(57)【要約】【課題】ノズルを安定して確実に閉塞することができ、流体の乾燥を抑制し、ノズルからヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止する流体吐出ヘッドおよび流体吐出装置を提供する。【解決手段】流体吐出ヘッド５０は、流体を吐出するノズル５４と、流体を加圧し、ノズル５４を介して流体を吐出させる第１駆動部５５と、ノズル５４の内周面（ノズル内周面５４２）に対して閉塞可能な形状を有する絞り部材５６と、絞り部材５６を吐出方向に正逆移動させることにより、絞り部材５６をノズル内周面５４２に対して閉塞および開放する第２駆動部５７と、を備えている。【選択図】図３Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吐出するノズルと、
前記流体を加圧し、前記ノズルを介して前記流体を吐出させる第１の駆動部と、
前記ノズルの内周面に対して閉塞可能な形状を有する絞り部材と、
前記絞り部材を吐出方向に正逆移動させることにより、前記絞り部材を前記内周面に対して閉塞および開放する第２の駆動部と、
を備えることを特徴とする流体吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の流体吐出ヘッドであって、
前記絞り部材は、前記ノズルの先端部の開口と前記閉塞可能な形状に形成されていることを特徴とする流体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体吐出ヘッドであって、
前記ノズルは、吐出方向に先細りのテーパー形状を有し、
前記絞り部材は、前記ノズルの前記テーパー形状と同じテーパー角度を有するテーパー形状の領域を備えていることを特徴とする流体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の流体吐出ヘッドであって、
前記第２の駆動部は、圧電素子を含んで構成されていることを特徴とする流体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の流体吐出ヘッドと、
前記第１の駆動部および前記第２の駆動部の動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする流体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体吐出ヘッドと、流体吐出ヘッドを備えた流体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク等の流体を流体吐出ヘッドのノズルから吐出するインクジェットプリンター等の流体吐出装置が知られている。流体吐出ヘッドは、アクチュエーターとしての圧電素子を駆動することにより、ヘッド内のインクを加圧してノズルから吐出させ、吐出されたインク滴が紙等の印刷媒体に着弾して描画を行う。なお、流体吐出装置では、描画終了時等には、ノズルを覆うようにキャッピング部材でキャッピングする機構が設けられており、ノズルへの異物（塵ケバ等）の付着防止が図られている。
【０００３】
特許文献１のインクジェット装置では、ノズル内部に存在するフロートが、ノズルに対するシャッターの働きをすることで、ノズルからのインクの乾燥を抑制することが開示されている。これにより、インク充填初期やインク交換のメンテナンス時にノズル表面に付着したインクを容易に除去できると共に、長期にわたって吐出安定性を確保することができるとしている。
【０００４】
また、特許文献２の画像形成装置では、ノズルが通じる流路である通路に、ノズルを開閉可能で、かつ、通路（流路）を移動可能な磁性体からなる移動体を収容し、通路の側部には、移動体が通路から退避可能な退避部を設け、退避部の側方には、ノズル内にある移動体に及ぶ磁力を発生する電磁石を設け、装置を長期保存するときには移動体がノズルを閉じ、長期保存から使用を再開するときには、移動体を通路内で往復移動させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４５７８４号公報
【特許文献２】特開２０１６−１０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のキャッピング部材でノズルをキャッピングする機構において、描画時には、描画を邪魔しない部位に退避しなければならず、機構が複雑化すること等の課題がある。また、特許文献１のインクジェット装置では、フロートを使用するため、インクの吐出条件やインク特性等の違いにより、フロートの動作が不安定になりやすい等の課題がある。また、特許文献２の画像形成装置では、移動体は自重によってノズル側に移動するため、高粘度の液体に対して動作が不安定となることや動作が遅延すること等の課題がある。
