JP7006021B2 - 液体吐出装置 - Google Patents
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Description
本適用例に係る液体吐出装置は、第1圧電素子が駆動されることにより液体を吐出する第1ノズルと、第2圧電素子が駆動されることにより前記液体を吐出する第2ノズルと、第3圧電素子が駆動されることにより前記液体を吐出する第3ノズルと、を含む複数のノズルを有するノズル列と、前記ノズル列に含まれるノズルから前記液体を吐出させるように圧電素子を駆動させる第1電圧波形と、前記ノズル列に含まれるノズルから前記液体を吐出させない程度に圧電素子を駆動させる第2電圧波形と、を含む複数の電圧波形を生成する駆動回路と、前記電圧波形を前記第1圧電素子に供給するか否かを切り替える第1スイッチ回路と、前記電圧波形を前記第2圧電素子に供給するか否かを切り替える第2スイッチ回路と、前記電圧波形を前記第3圧電素子に供給するか否かを切り替える第3スイッチ回路と、を含む複数のスイッチ回路を有するスイッチICと、前記スイッチICが設けられ、前記第1スイッチ回路と前記第1圧電素子とを電気的に接続し、前記電圧波形を伝達し、前記第1圧電素子を保護するように配された保護基板と、を備え、前記液体が吐出される前記第1ノズルに対応する前記第1圧電素子に前記第1電圧波形が供給されるように、前記第1スイッチ回路が切り替えられ、前記液体が吐出されない前記第2ノズルに対応する前記第2圧電素子に前記第2電圧波形が供給されるように、前記第2スイッチ回路が切り替えられ、前記液体が吐出されない前記第3ノズルに対応する前記第3圧電素子に前記複数の前記電圧波形のいずれもが供給されないように、前記第3スイッチ回路が切り替えられる。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1スイッチ回路は、前記第1電圧波形を前記第1圧電素子に供給するか否かを切り替える第1スイッチと、前記第2電圧波形を前記第1圧電素子に供給するか否かを切り替える第2スイッチと、を含む複数のスイッチを有してもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記複数の前記電圧波形には、前記第1電圧波形が供給される場合に比べて少量の前記液体を吐出させるように圧電素子を駆動させる第3電圧波形が含まれ、前記第1スイッチ回路には、前記第3電圧波形を前記第1圧電素子に供給するか否かを切り替える第3スイッチが含まれてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記ノズル列は、1インチあたりに300個以上の密度で前記ノズルが設けられてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記スイッチICは、短辺と、前記短辺と交差する長辺とを備えた形状であり、前記長辺は、前記短辺の10倍以上の長さであってもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置は、工業用インクジェットプリンターであってもよい。
うに制御することで、スイッチICにおける発熱箇所の集中を低減することも可能となる。このため、工業用インクジェットプリンターとして用いることにより大きな効果を得られる。
上記適用例に係る液体吐出装置は、捺染インクジェットプリンターであってもよい。
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。
1.1 インクジェットプリンターの構成
図1は、第1実施形態のインクジェットプリンター100を示す構成図である。第1実施形態に係るインクジェットプリンター100は、液体の一例であるインクを媒体12に吐出しドットを形成することで印刷を行う。媒体12は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルム又は布帛等の任意の印刷対象が媒体12として利用され得る。
