノズルの全長を変化させた場合の評価結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本開示に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
（【００１１】以降は省略されています）

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