従って、ノズルを安定して確実に閉塞することができ、流体の乾燥を抑制し、ノズルからヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止する流体吐出ヘッドおよび流体吐出装置が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る流体吐出ヘッドは、流体を吐出するノズルと、流体を加圧し、ノズルを介して流体を吐出させる第１の駆動部と、ノズルの内周面に対して閉塞可能な形状を有する絞り部材と、絞り部材を吐出方向に正逆移動させることにより、絞り部材を内周面に対して閉塞および開放する第２の駆動部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本適用例の流体吐出ヘッドによれば、第１の駆動部により、流体を加圧し、ノズルを介して流体を吐出させる。また、第２の駆動部により、ノズルの内周面に対して閉塞可能な形状を有する絞り部材を、ノズルに対して正逆移動させることにより、絞り部材をノズルの内周面に対して閉塞および開放する。
これにより、描画が終了した際には、第２の駆動部により、絞り部材をノズルの内周面に対して正逆移動させることにより、ノズルを絞り部材で安定して確実に閉塞することができる。従って、ノズル内（ヘッド内）の流体と、外気とを遮断することができるため、流体の乾燥を抑制し、ノズルからヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止することができる。
また、描画時には、第２の駆動部により、絞り部材をノズルの内周面に対して正逆移動させることにより、ノズルを確実に開放することができる。なお、ノズルの閉塞時に、流体の乾燥を抑制し、ノズルからヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止しているため、ノズルを開放して描画する際には、安定した吐出が行え、描画品質を維持させることができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係る流体吐出ヘッドにおいて、絞り部材は、ノズルの先端部の開口と閉塞可能な形状に形成されていることが好ましい。
【００１１】
本適用例の流体吐出ヘッドによれば、ノズルの先端部の開口と閉塞可能な形状に形成されている絞り部材により、ノズルの先端部の開口を閉塞する。これにより、ノズルの先端部の開口において流体と外気とを遮断することができるため、流体の乾燥を更に抑制し、ノズルの先端部の開口からヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を更に防止することができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る流体吐出ヘッドにおいて、ノズルは、吐出方向に先細りのテーパー形状を有し、絞り部材は、ノズルのテーパー形状と同じテーパー角度を有するテーパー形状の領域を備えていることが好ましい。
【００１３】
本適用例の流体吐出ヘッドによれば、ノズルは、吐出方向に先細りのテーパー形状を有し、絞り部材は、このテーパー形状と同じテーパー角度を有するテーパー形状の領域を備えている。これにより、このテーパー形状の領域を用いてノズルの内周面と接触して閉塞する場合、ノズルの内周面に対して面接触で閉塞することができるため、更に安定して確実にノズルを閉塞することができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に係る流体吐出ヘッドにおいて、第２の駆動部は、圧電素子を含んで構成されていることが好ましい。
【００１５】
本適用例の流体吐出ヘッドによれば、第２の駆動部が圧電素子を含んで構成されることにより、第２の駆動部の小型化を実現することができる。
【００１６】
［適用例５］本適用例に係る流体吐出装置は、上述したいずれかの流体吐出ヘッドと、第１の駆動部および第２の駆動部の動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本適用例の流体吐出装置によれば、ノズルを安定して確実に閉塞することができ、流体の乾燥を抑制し、ノズルからヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止する流体吐出ヘッドを備えるため、描画品質の維持向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係るプリンターの構成を示す概略図。
【図２】吐出ヘッドの構成を示す概略断面図。
【図３Ａ】吐出ヘッドの印刷時において絞り部材が開放位置に位置する状態を示す断面図。
【図３Ｂ】吐出ヘッドの印刷終了時において絞り部材が閉塞位置に位置する状態を示す断面図。
【図４Ａ】第２実施形態に係る吐出ヘッドの印刷時において絞り部材が開放位置に位置する状態を示す断面図。
【図４Ｂ】吐出ヘッドの印刷終了時において絞り部材が閉塞位置に位置する状態を示す断面図。
【図５Ａ】第３実施形態に係る吐出ヘッドの印刷時において絞り部材が開放位置に位置する状態を示す断面図。