Programmable Gate Array)等の処理回路と半導体メモリ等の記憶回路とを含み、ホストコンピューター等の外部機器から入力された情報に基づき、インクジェットプリンター100の各要素を制御する。第1実施形態において、搬送ユニット22は、制御ユニット20による制御のもとで媒体12を+Y方向に搬送する。なお、以下では、+Y方向と、+Y方向とは反対の方向である-Y方向とを、Y軸方向と称する場合がある。
させて、当該吐出されたインクを媒体12の表面に着弾させることで、媒体12の表面に所望の画像を形成する。
図2は、第1実施形態のインクジェットプリンター100の制御ユニット20とプリントヘッド26の構成を示すブロック図である。制御ユニット20とプリントヘッド26とは、例えばフレキシブルフラットケーブル等により電気的に接続される。
びクロック信号Sckを含む複数種類の制御信号と、3種類の駆動信号COM1,COM2,COM3が入力される。なお、複数のプリントヘッド26は同様の構成であるため、1つのプリントヘッドで代表して説明を行う。また、図2には、4個のプリントヘッド26を図示しているが、プリントヘッド26は、5個以上備えられていてもよく、また3個以下であってもよい。
ここで、プリントヘッド26の構成について説明する。図3は、プリントヘッド26の分解斜視図であり、図4は、図3のIII-III線における断面図である。
り、流路基板32には流路RAが形成されている。また、流路基板32には、2M個のノズルNと1対1に対応するように、2M個の流路322と2M個の流路324とが形成される。流路322及び流路324は、図4に示すように流路基板32を貫通するように形成された開口である。流路324は、当該流路324に対応するノズルNに連通する。また、流路基板32の面F1には、2つの流路326が形成される。2つの流路326のうち一方は、流路RAと列L1に属するM個のノズルN1に1対1に対応するM個の流路322とを連結する流路であり、他方は、流路RAと列L2に属するM個のノズルN2に1対1に対応するM個の流路322とを連結する流路である。
空間382のZ軸方向の幅(高さ)は、圧電素子37が変位しても圧電素子37と保護基板38とが接触しないように、十分な大きさを有する。このため、圧電素子37が変位する場合であっても、圧電素子37の変位に伴い生じるノイズが、収容空間382の外部に伝播することが防止される。なお、圧電素子37の酸素又は水分等の影響により変質することを防ぐための空間は、例えば図4に示すように保護基板38により封止された収容空間382であってもよく、また、保護基板38と振動部36との間に一部開口がある場合であっても、筐体部40等により封止された空間でればよい。すなわち、保護基板38は、圧電素子37を保護するように配されている。
ルNに対応する圧力室Cに供給される。ノズルNに対応する圧力室Cに充填されたインクは、ノズルNに対応する圧電素子37の駆動により流路324を経由してノズルNから吐出される。
一般的に、圧電素子37を駆動するための複数の駆動信号COMは、大振幅の電圧波形を含む信号である。このため、駆動IC62は、駆動信号Voutとして駆動信号COMを圧電素子37に供給する場合に発熱する。特に、第1実施形態に示すように、駆動信号Voutが、1秒間に30000回以上、ノズルNからインクが吐出されるように、圧電素子37を駆動する場合には、駆動IC62の発熱量が大きくなる。また、第1実施形態のように、プリントヘッド26に1インチあたり300個以上の高密度でノズルN及び圧電素子37が設けられる場合には、駆動IC62における単位面積当たりの発熱量も大きくなる。さらに、図3及び図4に示すように、駆動IC62が設けられる保護基板38が、吐出部600の近傍に設けられる場合、駆動IC62及び保護基板38が筐体部40に覆われるように配され、プリントヘッド26の外気に触れない(又は、駆動IC62及び保護基板38と、プリントヘッド26の外部の空気とが接触する面積が小さくなる)ため、駆動IC62の放熱効率が低下し、高温になる場合があった。
子37を駆動する駆動信号Voutとは、例えば、異なる電圧波形に基づく駆動信号Voutであってもよく、また、同じ電圧波形であって当該圧電素子に供給される時間及び頻度が異なるものであってもよい。第1実施形態においては、圧電素子37の駆動により吐出部600からインクが吐出される程度に圧電素子37を駆動する駆動信号Voutと、吐出部600からインクが吐出されない程度に圧電素子37を駆動する駆動信号Voutとは、異なる電圧波形を含む信号であるとして説明を行う。
