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公開番号2025115687
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2024010267
出願日2024-01-26
発明の名称液体吐出ヘッド
出願人理想テクノロジーズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類B41J 2/015 20060101AFI20250731BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】複数の液滴を連続で吐出する際に、吐出パルスの幅を寄生振動の半周期より短くすることができる液体吐出ヘッドを提供すること。
【解決手段】実施形態の液体吐出ヘッドは、ノズルプレートと、圧力室と、アクチュエータと、駆動回路と、を備える。ノズルプレートには、液体を吐出するノズルが形成される。圧力室は、前記ノズルに連通する。アクチュエータは、駆動信号に応じて前記圧力室の容積を可変する。駆動回路は、前記アクチュエータを駆動する前記駆動信号を生成する。前記駆動信号は前記ノズルから複数の液滴を吐出させる複数の吐出波形を含む。前記駆動信号の吐出波形の少なくとも一つは矩形波である。前記駆動回路は、電位差の変更により生じる前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の振動を、前記電位差の変更以後に行う少なくとも一回以上の電位差変更により打ち消す。前記複数の吐出波形の間隔は、主音響振動周波数の周期と略同一である。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
液体を吐出するノズルが形成されるノズルプレートと、
前記ノズルに連通する圧力室と、
駆動信号に応じて前記圧力室の容積を可変するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する前記駆動信号を生成する駆動回路と、を備え、
前記駆動信号は前記ノズルから複数の液滴を吐出させる複数の吐出波形を含み、
前記駆動信号の吐出波形の少なくとも一つは矩形波であり
前記駆動回路は、電位差の変更により生じる前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の振動を、前記電位差の変更以後に行う少なくとも一回以上の電位差変更により打ち消し、
前記複数の吐出波形の間隔は、主音響振動周波数の周期と略同一である、液体吐出ヘッド。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の周期をλnとし、前記駆動信号に含まれる矩形波の少なくとも一つの時間間隔Dpbは、
(kk-1/6)λn ≦ Dpb≦ (kk+1/6)λn
であり、この式におけるkkは１以上の整数である、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記駆動信号の吐出波形の少なくとも一つは、前記圧力室の容積を拡張させる拡張電位差、前記圧力室の容積を縮小させる縮小電位差、並びに、前記拡張電位差及び前記縮小電位差の間の少なくとも一以上の中間電位差を含む、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の周期をλnとし、前記駆動信号に含まれる電位差変更の回数をｈ回としたときの前記圧力室の容積の拡張又は前記圧力室の容積の縮小である電位差変更のうち、１回目からｈ－１回目の電位差変更の一つをｉ回目の電位差変更とし、ｉ＋１回目からｈ回目の電位差変更の一つをｊ回目の電位差変更としたときに、前記ｈ回のうちいずれか２回であるｉ回目とｊ回目の電位差変更の時間間隔Tijは、
(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ (k/2+1/6)λn
であり、この式におけるｋは１以上の奇数である、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記拡張電位差、前記中間電位差及び前記縮小電位差は、前記アクチュエータの電極間に入力される電位差であり、
前記駆動回路は、電極及び電圧源を繋ぐスイッチング回路を有し、前記拡張電位差、前記中間電位差及び前記縮小電位差を前記スイッチング回路の切り替えにより生成する請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数が、前記主音響共振周波数の略３倍以上の略奇数倍である、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記複数の吐出波形の時間幅は、１回目より後の前記吐出波形によって吐出される前記液体の速度が、１回目の前記吐出波形によって吐出される前記液体の速度と略同一かそれより速くなる時間幅である、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液体吐出ヘッドに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、複数の液滴を連続で吐出することで、メディアに液滴が着弾した際のドット径を大きくし、メディア上のインク濃度の階調表現を実現していた。また、複数の液滴を連続で吐出する際の各液滴の吐出速度調整のために各液滴の吐出パルスの幅を調整している。
