特開 2023-20874 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023020874

(43)【公開日】2023-02-09

(54)【発明の名称】液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20230202BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14

B41J2/14 501

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072936

(22)【出願日】2022-04-27

(31)【優先権主張番号】P 2021123780

(32)【優先日】2021-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(72)【発明者】

【氏名】酒井 慶太郎

【テーマコード（参考）】

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C057AF99

2C057AG04

2C057AG60

2C057AN07

2C057BF04

2C057DB07

(57)【要約】

【課題】アクチュエータに掛かる負荷を軽減し、十分な寿命を確保することが可能な液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】
ノズルを備えるノズル部材と、前記ノズルを開閉する弁体と、アクチュエータと、前記アクチュエータを保持するとともに、前記アクチュエータの駆動により弾性変形して前記アクチュエータの駆動力を前記弁体に伝える弾性部材と、前記弾性部材と前記アクチュエータとの間に設けた減衰部材とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ノズルを備えるノズル部材と、
前記ノズルを開閉する弁体と、
アクチュエータと、
前記アクチュエータを保持するとともに、前記アクチュエータの駆動により弾性変形して前記アクチュエータの駆動力を前記弁体に伝える弾性部材と、
前記弾性部材と前記アクチュエータとの間に設けた減衰部材と
を備える液体吐出ヘッド。

【請求項2】

請求項１において、前記弾性部材は前記弁体を保持する弁体保持部を備え、前記減衰部材を、前記弁体保持部を備えた側と反対側の前記弾性部材と、前記アクチュエータとの間に設ける液体吐出ヘッド。

【請求項3】

請求項１において、前記弾性部材は前記弁体を保持する弁体保持部を備え、前記減衰部材を、前記弁体保持部を備えた側の前記弾性部材と、前記アクチュエータとの間に設ける液体吐出ヘッド。

【請求項4】

請求項１において、前記弾性部材は前記アクチュエータを保持する空間を備え、該空間に前記減衰部材を設けるとともに、前記減衰部材は前記空間に嵌合する形状を有する液体吐出ヘッド。

【請求項5】

請求項１において、前記ノズル部材は、前記ノズルと前記弁体とが対向する位置に、前記弁体が嵌合可能な凹部を備える液体吐出ヘッド。

【請求項6】

請求項１において、前記弁体と前記アクチュエータとの間に、前記アクチュエータおよび前記弾性部材の伸びる力を、前記弁体を前記伸びる力と相反する引き込む力に変換した上で、前記弁体へ伝達する伝達機構を備える液体吐出ヘッド。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドと対象物とを相対的に動かす移動手段と
を備える液体吐出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、ノズルに連通するキャビティに吐出液体を加圧供給すると共に、ピンでノズルを閉塞可能とし、このピンをアクチュエータでノズルに対して離接可能とし、このアクチュエータを制御装置で制御する構成とすることで、ピンがノズルから離間している間だけ、加圧供給されている吐出液体がノズルから液滴として吐出される液滴吐出ヘッドを開示している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、アクチュエータに掛かる負荷を軽減し、十分な寿命を確保することが可能な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】

【0004】

本発明の液体吐出ヘッドは、ノズルを備えるノズル部材と、前記ノズルを開閉する弁体と、アクチュエータと、前記アクチュエータを保持するとともに、前記アクチュエータの駆動により弾性変形して前記アクチュエータの駆動力を前記弁体に伝える弾性部材と、前記弾性部材と前記アクチュエータとの間に設けた減衰部材とを備える。

【発明の効果】

【0005】

本発明によれば、アクチュエータに掛かる負荷を軽減し、十分な寿命を確保することが可能な液体吐出ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す全体斜視図。

【図2】液体吐出ヘッドの全体断面図。

【図3】液体吐出モジュール単体の説明図。

【図4】ニードル弁の先端部の概略拡大図。

【図5】減衰部材の他の実施例の説明図。

【図6】ニードル弁の先端部の変形例を示す概略拡大図。

【図7】本発明に係る液体吐出ヘッドの第２実施形態を示す説明図。

【図8】本発明に係る液体吐出装置の一例を示す全体斜視図。

【図9】キャリッジの全体斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本発明の実施形態を、図面を用いて以下に説明する。