ここで、図5から図9を用いて、プリントヘッド26の電気的構成について説明する。
増大を防止するための波形である。このため、仮に電圧波形Cdpが圧電素子37の一端に供給されたとしても、当該圧電素子37に対応するノズルNからインク滴が吐出されない。すなわち、駆動信号COM3に含まれる電圧波形Cdpは、吐出部600からインクが吐出しないように圧電素子37を駆動(微振動)させる波形である。
電圧波形であり、このような駆動信号COM1,COM2,COM3の導通、非導通を制御するスイッチ制御信号Sa,Sb,Scも高電圧の電圧信号であることが好ましい。
クが吐出されないため、媒体12にはドットは形成されない。
ここで、図10から図12を用いて、ホストコンピューターから入力される画像データに基づき、吐出部600からインクを吐出させる複数の信号(以下、吐出信号と称する。)と、圧電素子37を微振動させる信号(以下、微振動信号と称する。)と、圧電素子37に駆動信号Voutを供給しない信号(以下、不動作信号と称する)と、を含む印刷データ信号SIの生成について説明する。ここで、吐出信号とは、前述の印刷データ(SIH,SIL)の(1,1)又は(1,0)に相当し、微振動信号とは、印刷データ(SIH,SIL)の(0,1)に相当し、不動作信号とは、印刷データ(SIH,SIL)の(0,0)に相当する信号である。
、制御回路10が記憶する不動作信号を出力する不動作領域120と、に基づき生成された、印刷データ信号SIに基づく印刷画像の一例を示す図である。
ち、インクが吐出されない領域が多い場合、微振動領域130に対する不動作領域120の比率を高くすることが好ましい。
第1実施形態に係るインクジェットプリンター100によれば、駆動IC62は、対応する圧電素子37に駆動信号Voutに含まれる複数の電圧波形(電圧波形Adp,Bdp,Cdp)を供給するか否かを制御する複数のスイッチ回路230を含む。複数のスイッチ回路230のいずれかにより、電圧波形Adp又は電圧波形Bdpを含む駆動信号Voutが対応する圧電素子37に供給され、当該駆動信号Voutが供給された圧電素子37は、対応するノズルNからインクを吐出するように駆動する。このとき、複数のスイッチ回路230の他のいずれかにより、電圧波形Cdpを含む駆動信号Voutが対応する圧電素子37に供給され、対応するノズルNからインクが吐出しないように駆動する。さらにこのとき、複数のスイッチ回路230のさらに異なるいずれかにより、対応する圧電素子37には駆動信号Voutを構成する複数の電圧波形は供給されず、対応するノズルNからインクを吐出しない。このように、複数のスイッチ回路230は、インクを吐出しない複数のノズルNに対して、微振動によりノズルNの近傍のインクを攪拌する電圧波形Cdpを供給し、他のいずれかに対しては、複数の電圧波形をいずれも供給しない。これにより、インクを吐出しない複数のノズルNに駆動信号Vout(電圧波形)が供給されることに伴う駆動IC62の発熱を低減することが可能となる。
第1実施形態のインクジェットプリンター100では、駆動回路50は、3種類の駆動信号COM1,COM2,COM3を生成し、駆動IC62は、入力された3種類の駆動信号COM1,COM2,COM3のそれぞれをスイッチ回路230が有するスイッチ234a,234b,234cによって切替えて駆動信号Voutを生成していたが、第2実施形態のインクジェットプリンター100では、駆動回路50は、3種類の電圧波形A
dp,Bdp,Cdpを連続的に備えた一つの駆動信号COM4を出力し、スイッチ回路230は駆動信号COM4を時分割に導通又は非導通を切替えることで、駆動信号Voutを生成する。なお、第1実施形態と同様の内容については、その説明を省略する。また、同じ構成については同じ符号を用いて説明を行う。
0をと含む。
第1実施形態において、電圧波形Adpを含む駆動信号COM1と、電圧波形Bdpを含む駆動信号COM2と,電圧波形Cdpを含む駆動信号COM3は、並行して、プリントヘッド26に入力さる。また、第2実施形態においては、電圧波形Adpと電圧波形Bdp、電圧波形Cdpとを時分割に含む駆動信号COM4がプリントヘッド26に入力されている。複数の駆動信号COMは、これらを組み合わせた構成の駆動信号であってもよ
