特許ウォッチ

公開番号2025082037
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-28
出願番号2023195241
出願日2023-11-16
発明の名称ヘッドユニット、及び液体吐出装置
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B41J 2/165 20060101AFI20250521BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】複数の駆動素子の駆動により体積が変化する複数の圧力室を有し、1個のノズルから液体を吐出する構成おいて、ノズルの状態を判定できるヘッドユニットを提供すること。
【解決手段】
駆動信号に応じて体積が変化する第1圧力室及び第2圧力室と連通し液体を吐出する第1ノズルと、第1圧力室の体積変化に応じた第1残留振動信号を出力する第1圧電素子、及び第2圧力室の体積変化に応じた第2残留振動信号を出力する第2圧電素子が入力され、検査信号を出力する検査信号出力回路と、検査信号に基づき、第1ノズルの状態を判定するプロセッサーと、第1残留振動信号及び第2残留振動信号を、検査信号出力回路に出力するか否かを切り替える第1切替回路と、を備え、第1圧電素子と第2圧電素子とは、第1ノードにおいて電気的に接続され、第1切替回路は、第1ノードと検査信号出力回路との導通状態を切り替える、ヘッドユニット。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
駆動信号を出力する駆動回路と、
前記駆動信号に応じて体積が変化する第１圧力室と、
前記駆動信号に応じて体積が変化する第２圧力室と、
前記第１圧力室及び前記第２圧力室と連通し、液体を吐出する第１ノズルと、
前記第１圧力室の体積変化に応じて生じる第１残留振動に応じた第１残留振動信号を出力する第１圧電素子と、
前記第２圧力室の体積変化に応じて生じる第２残留振動に応じた第２残留振動信号を出力する第２圧電素子と、
前記第１残留振動信号及び前記第２残留振動信号が入力され、検査信号を出力する検査信号出力回路と、
前記検査信号に基づき、前記第１ノズルからの液体の吐出状態を判定するプロセッサーと、
前記第１残留振動信号及び前記第２残留振動信号を、前記検査信号出力回路に出力するか否かを切り替える第１切替回路と、
を備え、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子とは、第１ノードにおいて電気的に接続され、
前記第１切替回路は、前記第１ノードと前記検査信号出力回路との導通状態を切り替える、
ことを特徴とするヘッドユニット。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記第１圧電素子は前記駆動信号に応じて駆動し、前記第１圧力室の体積は前記第１圧電素子の駆動により変化し、
前記第２圧電素子は前記駆動信号に応じて駆動し、前記第２圧力室の体積は前記第２圧電素子の駆動により変化する、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドユニット。
【請求項３】
供給口と排出口と備え、
前記供給口から供給された液体は、前記第１圧力室及び前記第２圧力室を介して前記排出口から排出され、
前記供給口には、前記排出口から排出された液体の少なくとも一部が還流する、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドユニット。
【請求項４】
前記検査信号出力回路は、フィルター回路及び増幅回路を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドユニット。
【請求項５】
前記第１圧電素子と前記第１ノードとの電気的距離は、前記第１ノードと前記第１切替回路との電気的距離よりも短く、
前記第２圧電素子と前記第１ノードとの電気的距離は、前記第１ノードと前記第１切替回路との電気的距離よりも短い、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【請求項６】
前記第１切替回路の導通状態の切り替えを制御する切替信号を出力する切替制御回路を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドユニット。
【請求項７】
前記駆動信号に応じて体積が変化する第３圧力室と、
前記駆動信号に応じて体積が変化する第４圧力室と、
前記第３圧力室及び前記第４圧力室と連通し、液体を吐出する第２ノズルと、
前記第３圧力室の体積変化に応じて生じる第３残留振動に応じた第３残留振動信号を出力する第３圧電素子と、
前記第４圧力室の体積変化に応じて生じる第４残留振動に応じた第４残留振動信号を出力する第４圧電素子と、
前記第３残留振動信号及び前記第４残留振動信号を、前記検査信号出力回路に出力するか否かを切り替える第２切替回路と、
