JP2023085715A - 液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液体吐出装置において、累計駆動回数の増加による圧電体の変位特性に伴う吐出性能の低下を抑制しつつ、圧電素子を長寿命化することができる技術を提供する。【解決手段】液体吐出装置は、複数の圧力室を備える圧力室基板、個別電極、共通電極、圧力室内の液体に圧力を付与するための圧電体、および個別電極および共通電極に電気的に接続される駆動配線を有する液体吐出ヘッドと、個別電極に駆動電圧を印加し共通電極に基準電圧を印加して圧電体を駆動することにより液体吐出ヘッドの吐出動作を制御する制御部と、圧電体の累計駆動回数に関する情報を取得する取得部と、を備える。制御部は、累計駆動回数が第1回数である場合に、駆動電圧と基準電圧との電圧差が第1値となるように圧電体を駆動し、累計駆動回数が第1回数よりも多い第2回数である場合に、電圧差を第1値よりも小さい第2値となるように圧電体を駆動する。【選択図】図2
Description
本開示は、液体吐出装置に関する。
圧電素子を備える液体吐出装置では、圧電素子に印加する駆動パルスの印加数により圧電素子の変位量が変化し得る。例えば、製造後の初期段階では駆動パルスの累計印加数に対する圧電素子の変位量の変化の割合が大きく、駆動パルスの累計印加数が増加すると圧電素子の変位量の変化の割合は小さくなり安定する。そのため、液体吐出装置における液体の吐出量および飛翔速度などの吐出特性のばらつきを抑制するために、製造後の圧電素子に対して所定数の駆動パルスを予め印加することで圧電素子の変位量の変化を安定させるエージング処理を行うことが知られている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、エージング処理により圧電素子の寿命は短くなり得る。そのため、圧電素子の変位量の変化に基づく吐出性能の低下を抑制しつつ、圧電素子を長寿命化したいといった要望がある。
本開示の第1の形態によれば、液体吐出装置が提供される。この液体吐出装置は、複数の圧力室を備える圧力室基板、前記複数の圧力室に対して個別に設けられる個別電極、前記複数の圧力室に対して共通に設けられる共通電極、前記個別電極と前記共通電極との間に設けられ、前記圧力室内の液体に圧力を付与するための圧電体、および前記個別電極および前記共通電極に電気的に接続される駆動配線、を有する液体吐出ヘッドと、前記個別電極に駆動電圧を印加し、前記共通電極に基準電圧を印加して前記圧電体を駆動することにより前記液体吐出ヘッドの吐出動作を制御する制御部と、前記圧電体の累計駆動回数に関する情報を取得する取得部と、を備える。前記制御部は、前記累計駆動回数が第1回数である場合に、前記駆動電圧と前記基準電圧との電圧差が第1値となるように前記圧電体を駆動し、前記累計駆動回数が前記第1回数よりも多い第2回数である場合に、前記電圧差を前記第1値よりも小さい第2値となるように前記圧電体を駆動する。
A.第1実施形態:
図1は、本開示の第1実施形態としての液体吐出装置500を備える液体吐出システム700の概略構成を示す説明図である。液体吐出システム700は、本実施形態の液体吐出装置500と、サーバー600とを備えている。図1ならびに図1以降の各図に示す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軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向とも呼ぶ。向きを特定する場合には、正の方向を「+」、負の方向を「-」として、方向表記に正負の符合を併用し、各図の矢印が向かう向きを+方向、その反対方向を-方向として説明する。本実施形態では、Z方向は、鉛直方向と一致しており、+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場合には、3つのX、Y、ZがX軸、Y軸、Z軸であるとして説明する。
図1は、本開示の第1実施形態としての液体吐出装置500を備える液体吐出システム700の概略構成を示す説明図である。液体吐出システム700は、本実施形態の液体吐出装置500と、サーバー600とを備えている。図1ならびに図1以降の各図に示す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軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向とも呼ぶ。向きを特定する場合には、正の方向を「+」、負の方向を「-」として、方向表記に正負の符合を併用し、各図の矢印が向かう向きを+方向、その反対方向を-方向として説明する。本実施形態では、Z方向は、鉛直方向と一致しており、+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場合には、3つのX、Y、ZがX軸、Y軸、Z軸であるとして説明する。
本実施形態において、液体吐出装置500は、液体の一例としてのインクを印刷用紙Pに吐出して画像を形成するインクジェット式プリンターである。液体吐出装置500は、印刷用紙Pに代えて、樹脂フィルム、布帛等の任意の種類の媒体を、インクの吐出対象としてもよい。図1に示すように、本実施形態では、液体吐出装置500は、インターネットINTなどの広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)を介して、サーバー600に接続することができる。