【図５Ｂ】吐出ヘッドの印刷終了時において絞り部材が閉塞位置に位置する状態を示す断面図。
【図６】第４実施形態に係る吐出ヘッドの印刷終了時において絞り部材が閉塞位置に位置する状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明を行う。なお、各図面における各部材は、図面上で認識可能な大きさとするために各部材毎に尺度を実際とは異ならせて図示している。
【００２０】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係るプリンター１の構成を示す概略図である。図１を参照してプリンター１の構成の概略について説明する。
本実施形態の流体吐出装置としてのプリンター１は、概略、紙送り機構２と、インク供給機構３と、制御部４と、ヘッド機構５等を備えて構成されている。
【００２１】
紙送り機構２は、紙送りモーター（ＰＦモーター）２１と、紙送りモーター２１からの駆動力が伝達される給紙ローラー２２等を備えている。なお、給紙ローラー２２には、本実施形態では、印刷媒体としてのロール紙Ｐがセットされる。なお、ロール紙Ｐには限られず、定形の印刷用紙であってもよい。
【００２２】
インク供給機構３は、カートリッジホルダー３１と、加圧ポンプ３２と、インク供給路３３と、インクカートリッジ３４等を備えている。カートリッジホルダー３１は、例えば、シャーシ（図示省略）に取り付けられる。カートリッジホルダー３１には、着脱自在にインクカートリッジ３４が装着されている。そのため、本実施形態のプリンター１は、いわゆるオフキャリッジタイプの構成となっている。
【００２３】
インク（流体に対応）の供給に際しては、加圧ポンプ３２が作動し、インクカートリッジ３４の内部に空気を圧送してインクパックを押し潰すことにより、インク供給路３３にインクを押し出すように構成されている。
【００２４】
制御部４は、ＣＰＵ、メモリー（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリー等）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、バス、タイマー、インターフェイス等（いずれも図示省略）を有している。制御部４は、各種センサーからの信号が入力されると共に、このセンサーからの信号に基づいて、紙送りモーター２１等のモーター、加圧ポンプ３２、吸引ポンプ（図示省略）、およびヘッド機構５等の駆動を統括制御する。
【００２５】
また、メモリーに記憶されるデータおよびプログラムがＣＰＵで実行され、制御部４の各構成が協働することにより、種々の機能的な構成が実現される。なお、本実施形態では、メモリーには、後述する流体吐出ヘッド５０の第１駆動部５５（図２）および第２駆動部５７（図２）の駆動制御を行うプログラムおよびデータが記憶されている。そして、制御部４は、そのプログラムおよびデータを読み出すことにより、駆動用ドライバー（図示省略）に指示を行い、第１駆動部５５および第２駆動部５７の駆動を行わせ、流体吐出ヘッド５０からのインクの吐出動作を制御する。
【００２６】
また、制御部４は、送受信部４１を介してコンピューター７等に接続されて通信を行う。これにより、プリンター１は、コンピューター７側からの印刷信号ＰＳを受信すると、受信した印刷信号ＰＳに基づき、印刷のための処理を開始する。
【００２７】
なお、制御部４は、印刷終了時（描画終了時）には、駆動用ドライバーに指示を行い、第２駆動部５７の駆動を行わせ、絞り部５６２を正逆移動させて、後述するノズル５４を閉塞する動作を行わせる。また、制御部４は、印刷開始時には、駆動用ドライバーに指示を行い、第２駆動部５７の駆動を行わせ、絞り部５６２を正逆移動させて、後述するノズル５４を開放する動作を行わせる。
【００２８】
本実施形態のヘッド機構５は、紙等の印刷媒体の搬送方向に対して垂直方向で、インク色毎（液種毎）に列状に配置され、印刷媒体の幅寸法と同等の長さを有して形成される、いわゆるラインヘッドとして構成されている。ヘッド機構５は、流体吐出ヘッド５０（以降、吐出ヘッド５０と称する）を搬送方向に対して垂直方向に複数備えて構成されている。
【００２９】
図２は、吐出ヘッド５０の構成を示す概略断面図である。図２を参照して吐出ヘッド５０の構成について説明する。
【００３０】
吐出ヘッド５０は、リザーバー５１、キャビティー（圧力室）５２、連通路５３、ノズル５４、第１駆動部５５、絞り部材５６、および第２駆動部５７等を有して構成されている。
【００３１】
リザーバー５１は、インク供給路３３に接続されると共に、各キャビティー５２に共通に連通し、インク色毎に設置されている。リザーバー５１は、各キャビティー５２にインクを供給するためのインクを貯留する部分である。リザーバー５１には、各キャビティー５２に連通する開口部５１１がキャビティー５２毎に形成されている。
【００３２】