【0008】

図１は、本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す全体斜視図である。

【0009】

液体吐出ヘッド３００は、ハウジング３１０、コネクタ３５０、供給ポート３１１および回収ポート３１３を主に備える。ハウジング３１０は、金属材料または樹脂材料からなる。コネクタ３５０は、電気信号を伝送するための端子であり、本実施形態ではハウジング３１０の上部にコネクタ３５０を設けている。

【0010】

供給ポート３１１と回収ポート３１３は、ハウジング３１０の左右に位置し、供給ポート３１１は液体をヘッド内に供給する。また、回収ポート３１３は液体をヘッドから排出する。

【0011】

図２は、本発明に係る液体吐出ヘッドの全体断面図（図１のＡ－Ａ線矢視断面図）である。

【0012】

ハウジング３１０は、その上部に電気信号を伝送するためのコネクタ３５０を備えており、下部には液体を吐出するノズル３０２を備えたノズル板３０１を保持している。

【0013】

また、ハウジング３１０は、供給ポート３１１側からの液体を、ノズル板３０１上を経て回収ポート３１３側へ送る流路３１２を備えている。ここで、ノズル板３０１は「ノズル部材」の一例である。

【0014】

供給ポート３１１と回収ポート３１３との間には、流路３１２内の液体をノズル３０２から吐出するための液体吐出モジュール３３０（詳細は後述する）を配置している。液体吐出モジュール３３０は、ノズル３０２の数に対応しており、本例では１列に並べた８個のノズル３０２に対応する８個の液体吐出モジュール３３０を備えた構成を示している。

【0015】

なお、ノズル３０２および液体吐出モジュール３３０の数および配列は上記に限るものではない。例えば、ノズル３０２および液体吐出モジュール３３０の数は、９個以上でもよいし、または複数ではなく１個であってもよい。また、ノズル３０２および液体吐出モジュール３３０の配列は、１列ではなく複数列で配置してもよい。

【0016】

上記の構成により、供給ポート３１１は加圧した状態の液体を外部から取り込み、液体を矢印ａ１方向へ送り、液体を流路３１２に供給する。流路３１２は、供給ポート３１１からの液体を矢印ａ２方向へ送る。そして、回収ポート３１３は、流路３１２に沿って配置したノズル３０２から吐出しなかった液体を矢印ａ３方向へ排出する。

【0017】

液体吐出モジュール３３０は、ノズル３０２を開閉するニードル弁３３１と、ニードル弁３３１を駆動する圧電素子３３２を備える。ハウジング３１０は、圧電素子３３２の上端部と対向する位置に規制部材３１４を備えている。この規制部材３１４は、圧電素子３３２の上端部に当接しており、圧電素子３３２の固定点をなしている。ここで、ニードル弁３３１は「弁体」の一例であり、圧電素子３３２は「アクチュエータ」の一例である。

【0018】

上記構成において圧電素子３３２を作動し、ニードル弁３３１が図において上方向へ変位すると、ニードル弁３３１によって閉じていたノズル３０２が開いた状態になり、ノズル３０２から液体が吐出する。また、圧電素子３３２を作動し、ニードル弁３３１が下方向へ変位すると、ニードル弁３３１の先端部がノズル３０２に当接してノズル３０２が閉じた状態になり、ノズル３０２から液体が吐出しなくなる。

【0019】

なお、ノズル３０２から液体を吐出している期間は、ノズル３０２からの吐出効率を下げないようにするために、回収ポート３１３からの液体の排出は一時的に行わないようにしてもよい。次に、液体吐出モジュール３３０の構成を詳細に説明する。

【0020】

図３は、液体吐出ヘッドに設けた液体吐出モジュール単体の説明図である。

【0021】

液体吐出モジュール３３０は、ノズル３０２を開閉するニードル弁３３１と、圧電素子３３２とを備える。ノズル板３０１はハウジング３１０に接合している。また、流路３１２はハウジング３１０に設けた複数の液体吐出モジュール３３０に共通の流路である。

【0022】

ニードル弁３３１は、図４に示すように、その先端がノズル板３０１に設けたノズル３０２に対向しており、ニードル弁３３１の先端がノズル板３０１に当接することでノズル３０２を閉塞する。なお、ニードル弁３３１の先端に弾性体３３１ａを設け、ノズル３０２をより確実に閉塞するようにしてもよい。また、ニードル弁３３１とハウジング３１０との間には、軸受部３２１を設け、さらに、軸受部３２１とニードル弁３３１との間にはＯリングなどのシール部材３１５を設けている。