液体吐出装置500は、液体吐出ヘッド510と、インクタンク550と、搬送機構560と、移動機構570と、制御部580とを備えている。液体吐出ヘッド510には、複数のノズルが形成されており、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの合計4色のインクを+Z方向に吐出して、印刷用紙P上に画像を形成する。液体吐出ヘッド510は、キャリッジ572に搭載され、キャリッジ572の移動と共に主走査方向に往復移動する。本実施形態において、主走査方向は、+X方向および-X方向である。液体吐出ヘッド510は、4色に限らず、さらにライトシアン、ライトマゼンタ、ホワイトなど、任意の色のインクを吐出してもよい。
インクタンク550は、液体吐出ヘッド510に吐出させるためのインクを収容する。インクタンク550は、樹脂製のチューブ552によって液体吐出ヘッド510と接続されている。インクタンク550のインクは、チューブ552を介して液体吐出ヘッド510へと供給される。インクタンク550に代えて、可撓性フィルムで形成された袋状の液体パックが備えられてもよい。
搬送機構560は、印刷用紙Pを副走査方向に搬送する。副走査方向は、主走査方向であるX軸方向と交差する方向であり、本実施形態では、+Y方向および-Y方向である。搬送機構560は、3つの搬送ローラー562が装着された搬送ロッド564と、搬送ロッド564を回転駆動する搬送用モーター566とを備える。搬送用モーター566が搬送ロッド564を回転駆動することにより、印刷用紙Pは、副走査方向である+Y方向に搬送される。搬送ローラー562の数は、3つに限らず任意の数であってもよい。また、搬送機構560を複数備える構成としてもよい。
移動機構570は、キャリッジ572に加えて、搬送ベルト574と、移動用モーター576と、プーリー577とを備える。キャリッジ572は、インクを吐出可能な状態の液体吐出ヘッド510を搭載する。キャリッジ572は、搬送ベルト574に固定されている。搬送ベルト574は、移動用モーター576と、プーリー577との間に架け渡されている。移動用モーター576が回転駆動することにより、搬送ベルト574は、主走査方向に往復移動する。これにより、搬送ベルト574に固定されているキャリッジ572も、主走査方向に往復移動する。
図2は、液体吐出システム700の機能構成を示すブロック図である。図2では、インクタンク550、搬送機構560、ならびに移動機構570等の液体吐出装置500における一部の構成は省略されている。
液体吐出ヘッド510には、圧電素子300と、検出抵抗体401と、電流印加回路430と、電圧検出回路440とが備えられている。圧電素子300は、後述するように、液体吐出ヘッド510の圧力室内のインクに圧力変化を生じさせる。検出抵抗体401は、圧力室内のインクの温度を検出するために用いられる抵抗配線である。電流印加回路430は、ヘッド制御部520による制御のもとで、検出抵抗体401に電流を印加する。本実施形態では、電流印加回路430は、検出抵抗体401に予め定められた一定の電流を流す定電流回路である。電圧検出回路440は、電流の印加によって検出抵抗体401に発生した電圧の電圧値を検出する。
制御部580は、CPU582と、記憶部584とを備えるマイクロコンピューターとして構成されている。記憶部584は、例えば、EEPROMのような電気信号で消去可能な不揮発性メモリーやOne-Time-PROM、EPROM等、紫外線で消去可能な不揮発性メモリー、PROMのような消去不可能な不揮発性メモリー等を用いることができる。記憶部584には、本実施形態において提供される機能を実現するための各種プログラムが格納されている。CPU582は、記憶部584に格納されたプログラムを展開して実行することで、ヘッド制御部520および温度演算部450として機能する。
温度演算部450は、金属や半導体等の抵抗配線の電気抵抗値が温度によって変化する特性を利用して検出抵抗体401の温度を検出し、検出した検出抵抗体401の温度を圧力室内のインクの温度として推定する。温度演算部450は、電流印加回路430から検出抵抗体401に印加される電流の電流値と、電圧検出回路440によって検出される検出抵抗体401に発生した電圧の電圧値と、に基づいて検出抵抗体401の抵抗値を取得する。温度演算部450は、取得した検出抵抗体401の抵抗値と、記憶部584に格納された温度演算式とを用いて、圧力室内のインクの温度を導出する。温度演算式は、検出抵抗体401の電気抵抗値と、温度との対応関係を示している。温度演算部450は、導出した圧力室内のインクの温度をヘッド制御部520に出力する。
ヘッド制御部520は、液体吐出ヘッド510の各部の制御を統括する。ヘッド制御部520は、例えば、キャリッジ572の主走査方向に沿った往復動作、印刷用紙Pの副走査方向に沿った搬送動作、ならびに液体吐出ヘッド510の吐出動作を制御する。ヘッド制御部520は、液体吐出ヘッド510の吐出動作として、例えば、温度演算部450から取得した圧力室内のインクの温度に基づく駆動信号を液体吐出ヘッド510に出力して圧電素子300を駆動することにより、印刷用紙Pへのインクの吐出を制御することができる。本実施形態では、ヘッド制御部520は、さらに、電流印加回路430から検出抵抗体401への電流供給を制御するとともに、圧電素子に対する駆動電圧の印加回数の累計である累計駆動回数を計数して取得する取得部として機能する。
