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公開番号2025107153
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024228721
出願日2024-12-25
発明の名称液滴吐出ヘッド
出願人ブラザー工業株式会社
代理人弁理士法人ATEN
主分類B41J 2/14 20060101AFI20250710BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】サテライト滴の防止と第1方向の小型化とを共に実現する。
【解決手段】ヘッド1は、一平面に沿って配置された圧力室12Pと、当該一平面と交差する方向に開口したノズル12Nと、圧力室12Pとノズル12Nとを接続する接続流路12Dと、を備えている。接続流路12Dは、上記一平面と平行に延びる第1流路21、及び、上記一平面と交差する方向に延びる第2流路22を含む。第1流路21のイナータンスは第2流路22のイナータンスよりも大きい。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
一平面に沿って配置された圧力室と、
前記一平面と交差する方向に開口したノズルと、
前記圧力室と前記ノズルとを接続する接続流路であって、前記一平面と平行に延びる第１流路、及び、前記一平面と交差する第１方向に延びる第２流路を含む、接続流路と、を備え、
前記第１流路のイナータンスが前記第２流路のイナータンスよりも大きい、液滴吐出ヘッド。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記第２流路は、前記第１方向の一端と他端とを有し、前記他端が前記ノズルに接続し、
前記第１流路は、前記第２流路の前記一端に接続する一端と、前記圧力室に接続する他端とを有する請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第１流路の前記他端は、前記一平面と交差する方向に延びる流路を介さず、前記圧力室に接続している請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第１流路はくびれ部を有し、前記くびれ部の流路断面積が前記第１流路の一端の流路断面積及び前記第１流路の他端の流路断面積のいずれよりも小さい、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第１流路のイナータンスが前記ノズルのイナータンス以下である、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記接続流路を構成する複数のプレートを備える、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記圧力室、前記ノズル及び前記接続流路をそれぞれ含む複数の個別流路と、
前記複数の個別流路に連通する共通流路と、
前記複数の個別流路のそれぞれに含まれる第３流路であって、前記圧力室の一端であって前記接続流路が接続された他端とは反対側の一端と前記共通流路とを連通させ、前記一平面と平行に延びる第３流路と、をさらに備え、
前記複数のプレートのうちの１つのプレートに、前記第１流路及び前記第３流路の双方が配置されている、請求項６に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第１流路及び前記第３流路が前記１つのプレートの厚み全体に亘って配置されている、請求項７に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
前記圧力室の前記一端及び前記他端は、当該一端及び当該他端を通る第２方向と直交しかつ前記一平面に沿った第３方向における前記圧力室の中央部に配置されている、請求項７に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記第１流路及び前記第３流路は、前記圧力室の前記一端及び前記他端を通る第２方向、及び、前記第２方向と直交しかつ前記一平面に沿った第３方向の、双方向に対して傾斜する方向に延びている、請求項７に記載の液滴吐出ヘッド。
（【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、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圧力室とノズルとを接続する接続流路が、流路断面積が互いに異なる複数の部分で構成されることが開示されている。当該複数の部分は、圧力室に隣接する第１部分と、第１部分に隣接しかつ圧力室との間に第１部分を挟む第２部分と、を含む。第１部分が複数の部分の中で流路断面積が最も小さく、かつ、第１部分、第２部分及び圧力室の流路断面積が所定の条件を満たす。これにより、サテライト滴が抑制され、高周波の駆動が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０７８５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者等は、鋭意研究の結果、接続流路にイナータンスの大きな部分を設けることがサテライト滴を防止するのに有効であることを知見した。イナータンスは、流路断面積に反比例し、流路長に比例する。
【０００５】
特許文献１において、第１部分は、圧力室が配置された一平面と交差する方向（第１方向）に延びている。イナータンスを大きくするため、第１部分の流路断面積を小さくするには製造上限界があり、第１部分の流路長を長くすることが考えられる。しかしながら、この場合、ヘッドが第１方向に大型化してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、サテライト滴の防止と、液滴吐出ヘッドの第１方向の小型化とを共に実現可能な液滴吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、一平面に沿って配置された圧力室と、前記一平面と交差する方向に開口したノズルと、前記圧力室と前記ノズルとを接続する接続流路であって、前記一平面と平行に延びる第１流路、及び、前記一平面と交差する第１方向に延びる第２流路を含む、接続流路と、を備え、前記第１流路のイナータンスが前記第２流路のイナータンスよりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
イナータンスの大きな第１流路によって、圧力波の高次成分をカットすることができ、サテライト滴を防止できる。また、第１流路は、圧力室が配置された一平面と平行に延びている。このため、第１流路のイナータンスを大きくするために第１流路の流路長を長くしても、ヘッドが第１方向に大型化することが抑制される。つまり、サテライト滴の防止と第１方向の小型化とを共に実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、ヘッド１を含むプリンタ１００の平面図である。
図２は、プリンタ１００の電気的構成を示すブロック図である。
図３は、ヘッド１の平面図である。
図４は、図３の領域ＩＶの拡大図である。
図５は、図３のＶ－Ｖ線に沿ったヘッド１の断面図である。
図６は、第３流路２３のイナータンスＭ１と第１流路２１のイナータンスＭ２と電圧比との関係を示すグラフである。
図７Ａは、電圧比が１０１％を超える領域におけるメニスカスの振動速度と時間との関係を示すグラフである。
図７Ｂは、電圧比が１０１％以下の領域におけるメニスカスの振動速度と時間との関係を示すグラフである。
図８は、第３流路２３のイナータンスＭ１と第１流路２１のイナータンスＭ２と固有周波数Ｆｒとの関係を示すグラフである。
図９は、ドライバＩＣ１４が圧電素子１３Ｘに付与する駆動信号Ｘを示すグラフである。
図１０は、第３流路２３のイナータンスＭ１と第１流路２１のイナータンスＭ２と電圧比との関係を示すグラフである。
図１１Ａは、図１０の曲線Ｌ１の上側の領域におけるメニスカスの振動速度と時間との関係を示すグラフである。
図１１Ｂは、図１０の曲線Ｌ２の下側の領域におけるメニスカスの振動速度と時間との関係を示すグラフである。
図１１Ｃは、図１０の曲線Ｌ１と曲線Ｌ２とで挟まれた領域におけるメニスカスの振動速度と時間との関係を示すグラフである。
図１２は、駆動信号ＸのメインパルスＰｍの幅Ｔｍとノズル１２Ｎから吐出されるインク滴の飛翔速度及び体積との関係を示すグラフである。
図１３は、ヘッド２０１の図５に対応する図である。
図１４は、ヘッド２０１の個別流路２１２Ｂを示す図４に対応する図である。
図１５は、ヘッドの個別流路３１２Ｂを示す図４に対応する図である。
図１６は、ヘッドの平面図である。
図１７は、図１６のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿ったヘッド１の断面図である。
図１８Ａは、ノズルから吐出されるインク滴が吐出方向に細長い形状である場合を示す図である。
図１８Ｂは、ノズルから吐出されるインク滴が球形に近い形状である場合を示す図である。
図１９は、駆動周波数が１５０ｋＨｚのときの、周波数比率及び振幅比率と、メニスカス流速との関係を示すグラフである。
図２０は、駆動周波数が２００ｋＨｚのときの、周波数比率及び振幅比率と、メニスカス流速との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、プリンタ１００は、本発明の第１実施形態に係るヘッド１を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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