を備え、
前記第３圧電素子と前記第４圧電素子とは、第２ノードにおいて電気的に接続され、
前記第２切替回路は、前記第２ノードと前記検査信号出力回路との導通状態を切り替え、
前記第１切替回路と前記第２切替回路とは、第３ノードにおいて電気的に接続され、
前記検査信号出力回路は、前記第３ノードの信号に応じた前記検査信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドユニット。
【請求項８】
前記第１切替回路、及び前記第２切替回路を含む複数の切替回路は、１個の集積回路に含まれ、
前記集積回路は、互いに向かい合って位置する一対の長辺と、前記長辺よりも短く、互いに向かい合って位置する一対の短辺とを含み、
前記集積回路の前記長辺の長さは、前記第１ノズル及び前記第２ノズルを含む複数のノズルが列状に並設されたノズル列の長さよりも短い、
ことを特徴とする請求項７に記載のヘッドユニット。
【請求項９】
駆動信号を出力する駆動回路と、
前記駆動信号に応じて体積が変化する第１圧力室と、
前記駆動信号に応じて体積が変化する第２圧力室と、
前記第１圧力室及び前記第２圧力室と連通し、液体を吐出する第１ノズルと、
前記第１圧力室の体積変化に応じて生じる第１残留振動に応じた第１残留振動信号を出力する第１圧電素子と、
前記第２圧力室の体積変化に応じて生じる第２残留振動に応じた第２残留振動信号を出力する第２圧電素子と、
前記第１残留振動信号及び前記第２残留振動信号が入力され、検査信号を出力する検査信号出力回路と、
前記検査信号に基づき、前記第１ノズルからの液体の吐出状態を判定するプロセッサーと、
前記第１残留振動信号及び前記第２残留振動信号を、前記検査信号出力回路に出力するか否かを切り替える第１切替回路と、
前記第１ノズルから吐出された液体が着弾する媒体を搬送する搬送機構と、
を備え、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子とは、第１ノードにおいて電気的に接続され、
前記第１切替回路は、前記第１ノードと前記検査信号出力回路との導通状態を切り替える、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１０】
前記第１圧電素子は前記駆動信号に応じて駆動し、前記第１圧力室の体積は前記第１圧電素子の駆動により変化し、
前記第２圧電素子は前記駆動信号に応じて駆動し、前記第２圧力室の体積は前記第２圧電素子の駆動により変化する、
ことを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドユニット、及び液体吐出装置に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
駆動信号に基づいて駆動素子が駆動されることで液体が充填されているキャビティーの内部圧力を変化させ、当該内部圧力の変化により液体を吐出する液体吐出装置には、高粘度の液体を吐出したいとの市場要求や、駆動素子の一度の駆動による液体の吐出量を増加させたいとの市場要求に対応し、液体が吐出される１個のノズルに対応する複数の駆動素子を有し、当該複数の駆動素子の駆動により１個のノズルから液体を吐出させる液体吐出装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、１個のノズルに対応する２個の圧電素子を有し、２個の圧電素子の駆動により、１個のノズルＮから液体を吐出させる液体吐出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－０５７８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の液体吐出装置では、複数の駆動素子の駆動により体積が変化する複数の圧力室を有し、１個のノズルから液体を吐出する構成おいて、ノズルからの液体の吐出状態を判定するとの観点において、何ら記載されておらず、改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るヘッドユニットの一態様は、
駆動信号を出力する駆動回路と、
前記駆動信号に応じて体積が変化する第１圧力室と、
前記駆動信号に応じて体積が変化する第２圧力室と、
前記第１圧力室及び前記第２圧力室と連通し、液体を吐出する第１ノズルと、
前記第１圧力室の体積変化に応じて生じる第１残留振動に応じた第１残留振動信号を出力する第１圧電素子と、
前記第２圧力室の体積変化に応じて生じる第２残留振動に応じた第２残留振動信号を出力する第２圧電素子と、
前記第１残留振動信号及び前記第２残留振動信号が入力され、検査信号を出力する検査信号出力回路と、
前記検査信号に基づき、前記第１ノズルからの液体の吐出状態を判定するプロセッサーと、
前記第１残留振動信号及び前記第２残留振動信号を、前記検査信号出力回路に出力するか否かを切り替える第１切替回路と、