キャビティー５２は、開口部５１１を介してリザーバー５１からのインクが充填され、後述する第１駆動部５５の駆動により内圧が加わる（加圧される）部分である。連通路５３は、キャビティー５２とノズル５４とを連通する部分であり、キャビティー５２の一部を構成する。ノズル５４は、インクを吐出する部分であり、吐出口５４１（ノズル５４の先端部の開口に対応）を備えている。ノズル５４は、本実施形態では、吐出口５４１に向けて内周径が縮小するテーパー形状に形成されるテーパー部（以降では、ノズル内周面５４２と称する）を備えている。なお、吐出口５４１はテーパー形状ではなくストレート形状の開口で構成されている。
【００３３】
第１駆動部５５は圧電素子（ピエゾ素子）５５１で構成されている。圧電素子５５１は、キャビティー５２の上部に設置され、駆動することで、後述する振動板６３を変位させることにより、キャビティー５２内のインクを加圧し、インクをノズル５４（吐出口５４１）から吐出させる。
【００３４】
絞り部材５６は、後述する第２駆動部５７に連結し、第２駆動部５７の駆動により発生する拡大された変位が伝達され、吐出方向（吐出口５４１方向）に正逆移動する部材である。
【００３５】
絞り部材５６は、後述する第２駆動部５７の変位拡大機構５７２に連結して変位を伝達される連結部５６１と、連結部５６１の先端部でノズル５４に対向する絞り部５６２とで構成されている。そして、絞り部５６２は、吐出方向に外周径が縮小するテーパー形状に形成されるテーパー部（以降では、絞り部外面５６３と称する）を備えている。
【００３６】
第２駆動部５７は、圧電素子（ピエゾ素子）５７１と、圧電素子５７１の変位を拡大する変位拡大機構５７２とで構成されている。なお、圧電素子５７１の一端部は、後述する支持基板６５に固定されている。また、変位拡大機構５７２の一端部も支持基板６５に固定されている。
【００３７】
変位拡大機構５７２は、てこの原理を応用して構成されている。変位拡大機構５７２は、圧電素子５７１の他端部と連結して力点（図示省略）を構成すると共に、支点及び作用点（いずれも図示省略）を構成している。そして、変位拡大機構５７２は、支点を基準として、圧電素子５７１の作動変位に伴う微小変位を、てこの原理に基づいて動作して作用点で拡大する。なお、変位拡大機構５７２における変位拡大率は、力点と支点の距離に対する作用点と支点の距離の比で設定されている。なお、作用点に連結するのが絞り部材５６の連結部５６１となる。
【００３８】
上述した第２駆動部５７の構成により、変位拡大機構５７２が圧電素子５７１の変位に対応してその変位を拡大して絞り部材５６に伝達する。そのため、絞り部材５６は、吐出方向に正逆移動することが可能となる。
【００３９】
ここで、吐出ヘッド５０の製造工程の概略を説明する。
最初に、振動板６３に対して中間層６４を積層し、この中間層６４を介して振動板６３に対して圧電素子５５１を設置する。次に、振動板６３にキャビティー基板６２を積層する。キャビティー基板６２は、例えば、Ｓｉ（シリコン）の単結晶体から形成され、キャビティー基板６２に対してエッチングを施すことにより、リザーバー５１、キャビティー５２、連通路５３を形成する。
【００４０】
ここで、各キャビティー５２は、それぞれ同一の容積に形成されている。同様に、各連通路５３もそれぞれ同一の容積に形成されている。なお、振動板６３は、例えば、ＳｉＯ2（二酸化ケイ素）のようなアモルファス状態の物質で形成され、エッチングによる浸食に対して耐性を有している。
【００４１】
振動板６３と圧電素子５５１との間に配置される中間層６４は、例えば、ＮａＣｌ（塩化ナトリウム）構造の金属酸化物により形成される。この中間層６４により、圧電素子５５１と振動板６３との剥離が好適に防止されると共に、圧電素子５５１の振動をより確実に振動板６３に伝達することができる。
【００４２】
次に、リザーバー５１とキャビティー５２と連通路５３とが形成されたキャビティー基板６２に対して、ノズル５４が形成されたノズル基板６１を取り付ける。ノズル基板６１のキャビティー基板６２への取り付けは、各吐出口５４１が各キャビティー５２（連通路５３）に対応するように設置され、各キャビティー５２（連通路５３）にそれぞれ吐出口５４１を連通させる。
【００４３】
最後に、第２駆動部５７（絞り部材５６を連結している）が設置された支持基板６５を中間層６４の側に取り付ける。その際、絞り部材５６は、中間層６４および振動板６３に形成された孔部６６に挿通され、連通路５３内に突出させて設置される。なお、孔部６６は、絞り部材５６（連結部５６１）を摺動可能とし、連通路５３からのインクの漏れを防止することができるように構成されている。以上の工程により、吐出ヘッド５０が完成する。
【００４４】
図３Ａは、吐出ヘッド５０の印刷時において絞り部材５６が開放位置に位置する状態を示す断面図である。図３Ａは、言い換えると、絞り部材５６がノズル５４を開放した状態を示す断面図である。図３Ｂは、吐出ヘッド５０の印刷終了時において絞り部材５６が閉塞位置に位置する状態を示す断面図である。図３Ｂは、言い換えると、絞り部材５６がノズル５４を閉塞した状態を示す断面図である。図３Ａ、図３Ｂを参照して印刷時および印刷終了時での絞り部材５６の動作に関して説明する。なお、図３Ａ、図３Ｂは、説明の便宜上、ノズル５４周りの構成を拡大して図示している。
