JP2020104456A - 液滴吐出装置および液滴吐出ヘッド - Google Patents
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Abstract
Description
1−1.プリンター1の全体構成
図1は、第1実施形態におけるプリンター1の内部構造を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1に示す互いに直交するx軸、y軸およびz軸を適宜用いて説明する。以下では、z軸のうち矢印の方向が+z方向でありこれを「上側」とし、z軸のうち矢印とは反対方向が−z方向でありこれを「下側」とする。
次に、制御ユニット10について図2を参照しつつ説明する。図2は、第1実施形態におけるプリンター1の構成を示すブロック図である。
次に、印刷ヘッド3について説明する。図2に示すように、印刷ヘッド3は、ヘッドユニット30と、スイッチ回路301と、検出回路302と、を備える。
次に、ヘッドユニット30の構成について、図3を参照しつつ説明する。図3は、第1実施形態におけるヘッドユニット30の構成を示す断面図である。図示しないが、ヘッドユニット30が有する複数の吐出部300は、y方向沿って並んでいる。図3は、1つの吐出部300に着目した断面図である。
次に、スイッチ回路301の構成について、図4を参照しつつ説明する。図4は、第1実施形態における印刷ヘッド3の構成を示すブロック図である。なお、図4では、1つの吐出部300に対応する部分に着目している。
次に、第1駆動信号ComAおよび第2駆動信号ComBについて図5を参照しつつ説明する。図5は、第1実施形態における第1駆動信号ComAおよび第2駆動信号ComBの各駆動波形を示す図である。図5では、1周期t分の駆動波形が示されている。図5に示す駆動波形は、周期tごとに繰り返される。周期tは、第1期間t1と第2期間t2とを含む。第1期間t1は、インクの吐出に関わる期間である。第2期間t2は、インクの吐出検査に関わる期間である。
次に、インク吐出時の印刷ヘッド3の駆動について、図4、図5および図6を参照しつつ説明する。図6は、第1実施形態におけるインク吐出時のインクの流れを示す図である。
次に、吐出検査時の印刷ヘッド3の駆動について、図4、図5および図7を参照しつつ説明する。図7は、第1実施形態における吐出検査時のインクの流れを示す図である。
図8は、第2実施形態における第1駆動信号ComA1および第2駆動信号ComB1の各駆動波形を示す図である。図9は、第2実施形態における第2圧電素子325bの固有周期Tcを示す図である。本実施形態は、第1駆動信号ComA1および第2駆動信号ComB1の各駆動波形が第1実施形態と異なる。なお、第2実施形態において第1実施形態と同様の事項については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜省略する。
図10は、第3実施形態における第1駆動信号ComA2および第2駆動信号ComB2の各駆動波形を示す図である。本実施形態は、第1駆動信号ComA2および第2駆動信号ComB2の各駆動波形が第2実施形態と異なる。なお、第3実施形態において第2実施形態と同様の事項については、第2実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜省略する。
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
第2実施形態における第1検査用波形P13および第2検査用波形P23は、同じ形状の波形であるが、これらの波形は、振幅または周波数等が異なる形状であってもよい。
図12は、第2変形例における第1駆動信号ComA3および第2駆動信号ComB1の各駆動波形を示す図である。図12に示すように、第1駆動信号ComA3の第1検査用波形P15は、高位側電位VHよりも高い電位である第2高位側電位VH2を含む。そのため、第1検査用波形P15の振幅は、第2検査用波形P23の振幅よりも大きい。前述のように、第2検査用波形P23によって、固有期間t0では、第2圧力室332側に向かう流れが形成される。よって、第1検査用波形P15の振幅が第2検査用波形P23の振幅よりも大きくても、固有期間t0において、インクが吐出するおそれを低減できる。よって、第1吐出用波形P11の振幅よりも大きいな振幅を有する第1検査用波形P15によって発生する検出電位信号Voutを基にして吐出検査を行うことができる。それゆえ、より高精度なインクの吐出検査を行うことができる。また、第2検査用波形P23の振幅の方が第1検査用波形P25の振幅よりも小さいことで、第2検査用波形P23に伴う第2圧電素子325bの駆動により、インクが吐出することを抑制できる。特に、ノズル320が+z方向からみて第2圧力室332と重なる位置に形成されても、インクが吐出することを抑制できる。
図13は、第3変形例におけるヘッドユニット30Aの構成を示す断面図である。図13に示すように、ヘッドユニット30Aが有するノズルプレート321Aに形成されたノズル320Aは、第1圧電素子325aと第1圧力室331との並ぶ方向である+z方向からみて、第1圧力室331と重なる。そのため、+z方向からみてノズル320が第2圧力室332と重なる場合に比べ、ノズル320と第1圧力室331との距離を近くすることができる。それゆえ、ノズル320におけるインクの吐出検査をより高精度に行うことができる。
図14は、第4変形例におけるヘッドユニット30Bの構成を示す断面図である。図14に示すように、ヘッドユニット30Bが有するノズルプレート321Bに形成されたノズル320Bは、第2圧電素子325bと第2圧力室332との並ぶ方向である+z方向からみて、第2圧力室332と重なる。そのため、+z方向からみてノズル320が第1圧力室331と重なる場合に比べ、第1圧電素子325aの駆動により吐出検査時にインクが吐出することを抑制できる。それゆえ、第1圧電素子325aに高位側電位VHよりもさらに高い電位を印加しても、第2期間t2におけるインクの吐出を効果的に防ぐことができる。また、第4変形例において、流路部33における残留振動により第2圧電素子325bで発生する検出電位信号Voutを検出することが好ましい。これにより、ノズル320におけるインクの吐出検査をより高精度に行うことができる。