を備え、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子とは、第１ノードにおいて電気的に接続され、
前記第１切替回路は、前記第１ノードと前記検査信号出力回路との導通状態を切り替える。
【０００７】
本発明に係る液体吐出装置の一態様は、
駆動信号を出力する駆動回路と、
前記駆動信号に応じて体積が変化する第１圧力室と、
前記駆動信号に応じて体積が変化する第２圧力室と、
前記第１圧力室及び前記第２圧力室と連通し、液体を吐出する第１ノズルと、
前記第１圧力室の体積変化に応じて生じる第１残留振動に応じた第１残留振動信号を出力する第１圧電素子と、
前記第２圧力室の体積変化に応じて生じる第２残留振動に応じた第２残留振動信号を出力する第２圧電素子と、
前記第１残留振動信号及び前記第２残留振動信号が入力され、検査信号を出力する検査信号出力回路と、
前記検査信号に基づき、前記第１ノズルからの液体の吐出状態を判定するプロセッサーと、
前記第１残留振動信号及び前記第２残留振動信号を、前記検査信号出力回路に出力するか否かを切り替える第１切替回路と、
前記第１ノズルから吐出された液体が着弾する媒体を搬送する搬送機構と、
を備え、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子とは、第１ノードにおいて電気的に接続され、
前記第１切替回路は、前記第１ノードと前記検査信号出力回路との導通状態を切り替える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
液体吐出装置の概略構成を示す図である。
吐出ユニットの概略構成を示す図である。
駆動信号ＣＯＭの信号波形の一例を示す図である。
駆動信号選択回路の機能構成の一例を示す図である。
切替回路の機能構成の一例を示す図である。
デコーダー２２６におけるデコード内容の一例を示す図である。
１個の吐出部に対応する選択回路２３０の構成を示す図である。
切替回路の動作の一例を示す図である。
波形整形回路の構成の一例を示す図である。
プリントヘッドの分解斜視図である。
図１０におけるＡ－ａ線の断面図である。
プリントヘッドからインクが吐出されていない期間におけるインクの流れの一例を示す図である。
圧力室ＣＢ１，ＣＢ２にインクを引き込む動作の一例を示す図である。
圧力室ＣＢ１，ＣＢ２に充填されたインクを吐出する動作の一例を示す図である。
残留振動信号Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の一例を示す図である。
圧力室ＣＢ１、圧力室ＣＢ２、又は振動板に生じる残留振動を想定した単振動の計算モデルの一例を示す図である。
インクの粘度と残留振動信号Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の信号波形との関係を説明するため図である。
圧力室ＣＢ１，ＣＢ２に気泡が混入した場合の残留振動信号Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の信号波形を説明するための図である。
吐出部が正常な場合の残留振動信号Ｖｏｕｔの信号波形の一例を示す図である。
吐出部に増粘異常が生じた場合の残留振動信号Ｖｏｕｔの信号波形の一例を示す図である。
吐出部に気泡混入異常が生じた場合の残留振動信号Ｖｏｕｔの信号波形の一例を示す図である。
残留振動信号Ｖｏｕｔに基づく吐出部の状態判定方法の一例を示す図である。
残留振動発生工程の具体例を示す図である。
信号変換工程の具体例を示す図である。
判定工程の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１０】
１．液体吐出装置の構成
図１は、液体吐出装置１の概略構成を示す図である。図１に示すように、液体吐出装置１は、搬送ユニット４によって搬送される媒体Ｐに対して、所望のタイミングで液体の一例としてのインクを吐出することで、媒体Ｐに所望の画像を形成する所謂ライン方式のインクジェットプリンターである。なお、液体吐出装置１は、ライン方式のインクジェットプリンターに限られるものではなく、シリアル方式のインクジェットプリンターであってもよい。また、液体吐出装置１は、インクジェットプリンターに限られるものではなく、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料吐出装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出装置等であってもよく、立体造形装置や捺染装置等であってもよい。ここで、以下の説明において、媒体Ｐが搬送される方向を搬送方向と称し、搬送される媒体Ｐの幅方向を主走査方向と称する場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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