【００４５】
本実施形態の絞り部５６２は、上述したように、吐出方向に外周径が縮小するテーパー形状に形成されるテーパー部（絞り部外面５６３）を備えている。また、ノズル５４は、上述したように、吐出口５４１に向けて内周径が縮小するテーパー形状に形成されるテーパー部（ノズル内周面５４２）を備えている。また、吐出口５４１はテーパー形状ではなくストレート形状の開口として構成されている。そして、絞り部５６２のテーパー角度Ａと、ノズル５４のテーパー角度Ｂとは同一に形成されている。
【００４６】
本実施形態では、吐出ヘッド５０がロール紙Ｐに印刷を行う印刷時には、最初に、制御部４は、駆動用ドライバーを介して、第２駆動部５７を駆動する制御を行う。詳細には、本実施形態では、制御部４は、印刷時に、第２駆動部５７を駆動して、絞り部材５６（絞り部５６２）を、例えば閉塞位置から吐出方向とは反対方向に移動（逆移動）させて図３Ａに示すように、開放位置に位置するように制御を行う。また、印刷終了時には、制御部４は、第２駆動部５７を駆動して、絞り部材５６（絞り部５６２）を、例えば開放位置から吐出方向に移動（正移動）させて図３Ｂに示すように、閉塞位置に位置するように制御を行う。
【００４７】
図３Ａに示すように、絞り部５６２が開放位置に位置することにより、ノズル５４と絞り部５６２との間には隙間ができる。詳細には、ノズル内周面５４２と絞り部外面５６３とが当接して閉塞（密着）する閉塞位置（図３Ｂ）から、絞り部５６２を開放位置（図３Ａ）に移動させた場合、ノズル内周面５４２と絞り部外面５６３との閉塞（密着）を開放させることができる。
【００４８】
開放位置において、制御部４は、駆動用ドライバーを介して、第１駆動部５５を駆動することで、圧電素子５５１が駆動し、キャビティー５２内のインクを加圧することにより、加圧されたインクが、ノズル内周面５４２と絞り部外面５６３との隙間を介してノズル５４（吐出口５４１）からインクを吐出させ、ロール紙Ｐに印刷を行う。
【００４９】
図３Ｂに示すように、絞り部５６２が閉塞位置に位置することにより、ノズル５４と絞り部５６２との間の隙間を無くすことで、閉塞が可能となる。詳細には、ノズル内周面５４２と絞り部外面５６３との間に隙間を有する開放位置（図３Ａ）から、絞り部５６２を閉塞位置（図３Ｂ）に移動させた場合、ノズル内周面５４２に絞り部外面５６３を当接させて押圧することで隙間を閉塞させることができる。
【００５０】
ノズル内周面５４２と絞り部外面５６３とは、テーパー角度Ａ，Ｂが同じに形成されているため、閉塞位置では面接触して閉塞した状態となる。更に、閉塞位置では、本実施形態では、ノズル５４の先端部の開口となる吐出口５４１の位置で閉塞可能となる。
【００５１】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の流体吐出ヘッド５０によれば、第１駆動部５５により、インクを加圧し、ノズル５４を介してインクを吐出させる。また、第２駆動部５７により、ノズル内周面５４２に対して閉塞可能なテーパー形状を有する絞り部材５６を、ノズル５４に対して正逆移動させることにより、絞り部材５６をノズル内周面５４２に対して閉塞および開放する。
これにより、印刷終了時には、第２駆動部５７により、絞り部材５６をノズル内周面５４２に対して正逆移動させることにより、ノズル５４を安定して確実に閉塞することができる。従って、ノズル５４内（ヘッド内）のインクと、外気とを遮断することができるため、インクの乾燥を抑制し、ノズル５４からヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止することができる。
また、印刷時には、第２駆動部５７により、絞り部材５６をノズル内周面５４２に対して正逆移動させることにより、ノズル５４を確実に開放することができる。なお、ノズル５４の閉塞時に、インクの乾燥を抑制し、ノズル５４からヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止しているため、ノズル５４を開放して印刷する際には、安定した吐出が行え、印刷品質を維持させることができる。
【００５２】
本実施形態の流体吐出ヘッド５０によれば、ノズル５４は、先細りのテーパー形状（テーパー角度Ｂ）を有し、絞り部材５６は、このテーパー形状と同じテーパー角度Ａを有するテーパー形状の領域（本実施形態では、絞り部外面５６３）を備えている。そのため、絞り部外面５６３を用いてノズル内周面５４２と当接させて閉塞する場合、面接触で閉塞することができるため、更に安定して確実にノズル５４を閉塞することができる。そのため、インクの乾燥を更に抑制し、ノズル５４からヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を更に防止することができる。