く、例えば、時分割に2つの電圧波形を含む駆動信号COM-Aと、時分割に2つの電圧波形を含む駆動信号COM-Bと、がプリントヘッド26に入力されてもよい。スイッチ回路230は、圧電素子37に駆動信号Voutを供給するとき、期間T1及び期間T2の少なくともいずれか一方で、駆動信号COM-A又は駆動信号COM-Bに含まれる電圧波形を選択し出力する。また、圧電素子37に駆動信号Voutを供給しないとき、周期Taにおいて、駆動信号COM-A及び駆動信号COM-Bのいずれに含まれる電圧波形も圧電素子37に供給しない構成を含んでいればよい。
上記各実施形態及び各変形例において、インクジェットプリンター100は、印刷専用機であるが、コピー機能やスキャナー機能を備えた複合機であってもよい。
方が生産性の観点から大きな効果を得る事ができる。
Claims (7)
- 第1圧電素子が駆動されることにより液体を吐出する第1ノズルと、第2圧電素子が駆動されることにより前記液体を吐出する第2ノズルと、第3圧電素子が駆動されることにより前記液体を吐出する第3ノズルと、を含む複数のノズルを有するノズル列と、
前記ノズル列に含まれるノズルから前記液体を吐出させるように圧電素子を駆動させる第1電圧波形と、前記ノズル列に含まれるノズルから前記液体を吐出させない程度に圧電素子を駆動させる第2電圧波形と、を含む複数の電圧波形を生成する駆動回路と、
前記電圧波形を前記第1圧電素子に供給するか否かを切り替える第1スイッチ回路と、前記電圧波形を前記第2圧電素子に供給するか否かを切り替える第2スイッチ回路と、前記電圧波形を前記第3圧電素子に供給するか否かを切り替える第3スイッチ回路と、を含む複数のスイッチ回路を有するスイッチICと、
前記スイッチICが設けられ、前記第1スイッチ回路と前記第1圧電素子とを電気的に接続し、前記電圧波形を伝達し、前記第1圧電素子を保護するように配された保護基板と、
を備え、
前記液体が吐出される前記第1ノズルに対応する前記第1圧電素子に前記第1電圧波形が供給されるように、前記第1スイッチ回路が切り替えられ、
前記液体が吐出されない前記第2ノズルに対応する前記第2圧電素子に前記第2電圧波形が供給されるように、前記第2スイッチ回路が切り替えられ、
媒体にドットを形成する印刷周期の全部において、前記液体が吐出されない前記第3ノズルに対応する前記第3圧電素子に前記複数の前記電圧波形のいずれもが供給されないように、前記第3スイッチ回路が切り替えられる、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 前記第1スイッチ回路は、
前記第1電圧波形を前記第1圧電素子に供給するか否かを切り替える第1スイッチと、
前記第2電圧波形を前記第1圧電素子に供給するか否かを切り替える第2スイッチと、
を含む複数のスイッチを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記複数の前記電圧波形には、
前記第1電圧波形が供給される場合に比べて少量の前記液体を吐出させるように圧電素子を駆動させる第3電圧波形が含まれ、
前記第1スイッチ回路には、前記第3電圧波形を前記第1圧電素子に供給するか否かを切り替える第3スイッチが含まれる、
ことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置。 - 前記ノズル列は、1インチあたりに300個以上の密度で前記ノズルが設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記スイッチICは、短辺と、前記短辺と交差する長辺とを備えた形状であり、
前記長辺は、前記短辺の10倍以上の長さである、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 工業用インクジェットプリンターである、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 捺染インクジェットプリンターである、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
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