【0023】

ハウジング３１０は、その内部に空間３２２を形成し、空間３２２は、板バネ枠体３３３を保持している。板バネ枠体３３３は、ニードル弁保持部３３３ａ、枠部３３３ｂ、規制部材当接部３３３ｃ、伸縮部３３３ｄおよび空間３３３ｅを備える。これらのうち、ニードル弁保持部３３３ａは、ニードル弁３３１の後端部を保持する。また、規制部材当接部３３３ｃは、その一部が規制部材３１４に当接しており、板バネ枠体３３３が上方へ動かないように固定点をなしている。そして、板バネ枠体３３３の空間３３３ｅによって圧電素子３３２を保持している。

【0024】

上記の構成より、ニードル弁３３１および圧電素子３３２は、板バネ枠体３３３を介して同軸上、すなわち、液体の吐出方向に直列に配置している。ここで、板バネ枠体３３３は、「弾性部材」の一例であり、ニードル弁保持部３３３ａは「弁体保持部」の一例である。

【0025】

圧電素子３３２は、図示しない電圧印加手段によって電圧を印加するとノズル３０２が開く方向にニードル弁３３１を移動させる。したがって、圧電素子３３２に電圧を印加していないときは、ニードル弁３３１がノズル３０２を閉塞しているので、流路３１２に液体が加圧供給されていても、ノズル３０２から液体が吐出することはない。

【0026】

板バネ枠体３３３は、圧電素子３３２を保持する。圧電素子３３２に電圧を印加すると、圧電素子３３２が収縮する。圧電素子３３２が収縮すると、伸縮部３３３ｄが弾性変形して当該収縮を吸収し、圧電素子３３２の先端部に固定したニードル弁保持部３３３ａを後端側（図において上側）へ引っ張る。このように、板バネ枠体３３３が圧電素子３３２の駆動により弾性変形して、圧電素子３３２の駆動力をニードル弁３３１に伝える。これにより、ニードル弁３３１がノズル３０２から離間してノズル３０２を開放し、流路３１２に加圧供給した液体をノズル３０２から吐出する。

【0027】

なお、圧電素子３３２として、電圧を印加するとノズル３０２を閉じる方向にニードル弁３３１を移動させる伸縮特性を有するものを用いてもよい。この場合、圧電素子３３２に電圧を印加することにより圧電素子３３２が伸びてニードル弁３３１がノズル３０２を閉塞し、電圧の印加を停止することにより圧電素子３３２が収縮してニードル弁３３１がノズル３０２を開放し、流路３１２に加圧供給した液体をノズル３０２から吐出する。

【0028】

また、圧電素子３３２への電圧の印加を停止すると圧電素子３３２が伸び、ニードル弁３３１がノズル３０２を閉塞してノズル３０２からの液体の吐出が停止する。液体吐出ヘッド３００は、圧電素子３３２へ印加する電圧やその印加のタイミングを制御することにより、ノズル３０２からの液体の吐出を制御する。なお、本実施形態において、板バネ枠体３３３は、圧電素子３３２の駆動力の約５０％を与圧として圧電素子３３２に付与し、圧電素子３３２の長手方向（すなわち図３において上下方向であって、圧電素子３３２の伸縮方向である）の両端を挟み込むように構成している。

【0029】

また、本実施形態において、弾性部材としての板バネ枠体３３３は、ニードル弁保持部３３３ａ、枠部３３３ｂ、規制部材当接部３３３ｃおよび伸縮部３３３ｄを一体の部材で構成しているが、このうち一部の部位を別部材で構成してもよい。例えば、伸縮部３３３ｄをバネなどで構成し、バネを枠部３３３ｂに取り付けてもよい。

【0030】

さらに、液体吐出モジュール３３０は、板バネ枠体３３３のニードル弁保持部３３３ａを備えた側と反対側（本実施形態では規制部材当接部３３３ｃを設けた側）と圧電素子３３２との間に、減衰部材３３４を備える。減衰部材３３４は、例えばシリコンシートや高減衰特性を持つゴム材からなり、電圧印加によって生じる圧電素子３３２の伸長する力、すなわち駆動力を減衰させた上で、弾性部材（板バネ枠体３３３）およびそれに連結するニードル弁３３１に駆動力を伝達させる。これにより、圧電素子３３２のオーバーシュートを抑制する。