【００５３】
本実施形態の流体吐出ヘッド５０によれば、ノズル５４は、先細りのテーパー形状（テーパー角度Ｂ）を有し、絞り部材５６は、このテーパー形状と同じテーパー角度（本実施形態ではテーパー角度Ａ）を有するテーパー形状を有することにより、絞り部材５６は、ノズル５４の先端部の開口となる吐出口５４１の位置で閉塞可能な形状に形成されている。そのため、吐出口５４１の部分を絞り部材５６で閉塞することができる。従って、ノズル５４の先端部の開口（吐出口５４１）においてインクと外気とを遮断することができるため、インクの乾燥を更に抑制し、吐出口５４１からヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止することができる。
【００５４】
本実施形態の流体吐出装置（プリンター１）によれば、ノズル５４を安定して確実に閉塞することができ、インクの乾燥を抑制し、ノズル５４からヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止する流体吐出ヘッド５０を備えるため、印刷品質の維持向上を図ることができる。
【００５５】
〔第２実施形態〕
図４Ａは、第２実施形態に係る吐出ヘッド５０Ａの印刷時において絞り部材５６Ａが開放位置に位置する状態を示す断面図である。図４Ａは、言い換えると、絞り部材５６Ａがノズル５４Ａを開放した状態を示す断面図である。図４Ｂは、吐出ヘッド５０Ａの印刷終了時において絞り部材５６Ａが閉塞位置に位置する状態を示す断面図である。図４Ｂは、言い換えると、絞り部材５６Ａがノズル５４Ａを閉塞した状態を示す断面図である。図４Ａ、図４Ｂを参照して印刷時および印刷終了時での絞り部材５６Ａの動作に関して説明する。
【００５６】
本実施形態の吐出ヘッド５０Ａは、絞り部材５６Ａ、ノズル５４Ａの形状が、第１実施形態の絞り部材５６、ノズル５４の形状と異なっている。その他の構成は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同様の構成部には第１実施形態と同様の符号を付記している。
【００５７】
本実施形態の絞り部５６２Ａは、図４Ａに示すように、吐出方向に外周径が縮小するテーパー形状に形成されるテーパー部（絞り部外面５６３Ａ）を備えている。また、ノズル５４Ａは、図４Ａに示すように、吐出口５４１Ａに向けて内周径が縮小するテーパー形状に形成されるテーパー部（ノズル内周面５４２Ａ）を備えている。また、吐出口５４１Ａはテーパー形状ではなくストレート形状の開口として構成されている。
【００５８】
そして、本実施形態では、絞り部５６２Ａのテーパー角度Ａ１は、ノズル５４Ａのテーパー角度Ｂ１に対して大きく形成されている。また、絞り部材５６Ａの連結部５６１Ａの外周径は、ノズル５４Ａの上流側の基部（ノズル基板６１の上面にノズル５４Ａが交差する部位となる開口部Ｐ１（図４Ｂ））での開口径より大きく形成されている。
【００５９】
図４Ａに示すように、第１実施形態と同様に、絞り部５６２Ａを開放位置に位置させることで、ノズル内周面５４２Ａと絞り部外面５６３Ａとの閉塞を開放させている。また、この状態で、第１実施形態と同様に、制御部４の指示により、印刷が行われる。
【００６０】
なお、印刷終了時には、絞り部材５６Ａ（絞り部外面５６３Ａ）が、ノズル５４Ａのノズル内周面５４２Ａに当接して押圧することで隙間を閉塞させる。本実施形態では、図４Ｂに示すように、絞り部外面５６３Ａがノズル内周面５４２Ａに当接して閉塞する位置（閉塞位置）は、ノズル基板６１の上面にノズル５４Ａが交差する部位となる開口部Ｐ１となる。
【００６１】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の流体吐出ヘッド５０Ａによれば、ノズル５４Ａは、テーパー形状（テーパー角度Ｂ１）を有し、絞り部材５６Ａ（絞り部５６２Ａ）は、テーパー形状（テーパー角度Ａ１）を有し、テーパー角度Ａ１は、テーパー角度Ｂ１より大きく、また、連結部５６１Ａの外周径は、ノズル５４Ａの開口部Ｐ１での開口径より大きく形成されている。そのため、絞り部外面５６３Ａを用いてノズル内周面５４２Ａと当接させて閉塞するとき、ノズル５４Ａの開口部Ｐ１が閉塞位置となり、絞り部材５６Ａはノズル５４Ａを閉塞することができる。これにより、安定してノズル５４Ａを閉塞することができる。従って、インクの乾燥を抑制し、ノズル５４Ａからヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止することができる。
【００６２】
なお、図示省略するが、連結部５６１Ａの外周径が、ノズル５４Ａの開口部Ｐ１での開口径より小さく形成されている場合には、開口部Ｐ１より内部に入ったノズル内周面５４２Ａの部位において、絞り部５６２Ａの基部（連結部５６１Ａと絞り部５６２Ａとの接続部）と当接して押圧することで閉塞することができる。この場合、ノズル内周面５４２Ａと絞り部５６２Ａの基部とが当接する位置が閉塞位置となる。