制御部580は、さらに、通信部586を備えている。通信部586は、WAN(Wide Area Network)インターフェイスを有し、インターネットINT等の外部ネットワークとの通信を行なう。通信部586は、検出抵抗体401により検出された温度と、取得部としてのヘッド制御部520が取得した累計駆動回数とをサーバー600に送信する送信部として機能する。また、通信部586は、送信した検出抵抗体401による検出温度および累計駆動回数に対応する駆動電圧および基準電圧をサーバー600から受信する受信部としても機能する。
サーバー600は、CPU610と、記憶部620と、通信部630とを備えている。通信部630は、インターネットINTなどの広域ネットワークを介して、液体吐出装置500の通信部586との間の通信を行なう。記憶部620は、たとえば、RAM、ROM、ハードディスクドライブ(HDD)などである。記憶部620には、本実施形態において提供される機能を実現するための各種プログラムが格納されている。CPU610が記憶部620に格納されたプログラムを実行することで、電圧演算部612として機能する。なお、記憶部620には、液体吐出装置500から受信した累計駆動回数および検出抵抗体401による検出温度が一時的に格納される。
電圧演算部612は、液体吐出装置500から受信した累計駆動回数と、検出抵抗体401による検出温度とに対応する圧電素子300の駆動条件として、圧電素子300に印加すべき駆動電圧および基準電圧を決定する。本実施形態では、電圧演算部612は、記憶部620に格納された補正テーブル622を利用して、駆動電圧および基準電圧を決定する。電圧演算部612は、補正テーブル622に代えて、所定の数式を用いた演算により駆動電圧および基準電圧を決定してもよい。補正テーブル622は、後述するように、累計駆動回数および検出抵抗体401による温度の検出結果と、駆動電圧および基準電圧に対する補正値との対応関係が示されている。
図3から図5を参照して液体吐出ヘッド510の詳細な構成について説明する。図3は、液体吐出ヘッド510の構成を示す分解斜視図である。図4は、液体吐出ヘッド510の構成を平面視で示す説明図である。図4では、液体吐出ヘッド510における圧力室基板10周辺の構成が示されている。図4では、技術の理解を容易にするために、封止基板30、ケース部材40の図示が省略されている。図5は、図4のV-V位置を示す断面図である。
液体吐出ヘッド510は、図3に示すように、圧力室基板10と、連通板15と、ノズルプレート20と、コンプライアンス基板45と、封止基板30と、ケース部材40と、振動板50と、中継基板120と、を有し、さらに、図4に示す圧電素子300を有している。圧力室基板10、連通板15、ノズルプレート20、コンプライアンス基板45、振動板50、圧電素子300、封止基板30、およびケース部材40は、積層部材であり、積層されることで液体吐出ヘッド510を形成する。本開示において、液体吐出ヘッド510を形成する積層部材が積層される方向を、「積層方向」とも呼ぶ。本実施形態では、積層方向は、Z軸方向と一致する。
圧力室基板10は、例えば、シリコン基板、ガラス基板、SOI基板、各種セラミック基板等を用いて形成されている。図4に示すように、圧力室基板10には、複数の圧力室12が、圧力室基板10において予め定められた方向に沿って配列されている。複数の圧力室12が配列される方向を、「配列方向」とも呼ぶ。圧力室12は、平面視においてX軸方向の長さがY軸方向の長さよりも長い略長方形状で形成されている。本開示において、「平面視」とは、積層方向に沿って対象物をみた状態を意味する。圧力室12の形状は、長方形状には限定されず、平行四辺形状、多角形状、円形状、オーバル形状等であってもよい。オーバル形状とは、長方形状を基本として長手方向の両端部を半円状とした形状を意味し、角丸長方形状、楕円形状、卵形状などが含まれる。
本実施形態では、複数の圧力室12は、それぞれY軸方向を配列方向とする2つの列で配列されている。図4の例では、圧力室基板10には、Y軸方向を配列方向とする第1圧力室列L1と、Y軸方向を配列方向とする第2圧力室列L2との2つの圧力室列が形成されている。第1圧力室列L1および第2圧力室列L2は、中継基板120を挟んだ両側に配置されている。具体的には、第2圧力室列L2は、第1圧力室列L1の配列方向に交差する方向において、中継基板120を挟んだ第1圧力室列L1の反対側に配置されている。配列方向および積層方向の双方に直交する方向を「交差方向」とも呼ぶ。図4の例では、交差方向は、X軸方向であり、第2圧力室列L2は、第1圧力室列L1に対して中継基板120を挟んで-X方向に配置されている。複数の圧力室12は、必ずしも直線状に配列される必要はなく、例えば、1つおきに交差方向に互い違いに配置される、いわゆる千鳥配置に従って複数の圧力室12がY軸方向に沿って複数配列されてもよい。第1圧力室列L1に属する複数の圧力室12と、第2圧力室列L2に属する複数の圧力室12とは、それぞれ配列方向での位置が互いに一致し、交差方向では互いに隣接するように配置されている。