【0031】

圧電素子３３２のオーバーシュートとは、圧電素子３３２に電圧を印加したときに狙った伸び量よりも大きな伸び量が瞬間的に発生する現象である。ニードル弁３３１を大きく移動させるために数μｍ以上の大きな伸び量を狙う場合、圧電素子３３２が大きく伸びすぎてその積層構造が破壊され、圧電素子３３２が破損する可能性がある。本実施形態では板バネ枠体３３３によって圧電素子３３２の長手方向両端を挟み込むように構成しているが、当該与圧だけでは圧電素子３３２のオーバーシュートが十分に抑制できない場合がある。

【0032】

そこで、本実施形態ではさらに、板バネ枠体３３３のニードル弁保持部３３３ａを備えた側と反対側と圧電素子３３２との間に、減衰部材３３４を備える。減衰部材３３４は、圧電素子３３２の変位を抑制する。より具体的には、減衰部材３３４は、圧電素子３３２にオーバーシュートのような急激な変位が発生することを抑制するダンパーとして機能する。減衰部材３３４を備えることにより、例えば数ＫＨｚ以上の高い周波数でかつ数μｍ以上の大きな伸び量を狙って圧電素子３３２を駆動する場合においても、圧電素子３３２のオーバーシュートを抑制することができる。

【0033】

なお、減衰部材３３４は、図５に示すようにニードル弁保持部３３３ａを備えた側の板バネ枠体３３３と圧電素子３３２との間に設けてもよい。図５において減衰部材３３４は、板バネ枠体３３３の空間３３３ｅに嵌合する外形状を有し、また、圧電素子３３２と嵌合可能な内形状を有する。なお、減衰部材３３４は、上述のように空間３３３ｅおよび圧電素子３３２の両方に嵌合可能な形状とせず、いずれか一方に対して嵌合可能な形状であってもよい。これにより、ニードル弁３３１の動作時に減衰部材３３４および圧電素子３３２のスラスト方向以外の不要な動きを抑制し、リンギングをより効果的に抑制することができるようになる。また、減衰部材３３４は、板バネ枠体３３３の規制部材当接部３３３ｃ側およびニードル弁保持部３３３ａ側の両方に設けてもよい。

【0034】

以上の構成により、圧電素子３３２を高ストロークかつ高周波で駆動した場合でも、減衰部材３３４が圧電素子３３２のオーバーシュートを抑制するので、リンギング等による圧電素子３３２の破損が起こりにくくなる。その結果、圧電素子３３２の寿命を伸ばすことが可能になる。

【0035】

上述のように、本実施形態は、ノズル３０２を備えるノズル板３０１と、ノズル３０２を開閉するニードル弁３３１と、圧電素子３３２と、圧電素子３３２を保持するとともに、圧電素子３３２の駆動により弾性変形して圧電素子３３２の駆動力をニードル弁３３１に伝える板バネ枠体３３３と、板バネ枠体３３３と、板バネ枠体３３３と圧電素子３３２との間に設けた減衰部材３３４とを備える。

【0036】

また、上述のように、板バネ枠体３３３はニードル弁３３１を保持するニードル弁保持部３３３ａを備え、減衰部材３３４を、ニードル弁保持部３３３ａを備えた側と反対側（本実施形態では規制部材当接部３３３ｃを設けた側）の板バネ枠体３３３と、圧電素子３３２との間に設ける。

【0037】

さらに、上述のように、板バネ枠体３３３はニードル弁３３１を保持するニードル弁保持部３３３ａを備え、減衰部材３３４を、ニードル弁保持部３３３ａを備えた側の板バネ枠体３３３と、圧電素子３３２との間に設ける。

【0038】

これにより、圧電素子３３２に掛かる負荷を軽減し、十分な寿命を確保することが可能な液体吐出ヘッド３００を提供することができる。

【0039】

また、上述のように、板バネ枠体３３３は圧電素子３３２を保持する空間３３３ｅを備え、この空間３３３ｅに減衰部材３３４を設けるとともに、減衰部材３３４は空間３３３ｅに嵌合する形状を有する。

【0040】

これにより、ニードル弁３３１の動作時に減衰部材３３４のスラスト方向以外の不要な動きを抑制し、リンギングの抑制効果をより高めることができる。

【0041】

図６は、ニードル弁の先端部の変形例を示す概略拡大図である。

【0042】

本変形例は、ノズル板３０１に凹部３０１ａを備えた点が図４の構成と異なっている。すなわちノズル板３０１は、ノズル３０２とニードル弁３３１とが対向する位置にニードル弁３３１の先端部が嵌合可能な凹部３０１ａを備えた構成となっている。