また、第1圧電素子325aで発生する検出電位信号Voutおよび第2圧電素子325bで発生する検出電位信号Voutの双方を基にして吐出検査を行ってもよい。
第1実施形態における第1検査用波形P12および第2検査用波形P22は、互いに極性が異なるものの、波形の振幅等は同一であるが、第1検査用波形P12および第2検査用波形P22の各波形等は互いに異なっていてもよい。
各実施形態では、第1吐出用波形P11および第2吐出用波形P21は、同じ形状の波形であるが、これらの波形は、振幅または周波数等が異なる形状であってもよい。また、第1吐出用波形P11および第2吐出用波形P21は、立ち上がりの速度、立ち下がりの速度、電位の最大値、電位の最小値、波形の振幅、波形の周波数の少なくとも1つ以上を変えることによって、ノズル320から吐出されるインクの吐出量を変えることができる。また、1周期tに含まれる第1吐出用波形P11または第2吐出用波形P21の数を変えることによって、媒体Mに形成されるインクのドットサイズを変えることができる。
各実施形態では、第1圧電素子325aおよび第2圧電素子325bの双方を駆動させることで、インクを吐出可能であるが、プリンター1は、いずれか一方のみを駆動させることで、インクを吐出可能に構成してもよい。また、第7変形例において、駆動させない圧電素子により検出電位信号Voutを検出しても構わない。これにより、高速印刷を行う場合など吐出信号間の時間間隔が短く1つの圧電素子では残留振動を検出できない場合にも流路部33における残留振動による検出電位信号Voutを検出することができる。
駆動信号生成部15は、第1駆動信号ComAおよび第2駆動信号ComB以外の駆動信号を生成してもよい。また、第1駆動信号ComAは、少なくとも「第1検査用波形」を含み、第2駆動信号ComBは、少なくとも「第2検査用波形」を含んでいればよい。それゆえ、駆動信号生成部15は、インクの吐出用の波形を含む駆動信号を、第1駆動信号ComAおよび第2駆動信号ComBとは別に生成してもよい。また、第1駆動信号ComAおよび第2駆動信号ComBは、循環用の波形等の他の波形をさらに含んでいてもよい。なお、第1駆動信号ComA1、ComA2およびComA3と、第2駆動信号ComB1、ComB2およびComB3についても同様である。
ヘッドユニット30は、インクを循環可能であるが、インクを循環可能でなくてもよい。第1圧電素子325aおよび第2圧電素子325bは、高精度なインクの吐出検査を著しく阻害しない程度であれば、互いに異なる構成でもよい。第1圧力室331および第2圧力室332についても同様である。
Claims (7)
- 液体を吐出するノズルと、
第1圧力室、前記ノズルと前記第1圧力室とを連通させる連通路、および前記連通路を介して前記第1圧力室に連通する第2圧力室を有する流路部と、
前記第1圧力室の圧力を変化させる第1圧電素子と、
前記第2圧力室の圧力を変化させる第2圧電素子と、
前記第1圧電素子を駆動させる第1駆動信号を生成する第1信号生成部と、
前記第2圧電素子を駆動させる第2駆動信号を生成する第2信号生成部と、
前記第1圧電素子の駆動に伴って前記流路部で発生する残留振動により前記第1圧電素子または前記第2圧電素子で発生する起電力に基づいて、前記ノズルの吐出検査を行う検査部と、を備え、
前記第1駆動信号は、第1検査用波形を含み、
前記第2駆動信号は、前記第1検査用波形の第1発生期間と重複する期間において前記第1検査用波形とは逆極性で発生する第2検査用波形を含むことを特徴とする液滴吐出装置。 - 液体を吐出するノズルと、
第1圧力室、前記ノズルと前記第1圧力室とを連通させる連通路、および前記連通路を介して前記第1圧力室に連通する第2圧力室を有する流路部と、
前記第1圧力室の圧力を変化させる第1圧電素子と、
前記第2圧力室の圧力を変化させる第2圧電素子と、
前記第1圧電素子を駆動させる第1駆動信号を生成する第1信号生成部と、
前記第2圧電素子を駆動させる第2駆動信号を生成する第2信号生成部と、
前記第1圧電素子の駆動に伴って前記流路部で発生する残留振動により前記第1圧電素子または前記第2圧電素子で発生する起電力に基づいて、前記ノズルの吐出検査を行う検査部と、を備え、
前記第2駆動信号は、第2検査用波形を含み、
前記第1駆動信号は、前記第2検査用波形の第2発生期間の終了から前記第2圧電素子の固有周期Tcの1/2の期間内に前記第2検査用波形と同極性で発生する第1検査用波形を含むことを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記第2検査用波形は、前記ノズルから前記液体を吐出させるための吐出用波形である請求項2に記載の液滴吐出装置。
- 前記第2検査用波形の立ち上がり速度は、前記第2検査用波形の立ち下がり速度よりも遅い請求項2または3に記載の液滴吐出装置。
- 前記第1検査用波形の振幅は、前記第2検査用波形の振幅よりも大きい請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液滴吐出装置。
- 前記ノズルは、前記第1圧電素子と前記第1圧力室との並ぶ方向からみて、前記第1圧力室と重なる請求項1ないし5のいずれか1項に記載の液滴吐出装置。
- 前記ノズルは、前記第2圧電素子と前記第2圧力室との並ぶ方向からみて、前記第2圧力室と重なる請求項1ないし6のいずれか1項に記載の液滴吐出装置。
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