【００６３】
〔第３実施形態〕
図５Ａは、第３実施形態に係る吐出ヘッド５０Ｂの印刷時において絞り部材５６Ｂが開放位置に位置する状態を示す断面図である。図５Ａは、言い換えると、絞り部材５６Ｂがノズル５４Ｂを開放した状態を示す断面図である。図５Ｂは、吐出ヘッド５０Ｂの印刷終了時において絞り部材５６Ｂが閉塞位置に位置する状態を示す断面図である。図５Ｂは、言い換えると、絞り部材５６Ｂがノズル５４Ｂを閉塞した状態を示す断面図である。図５Ａ、図５Ｂを参照して印刷時および印刷終了時での絞り部材５６Ｂの動作に関して説明する。
【００６４】
本実施形態の吐出ヘッド５０Ｂは、絞り部材５６Ｂ、ノズル５４Ｂの形状が、第１実施形態の絞り部材５６、ノズル５４の形状と異なっている。その他の構成は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同様の構成部には第１実施形態と同様の符号を付記している。
【００６５】
本実施形態の絞り部５６２Ｂは、図５Ａに示すように、吐出方向に向かって半球面形状となる絞り部外面５６３Ｂを備えている。また、ノズル５４Ｂは、図５Ａに示すように、吐出口５４１Ｂに向けて内周径が縮小するテーパー形状に形成されるテーパー部（ノズル内周面５４２Ｂ）を備えている。また、吐出口５４１Ｂはテーパー形状ではなくストレート形状の開口として構成されている。
【００６６】
そして、本実施形態では、絞り部材５６Ｂの連結部５６１Ｂの外周径が絞り部５６２Ｂの半球面形状となる外周径と一致している。また、連結部５６１Ｂの外周径は、ノズル５４Ｂの上流側の基部（ノズル基板６１の上面にノズル５４Ｂが交差する部位となる開口部Ｐ１）での開口径より小さく形成されている。また、連結部５６１Ｂの外周径は、吐出口５４１Ｂの内周径より大きく形成されている。
【００６７】
図５Ａに示すように、第１実施形態と同様に、絞り部５６２Ｂを開放位置に位置させることで、ノズル内周面５４２Ｂと絞り部外面５６３Ｂとの閉塞を開放させている。また、この状態で、第１実施形態と同様に、制御部４の指示により、印刷が行われる。
【００６８】
なお、印刷終了時には、絞り部材５６Ｂ（絞り部外面５６３Ｂ）がノズル５４Ｂのノズル内周面５４２Ｂと当接して押圧することで閉塞する。本実施形態では、図５Ｂに示すように、絞り部外面５６３Ｂがノズル内周面５４２Ｂと当接して閉塞する位置（閉塞位置）は、ノズル内周面５４２Ｂにおける部位Ｐ２となる。
【００６９】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の流体吐出ヘッド５０Ｂによれば、ノズル５４Ｂは、テーパー形状を有し、絞り部材５６Ｂ（絞り部５６２Ｂ）は、半球面形状を有している。また、連結部５６１Ｂの外周径が絞り部５６２Ｂの半球面形状となる外周径と一致している。また、連結部５６１Ｂの外周径は、ノズル５４Ｂの上流側の基部（ノズル基板６１の上面にノズル５４Ｂが交差する開口部Ｐ１）での開口径より小さく形成されている。また、連結部５６１Ｂの外周径は、吐出口５４１Ｂの内周径より大きく形成されている。そのため、絞り部外面５６３Ｂを用いてノズル内周面５４２Ｂと当接させて閉塞するとき、ノズル内周面５４２Ｂの部位Ｐ２が閉塞位置となり、絞り部材５６Ｂはノズル５４Ｂを閉塞することができる。これにより、安定してノズル５４Ｂを閉塞することができる。従って、インクの乾燥を抑制し、ノズル５４Ｂからヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止することができる。
【００７０】
なお、図示省略するが、連結部５６１Ｂの外周径が、ノズル５４Ｂの開口部Ｐ１での開口径より大きく形成されている場合には、絞り部外面５６３Ｂがノズル内周面５４２Ｂと当接して閉塞する位置（閉塞位置）は、ノズル基板６１の上面にノズル５４Ｂが交差する開口部Ｐ１となる。
【００７１】
〔第４実施形態〕
図６は、第４実施形態に係る吐出ヘッド５０Ｃの印刷終了時において絞り部材５６が閉塞位置に位置する状態を示す断面図である。図６は、言い換えると、絞り部材５６がノズル５４Ｃを閉塞した状態を示す断面図である。図６を参照して印刷終了時での絞り部材５６の動作に関して説明する。なお、本実施形態では、絞り部材５６が開放位置に位置する状態は第１実施形態と同様のため説明を省略する。
【００７２】
本実施形態の吐出ヘッド５０Ｃは、ノズル５４Ｃの形状が、第１実施形態のノズル５４の形状と異なっている。その他の構成は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同様の構成部には第１実施形態と同様の符号を付記している。
【００７３】
本実施形態の絞り部５６２は、第１実施形態の絞り部５６２と同様に形成されている。本実施形態のノズル５４Ｃは、吐出方向に内周径を拡大するテーパー形状（いわゆる逆テーパー形状）に形成されるテーパー部（ノズル内周面５４２Ｃ）を備えている。また、絞り部材５６の連結部５６１の外周径は、ノズル５４Ｃの上流側の基部（ノズル基板６１の上面にノズル５４Ｃが交差する部位となる開口部Ｐ１）での開口径より大きく形成されている。
