特許ウォッチ

公開番号2025082039
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-28
出願番号2023195243
出願日2023-11-16
発明の名称液体吐出装置、及びプリントヘッド
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 2/14 20060101AFI20250521BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】液体の吐出精度を向上できる液体吐出装置を提供すること。
【解決手段】駆動信号を出力する駆動回路と、駆動信号が入力され、駆動信号に応じた第1駆動電圧を出力するか否かを切り替える第1切替回路と、第1駆動電圧に応じて変位する第1圧電素子と、第1圧電素子の変位に伴い体積が変化する第1圧力室と、第1駆動電圧に応じて変位する第2圧電素子と、第2圧電素子の変位に伴い体積が変化する第2圧力室と、第1圧力室の体積の変化、及び第2圧力室の体積の変化に応じて液体を吐出する第1ノズルと、を備え、第1切替回路は、第1吐出制御信号に応じて、駆動信号を第1駆動電圧として、第1圧電素子及び第2圧電素子に共通に供給するか否かを切り替える1個の第1スイッチ素子を有する、液体吐出装置。
【選択図】図7
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、
前記駆動信号が入力され、前記駆動信号に応じた第１駆動電圧を出力するか否かを切り替える第１切替回路と、
前記第１駆動電圧に応じて変位する第１圧電素子と、
前記第１圧電素子の変位に伴い体積が変化する第１圧力室と、
前記第１駆動電圧に応じて変位する第２圧電素子と、
前記第２圧電素子の変位に伴い体積が変化する第２圧力室と、
前記第１圧力室の体積の変化、及び前記第２圧力室の体積の変化に応じて液体を吐出する第１ノズルと、
を備え、
前記第１切替回路は、第１吐出制御信号に応じて、前記駆動信号を前記第１駆動電圧として、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子に共通に供給するか否かを切り替える１個の第１スイッチ素子を有する、
ことを特徴とする液体吐出装置。
続きを表示（約 2,900 文字）【請求項２】
前記第１駆動電圧に応じた前記第１圧電素子の変位量と、前記第１駆動電圧に応じた前記第２圧電素子の変位量と、は略等しく、
前記第１圧電素子の変位に伴う前記第１圧力室の体積の変化量と、前記第２圧電素子の変位に伴う前記第２圧力室の体積の変化量と、は略等しく、
前記第１圧力室と前記第１ノズルとを連通する第１流路の流路長と、前記第２圧力室と前記第１ノズルとを連通する第２流路の流路長と、は略等しい、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記第１圧電素子の変位により、前記第１圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体の量と、前記第２圧電素子の変位により、前記第２圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体の量と、は略等しく、
前記第１圧電素子の変位により、前記第１圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体の、前記第１圧力室と前記第１ノズルとを連通する第１流路における速さと、前記第２圧電素子の変位により、前記第２圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体の、前記第２圧力室と前記第１ノズルとを連通する第２流路における速さと、は略等しく、
前記第１圧電素子の変位により、前記第１圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体が前記第１流路を流れる方向と、前記第２圧電素子の変位により、前記第２圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体が前記第２流路を流れる方向と、は逆である、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子とは、ノードにおいて電気的に接続され、
前記第１スイッチ素子は、一端に前記駆動信号が入力され、他端が前記ノードと電気的に接続され、制御端に入力される切替制御信号に応じて前記駆動信号を前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子に共通に供給するか否かを切り替え、
前記第１スイッチ素子の他端と前記第１圧電素子との間の抵抗値は、前記第１スイッチ素子の他端と前記第２圧電素子との間の抵抗値と略等しい、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
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に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記駆動信号が入力され、前記駆動信号に応じた第２駆動電圧を出力するか否かを切り替える第２切替回路と、
前記第２駆動電圧に応じて変位する第３圧電素子と、
前記第３圧電素子の変位に伴い体積が変化する第３圧力室と、
前記第２駆動電圧に応じて変位する第４圧電素子と、
前記第４圧電素子の変位に伴い体積が変化する第４圧力室と、
前記第３圧力室の体積の変化、及び前記第４圧力室の体積の変化に応じて液体を吐出する第２ノズルと、
を備え、
前記第２切替回路は、第２吐出制御信号に応じて、前記駆動信号を前記第２駆動電圧として、前記第３圧電素子及び前記第４圧電素子に共通に供給するか否かを切り替える１個の第２スイッチ素子を有し、
