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公開番号2025125611
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024021641
出願日2024-02-16
発明の名称液体噴射装置及び液体噴射装置の駆動方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人
主分類B41J 2/015 20060101AFI20250821BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】安定した高速印刷を実現した液体噴射装置及び液体噴射装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズルと圧力室と駆動素子とを有する吐出部と、駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、前記駆動信号は第1吐出パルスDP1を含み、第1吐出パルスDP1は、第1電位V1から第2電位V2に電位変化し前記圧力室の容積を収縮させる第1収縮要素a3と、前記第1収縮要素a3に続いて前記第2電位V2を維持する第1収縮維持要素a4と、前記第1収縮維持要素a4に続いて前記第2電位V2から第3電位V3に電位変化し前記圧力室の容積を膨張させる第1膨張要素a5と、を含み、前記第1吐出パルスDP1が前記駆動素子に供給された場合、前記ノズルから複数に分裂した液滴を吐出し、複数に分裂した液滴は、前記媒体上に第1の間隔で分離した複数ドットとして着弾する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
液体を噴射するノズルと、前記ノズルと連通する圧力室と、駆動信号が供給されることで前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる駆動素子と、を有する吐出部と、
前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記駆動信号は、媒体上に複数のドットを形成する複数の液滴を噴射させる第１吐出パルスを含み、
前記第１吐出パルスは、第１電位から第２電位に電位変化し前記圧力室の容積を収縮させる第１収縮要素と、前記第１収縮要素に続いて前記第２電位を維持する第１収縮維持要素と、前記第１収縮維持要素に続いて前記第２電位から第３電位に電位変化し前記圧力室の容積を膨張させる第１膨張要素と、を含み、
前記第１吐出パルスが前記駆動素子に供給された場合、
前記第１収縮要素が前記駆動素子に供給されて、前記複数のドットを形成する量の液体が液柱として前記ノズルから突出し始め、
前記第１収縮維持要素が前記駆動素子に供給されている間、前記液柱は伸び続け、
前記液柱が伸び続けている間に、前記第１膨張要素が前記駆動素子に供給されて、前記液柱の前記ノズル付近部分が前記圧力室側に引き戻されることで、前記液柱は複数の液滴に分裂し、
複数に分裂した液滴は、前記媒体上に第１の間隔で分離した複数ドットとして着弾する、
ことを特徴とする液体噴射装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記媒体上の複数ドットは、前記第１電位と前記第２電位との電位差である第１電位差に対する、前記第２電位と前記第３電位との電位差である第２電位差の割合に応じた前記第１の間隔で着弾する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記第１電位と前記第２電位との電位差である第１電位差に対する、前記第２電位と前記第３電位との電位差である第２電位差の割合を調整することで前記第１の間隔の大きさは調整される、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記複数に分裂した液滴のうちの先頭滴は、前記第１収縮要素の前記第１電位と前記第２電位との電位差である第１電位差の大きさおよび前記第１収縮要素の電位変化率の少なくとも一方に応じた飛翔速度で飛翔する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記第１吐出パルスは、前記第１膨張要素に続いて、前記第３電位を維持する第１膨張維持要素と、前記第１膨張維持要素に続いて、前記第３電位から第４電位に電位変化して前記圧力室の容積を収縮させる第２収縮要素と、前記第２収縮要素に続いて前記第４電位を維持する第２収縮維持要素と、前記第２収縮維持要素に続いて前記第４電位から第５電位に電位変化する第２膨張要素と、を含み、
前記第１吐出パルスが前記駆動素子に供給された場合、
前記第１膨張維持要素が供給されている間、前記ノズル内の液面は前記圧力室側に移動し始め、
前記ノズル内の前記液面が前記圧力室側に移動している時に、前記第２収縮要素が供給されることで、前記ノズル内の前記液面の前記圧力室側への移動速度が弱められ、
前記第２収縮維持要素が供給されている間に、前記ノズル内の前記液面は前記圧力室側とは反対側に移動し始め、
前記ノズル内の前記液面が前記圧力室側とは反対側に移動している時に、前記第２膨張要素が供給されることで、前記ノズル内の前記液面の前記圧力室とは反対側への移動速度が弱められる、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記第１収縮要素の開始から前記第１膨張要素の終了までの期間は、前記圧力室内の液体に生じる固有振動周期の０．５倍以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記第１吐出パルスは、第６電位から前記第１電位まで電位変化して前記圧力室の容積を膨張させる充填要素と、前記充填要素の終点と前記第１収縮要素の始点との間で前記第１電位を維持する充填維持要素と、を含み、
前記充填要素の開始から前記第１収縮要素の開始までの期間は、前記圧力室内の液体に生じる固有振動周期の０．２倍以上である、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
前記駆動信号は、前記媒体上に１つまたは複数のドットを形成する複数の液滴を吐出させる第２吐出パルスを含み、
前記第２吐出パルスは、前記第１電位から前記第２電位に電位変化し前記圧力室の容積を収縮させる前記第１収縮要素と、前記第１収縮要素に続いて前記第２電位を維持する前記第１収縮維持要素と、前記第１収縮維持要素に続いて前記第２電位から第７電位に電位変化し前記圧力室の容積を膨張させる第３膨張要素と、を含み、
前記第２吐出パルスが前記駆動素子に供給された場合、
前記第１収縮要素が前記駆動素子に供給されて、前記複数のドットを形成する量の液体が液柱として前記ノズルから突出し始め、
前記第１収縮維持要素が前記駆動素子に供給されている間、前記液柱は伸び続け、
前記液柱が伸び続けている間に、前記第１膨張要素が前記駆動素子に供給されて、前記液柱の前記ノズル付近部分が前記圧力室側に引き戻されることで、前記液柱は複数の液滴に分裂し、
複数に分裂した液滴は、前記媒体上に前記第１の間隔より小さい第２の間隔で着弾し、
第１印刷モードにおいて、前記第１吐出パルスを前記駆動素子に供給することなく、前記第２吐出パルスを前記駆動素子に供給し、