【0043】

上記のような構成とすることで、ノズル３０２を閉じる動作において、ニードル弁３３１がノズル３０２に当接した際の衝撃によって発生する横方向のリンギングの抑制が可能になる。

【0044】

上述のように、本実施形態ではノズル板３０１は、ノズル３０２とニードル弁３３１とが対向する位置に、ニードル弁３３１が嵌合可能な凹部３０１ａを備える。

【0045】

これにより、ノズル３０２を閉じる際に、ニードル弁３３１とノズル３０２との当接による衝撃で発生していた横方向のリンギングの発生を抑制することができる。

【0046】

次に、図７を用いて第２実施形態を説明する。図７は、本発明に係る液体吐出ヘッドの第２実施形態を示す説明図である。図７（ａ）はノズルを閉じた状態を示す断面図、図７（ｂ）はノズルを開いた状態を示す断面図である。

【0047】

第２実施形態は、ニードル弁３３１と板バネ枠体３３３との間に、伝達機構の一例としての逆バネ機構３３５を備える点が上述の実施形態と異なる。なお、第２実施形態では、圧電素子３３２として、電圧を印加すると伸縮する特性を有するものを用いる。

【0048】

逆バネ機構３３５は、適宜に変形可能なゴムや軟質樹脂等または薄い金属板等を成形加工することによって形成された弾性部材である。逆バネ機構３３５は、変形部３３５ａ、固定部３３５ｂ、ガイド部３３５ｃおよび屈曲辺３３５ｄを備える。

【0049】

変形部３３５ａは、ニードル弁３３１の基端側の面（図７（ａ）ではニードル弁３３１の上側端面）に当接するようにして形成された断面略台形状を有する。

【0050】

固定部３３５ｂは、変形部３３５ａと、ハウジング３１０の内壁面に固定される。

【0051】

ガイド部３３５ｃは、板バネ枠体３３３の保持部３３３ａに保持され、固定部３３５ｂと、板バネ枠体３３３とを連結する。

【0052】

屈曲辺３３５ｄは、台形状の変形部３３５ａの長辺（台形の下底に相当）と固定部３３５ｂとを連結する。

【0053】

上記のような構造を備えた逆バネ機構３３５は、圧電素子３３２に所定の電圧が印加されると圧電素子３３２が伸張する。圧電素子３３２の伸張により板バネ枠体３３３の保持部３３３ａがノズル３０２側へ向かったとき、ガイド部３３５ｃがノズル３０２側（図７（ｂ）の矢印ａ方向）に押される。

【0054】

この押される力に伴い、変形部３３５ａをノズル３０２から遠ざかる方向（図７（ｂ）の矢印ｂ方向）に引き込む。すなわち、逆バネ機構３３５は、圧電素子３３２および板バネ枠体３３３の伸びる力を、ニードル弁３３１を引き込む力に変換した上で、ニードル弁３３１へ伝達する。

【0055】

第２実施形態にかかる液体吐出ヘッド３００は、圧電素子３３２へ電圧印加することにより、圧電素子３３２が伸び、それに伴いニードル弁３３１がノズル３０２を開放し、ノズル３０２から液滴Ｄ２を吐出する。

【0056】

上述のように、第２実施形態は、ニードル弁３３１と圧電素子３３２との間に、圧電素子３３２および板バネ枠体３３３の伸びる力を、ニードル弁３３１を引き込む力、すなわち圧電素子３３２および板バネ枠体３３３の伸びる力と相反する力に変換した上で、ニードル弁３３１へ伝達する逆バネ機構３３５を備える。

【0057】

そして第２実施形態においても、圧電素子３３２に掛かる負荷を軽減し、十分な寿命を確保することが可能な液体吐出ヘッド３００を提供することができる。

【0058】

図８は、本発明に係る液体吐出装置の一例として示した印刷装置の全体斜視図である。

【0059】

印刷装置１０００は、対象物の一例である被描画物１００に対向して設置している。印刷装置１０００は、Ｘ軸レール１０１と、このＸ軸レール１０１と交差するＹ軸レール１０２と、Ｘ軸レール１０１およびＹ軸レール１０２と交差するＺ軸レール１０３を備える。

