特許ウォッチ

公開番号2025141407
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024041320
出願日2024-03-15
発明の名称ヘッドユニット、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 2/14 20060101AFI20250919BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】残留振動の検出速度の高速化が可能なヘッドユニットを提供すること。
【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、第1残留振動信号及び第2残留振動信号に応じた合成残留振動信号を取得する残留振動信号取得回路と、を備え、残留振動信号取得回路は、合成残留振動信号を整形した整形残留振動信号を出力する波形整形回路、整形残留振動信号の最大値を最大残留振動信号として保持する第1ホールド回路、整形残留振動信号の最小値を最小残留振動信号として保持する第2ホールド回路、及び整形残留振動信号の周期に応じた残留振動周期信号を出力する周期信号出力回路を有するヘッドユニット。
【選択図】図11
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、
前記第１残留振動信号及び前記第２残留振動信号に応じた合成残留振動信号を取得する残留振動信号取得回路と、
を備え、
前記残留振動信号取得回路は、
前記合成残留振動信号の信号波形を整形した整形残留振動信号を出力する波形整形回路と、
所定の期間における前記整形残留振動信号の最大値を最大残留振動信号として保持する第１ホールド回路と、
前記所定の期間における前記整形残留振動信号の最小値を最小残留振動信号として保持する第２ホールド回路と、
前記整形残留振動信号の周期に応じた残留振動周期信号を出力する周期信号出力回路と、
を有する、
ことを特徴とするヘッドユニット。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子は、前記駆動信号に応じて変位し、
前記第１圧力室の体積は、前記第１圧電素子の変位に応じて変化し、
前記第２圧力室の体積は、前記第２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に記載のヘッドユニット。
【請求項３】
前記残留振動信号取得回路は、
前記第１ホールド回路が保持する前記整形残留振動信号の最大値をリセットする第１リセット回路と、
前記第２ホールド回路が保持する前記整形残留振動信号の最小値をリセットする第２リセット回路と、
を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドユニット。
【請求項４】
前記周期信号出力回路は、記憶回路に記憶された閾値情報と前記整形残留振動信号との比較結果に応じた前記残留振動周期信号を出力する、
ことを特徴とする請求項３に記載のヘッドユニット。
【請求項５】
前記ノズルからの液体の吐出状況を判定する判定回路を備え、
前記判定回路は、前記最大残留振動信号、前記最小残留振動信号、及び前記残留振動周期信号に応じて、前記ノズルからの液体の吐出状況を判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドユニット。
【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残留振動信号及び前記第２残留振動信号に応じた合成残留振動信号を取得する残留振動信号取得回路と、
を備え、
前記残留振動信号取得回路は、
前記合成残留振動信号の信号波形を整形した整形残留振動信号を出力する波形整形回路と、
所定の期間における前記整形残留振動信号の最大値を最大残留振動信号として保持する第１ホールド回路と、
前記所定の期間における前記整形残留振動信号の最小値を最小残留振動信号として保持する第２ホールド回路と、
前記整形残留振動信号の周期に応じた残留振動周期信号を出力する周期信号出力回路と、
を有する、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子は、前記駆動信号に応じて変位し、
前記第１圧力室の体積は、前記第１圧電素子の変位に応じて変化し、
前記第２圧力室の体積は、前記第２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８】
前記残留振動信号取得回路は、
前記第１ホールド回路が保持する前記整形残留振動信号の最大値をリセットする第１リセット回路と、
前記第２ホールド回路が保持する前記整形残留振動信号の最小値をリセットする第２リセット回路と、
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９】
前記周期信号出力回路は、記憶回路に記憶された閾値情報と前記整形残留振動信号との比較結果に応じた前記残留振動周期信号を出力する、
ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記ノズルからの液体の吐出状況を判定する判定回路を備え、
前記判定回路は、前記最大残留振動信号、前記最小残留振動信号、及び前記残留振動周期信号に応じて、前記ノズルからの液体の吐出状況を判定する、
ことを特徴とする請求項６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、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 2,800 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に際し、検出速度のさらなる高速化の観点において、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】
本発明に係るヘッドユニットの一態様は、
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、
前記第１残留振動信号及び前記第２残留振動信号に応じた合成残留振動信号を取得する残留振動信号取得回路と、
を備え、
前記残留振動信号取得回路は、
前記合成残留振動信号の信号波形を整形した整形残留振動信号を出力する波形整形回路と、
所定の期間における前記整形残留振動信号の最大値を最大残留振動信号として保持する第１ホールド回路と、
前記所定の期間における前記整形残留振動信号の最小値を最小残留振動信号として保持する第２ホールド回路と、
前記整形残留振動信号の周期に応じた残留振動周期信号を出力する周期信号出力回路と、
を有する。
【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残留振動信号及び前記第２残留振動信号に応じた合成残留振動信号を取得する残留振動信号取得回路と、
を備え、
前記残留振動信号取得回路は、
前記合成残留振動信号の信号波形を整形した整形残留振動信号を出力する波形整形回路と、
所定の期間における前記整形残留振動信号の最大値を最大残留振動信号として保持する第１ホールド回路と、
前記所定の期間における前記整形残留振動信号の最小値を最小残留振動信号として保持する第２ホールド回路と、
前記整形残留振動信号の周期に応じた残留振動周期信号を出力する周期信号出力回路と、
を有する。
【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。
プリントヘッドの分解斜視図である。
図３におけるＡ－ａ線の断面図である。
駆動電圧信号ＣＯＭ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、及び検査タイミング信号ＴＳＩＧ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。
１個の吐出部に対応する選択回路の構成を示す図である。
残留振動検出回路の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。
波形情報出回路の構成の一例を示す図である。
波形情報出力回路の動作を説明するための図である。
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３０４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。
【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．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、複数の吐出ユニット５、及び循環ユニット６を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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