図3に示すように、圧力室基板10の+Z方向側には、連通板15と、ノズルプレート20及びコンプライアンス基板45とが積層されている。連通板15は、例えば、シリコン基板、ガラス基板、SOI基板、各種セラミック基板、金属基板等を用いた平板状の部材である。金属基板としては、例えば、ステンレス基板等が挙げられる。図5に示すように、連通板15には、ノズル連通路16と、第1マニホールド部17と、第2マニホールド部18と、供給連通路19とが設けられている。連通板15は、熱膨張率が圧力室基板10と略同一の材料を用いることが好ましい。これにより、圧力室基板10及び連通板15の温度が変化した際、熱膨張率の違いに起因する圧力室基板10及び連通板15の反りを抑制することができる。
ノズル連通路16は、図5に示すように、圧力室12と、ノズル21とを連通する流路である。第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18は、複数の圧力室12が連通する共通液室となるマニホールド100の一部として機能する。第1マニホールド部17は、連通板15をZ軸方向に貫通して設けられている。また、第2マニホールド部18は、図5に示すように、連通板15をZ軸方向に貫通することなく、連通板15の+Z方向側の面に設けられている。
供給連通路19は、図5に示すように、圧力室基板10に設けられる圧力室供給路14に接続される流路である。圧力室供給路14は、絞り部13を介して圧力室12のX軸方向の一方の端部に接続される流路である。絞り部13は、圧力室12と圧力室供給路14との間に設けられる流路である。絞り部13は、圧力室12や圧力室供給路14よりも内壁が突出し、圧力室12や圧力室供給路14よりも狭く形成されている流路である。これにより、絞り部13は、圧力室12や圧力室供給路14よりも流路抵抗が高くなるように設定されている。このように構成された液体吐出ヘッド510によれば、インクの吐出時に圧電素子300により圧力室12に圧力が加えられても圧力室12内のインクが圧力室供給路14に逆流することを低減または防止することができる。供給連通路19は、複数であり、Y軸方向、すなわち配列方向に沿って配列され、圧力室12の各々に対して個別に設けられている。供給連通路19および圧力室供給路14は、第2マニホールド部18と各圧力室12とを連通して、マニホールド100内のインクを各圧力室12に供給する。
ノズルプレート20は、連通板15を挟んで圧力室基板10とは反対側、すなわち、連通板15の+Z方向側の面に設けられている。ノズルプレート20の材料としては、特に限定されず、例えば、シリコン基板、ガラス基板、SOI基板、各種セラミック基板、金属基板を用いることができる。金属基板としては、例えば、ステンレス基板等が挙げられる。ノズルプレート20の材料としては、ポリイミド樹脂のような有機物などを用いることもできる。ただし、ノズルプレート20は、連通板15の熱膨張率と略同一の材料を用いることが好ましい。これにより、ノズルプレート20及び連通板15の温度が変化した際、熱膨張率の違いに起因するノズルプレート20及び連通板15の反りを抑制することができる。
ノズルプレート20には、複数のノズル21が形成されている。各ノズル21は、ノズル連通路16を介して各圧力室12と連通している。図3に示すように、複数のノズル21は、圧力室12の配列方向、すなわちY軸方向に沿って配列されている。ノズルプレート20には、これら複数のノズル21が列設されたノズル列が2列設けられている。2つのノズル列は、第1圧力室列L1、第2圧力室列L2のそれぞれに対応して設けられている。
図5に示すように、コンプライアンス基板45は、ノズルプレート20と共に、連通板15を挟んで圧力室基板10とは反対側、すなわち、連通板15の+Z方向側の面に設けられている。コンプライアンス基板45は、ノズルプレート20の周囲に設けられ、連通板15に設けられた第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18の開口を覆う。本実施形態では、コンプライアンス基板45は、可撓性を有する薄膜からなる封止膜46と、金属等の硬質の材料からなる固定基板47と、を備えている。図5に示すように、固定基板47のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部48となっている。このため、マニホールド100の一方面は、封止膜46のみで封止されたコンプライアンス部49となっている。
図5に示すように、圧力室基板10を挟んでノズルプレート20等とは反対側、すなわち圧力室基板10の-Z方向側の面には、振動板50と、圧電素子300とが積層されている。圧電素子300は、振動板50を撓み変形させて圧力室12内のインクに圧力変化を生じさせる。図5では、技術の理解を容易にするために、圧電素子300の構成は簡略化されて示されている。振動板50は、圧電素子300の+Z方向側に設けられ、圧力室基板10は、振動板50の+Z方向側に設けられている。
図5に示すように、圧力室基板10の-Z方向側の面には、さらに、平面視で圧力室基板10と略同じ大きさを有する封止基板30が後述する接着剤39によって接合されている。封止基板30は、天井部30Tと、壁部30Wと、保持部31と、貫通孔32とを備えている。保持部31は、天井部30Tと、壁部30Wによって規定される凹状の空間であり、圧電素子300の能動部を保護する。封止基板30の保持部31は、配列方向に沿って配列された圧電素子300の列毎に設けられたものであり、本実施形態では、X軸方向に隣接するようにして並ぶ2つの保持部31が形成されている。また、貫通孔32は、2つの保持部31の間に、Y軸方向に沿って延伸し、封止基板30をZ軸方向に沿って貫通している。
