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公開番号2025136355
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024034870
出願日2024-03-07
発明の名称プリントヘッド、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 20060101AFI20250911BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】圧電素子が駆動した後に生じる残留振動の検出精度を高めたプリントヘッドを提供すること。
【解決手段】駆動信号に応じて体積が変化する圧力室と、圧力室と連通し、液体を吐出するノズルと、圧力室の体積変化によって生じる残留振動に応じた残留振動信号を出力する圧電素子と、残留振動信号に応じた残留振動検出信号を出力する残留振動検出回路と、残留振動信号を残留振動検出回路に供給するか否かを切り替える第1トランジスターと、駆動信号を残留振動検出回路に供給するか否かを切り替える第2トランジスターと、を備え、第1トランジスターのバックゲート端子及び第2トランジスターのバックゲート端子には定電位信号が供給され、残留振動検出回路は、第1トランジスターを介して入力される残留振動信号と、第2トランジスターを介して入力される駆動信号と、を差動増幅した残留振動検出信号を出力する、プリントヘッド。
【選択図】図7
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圧力室と、
前記圧力室と連通し、液体を吐出するノズルと、
前記圧力室の体積変化によって生じる残留振動に応じた残留振動信号を出力する圧電素子と、
前記残留振動信号に応じた残留振動検出信号を出力する残留振動検出回路と、
前記残留振動信号を前記残留振動検出回路に供給するか否かを切り替える第１トランジスターと、
前記駆動信号を前記残留振動検出回路に供給するか否かを切り替える第２トランジスターと、
を備え、
前記第１トランジスターのバックゲート端子には、定電位信号が供給され、
前記第２トランジスターのバックゲート端子には、前記定電位信号が供給され、
前記残留振動検出回路は、前記第１トランジスターを介して入力される前記残留振動信号と、前記第２トランジスターを介して入力される前記駆動信号と、を差動増幅した前記残留振動検出信号を出力する、
ことを特徴とするプリントヘッド。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記残留振動検出回路は、
一端が前記第１トランジスターの一端と電気的に接続し、他端が前記第２トランジスターの一端と電気的に接続する検出抵抗と、
前記検出抵抗の一端と他端との電位差を増幅する差動増幅回路と、
を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項３】
前記圧電素子は、前記駆動信号に応じて変位し、
前記圧力室の体積は、前記圧電素子の変位に応じて変化する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項４】
前記第１トランジスターと前記残留振動検出回路とを電気的に接続し、前記残留振動信号が伝搬する第１配線と、
前記第２トランジスターと前記残留振動検出回路とを電気的に接続し、前記駆動信号が伝搬する第２配線と、
前記第１トランジスターのバックゲート端子、及び前記第２トランジスターのバックゲート端子に供給される前記定電位信号が伝搬する第３配線と、
を有し、
前記第１配線は、少なくとも一部が前記第３配線に沿って配置され、
前記第２配線は、少なくとも一部が前記第３配線に沿って配置され、
前記第３配線は、少なくとも一部が前記第１配線と前記第２配線との間に位置している、
ことを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項５】
一端が前記第１配線と電気的に接続し、バックゲート端子に前記定電位信号が供給される１又は複数のトランジスターからなる第１トランジスター群と、
一端が前記第２配線と電気的に接続し、バックゲート端子に前記定電位信号が供給される１又は複数のトランジスターからなる第２トランジスター群と、
を有し、
前記第１トランジスター群は、前記第１トランジスターを含み、
前記第２トランジスター群は、前記第２トランジスターを含み、
前記第１トランジスター群に含まれる１又は複数のトランジスターのチャネル幅の合計は、前記第２トランジスター群に含まれる１又は複数のトランジスターのチャネル幅の合計と略等しい、
ことを特徴とする請求項４に記載のプリントヘッド。
【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圧力室と、
前記圧力室と連通し、液体を吐出するノズルと、
前記圧力室の体積変化によって生じる残留振動に応じた残留振動信号を出力する圧電素子と、
前記残留振動信号に応じた残留振動検出信号を出力する残留振動検出回路と、
前記残留振動信号を前記残留振動検出回路に供給するか否かを切り替える第１トランジスターと、
前記駆動信号を前記残留振動検出回路に供給するか否かを切り替える第２トランジスターと、
前記残留振動検出信号に基づいて、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、
前記第１トランジスターのバックゲート端子には、定電位信号が供給され、
前記第２トランジスターのバックゲート端子には、前記定電位信号が供給され、
前記残留振動検出回路は、前記第１トランジスターを介して入力される前記残留振動信号と、前記第２トランジスターを介して入力される前記駆動信号と、を差動増幅した前記残留振動検出信号を出力する、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
前記残留振動検出回路は、
一端が前記第１トランジスターの一端と電気的に接続し、他端が前記第２トランジスターの一端と電気的に接続する検出抵抗と、
前記検出抵抗の一端と他端との電位差を増幅する差動増幅回路と、
を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記圧電素子は、前記駆動信号に応じて変位し、
前記圧力室の体積は、前記圧電素子の変位に応じて変化する、
ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記第１トランジスターと前記残留振動検出回路とを電気的に接続し、前記残留振動信号が伝搬する第１配線と、