【0060】

Ｙ軸レール１０２は、Ｘ軸レール１０１がＹ方向（正側および負側）に移動可能なように、Ｘ軸レール１０１を保持する。また、Ｘ軸レール１０１は、Ｚ軸レール１０３がＸ方向（正側および負側）に移動可能なように、Ｚ軸レール１０３を保持する。そして、Ｚ軸レール１０３は、キャリッジ１がＺ方向（正側および負側）に移動可能なように、キャリッジ１を保持する。

【0061】

印刷装置１０００は、キャリッジ１をＺ軸レール１０３に沿ってＺ方向に動かす第１のＺ方向駆動部９２と、Ｚ軸レール１０３をＸ軸レール１０１に沿ってＸ方向に動かすＸ方向駆動部７２を備える。また、印刷装置１０００は、Ｘ軸レール１０１をＹ軸レール１０２に沿ってＹ方向に動かすＹ方向駆動部８２を備える。さらに、印刷装置１０００は、キャリッジ１に対してヘッド保持体７０をＺ方向に動かす第２のＺ方向駆動部９３を備える。

【0062】

上記構成の印刷装置１０００は、キャリッジ１をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に動かしながら、ヘッド保持体７０に設けた液体吐出ヘッドから液体の一例であるインクを吐出し、被描画物１００に描画を行う。なお、キャリッジ１およびヘッド保持体７０のＺ方向の移動は、必ずしもＺ方向に平行であることを意味するものではなく、少なくともＺ方向の成分を含んでいれば斜めの移動であってもよい。ここで、各レール１０１、１０２、１０３および各駆動部７２、８２、９２、９３は「移動手段」の一例である。

【0063】

なお、図８において被描画物１００の表面形状は平面としているが、被描画物１００の表面形状は、車やトラックの車体、航空機の機体などのように鉛直に近い面、曲率半径の大きい面、もしくは多少の凹凸を有する面でもよい。

【0064】

次に、キャリッジ１の構成を説明する。

【0065】

図９は、図８に示した印刷装置のキャリッジの全体斜視図であり、キャリッジ１を被描画物１００側から見たものである。

【0066】

キャリッジ１はヘッド保持体７０を備える。また、キャリッジ１は、図８に示した第１のＺ方向駆動部９２からの動力によりＺ軸レール１０３に沿ってＺ方向（正側および負側）へ移動可能である。

【0067】

ヘッド保持体７０は、図８に示した第２のＺ方向駆動部９３からの動力によりキャリッジ１に対してＺ方向（正側および負側）へ移動可能である。また、ヘッド保持体７０は液体吐出ヘッド３００を取り付けるためのヘッド固定板７０ａを備えている。ここでは、図１乃至図６で説明した液体吐出ヘッド３００を、ヘッド固定板７０ａに６個取り付けた構成を例示しており、６個の液体吐出ヘッド３００ａ～３００ｆを積層状に並べて設けている。なお、以下の説明において、これらの液体吐出ヘッドを総称する場合は、液体吐出ヘッド３００と記す。

【0068】

液体吐出ヘッド３００ａ～３００ｆは、それぞれ複数のノズル３０２を備えている。なお、ヘッド３００ａ～３００ｆで用いるインクの色の種類や数は、ヘッド毎に異なる色としてもよいし、すべて同じ色としてもよい。例えば、印刷装置１０００として例示した液体吐出装置が、単色を用いる塗装装置である場合は、ヘッド３００ａ～３００ｆで用いるインクは同色でよい。また、ヘッド３００を構成するヘッドの数は６つに限るものではない。ヘッド３００の数は７つ以上であってもよく、また、６つより少なくてもよい。

【0069】

液体吐出ヘッド３００は、図示のように各ヘッドのノズル列が水平面（Ｘ－Ｚ面）と交差し、かつ複数のノズル３０２の配列方向をＸ軸に対して傾けた状態でヘッド固定板７０ａに固定する。この状態でノズル３０２は、重力方向と交差する方向（Ｚ方向正側）にインクを吐出し、被描画物１００に所望の描画を行う。