図5に示すように、封止基板30上には、ケース部材40が固定されている。ケース部材40は、複数の圧力室12に連通するマニホールド100を、連通板15と共に形成している。ケース部材40は、平面視において連通板15と略同一の外形形状を有し、封止基板30と、連通板15とを覆うように接合されている。
ケース部材40は、収容部41と、供給口44と、第3マニホールド部42と、接続口43と、を有している。収容部41は、圧力室基板10及び封止基板30を収容可能な深さを有する空間である。第3マニホールド部42は、ケース部材40において、収容部41のX軸方向における両外側に形成されている空間である。第3マニホールド部42と、連通板15に設けられた第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18とが接続されることによって、マニホールド100が形成されている。マニホールド100は、Y軸方向に亘って連続する長尺な形状を有している。供給口44は、マニホールド100に連通して各マニホールド100にインクを供給する。接続口43は、封止基板30の貫通孔32に連通する貫通孔であり、中継基板120が挿通される。
本実施形態の液体吐出ヘッド510は、図1に示すインクタンク550から供給されるインクを図5に示す供給口44から取り込み、マニホールド100からノズル21に至るまで内部の流路をインクで満たした後、複数の圧力室12に対応するそれぞれの圧電素子300に、駆動信号に基づく電圧を印加する。これにより圧電素子300と共に振動板50がたわみ変形して各圧力室12内の圧力が高まり、各ノズル21からインク滴が吐出される。
図4,図5とともに、図6から図8を参照して、圧電素子300および検出抵抗体401の構成について説明する。図6は、図4の範囲ARを拡大して示す断面図である。図7は、図6のVII-VII位置を示す断面図である。図8は、図6のVIII-VIII位置を示す断面図である。図6に示すように、液体吐出ヘッド510は、圧力室基板10の-Z方向側に、振動板50、圧電素子300とともに、さらに、個別リード電極91、共通リード電極92、測定用リード電極93、ならびに検出抵抗体401を有している。
図7に示すように、振動板50は、圧力室基板10側に設けられた酸化シリコン(SiO2)からなる弾性膜55と、弾性膜55上に設けられた酸化ジルコニウム膜(ZrO2)からなる絶縁体膜56と、を備えている。圧力室12等の圧力室基板10に形成される流路は、圧力室基板10を+Z方向側の面から異方性エッチングすることにより形成されている。弾性膜55は、圧力室12等の流路の-Z方向側の面を構成している。なお、振動板50は、例えば、弾性膜55と絶縁体膜56との何れか一方で構成されていてもよく、さらには、弾性膜55及び絶縁体膜56以外のその他の膜が含まれていてもよい。その他の膜の材料としては、シリコン、窒化ケイ素等が挙げられる。
圧電素子300は、圧力室12に圧力を付与する。図7に示すように、圧電素子300は、第1電極60と、圧電体70と、第2電極80とを有する。第1電極60と、圧電体70と、第2電極80とは、図7に示すように、積層方向に沿って+Z方向側から-Z方向側に向かって順に積層されている。圧電体70は、第1電極60、第2電極80、および圧電体70が積層される積層方向において、第1電極60と第2電極80との間に設けられている。
第1電極60および第2電極80は、いずれも図5に示した中継基板120と電気的に接続されている。第1電極60および第2電極80は、駆動信号に応じた電圧を、圧電体70に印加する。圧電素子300のうち、第1電極60と第2電極80との間に電圧を印加した際に圧電体70に圧電歪みが生じる部分を、能動部とも呼ぶ。能動部は、圧電素子300のうち、圧電体70が第1電極60と第2電極80とで挟まれた部分である。
第1電極60には、インクの吐出量に応じて異なる駆動電圧が印加され、第2電極80には、インクの吐出量に関わらず、予め定められた基準電圧が印加される。駆動電圧と基準電圧との印加により、第1電極60と第2電極80との間に電圧差が生じると、圧電素子300の圧電体70が変形する。圧電素子300を駆動させた際、実際にZ軸方向に変位する部分を可撓部とも呼ぶ。圧電素子300のうち、圧力室12にZ軸方向で対向する部分が可撓部である。圧電体70の変形により、振動板50は、変形または振動して圧力室12の容積が変化する。圧力室12の容積が変化することにより、圧力室12に収容されているインクに圧力が付与され、ノズル連通路16を介してノズル21からインクが吐出される。
第1電極60は、複数の圧力室12に対して個別に設けられる個別電極である。第1電極60は、図7に示すように、第2電極80とは圧電体70を挟んだ反対側、すなわち圧電体70の+Z方向側であり圧電体70の下部に設けられている下部電極である。第1電極60の厚さは、例えば、80ナノメートル程度で形成される。第1電極60は、例えば、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、金(Au)、チタン(Ti)といった金属、ITOと略される酸化インジウムスズといった導電性金属酸化物等の導電材料で形成されている。第1電極60は、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、金(Au)、チタン(Ti)等の複数の材料が積層されて形成されてもよい。本実施形態では、第1電極60として白金(Pt)を用いた。