前記第１スイッチ素子、及び前記第２スイッチ素子を含む複数のスイッチ素子は、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１に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
駆動信号が入力され、前記駆動信号に応じた第１駆動電圧を出力するか否かを切り替える第１切替回路と、
前記第１駆動電圧に応じて変位する第１圧電素子と、
前記第１圧電素子の変位に伴い体積が変化する第１圧力室と、
前記第１駆動電圧に応じて変位する第２圧電素子と、
前記第２圧電素子の変位に伴い体積が変化する第２圧力室と、
前記第１圧力室の体積の変化、及び前記第２圧力室の体積の変化に応じて液体を吐出する第１ノズルと、
を備え、
前記第１切替回路は、第１吐出制御信号に応じて、前記駆動信号を前記第１駆動電圧として、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子に共通に供給するか否かを切り替える１個の第１スイッチ素子を有する、
ことを特徴とするプリントヘッド。
【請求項８】
前記第１駆動電圧に応じた前記第１圧電素子の変位量と、前記第１駆動電圧に応じた前記第２圧電素子の変位量と、は略等しく、
前記第１圧電素子の変位に伴う前記第１圧力室の体積の変化量と、前記第２圧電素子の変位に伴う前記第２圧力室の体積の変化量と、は略等しく、
前記第１圧力室と前記第１ノズルとを連通する第１流路の流路長と、前記第２圧力室と前記第１ノズルとを連通する第２流路の流路長と、は略等しい、
ことを特徴とする請求項７に記載のプリントヘッド。
【請求項９】
前記第１圧電素子の変位により、前記第１圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体の量と、前記第２圧電素子の変位により、前記第２圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体の量と、は略等しく、
前記第１圧電素子の変位により、前記第１圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体の、前記第１圧力室と前記第１ノズルとを連通する第１流路における速さと、前記第２圧電素子の変位により、前記第２圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体の、前記第２圧力室と前記第１ノズルとを連通する第２流路における速さと、は略等しく、
前記第１圧電素子の変位により、前記第１圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体が前記第１流路を流れる方向と、前記第２圧電素子の変位により、前記第２圧力室から前記第１ノズルに向かい流れる液体が前記第２流路を流れる方向と、は逆である、
ことを特徴とする請求項７に記載のプリントヘッド。
【請求項１０】
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子とは、ノードにおいて電気的に接続され、
前記第１スイッチ素子は、一端に前記駆動信号が入力され、他端が前記ノードと電気的に接続され、制御端に入力される切替制御信号に応じて前記駆動信号を前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子に共通に供給するか否かを切り替え、
前記第１スイッチ素子の他端と前記第１圧電素子との間の抵抗値は、前記第１スイッチ素子の他端と前記第２圧電素子との間の抵抗値と略等しい、
ことを特徴とする請求項７に記載のプリントヘッド。
（【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、液体吐出装置、及びプリントヘッドに関する。
続きを表示（約 2,800 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、液体の吐出精度を向上させるとの観点において、さらなる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、
前記駆動信号が入力され、前記駆動信号に応じた第１駆動電圧を出力するか否かを切り替える第１切替回路と、
前記第１駆動電圧に応じて変位する第１圧電素子と、
前記第１圧電素子の変位に伴い体積が変化する第１圧力室と、
前記第１駆動電圧に応じて変位する第２圧電素子と、
前記第２圧電素子の変位に伴い体積が変化する第２圧力室と、
前記第１圧力室の体積の変化、及び前記第２圧力室の体積の変化に応じて液体を吐出する第１ノズルと、
を備え、
前記第１切替回路は、第１吐出制御信号に応じて、前記駆動信号を前記第１駆動電圧として、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子に共通に供給するか否かを切り替える１個の第１スイッチ素子を有する。
【０００７】
本発明に係るプリントヘッドの一態様は、
駆動信号が入力され、前記駆動信号に応じた第１駆動電圧を出力するか否かを切り替える第１切替回路と、
前記第１駆動電圧に応じて変位する第１圧電素子と、
前記第１圧電素子の変位に伴い体積が変化する第１圧力室と、
前記第１駆動電圧に応じて変位する第２圧電素子と、
前記第２圧電素子の変位に伴い体積が変化する第２圧力室と、
前記第１圧力室の体積の変化、及び前記第２圧力室の体積の変化に応じて液体を吐出する第１ノズルと、
を備え、
前記第１切替回路は、第１吐出制御信号に応じて、前記駆動信号を前記第１駆動電圧として、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子に共通に供給するか否かを切り替える１個の第１スイッチ素子を有する。
【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）

関連特許