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公開番号2025134980
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2025111435,2024090412
出願日2025-07-01,2020-06-16
発明の名称液体吐出装置及び液体吐出方法
出願人京セラ株式会社
代理人個人
主分類B41J 2/14 20060101AFI20250909BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】擬塑性流体を流路部材に形成された循環供給流路内に安定供給する。
【解決手段】液体吐出装置は、擬塑性の液体が流れる流路を有している流路部材と、流路内の液体に圧力を付与して流路部材から液滴を吐出させるアクチュエータと、流路内における液体の流量を設定する流量設定部と、を有している。流量設定部は、供給リザーバー、複数の供給マニホールド、複数の供給流路、複数の圧力室、複数の回収流路、複数の回収マニホールド及び回収リザーバーを順に循環する液体の循環流量を所定の目標流量に調整する。流路は、循環流量が目標流量であるときに、供給流路における液体の平均粘度が、供給マニホールドにおける液体の平均粘度の半分以下となる流路形状を有している。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
擬塑性の液体が流れる流路を有している流路部材と、
前記流路内の前記液体に圧力を付与して前記流路部材から液滴を吐出させるアクチュエータと、
前記流路内における前記液体の流量を設定する流量設定部と、
を有しており、
前記流路は、
前記液体が供給される供給リザーバーと、
前記供給リザーバーに接続されており、前記供給リザーバーから前記液体が供給される複数の供給マニホールドと、
前記複数の供給マニホールドのそれぞれに対して２以上の本数で設けられており、それぞれ前記複数の供給マニホールドのいずれかに接続されており、その接続されている供給マニホールドから前記液体が供給される複数の供給流路と、
前記複数の供給流路に互いに別々に接続されており、前記複数の供給流路から前記液体が供給され、前記アクチュエータによって圧力が付与される複数の圧力室と、
前記複数の圧力室に互いに別々に接続されており、前記圧力室からの前記液体を外部へ吐出させる複数のノズルと、
前記複数の圧力室に互いに別々に接続されており、前記複数の圧力室から前記液体を回収する複数の回収流路と、
それぞれ前記複数の回収流路のいずれか２本以上に接続されており、前記複数の回収流路から前記液体を回収する複数の回収マニホールドと、
前記複数の回収マニホールドに接続されており、前記複数の回収マニホールドから前記液体を回収する回収リザーバーと、を有しており、
前記流量設定部は、前記供給リザーバー、前記複数の供給マニホールド、前記複数の供給流路、前記複数の圧力室、前記複数の回収流路、前記複数の回収マニホールド及び前記回収リザーバーを順に循環する前記液体の循環流量を所定の目標流量に調整し、
前記流路は、前記循環流量が前記目標流量であるときに、前記供給流路における前記液体の平均粘度が、前記供給マニホールドにおける前記液体の平均粘度の半分以下となる流路形状を有している
液体吐出装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記流路は、前記循環流量が前記目標流量であるときに、前記供給マニホールドにおける前記液体の平均粘度が前記供給リザーバーにおける前記液体の平均粘度の半分以下となる流路形状を有している
請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記圧力室は、
前記アクチュエータに圧力が付与される圧力室本体と、
前記圧力室本体と前記ノズルとを接続しているディセンダと、を有しており、
前記回収流路は前記ディセンダに接続されており、
前記流路は、前記循環流量が前記目標流量であるときに、前記ディセンダにおける前記液体の平均粘度が前記回収流路における前記液体の平均粘度の１．５倍以上となる流路形状を有している
請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記圧力室は、
前記アクチュエータに圧力が付与される圧力室本体と、
前記圧力室本体と前記ノズルとを接続しているディセンダと、を有しており、
前記回収流路は前記ディセンダに接続されており、
前記ディセンダは、
第１部位と、
前記第１部位よりも前記圧力室本体側に位置している第２部位と、を有しており、
前記流路は、前記循環流量が前記目標流量であるときに、前記第２部位における前記液体の平均粘度が前記第１部位における前記液体の平均粘度よりも高くなる流路形状を有している
請求項１～３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記供給リザーバーにおける前記液体の流体抵抗をＲ
ｒ
、
前記供給マニホールドにおける前記液体の流体抵抗をＲ
ｍ
、
前記供給リザーバーに接続されている前記供給マニホールドの本数をｍ、
前記供給マニホールド毎の前記ノズルの数をｎ、
前記供給リザーバーに流入する前記液体の流量をＵ、
前記液体の表面張力をσ、
前記ノズルの半径をｒ、としたときに、
（１／２）×Ｒ
ｒ
×Ｕ（１＋１／ｍ）と、
（１／２）×Ｒ
ｍ
×（Ｕ／ｍ）×（１＋１／ｎ）との和が、
２σ／ｒよりも小さく、かつ
Ｒ
ｒ
＜１／１０×Ｒ
ｍ
×（１／ｍ）である
請求項１～４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記ノズルにおける前記液体の流体抵抗をＲ
ｎ
としたときに、
Ｒ
ｍ
＜１／１０×Ｒ
ｎ
×（１／ｎ）である
請求項５に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか１項に記載の液体吐出装置を用いる液体吐出方法であって、