前記第２トランジスターと前記残留振動検出回路とを電気的に接続し、前記駆動信号が伝搬する第２配線と、
前記第１トランジスターのバックゲート端子、及び前記第２トランジスターのバックゲート端子に供給される前記定電位信号が伝搬する第３配線と、
を有し、
前記第１配線は、少なくとも一部が前記第３配線に沿って配置され、
前記第２配線は、少なくとも一部が前記第３配線に沿って配置され、
前記第３配線は、少なくとも一部が前記第１配線と前記第２配線との間に位置している、
ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
一端が前記第１配線と電気的に接続し、バックゲート端子に前記定電位信号が供給され
る１又は複数のトランジスターからなる第１トランジスター群と、
一端が前記第２配線と電気的に接続し、バックゲート端子に前記定電位信号が供給される１又は複数のトランジスターからなる第２トランジスター群と、
を有し、
前記第１トランジスター群は、前記第１トランジスターを含み、
前記第２トランジスター群は、前記第２トランジスターを含み、
前記第１トランジスター群に含まれる１又は複数のトランジスターのチャネル幅の合計は、前記第２トランジスター群に含まれる１又は複数のトランジスターのチャネル幅の合計と略等しい、
ことを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリントヘッド、及び液体吐出装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
圧電素子が駆動することで吐出部からインクを吐出する液体吐出装置では、特許文献１に記載されるように、圧電素子が駆動した後に生じる残留振動に応じた信号を検出し、当該信号の検出結果に基づいて吐出部の状態を判定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－０３９８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧電素子が駆動した後に生じる残留振動の検出精度を高めるとの観点において、特許文献１に記載の技術では十分でなく、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】
【０００５】
本発明に係るプリントヘッドの一態様は、
駆動信号に応じて体積が変化する圧力室と、
前記圧力室と連通し、液体を吐出するノズルと、
前記圧力室の体積変化によって生じる残留振動に応じた残留振動信号を出力する圧電素子と、
前記残留振動信号に応じた残留振動検出信号を出力する残留振動検出回路と、
前記残留振動信号を前記残留振動検出回路に供給するか否かを切り替える第１トランジスターと、
前記駆動信号を前記残留振動検出回路に供給するか否かを切り替える第２トランジスターと、
を備え、
前記第１トランジスターのバックゲート端子には、定電位信号が供給され、
前記第２トランジスターのバックゲート端子には、前記定電位信号が供給され、
前記残留振動検出回路は、前記第１トランジスターを介して入力される前記残留振動信号と、前記第２トランジスターを介して入力される前記駆動信号と、を差動増幅した前記残留振動検出信号を出力する。
【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、
前記駆動信号に応じて体積が変化する圧力室と、
前記圧力室と連通し、液体を吐出するノズルと、
前記圧力室の体積変化によって生じる残留振動に応じた残留振動信号を出力する圧電素子と、
前記残留振動信号に応じた残留振動検出信号を出力する残留振動検出回路と、
前記残留振動信号を前記残留振動検出回路に供給するか否かを切り替える第１トランジスターと、
前記駆動信号を前記残留振動検出回路に供給するか否かを切り替える第２トランジスターと、
前記残留振動検出信号に基づいて、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、
前記第１トランジスターのバックゲート端子には、定電位信号が供給され、
前記第２トランジスターのバックゲート端子には、前記定電位信号が供給され、
前記残留振動検出回路は、前記第１トランジスターを介して入力される前記残留振動信号と、前記第２トランジスターを介して入力される前記駆動信号と、を差動増幅した前記残留振動検出信号を出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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。
吐出部の概略構成を説明するための図である。
駆動電圧信号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。
デコーダーにおけるデコード内容の一例を示す図である。
駆動信号選択回路が有する選択回路、切替回路、及び残留振動検出回路の回路構成の一例を示す図である。
駆動信号選択回路の動作の一例を示す図である。
集積回路の構造の一例を示す図である。
選択回路が実装される実装領域Ｓｅｌの構成の一例を示す図である。
スイッチ回路が実装される実装領域Ｓｗの構成の一例を示す図である。
残留振動信号Ｖｏｕｔの一例を示す図である。
圧力室、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Ｖｏｕｔの信号波形との関係を説明するため図である。
圧力室に気泡が混入した場合の残留振動信号Ｖｏｕｔの信号波形を説明するための図である。
第２実施形態の駆動信号選択回路が有する選択回路、切替回路、及び残留振動検出回路の回路構成の一例を示す図である。
第２実施形態の選択回路が実装される実装領域Ｓｅｌの構成の一例を示す図である。
第２実施形態のスイッチ回路が実装される実装領域Ｓｗの構成の一例を示す図である。
第２実施形態の集積回路の構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
１．第１実施形態
１．１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の幅方向を走査方向と称する場合がある。
【００１０】
図１に示すように、液体吐出装置１は、制御ユニット２、液体容器３、搬送ユニット４、及び複数の吐出ユニット５を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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