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公開番号2025135104
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024032706
出願日2024-03-05
発明の名称液体吐出ヘッド
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 20060101AFI20250910BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】複数の圧力室間において液体に付与する圧力にバラツキが生じるのを抑制しつつ、圧電アクチュエータの外周部分の反りを抑制する。
【解決手段】ヘッドのアクチュエータ部材は、複数の圧電層が積層された圧電体と、網状部521と外周部522とを有する高電位電極52と、網状部と外周部とを有する低電位電極とを含む。高電位電極52の外周部522は、一対の第1延在部522Aと、一対の第2延在部522Bとを有する。低電位電極の外周部は、一対の第3延在部と、一対の第4延在部とを有する。一対の第2延在部522Bは、圧電体の外周端から離れて配置された一対の離隔延在部であり、一対の離隔延在部はその延在方向と直交する方向の長さが第1電極の第1方向の長さ以下である。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
第１方向に配列された複数の圧力室をそれぞれ有する複数の圧力室列が前記第１方向と直交する第２方向に並ぶ流路部材と、
前記流路部材の上面に配置され、前記各圧力室内の液体に選択的に圧力を付与するための圧電アクチュエータと、を備え、
前記圧電アクチュエータは、
上下方向に積層された複数の圧電層を含む圧電体と、
前記複数の圧力室のそれぞれと前記上下方向に重なる複数の第１電極を含む第１電極層と、
前記第１電極層から下方に離隔した第２電極層と、
前記第２電極層から下方に離隔した第３電極層と、を備え、
前記第２電極層は、前記上下方向において前記複数の第１電極と重なる第１網状部と、前記第１網状部の外周端を繋ぐ第１外周部とを有する第２電極を含み、
前記第３電極層は、前記上下方向において前記複数の第１電極と重なる第２網状部と、前記第２網状部の外周端を繋ぐ第２外周部とを有する第３電極を含み、
前記第１外周部は、前記第１方向に延びる一対の第１延在部及び前記第２方向に延び前記一対の第１延在部と繋がった一対の第２延在部を有し、
前記第２外周部は、前記第１方向に延びる一対の第３延在部及び前記第２方向に延び前記一対の第３延在部と繋がった一対の第４延在部を有し、
前記一対の第１延在部と、前記一対の第２延在部と、前記一対の第３延在部と、前記一対の第４延在部と、の少なくともいずれかは、前記圧電体の外周端から離れて配置された、一対の離隔延在部であり、
前記一対の離隔延在部は、その延在方向と直交する方向の長さが、前記第１電極の前記第１方向の長さ以下である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】
前記一対の離隔延在部と前記圧電体の外周端との間の離隔距離が、前記第１電極の前記第１方向の長さ以上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】
前記第１延在部及び前記第３延在部の前記第１方向の長さは、前記第２延在部及び前記第４延在部の前記第２方向の長さよりも長く、
前記一対の第２延在部と前記一対の第４延在部との少なくともいずれかが、前記一対の離隔延在部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４】
前記第１延在部及び前記第３延在部の前記第１方向の長さは、前記第２延在部及び前記第４延在部の前記第２方向の長さよりも長く、
前記一対の第１延在部と前記一対の第３延在部との少なくともいずれかが、前記一対の離隔延在部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５】
前記第１外周部及び前記第２外周部のうちの一方の外周部を構成する４つの前記延在部のそれぞれが、前記離隔延在部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６】
前記一対の第１～第４延在部のうち、前記延在方向が同じ方向である二対の延在部のうちの一方の一対の延在部が前記一対の離隔延在部である場合、他方の一対の延在部は前記圧電体の外周端まで延びてい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７】
前記第１電極層は、電位供給部から電位が供給される接続電極を含み、
前記一方の外周部、又は、当該一方の外周部に繋がる前記第１網状部及び前記第２網状部の一方の網状部は、前記接続電極と前記上下方向に重なり且つ前記接続電極と接続されていることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
隣接する２つの前記圧力室列のそれぞれに属する圧力室が前記第２方向に平行に並んでおり、
前記第１網状部は、前記複数の圧力室のそれぞれと前記上下方向に重なる複数の第１個別部を含み、前記第１方向及び前記第２方向にそれぞれ延びる格子形状を有す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９】
隣接する２つの前記圧力室列のそれぞれに属する圧力室が前記第１方向及び前記第２方向に交差する方向に平行に並んでおり、
前記第１網状部は、前記複数の圧力室のそれぞれと前記上下方向に重なる複数の第１個別部と、前記第１方向及び前記交差する方向にそれぞれ延びる部分を有し前記複数の第１個別部を繋ぐ第１繋ぎ部とを有し、
