JPWO2019166452A5

JPWO2019166452A5 -

Info

Publication number: JPWO2019166452A5
Application number: JP2020567639A
Authority: JP
Publication date: 2022-01-19

Claims

プリントヘッド用の液滴吐出器であって、取付面及び反対側のノズル面を有する基板と、前記基板の前記ノズル面の少なくとも一部の上に形成されたノズル形成層と、少なくとも一部は前記基板により且つ少なくとも一部は前記ノズル形成層により画定された流体チャンバであって、少なくとも一部は前記ノズル形成層のノズル部分によって画定された流体チャンバ出口を有し、前記ノズル部分が、前記流体チャンバ出口の方に近接して位置する内側部分と、前記ノズル部分の周縁部の方に近接して位置する外側部分とを備える、流体チャンバと、前記ノズル形成層の前記ノズル部分の前記内側部分に形成された内側アクチュエータ機構、及び前記ノズル形成層の前記ノズル部分の前記外側部分に形成された外側アクチュエータ機構のうちのいずれか又は両方とを備える液滴吐出器。
前記内側アクチュエータ機構及び／又は前記外側アクチュエータ機構並びに前記ノズル形成層のノズル部分の少なくとも１つは、起動時に前記ノズル部分の前記内側部分が第１向きに湾曲し、前記ノズル部分の前記外側部分が前記第１向きとは反対の第２向きに湾曲するように構成される、請求項１に記載の液滴吐出器。
前記ノズル形成層の前記ノズル部分の前記外側部分は、前記ノズル形成層の前記ノズル部分の前記内側部分を少なくとも部分的に包囲している、請求項１又は２に記載の液滴吐出器。
前記内側アクチュエータ機構は、前記流体チャンバ出口を少なくとも部分的に包囲している、請求項１～３のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
前記内側アクチュエータ機構及び／又は前記外側アクチュエータ機構の両方が実質的に環状である、前記請求項１～４のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
前記基板と一体化された少なくとも１つの電子部品をさらに備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
１つ又は複数の内側圧電アクチュエータを備えた内側アクチュエータ機構を備え、前記１つ又は複数の内側圧電アクチュエータのうちの少なくとも１つが、内側の駆動電極の対の間に設けられた内側圧電体を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
前記内側アクチュエータ機構が、実質的に環状である単一の内側圧電アクチュエータからなる、請求項７に記載の液滴吐出器。
１つ又は複数の外側圧電アクチュエータを備えた外側アクチュエータ機構を備え、前記１つ又は複数の外側圧電アクチュエータのうちの少なくとも１つが、外側の駆動電極の対の間に設けられた外側圧電体を備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
前記外側アクチュエータ機構が、実質的に環状である単一の外側圧電アクチュエータからなる、請求項９に記載の液滴吐出器。
前記単一の外側圧電アクチュエータが、前記単一の内側圧電アクチュエータを包囲している、請求項８に従属する請求項１０に記載の液滴吐出器。
前記内側の駆動電極の対及び前記外側の駆動電極の対の両方が、駆動回路に電気的に接続され、前記駆動回路が、使用時に電源に接続されると、前記内側の電極の対の間に第１電位差を印加して第１方向における前記内側圧電体のたわみをもたらし、前記外側の電極の対の間に第２電位差を印加して前記第１方向とは反対の第２方向における前記外側圧電体のたわみをもたらすように構成されている、請求項７に従属する請求項９～１１のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
１つ若しくは複数の前記内側圧電体及び／又は１つ若しくは複数の前記外側圧電体が、４５０℃未満の温度で処理可能な１種又は複数種の圧電材料を含む、請求項７～１２のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
１つ若しくは複数の前記内側圧電体及び／又は１つ若しくは複数の前記外側圧電体が、４５０℃未満の温度で堆積可能な１種又は複数種の圧電材料を含む、請求項７～１３のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
前記１種又は複数種の圧電材料が、ＰＶＤ堆積した圧電材料である、請求項１３又は１４に記載の液滴吐出器。
前記１種又は複数種の圧電材料が、窒化アルミニウム及び／又は酸化亜鉛を含む、請求項１３～１５のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
窒化アルミニウムが、以下の元素：スカンジウム、イットリウム、チタン、マグネシウム、ハフニウム、ジルコニウム、スズ、クロム、ホウ素のうちの１種又は複数種をさらに含む、請求項１６に記載の液滴吐出器。
前記１種又は複数種の圧電材料が、アルミニウム及び窒素、並びに任意選択的に、スカンジウム、イットリウム、チタン、マグネシウム、ハフニウム、ジルコニウム、スズ、クロム、ホウ素から選択された１種又は複数種の元素を含むセラミック材料を含む、請求項１３～１７のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
前記１種又は複数種の圧電材料が非強誘電性圧電材料である、請求項１３～１８のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
１つ若しくは複数の前記内側圧電体及び／又は１つ若しくは複数の前記外側圧電体が、２０ｐＣ／Ｎ未満の大きさを有するｄ₃₁圧電定数を有する、請求項７～１９のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
前記基板と一体化された少なくとも１つの電子部品をさらに備える、請求項１～２０のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
前記基板の前記取付面が、前記流体チャンバと流体連通する流体入口アパーチャを備える、請求項１～２１のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
前記流体チャンバが実質的に円筒状であり、前記ノズル形成層の前記ノズル部分が実質的に環状である、請求項１～２２のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
前記内側アクチュエータ機構及び前記外側アクチュエータ機構並びに前記ノズル形成層を覆う保護層をさらに備える、請求項１～２３のいずれか一項に記載の液滴吐出器。
請求項１～２４のいずれか一項に記載の複数の液滴吐出器を備えるプリントヘッド。
前記複数の液滴吐出器が共通の基板を共有する、請求項２５に記載のプリントヘッド。
請求項２５又は２６に記載の１つ又は複数のプリントヘッドを備えるプリンタ。
請求項１～２１のいずれか一項に記載の液滴吐出器を作動させる方法であって、前記内側アクチュエータ機構を作動させ且つ／又は前記外側アクチュエータ機構を作動させ、それにより、前記ノズル形成層の前記ノズル部分の少なくとも一部の変位、及び結果として前記流体チャンバから前記流体チャンバ出口を通る流体の吐出をもたらすステップを含む方法。
前記液滴吐出器が、内側アクチュエータ機構及び外側アクチュエータ機構の両方を備え、前記方法が、前記内側アクチュエータ機構及び前記外側アクチュエータ機構の両方を作動させ、それにより、前記ノズル形成層の前記ノズル部分の少なくとも一部の変位、及び結果として前記流体チャンバから前記流体チャンバ出口を通る流体の吐出をもたらすステップを含む、請求項２８に記載の方法。
前記内側アクチュエータ機構を作動させる前記ステップ及び前記外側アクチュエータ機構を作動させる前記ステップは、同時に行われる、請求項２９に記載の方法。
前記内側アクチュエータ機構を作動させるステップが、前記内側の駆動電極の対の間に第１電位差を印加して、前記内側圧電体のたわみをもたらすことを含み、前記外側アクチュエータ機構を作動させるステップが、前記外側の駆動電極の対の間に第２電位差を印加して、前記外側圧電体のたわみをもたらすことを含む、請求項１２に従属する請求項２９又は３０に記載の方法。
前記第１電位差及び前記第２電位差が、前記内側圧電体及び前記外側圧電体が反対方向にたわむように、反対の極性を有する、請求項３１に記載の方法。
前記第１電位差及び前記第２電位差が同時に印加される、請求項３１又は３２に記載の方法。