【００７４】
図６に示すように、印刷終了時には、絞り部材５６（絞り部外面５６３）が、ノズル５４Ｃのノズル内周面５４２Ｃに当接して押圧することで隙間を閉塞させる。本実施形態では、図６に示すように、絞り部外面５６３がノズル内周面５４２Ｃに当接して閉塞する位置（閉塞位置）は、ノズル基板６１の上面にノズル５４Ｃが交差する部位となる開口部Ｐ１となる。
【００７５】
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の流体吐出ヘッド５０Ｃによれば、絞り部５６２は、吐出方向に外周径を縮小するテーパー形状（絞り部外面５６３）に形成されている。また、ノズル５４Ｃは、吐出方向に内周径を拡大するテーパー形状（ノズル内周面５４２Ｃ）に形成されている。連結部５６１の外周径は、ノズル５４Ｃの上流側の基部（ノズル基板６１の上面にノズル５４Ｃが交差する部位となる開口部Ｐ１）での開口径より大きく形成されている。そのため、絞り部外面５６３を用いてノズル内周面５４２Ｃと当接させて閉塞するとき、ノズル５４Ｃの開口部Ｐ１が閉塞位置となり、絞り部材５６はノズル５４Ｃを閉塞することができる。これにより、安定してノズル５４Ｃを閉塞することができる。従って、インクの乾燥を抑制し、ノズル５４Ｃからヘッド内部への塵ケバ等の異物の侵入を防止することができる。
【００７６】
なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。
【００７７】
上記、第１実施形態では、絞り部材５６（絞り部外面５６３）のテーパー角度Ａは、ノズル５４のテーパー角度Ｂと同じに形成されている。しかし、絞り部材５６のテーパー角度Ａは、絞り部外面５６３において一部の領域がノズル５４のテーパー角度Ｂと同じに形成されていることでよい。このように形成することで、テーパー角度Ｂと同じテーパー角度Ａに形成された絞り部外面５６３の一部の領域と、ノズル内周面５４２とを当接させて閉塞させることが可能となり、ノズル５４を面接触により安定して確実に閉塞することができ、同様の効果を奏することができる。
【００７８】
上記、第３実施形態では、絞り部材５６Ｂ（絞り部５６２Ｂ）は、半球面形状を有している。また、ノズル５４Ｂは、吐出方向に内周径を縮小するテーパー形状に形成されている。しかし、ノズル５４Ｂは、吐出方向に内周径を拡大するテーパー形状（逆テーパー形状）に形成されていてもよい。その場合には、半球面形状の外周径が、ノズル５４Ｂの上流側の基部となる開口径より大きく形成されていること前提で、絞り部外面５６３Ｂは、ノズル５４Ｂの上流側の基部（ノズル基板６１の上面にノズル５４Ｂが交差する部位となる開口部）に当接することで、ノズル５４Ｂを閉塞することができる。
【００７９】
上記、第１〜第４実施形態では、絞り部材（絞り部）の形状を、テーパー形状（円錐）や半球面形状とし、ノズルの形状を、テーパー形状（円錐）として説明したが、この形状には限定されず、絞り部材（絞り部）の形状が、ノズルの内周面を閉塞可能な形状であれば採用することができる。例えば、ノズルの形状が断面矩形となる先細りの錐体形状の場合、絞り部の形状をノズルの内周面を閉塞可能な断面矩形となる先細りの錐体形状としてもよい。また、ノズルの形状が断面楕円となる先細りの錐体形状の場合、絞り部の形状をノズルの内周面を閉塞可能な断面楕円となる先細りの錐体形状としてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１…流体吐出装置としてのプリンター、４…制御部、５…ヘッド機構、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…流体吐出ヘッド、５１…リザーバー、５２…キャビティー、５３…連通路、５４，５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ…ノズル、５５…第１駆動部、５６，５６Ａ，５６Ｂ…絞り部材、５７…第２駆動部、５４１…吐出口、５４２，５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃ…ノズル内周面、５５１…圧電素子、５６２，５６２Ａ，５６２Ｂ…絞り部、５６３，５６３Ａ，５６３Ｂ…絞り部外面、５７１…圧電素子、５７２…変位拡大機構、Ａ，Ａ１…テーパー角度、Ｂ，Ｂ１…テーパー角度、Ｐ１…開口部、Ｐ２…部位。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
2018126917.tif 000007
【図４Ｂ】
2018126917.tif 000008
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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