前記液体として、せん断速度が１０００ｓ
－１
のときの粘度が０．０２Ｐａ・ｓ以上０．４Ｐａ・ｓ以下であり、せん断速度が０．０１ｓ
－１
のときの粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下である擬塑性流体を用いる
液体吐出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ等の液体吐出装置が知られている。特許文献１では、インクとして、チキソトロピー性を有するものを用いたインクジェット記録装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平８－２１６４２５号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の一態様に係る液体吐出装置は、流路部材と、アクチュエータと、流量設定部と、を有している。前記流路部材は、擬塑性の液体が流れる流路を有している。前記アクチュエータは、前記流路内の前記液体に圧力を付与して前記流路部材から液滴を吐出させる。前記流量設定部は、前記流路内における前記液体の流量を設定する。前記流路は、供給リザーバーと、複数の供給マニホールドと、複数の供給流路と、複数の圧力室と、複数のノズルと、複数の回収流路と、回収リザーバーと、を有している。前記供給リザーバーは、前記液体が供給される。前記複数の供給マニホールドは、前記供給リザーバーに接続されており、前記供給リザーバーから前記液体が供給される。前記複数の供給流路は、前記複数の供給マニホールドのそれぞれに対して２以上の本数で設けられており、それぞれ前記複数の供給マニホールドのいずれかに接続されており、その接続されている供給マニホールドから前記液体が供給される。前記複数の圧力室は、前記複数の供給流路に互いに別々に接続されており、前記複数の供給流路から前記液体が供給され、前記アクチュエータによって圧力が付与される。前記複数のノズルは、前記複数の圧力室に互いに別々に接続されており、前記圧力室からの前記液体を外部へ吐出させる。前記複数の回収流路は、前記複数の圧力室に互いに別々に接続されており、前記複数の圧力室から前記液体を回収する。前記複数の回収マニホールドは、それぞれ前記複数の回収流路のいずれか２本以上に接続されており、前記複数の回収流路から前記液体を回収する。前記回収リザーバーは、前記複数の回収マニホールドに接続されており、前記複数の回収マニホールドから前記液体を回収する。前記流量設定部は、前記供給リザーバー、前記複数の供給マニホールド、前記複数の供給流路、前記複数の圧力室、前記複数の回収流路、前記複数の回収マニホールド及び前記回収リザーバーを順に循環する前記液体の循環流量を所定の目標流量に調整する。前記流路は、前記循環流量が前記目標流量であるときに、前記供給流路における前記液体の平均粘度が、前記供給マニホールドにおける前記液体の平均粘度の半分以下となる流路形状を有している。
【０００５】
本開示の一態様に係る液体吐出方法は、上記液体吐出装置を用いる液体吐出方法であって、前記液体として、せん断速度が１０００ｓ
－１
のときの粘度が０．０２Ｐａ・ｓ以上０．４Ｐａ・ｓ以下であり、せん断速度が０．０１ｓ
－１
のときの粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下である擬塑性流体を用いる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態に係る液体吐出装置の全体構成を示す模式図である。
図２（ａ）は実施形態に係る液体吐出装置のヘッドの分解斜視図であり、図２（ｂ）は、上記ヘッドが含む第２流路部材の斜視図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は実施形態に係るヘッドの平面透視図である。
図３（ｂ）の領域IVの拡大図である。
実施形態に係るヘッドの個別流路の斜視図である。
図６（ａ）は図５のVIａ－VIａ線における断面図であり、図６（ｂ）は図５のVIｂ－VIｂ線における断面図である。
実施形態に係る液体吐出装置に用いられる液体の特性を示す図である。
実施形態に係る流路の部位毎の平均粘度の一例を示す図である。
変形例に係る個別流路の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の図面は、模式的なものである。従って、細部は省略されることがある。また、寸法比率は現実のものと必ずしも一致しない。複数の図面相互の寸法比率も必ずしも一致しない。特定の寸法が実際よりも大きく示され、特定の形状が誇張されることもある。
【０００８】
図面には、Ｄ１方向～Ｄ６方向を示す矢印を付すことがある。これらの方向は、後述する吐出面３ａに平行な方向である。また、Ｄ２方向及びＤ５方向は、例えば、後述するヘッド３の長手方向に平行な方向であり、別の観点では、いわゆる主走査方向である。Ｄ３方向及びＤ６方向は、Ｄ２方向及びＤ５方向に直交する方向である。Ｄ１方向及びＤ４方向は、Ｄ３方向及びＤ６方向に対して傾斜する方向である。
【０００９】
（液体吐出装置の全体構成）
図１は、実施形態に係る液体吐出装置１（以下、「吐出装置１」ということがある。）の要部構成を模式的に示す図である。
【００１０】
吐出装置１は、例えば、インクジェットプリンタのように、ヘッド３の吐出面３ａから対象物１０１に向けて液滴を吐出することによって対象物１０１の表面に液体を付着させる装置として構成されている。なお、吐出面３ａは、鉛直方向に対していずれの方向に面していてもよいが、以下の説明では、便宜上、吐出面３ａが面する方向を下方として、上面又は下面等の語を用いることがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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