【０００３】
主音響振動の他に寄生振動を持つインクジェットヘッドにおいて複数の液滴を連続で吐出する場合も、寄生振動の半周期合わせた階段状の吐出パルスにより寄生振動を打ち消しつつ各液滴の吐出パルスの幅を調整する事で各液滴の吐出速度調整ができる。
【０００４】
しかしながら、吐出波形の幅を寄生振動の半周期より短くすることができないことから、吐出速度の調整に限界がある、という問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開2012-045797号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、複数の液滴を連続で吐出する際に、吐出波形の幅（Dp幅）を寄生振動の半周期より短くすることで、液滴の吐出速度をより調整することができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の液体吐出ヘッドは、ノズルプレートと、圧力室と、アクチュエータと、駆動回路と、を備える。ノズルプレートには、液体を吐出するノズルが形成される。圧力室は、前記ノズルに連通する。アクチュエータは、駆動信号に応じて前記圧力室の容積を可変する。駆動回路は、前記アクチュエータを駆動する前記駆動信号を生成する。前記駆動信号は前記ノズルから複数の液滴を吐出させる複数の吐出波形を含む。前記駆動信号の吐出波形の少なくとも一つは矩形波である。前記駆動回路は、電位差の変更により生じる前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の振動を、前記電位差の変更以後に行う少なくとも一回以上の電位差変更により打ち消す。前記複数の吐出波形の間隔は、主音響振動周波数の周期と略同一である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を一部省略して示す断面図。
実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を一部省略して示す断面図。
実施形態に係る液体吐出ヘッドの駆動回路の構成を模式的に示すブロック図。
実施形態に係る液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置の構成を示す説明図。
実施形態に係る液体吐出装置の構成の一例を示すブロック図。
実施形態に係る液体吐出ヘッドの吐出波形及びキャンセル波形を含む駆動波形の一例を示す説明図。
比較例に係る液体吐出ヘッドの吐出波形及びキャンセル波形を含む駆動波形の一例を示す説明図。
実施形態に係る液体吐出ヘッドの駆動波形及び音響振動の一例を示す説明図。
実施形態に係る液体吐出ヘッドの一例における、駆動波形と吐出液滴の関係を示す説明図。
実施形態に係る液体吐出ヘッドの吐出液滴の一例を示す説明図。
比較例に係る液体吐出ヘッドの周波数分析の一例を示す説明図。
比較例に係る液体吐出ヘッドの主音響振動及び寄生振動を合成した例を示す説明図。
比較例に係る液体吐出ヘッドの周波数分析の一例を示す説明図。
比較例に係る液体吐出ヘッドの駆動波形及び音響振動の一例を示す説明図。
比較例に係る液体吐出ヘッドの駆動波形及び音響振動の一例を示す説明図。
他の実施形態の駆動波形の一例を示す説明図。
他の実施形態の駆動波形の一例を示す説明図。
他の実施形態の駆動波形の一例を示す説明図。
他の実施形態の駆動波形の一例を示す説明図。
他の実施形態の駆動波形の一例を示す説明図。
他の実施形態の駆動波形の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、実施形態に係る液体吐出ヘッド１及び液体吐出ヘッド１を用いた液体吐出装置１００の構成を、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、実施形態に係る液体吐出ヘッド１の構成を一部省略して示す断面図であり、図２は、液体吐出ヘッド１の構成を一部省略して示す断面図である。図３は、液体吐出ヘッド１の駆動回路７０の構成を模式的に示すブロック図である。図４は、実施形態に係る液体吐出ヘッド１を用いた液体吐出装置１００の構成を示す説明図であり、図５は、液体吐出装置１００の構成の一例を示すブロック図である。なお、各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。
【００１０】
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１は、例えば、液体としてのインクを吐出するインクジェットヘッドである。図１及び図２に示すように、液体吐出ヘッド１は、ベース１０と、アクチュエータ２０と、振動板３０と、流路プレート４０と、複数のノズル５１を有するノズルプレート５０と、駆動回路７０と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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