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公開番号2025082038
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-28
出願番号2023195242
出願日2023-11-16
発明の名称プリントヘッドの状態判定方法、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 2/01 20060101AFI20250521BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】複数の圧力室の駆動により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プリントヘッドの状態判定方法を提供すること。
【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、第1圧力室及び第2圧力室と連通し、液体を吐出するノズルと、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圧電素子と、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圧電素子と、を有するプリントヘッドの状態判定方法であって、第1圧力室及び第2圧力室の体積を変化させることで、第1残留振動及び第2残留振動を発生させる残留振動発生工程と、第1残留振動信号と第2残留振動信号とを合成した合成信号をデジタル合成波信号に変換する信号変換工程と、デジタル合成波信号に基づいて、プリントヘッドの状態を判定する判定工程と、を含む、プリントヘッドの状態判定方法。
【選択図】図22
特許請求の範囲【請求項１】
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、
を有するプリントヘッドの状態判定方法であって、
前記第１圧力室及び前記第２圧力室の体積を変化させることで、前記第１残留振動及び前記第２残留振動を発生させる残留振動発生工程と、
前記第１残留振動信号の信号波形と前記第２残留振動信号の信号波形とを合成した合成信号をデジタル合成波信号に変換する信号変換工程と、
前記デジタル合成波信号に基づいて、前記プリントヘッドの状態を判定する判定工程と、
を含む、
ことを特徴とするプリントヘッドの状態判定方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記残留振動発生工程において、
前記第１圧力室の体積は、前記駆動信号に応じて前記第１圧電素子が駆動することで変化し、
前記第２圧力室の体積は、前記駆動信号に応じて前記第２圧電素子が駆動することで変化する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッドの状態判定方法。
【請求項３】
前記信号変換工程は、前記合成信号に含まれる交流成分の信号を抽出する抽出工程を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッドの状態判定方法。
【請求項４】
前記信号変換工程は、前記交流成分の信号を増幅する増幅工程を含む、
ことを特徴とする請求項３に記載のプリントヘッドの状態判定方法。
【請求項５】
前記判定工程は、前記デジタル合成波信号に基づいて前記合成信号の振幅、及び周波数の少なくとも一方を算出し、算出結果に基づいて、前記プリントヘッドの状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッドの状態判定方法。
【請求項６】
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残留振動信号の信号波形と前記第２残留振動信号の信号波形とを合成した合成信号をデジタル合成波信号に変換するＡＤ変換回路と、
前記デジタル合成波信号に基づいて、前記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、
を備える、
ことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項７】
前記第１圧力室の体積は、前記駆動信号に応じて前記第１圧電素子が駆動することで変化し、
前記第２圧力室の体積は、前記駆動信号に応じて前記第２圧電素子が駆動することで変化する、
ことを特徴とする請求項６に記載のヘッドユニット。
【請求項８】
前記合成信号に含まれる交流成分の信号を抽出するフィルター回路を含む、
ことを特徴とする請求項６に記載のヘッドユニット。
【請求項９】
前記交流成分の信号を増幅する増幅回路を含む、
ことを特徴とする請求項８に記載のヘッドユニット。
【請求項１０】
前記プロセッサーは、前記デジタル合成波信号に基づいて前記合成信号の振幅、及び周波数の少なくとも一方を算出し、算出結果に基づいて、前記ノズルからの液体の吐出状態を判定する、
ことを特徴とする請求項６に記載のヘッドユニット。
（【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、プリントヘッドの状態判定方法、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 2,900 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】
本発明に係るプリントヘッドの状態判定方法の一態様は、
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、
を有するプリントヘッドの状態判定方法であって、
前記第１圧力室及び前記第２圧力室の体積を変化させることで、前記第１残留振動及び前記第２残留振動を発生させる残留振動発生工程と、
前記第１残留振動信号の信号波形と前記第２残留振動信号の信号波形とを合成した合成信号をデジタル合成波信号に変換する信号変換工程と、
前記デジタル合成波信号に基づいて、前記プリントヘッドの状態を判定する判定工程と、
を含む。
【０００７】
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残留振動信号の信号波形と前記第２残留振動信号の信号波形とを合成した合成信号をデジタル合成波信号に変換するＡＤ変換回路と、
前記デジタル合成波信号に基づいて、前記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、
を備える。
【０００８】
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残留振動信号の信号波形と前記第２残留振動信号の信号波形とを合成した合成信号をデジタル合成波信号に変換するＡＤ変換回路と、
前記デジタル合成波信号に基づいて、前記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、
を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
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】
【００１０】
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。
（【００１１】以降は省略されています）

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