圧電体70は、図4に示すように、X軸方向に所定の幅を有するとともに、圧力室12の配列方向、すなわちY軸方向に沿って延在して設けられている。図7に示すように、圧電体70の+X方向の端部70aは、個別リード電極91と同時に形成される配線部96によって覆われている。配線部96の上部には、封止基板30の壁部30Wを接着するための接着剤39が配されている。なお、配線部96は省略することもできる。
圧電体70の厚さは、例えば、1000ナノメートルから4000ナノメートル程度で形成される。圧電体70としては、第1電極60上に形成される電気機械変換作用を示す強誘電性セラミックス材料からなるペロブスカイト構造の結晶膜、いわゆるペロブスカイト型結晶が挙げられる。圧電体70の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電性圧電材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等を用いることができる。具体的には、チタン酸鉛(PbTiO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O3)、ジルコニウム酸鉛(PbZrO3)、チタン酸鉛ランタン((Pb,La),TiO3)、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン((Pb,La)(Zr,Ti)O3)又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛(Pb(Zr,Ti)(Mg,Nb)O3)等を用いることができる。本実施形態では、圧電体70として、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いた。
圧電体70の材料としては、鉛を含む鉛系の圧電材料に限定されず、鉛を含まない非鉛系の圧電材料を用いることもできる。非鉛系の圧電材料としては、例えば、鉄酸ビスマス((BiFeO3)、略「BFO」)、チタン酸バリウム((BaTiO3)、略「BT」)、ニオブ酸カリウムナトリウム((K,Na)(NbO3)、略「KNN」)、ニオブ酸カリウムナトリウムリチウム((K,Na,Li)(NbO3))、ニオブ酸タンタル酸カリウムナトリウムリチウム((K,Na,Li)(Nb,Ta)O3)、チタン酸ビスマスカリウム((Bi1/2K1/2)TiO3、略「BKT」)、チタン酸ビスマスナトリウム((Bi1/2Na1/2)TiO3、略「BNT」)、マンガン酸ビスマス(BiMnO3、略「BM」)、ビスマス、カリウム、チタン及び鉄を含みペロブスカイト構造を有する複合酸化物(x[(BixK1-x)TiO3]-(1-x)[BiFeO3]、略「BKT-BF」)、ビスマス、鉄、バリウム及びチタンを含みペロブスカイト構造を有する複合酸化物((1-x)[BiFeO3]-x[BaTiO3]、略「BFO-BT」)や、これにマンガン、コバルト、クロムなどの金属を添加したもの((1-x)[Bi(Fe1-yMy)O3]-x[BaTiO3](Mは、Mn、CoまたはCr))等が挙げられる。
第2電極80は、図4に示したように、複数の圧力室12に対して共通に設けられる共通電極である。第2電極80は、X軸方向に所定の幅を有するとともに、圧力室12の配列方向、すなわちY軸方向に沿って延在して設けられている。第2電極80は、図7に示すように、第1電極60とは圧電体70を挟んだ反対側、すなわち圧電体70の-Z方向側であり圧電体70の上部に設けられている上部電極である。第2電極80の材料は特に限定されないが、第1電極60と同様に、例えば、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、金(Au)、チタン(Ti)といった金属、ITOと略される酸化インジウムスズといった導電性金属酸化物等の導電材料が用いられる。或いは、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、金(Au)、チタン(Ti)等の複数の材料が積層されて形成されてもよい。本実施形態では、第2電極80としてイリジウム(Ir)を用いた。
図7に示すように、第2電極80の-X方向の端部80bよりもさらに-X方向側には、配線部85が備えられている。配線部85は、第2電極80と同一層となるが第2電極80とは電気的に不連続である。配線部85は、第2電極80の端部80bから間隔を空けた状態で、圧電体70の-X方向の端部70bから第1電極60の-X方向の端部60bに亘って形成されている。第1電極60の-X方向の端部60bは、圧電体70の端部70bよりも外部にまで引き出されている。配線部85は、圧電素子300ごとに設けられており、Y軸方向に沿って所定の間隔で複数配置されている。配線部85は、第2電極80と同一層で形成されることが好ましい。これにより、配線部85の製造工程を簡略化してコストの低減を図ることができる。ただし、配線部85は、第2電極80とは別の層で形成されていてもよい。