第２印刷モードにおいて、前記第２吐出パルスを前記駆動素子に供給することなく、前記第１吐出パルスを前記駆動素子に供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項９】
前記第１電位と前記第２電位との電位差である第１電位差に対する、前記第２電位と前記第７電位との電位差である第４電位差の割合は、前記第１電位差に対する前記第２電位と前記第３電位との電位差である第２電位差の割合より小さい、
ことを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置。
【請求項１０】
複数の前記吐出部を備え、
黒色インクを吐出する前記吐出部の前記駆動素子は、前記第２印刷モードで駆動され、
黒色以外のカラーインクを吐出する前記吐出部の前記駆動素子は、前記第１印刷モードで駆動される、
ことを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置。
（【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、ノズルから液体を噴射する吐出部を有する液体噴射装置及び液体噴射装置の駆動方法に関し、特に、液体としてインクを噴射するインクジェット式記録装置及びインクジェット式記録装置の駆動方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
インクジェット式プリンターやプロッター等のインクジェット式記録装置に代表される液体噴射装置は、カートリッジやタンク等に貯留されたインクなどの液体を液滴として噴射可能な吐出部を具備する。
【０００３】
吐出部は、液体を噴射するノズルと、ノズルに連通する圧力室と、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる駆動素子と、を具備し、駆動波形で表される駆動信号を駆動素子に供給することで、ノズルから液滴を噴射する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００１－６３０２２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、１パルスで１ドットを形成する駆動波形で、より微小なドットやより高い密度のドットを形成するために駆動周波数を上げると、ノズル内の液体の圧力振動の制御が困難となり、印刷品質が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズルと、前記ノズルと連通する圧力室と、駆動信号が供給されることで前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる駆動素子と、を有する吐出部と、前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、前記駆動信号は、媒体上に複数のドットを形成する複数の液滴を噴射させる第１吐出パルスを含み、前記第１吐出パルスは、第１電位から第２電位に電位変化し前記圧力室の容積を収縮させる第１収縮要素と、前記第１収縮要素に続いて前記第２電位を維持する第１収縮維持要素と、前記第１収縮維持要素に続いて前記第２電位から第３電位に電位変化し前記圧力室の容積を膨張させる第１膨張要素と、を含み、前記第１吐出パルスが前記駆動素子に供給された場合、前記第１収縮要素が前記駆動素子に供給されて、前記複数のドットを形成する量の液体が液柱として前記ノズルから突出し始め、前記第１収縮維持要素が前記駆動素子に供給されている間、前記液柱は伸び続け、前記液柱が伸び続けている間に、前記第１膨張要素が前記駆動素子に供給されて、前記液柱の前記ノズル付近部分が前記圧力室側に引き戻されることで、前記液柱は複数の液滴に分裂し、複数に分裂した液滴は、前記媒体上に第１の間隔で分離した複数ドットとして着弾する、ことを特徴とする液体噴射装置にある。
【０００７】
また、本発明の他の態様は、駆動信号が供給されることで、液体を噴射するノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる駆動素子を有する吐出部を備える液体噴射装置の駆動方法であって、前記駆動信号は、媒体上に複数のドットを形成する複数の液滴を噴射させる第１吐出パルスを含み、前記第１吐出パルスは、第１電位から第２電位に電位変化し前記圧力室の容積を収縮させる第１収縮要素と、前記第１収縮要素に続いて前記第２電位を維持する第１収縮維持要素と、前記第１収縮維持要素に続いて前記第２電位から第３電位に電位変化し前記圧力室の容積を膨張させる第１膨張要素と、を含み、前記第１吐出パルスを前記駆動素子に供給することで、前記第１収縮要素が前記駆動素子に供給されて、前記複数のドットを形成する量の液体が液柱として前記ノズルから突出し始め、前記第１収縮維持要素が前記駆動素子に供給されている間、前記液柱は伸び続け、前記液柱が伸び続けている間に、前記第１膨張要素が前記駆動素子に供給されて、前記液柱の前記ノズル付近部分が前記圧力室側に引き戻されることで、前記液柱は複数の液滴に分裂し、複数に分裂した液滴は、前記媒体上に第１の間隔で分離した複数ドットとして着弾する、ことを特徴とする液体噴射装置の駆動方法にある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態１に係る液体噴射装置の概略構成を示す図である。
実施形態１に係る吐出部の断面図である。
実施形態１に係る液体噴射装置の電気的構成を示すブロック図である。
実施形態１に係る第１駆動信号の駆動波形である。
実施形態１に係る液滴を吐出する際のノズル近傍の断面図である。
実施形態１に係る液滴を吐出する際のノズル近傍の断面図である。
実施形態１に係る液滴を吐出する際のノズル近傍の断面図である。
実施形態１に係る液滴を吐出する際のノズル近傍の断面図である。
電位差とインク重量及び飛翔速度との関係を示すグラフである。
電位差と第１の間隔との関係を示すグラフである。
実施形態２に係る第１駆動信号と第２駆動信号の駆動波形である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図においてＸ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する３つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向とする。各図の矢印が向かう方向を正（＋）方向、矢印の反対方向を負（－）方向として説明する。また、Ｚ方向は、鉛直方向を示し、＋Ｚ方向は鉛直下向き、－Ｚ方向は鉛直上向きを示す。さらに、正方向及び負方向を限定しない３つの空間軸の方向については、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向として説明する。
【００１０】
（実施形態１）
図１は、本発明の液体噴射装置１の概略構成を示す図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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