【0070】

なお、本発明において、液体は、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどが挙げられる。

【0071】

これらは例えば、インクジェット用インク、塗装用塗料、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

【0072】

また、本発明に係る液体吐出装置は、上述の印刷装置の形態に限るものではない。例えば、複数の関節によって人間の腕のように自由な動きを可能とした多関節ロボットのロボットアームの先端に、本発明の液体吐出ヘッドを取り付けた形態でもよい。また、液体吐出装置は、対象物に対して液体吐出ヘッドを動かす構成のものに限らない。液体吐出ヘッドと対象物とは相対的に移動が可能であればよく、対象物を液体吐出ヘッドに対して動かす構成のものであってもよい。

【0073】

以上説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。

【0074】

[第１態様]
第１態様は、ノズル（例えばノズル３０２）を備えるノズル部材（例えばノズル板３０１）と、前記ノズルを開閉する弁体（例えばニードル弁３３１）と、アクチュエータ（例えば圧電素子３３２）と、前記アクチュエータを保持するとともに、前記アクチュエータの駆動により弾性変形して前記アクチュエータの駆動力を前記弁体に伝える弾性部材（例えば板バネ枠体３３３）と、前記弾性部材と前記アクチュエータとの間に設けた減衰部材（例えば減衰部材３３４）とを備えることを特徴とするものである。

【0075】

[第２態様]
第２態様は、第１態様において、前記弾性部材（例えば板バネ枠体３３３）は前記弁体（例えばニードル弁３３１）を保持する弁体保持部（例えばニードル弁保持部３３３ａ）を備え、前記減衰部材（例えば減衰部材３３４）を、前記弁体保持部を備えた側と反対側の前記弾性部材と、前記アクチュエータ（例えば圧電素子３３２）との間に設けることを特徴とするものである。

【0076】

[第３態様]
第３態様は、第１態様または第２態様において、前記弾性部材は（例えば板バネ枠体３３３）は前記弁体（例えばニードル弁３３１）を保持する弁体保持部（例えばニードル弁保持部３３３ａ）を備え、前記減衰部材（例えば減衰部材３３４）を、前記弁体保持部を備えた側の前記弾性部材と、前記アクチュエータ（例えば圧電素子３３２）との間に設けることを特徴とするものである。

【0077】

第１態様乃至第３態様によれば、アクチュエータに掛かる負荷を軽減し、十分な寿命を確保することが可能な液体吐出ヘッドを提供することができる。

【0078】

[第４態様]
第４態様は、第１態様乃至第３態様のいずれかにおいて、前記弾性部材（例えば板バネ枠体３３３）は前記アクチュエータ（例えば圧電素子３３２）を保持する空間（例えば空間３３３ｅ）を備え、該空間に前記減衰部材（例えば減衰部材３３４）を設けるとともに、前記減衰部材は前記空間に嵌合する形状を有することを特徴とするものである。

【0079】

第４形態によれば、弁体の動作時に減衰部材のスラスト方向以外の不要な動きを抑制し、リンギングの抑制効果をより高めることができる。

【0080】

[第５態様]
第５態様は、第１態様乃至第４態様のいずれかにおいて、前記ノズル部材（例えばノズル板３０１）は、前記ノズル（例えばノズル３０２）と前記弁体（例えばニードル弁３３１）とが対向する位置に、前記弁体が嵌合可能な凹部（例えば凹部３０１ａ）を備えることを特徴とするものである。

【0081】

第５態様によれば、ノズルを閉じる際に、弁体とノズルとの当接による衝撃で発生していた横方向のリンギングの発生を抑制することができる。

【0082】

[第６態様]
第６態様は、第１態様乃至第５態様のいずれかにおいて、前記弁体（例えばニードル弁３３１）と前記アクチュエータ（例えば圧電素子３３２）との間に、前記アクチュエータおよび前記弾性部材（例えば板バネ枠体３３３）の伸びる力を、前記弁体を前記伸びる力と相反する引き込む力に変換した上で、前記弁体へ伝達する伝達機構（例えば逆バネ機構３３５）を備える。

【0083】

第６態様によれば、アクチュエータに掛かる負荷を軽減し、十分な寿命を確保することが可能な液体吐出ヘッドを提供することができる。

【符号の説明】

【0084】

３００ 液体吐出ヘッド
３０１ ノズル板（ノズル部材の一例）
３０２ ノズル
３３０ 液体吐出モジュール
３３１ ニードル弁（弁体の一例）
３３２ 圧電素子（アクチュエータの一例）
３３３ 板バネ枠体（弾性部材の一例）
３３４ 減衰部材
３３５ 逆バネ機構（伝達機構の一例）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0085】

【特許文献1】特開２０１０－２４１００３号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】