図6および図7に示すように、個別電極である第1電極60には個別リード電極91が電気的に接続され、共通電極である第2電極80には共通リード電極92の延設部92aおよび延設部92bが電気的に接続されている。個別リード電極91及び共通リード電極92は、圧電体70を駆動するための電圧を圧電体70に印加するための駆動配線として機能する。本実施形態では、駆動配線を介して圧電体70に電力を供給するための電源回路と、検出抵抗体401に電力を供給するための電流印加回路430とは、互いに異なる回路とされている。
個別リード電極91及び共通リード電極92の材料は、導電性を有する材料であり、例えば、金(Au)、銅(Cu)、チタン(Ti)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)等を用いることができる。本実施形態では、個別リード電極91及び共通リード電極92として金(Au)を用いた。また、個別リード電極91及び共通リード電極92は、第1電極60及び第2電極80や振動板50との密着性を向上する密着層を有していてもよい。
個別リード電極91及び共通リード電極92は、電気的に不連続となるように、同一層に形成されている。これにより、個別リード電極91と、共通リード電極92とを個別に形成する場合に比べて、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。個別リード電極91と共通リード電極92とは、異なる層に形成されてもよい。
図6に示すように、個別リード電極91は、第1電極60毎に設けられている。図7に示すように、個別リード電極91は、配線部85を介して、第1電極60の端部60b付近に接続され、振動板50上まで-X方向に引き出されている。個別リード電極91は、圧電体70の端部70bよりも外部にまで引き出された第1電極60の-X方向の端部60bに電気的に接続されている。配線部85を省略し、個別リード電極91が第1電極60の端部60bに直接接続されてもよい。
図4に示すように、共通リード電極92は、Y軸方向に沿って延伸し、Y軸方向の両端において屈曲して-X方向に引き出されている。共通リード電極92は、Y軸方向に沿って延伸する延設部92a、および延設部92bを有する。図4および図5に示すように、個別リード電極91及び共通リード電極92の一方の端部は、封止基板30に形成された貫通孔32内に露出するように延設されており、貫通孔32内で中継基板120と電気的に接続されている。
中継基板120は、例えば、フレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuit)により構成されている。中継基板120は、制御部580および図示しない電源回路と接続するための複数の配線が形成されている。なお、FPCに代えて、FFC(Flexible Flat Cable)など、可撓性を有する任意の基板により構成されてもよい。中継基板120には、スイッチング素子を有する集積回路121が実装されている。集積回路121には、圧電素子300を駆動するための信号が入力される。集積回路121は、入力される信号に基づいて、圧電素子300を駆動するための信号が第1電極60に供給されるタイミングを制御する。これにより、圧電素子300が駆動するタイミング、及び圧電素子300の駆動量が制御される。
図4および図6には、測定用リード電極93が示されている。測定用リード電極93は、検出抵抗体401に電気的に接続される。本実施形態では、測定用リード電極93は、個別リード電極91および共通リード電極92と同一層に形成され、互いに電気的に不連続となるように形成されている。検出抵抗体401は、測定用リード電極93により、中継基板120に電気的に接続されており、これにより、温度演算部450が検出抵抗体401の電気抵抗値を検出可能になる。
測定用リード電極93の材料は、導電性を有する材料であり、例えば、金(Au)、銅(Cu)、チタン(Ti)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)等である。測定用リード電極93の材料は、個別リード電極91および共通リード電極92と同じ材料である。測定用リード電極93は、金(Au)以外の任意の材料が用いられてよく、個別リード電極91および共通リード電極92と異なる材料であってもよい。
図8に示すように、測定用リード電極93は、圧電体70の上部に延設されている配線部93a,93bと、圧電体70を貫通する貫通孔70Hに設けられるコンタクトホール93Hと、を備えている。貫通孔70Hは、例えば、圧電体70形成時のイオンミリングなどにより、圧電体70を成膜する際に形成することができる。配線部93aは、コンタクトホール93Hを介して検出抵抗体401に電気的に接続されている。図示を省略するが、配線部93bも同様に、コンタクトホール93Hを介して検出抵抗体401に電気的に接続されている。コンタクトホール93Hは、配線部93a,93bのいずれかにのみ備えられてもよい。また、コンタクトホール93Hは、省略されてもよい。
図4に示すように、振動板50の-Z方向側の面には、さらに、検出抵抗体401が設けられている。図4に示すように、本実施形態では、検出抵抗体401は、平面視において、第1圧力室列L1および第2圧力室列L2の周囲を囲むように連続して形成されている。より具体的には、検出抵抗体401は、第1配線部である測定用リード電極93に電気的に接続される第1延在部分401Aと、第1延在部分401Aから連続する第2延在部分401Bと、第3延在部分401Cとを備えている。