前記第２網状部は、前記複数の圧力室のそれぞれと前記上下方向に重なる複数の第２個別部であって前記複数の第１個別部のそれぞれと前記上下方向に重ならない複数の第２個別部と、前記第１方向に延び前記複数の第２個別部を繋ぐ第２繋ぎ部とを有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の圧力室が形成されたキャビティユニット（流路部材）と、キャビティユニットの表面に配置された圧電アクチュエータとを含むインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）について記載されている。このインクジェットヘッドの圧電アクチュエータは、２層の圧電材料層（圧電層）が積層された積層体（圧電体）と、上方の圧電材料層の上面に配置された複数の個別電極（第１電極）と、下方の圧電材料層の下面に配置された第１共通定電位電極（第３電極層）と、２層の圧電材料層間に配置され網状に形成された第２共通定電位電極（第２電極層）とを含む。第２共通定電位電極が網状に形成されることで、電気抵抗が低減し、電圧降下が防止される。この結果、複数の圧力室間において液体に付与する圧力にバラツキが生じるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２４１５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の圧電アクチュエータの第１及び第２共通定電位電極は、いずれも圧電材料層の外周端にまで電極が配置されている。このため、圧電アクチュエータの焼成時に、第１及び第２共通定電位電極が収縮した際に圧電アクチュエータの外周部分が大きく反る問題が生じる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、複数の圧力室間において液体に付与する圧力にバラツキが生じにくく、圧電アクチュエータの外周部分の反りを抑制可能な液体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】
【０００６】
本発明の液体吐出ヘッドは、第１方向に配列された複数の圧力室をそれぞれ有する複数の圧力室列が前記第１方向と直交する第２方向に並ぶ流路部材と、前記流路部材の上面に配置され、前記各圧力室内の液体に選択的に圧力を付与するための圧電アクチュエータと、を備え、前記圧電アクチュエータは、前記上面と直交する第３方向に積層された複数の圧電層を含む圧電体と、前記複数の圧力室のそれぞれと前記第３方向に重なる複数の第１電極を含む第１電極層と、前記第３方向において前記第１電極層から下方に離隔した第２電極層と、前記第３方向において前記第２電極層から下方に離隔した第３電極層と、を備え、前記第２電極層は、前記第３方向において前記複数の第１電極と重なる第１網状部と、前記第１網状部の外周端を繋ぐ第１外周部とを有する第２電極を含み、前記第３電極層は、前記第３方向において前記複数の第１電極と重なる第２網状部と、前記第２網状部の外周端を繋ぐ第２外周部とを有する第３電極を含み、前記第１外周部は、前記第１方向に延びる一対の第１延在部及び前記第２方向に延び前記一対の第１延在部と繋がった一対の第２延在部を有し、前記第２外周部は、前記第１方向に延びる一対の第３延在部及び前記第２方向に延び前記一対の第３延在部と繋がった一対の第４延在部を有し、前記一対の第１延在部と、前記一対の第２延在部と、前記一対の第３延在部と、前記第４延在部と、の少なくともいずれかは、前記圧電体の外周端から離れて配置された、一対の離隔延在部であり、前記一対の離隔延在部は、その延在方向と直交する方向の長さが、前記第１電極の前記第１方向の長さ以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液体吐出ヘッドによると、第２電極層の第１外周部、及び、第３電極層の第２外周部の少なくともいずれかに、圧電体の外周端から離れて配置され且つ延在方向と直交する方向の長さ（幅）が比較的短い一対の離隔延在部が存在する。これにより、圧電アクチュエータの焼成時に、当該離隔延在部が収縮しても離隔延在部は圧電体の外周端と離れしかも幅も狭いため、離隔延在部に沿った圧電アクチュエータの外周部分に収縮の影響が及びにくい。この結果、圧電アクチュエータの当該外周部分に反りが生じにくい。また、第２電極層が第１網状部を有し、第３電極層が第２網状部を有していることで、当該電極層の電気抵抗が低減し、電圧降下が防止される。この結果、複数の圧力室間において液体に付与する圧力にバラツキが生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の第１実施形態に係るヘッドを備えたプリンタの平面図である。
図１に示すヘッドの平面図である。
図２の領域IIIの拡大図である。
図３のIV－IV線に沿った断面図である。
図３のV－V線に沿った断面図である。
図５の断面におけるアクチュエータ部の動作を示す図である。
アクチュエータ部材を構成する４つの圧電層のうち、上から１番目の圧電層の上面を示す平面図である。
アクチュエータ部材を構成する４つの圧電層のうち、上から２番目の圧電層の上面を示す平面図である。
アクチュエータ部材を構成する４つの圧電層のうち、上から３番目の圧電層の上面を示す平面図である。
アクチュエータ部材を構成する４つの圧電層のうち、上から４番目の圧電層の上面を示す平面図である。
本発明の第２実施形態に係るヘッドのアクチュエータ部材を構成する４つの圧電層のうち、上から４番目の圧電層の上面を示す平面図である。
本発明の第３実施形態に係るヘッドのアクチュエータ部材を構成する３つの圧電層のうち、上から２番目の圧電層の上面を示す平面図である。
本発明の第４実施形態に係るヘッドの要部拡大図である。
（ａ）は図１３に示すアクチュエータ部材を構成する３つの圧電層のうち、上から１番目の圧電層の上面の要部拡大図であり、（ｂ）は図１３に示すアクチュエータ部材を構成する３つの圧電層のうち、上から２番目の圧電層の上面の要部拡大図であり、（ｃ）は図１３に示すアクチュエータ部材を構成する３つの圧電層のうち、上から３番目の圧電層の上面の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
先ず、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係るヘッド１を備えたプリンタ１００の全体構成について説明する。なお、以下の説明において、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、水平方向であり、第３方向Ｄ３は上下方向である。本実施形態における上下方向は鉛直方向に沿っているが、鉛直方向及び水平方向に対して交差する上下方向であってもよい。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は共に第３方向Ｄ３と直交する。第１方向Ｄ１は第２方向Ｄ２と直交する。ヘッド１は、本発明の「液体吐出ヘッド」に該当する。
【００１０】
＜プリンタの全体構成＞
プリンタ１００は、筐体１００Ａと、ヘッドユニット１Ｘと、プラテン３と、搬送機構４と、制御部５とを備えている。ヘッドユニット１Ｘ、プラテン３、搬送機構４及び制御部５は、筐体１００Ａ内に配置されている。また、プリンタ１００は、さらに、筐体１００Ａの外面に配置されたボタン（不図示）を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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