第1延在部分401Aは、複数の圧力室12に対して配列方向における一方側、具体的には-Y方向側の位置で、交差方向であるX軸方向に沿って延在している。本実施形態では、第1延在部分401Aは、配線部93aに接続される第1延在部分401A1と、配線部93bに電気的に接続される第1延在部分401A2とを含んでいる。第2延在部分401Bは、配列方向であるY軸方向に沿って延在している。本実施形態では、第2延在部分401Bは、第1延在部分401A1と連続する第2延在部分401B1と、第1延在部分401A2と連続する第2延在部分401B2とを含んでいる。第3延在部分401Cは、複数の圧力室12に対して配列方向における他方側、具体的には+Y方向側の位置で、交差方向であるX軸方向に沿って延在している。本実施形態において、第3延在部分401Cは、第2延在部分401Bから連続して形成され、第2延在部分401B1と第2延在部分401B2とを電気的に接続している。
図6および図7に例として示すように、検出抵抗体401は、圧力室基板10内のインクの流路の近傍を通るように配置されている。本実施形態では、検出抵抗体401のうち、第2延在部分401Bは、各圧力室12近傍の絞り部13に対して振動板50を挟んだ-Z方向側を通るように配置されている。図4の例では、検出抵抗体401の第2延在部分401Bは、配列方向に沿って複数回往復される、いわゆる蛇行パターンとして形成されている。温度検出に寄与しやすい第2延在部分401Bをこのように構成することにより、検出抵抗体401による圧力室12内のインクの温度の検出精度を高くすることができる。ただし、検出抵抗体401の第2延在部分401Bは、配列方向に代えて、例えば、交差方向に沿って複数回往復される蛇行パターンで形成されてもよく、蛇行パターンに代えて、例えば、直線状などの任意の形状で形成されてもよい。
検出抵抗体401の材料は、電気抵抗値が温度依存性を有する材料であり、例えば、金(Au)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、チタン(Ti)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等を用いることができる。このうち、白金(Pt)は、温度による電気抵抗の変化が大きく、安定性と精度が高いという観点から、検出抵抗体401の材料として好適に採用できる。
図7に示すように、本実施形態では、検出抵抗体401は、積層方向において第1電極60と同じ層とされ、第1電極60とは電気的に不連続となるように形成されている。本実施形態では、検出抵抗体401は、第1電極60を形成する工程で第1電極60とともに形成される。すなわち、検出抵抗体401は、第1電極60と同じ材料である白金(Pt)で形成され、検出抵抗体401の厚みは、第1電極60と同様に80ナノメートル程度である。ただし、これに限らず、検出抵抗体401は、第1電極60とは別に個別に形成されてもよく、第1電極60とは異なる層とともに形成されてもよい。
温度の検出精度の低下を抑制する観点から、検出抵抗体401からの放熱は、抑制されることが好ましい。図7に示すように、本実施形態では、検出抵抗体401の上部には、さらに、低熱伝導層402が積層されている。具体的には、低熱伝導層402は、検出抵抗体401のうち圧力室基板10と対向する面とは逆側の面、すなわち-Z方向側の面に設けられている。低熱伝導層402は、検出抵抗体401よりも熱伝導率が低い層である。
低熱伝導層402は、図8に示すように、測定用リード電極93と、検出抵抗体401の上部とのコンタクトホール93Hを介した電気的な接続を容易にする観点から、例えば、金属など、導電性を有する材料であることが好ましい。検出抵抗体401のうち圧力室基板10と対向する面とは逆側の面に、熱伝導率が低い層を設けることにより、圧力室12内のインクから検出抵抗体401に伝わった熱が、圧力室基板10と対向する面とは逆側の面から放熱されることを抑制することができる。低熱伝導層402は、検出抵抗体401からの放熱をより確実に抑制するために、厚いほど好ましい。なお、低熱伝導層402は、必ずしも検出抵抗体401に当接している必要はなく、例えば、検出抵抗体401と低熱伝導層402との間に、例えば、イリジウム(Ir)など検出抵抗体401と低熱伝導層402との密着性を向上するための密着層などが配置されてもよい。低熱伝導層402は、省略することができ、以降の説明において、特に断らない限り、低熱伝導層402の構成について省略したうえで説明する。
図9は、圧電体70の変位特性の一例を示す説明図である。図9には、横軸を電圧とし、縦軸を圧電体70の変位とするグラフが示されている。図9に示すように、圧電体70の変位は、いわゆる逆圧電効果により、電圧の変化に対して所定のヒステリシスループを形成する。
図9に破線で示すグラフGF1は、製造直後の状態の圧電体70の変位特性を示している。製造直後の圧電体70では、ヘッド制御部520が第1電極60に印加する駆動電圧を調節することで、電圧Vc1以上かつ電圧Vc2以下の範囲RG1の電圧が圧電体70に印加される。これにより、製造直後の圧電体70には、グラフGF1のうち実線D1で示すように、プロットP1からプロットP2までの変位量が発生する。圧電体70には、例えば、駆動回数が増加するなどの所定の条件により、ヒステリシスループが低電圧側にシフトする現象が発生し得る。
図9に実線で示すグラフGF2は、製造直後の圧電体70に対して所定の条件を与えることにより変化した状態の圧電体70の変位特性の例を示している。変位特性が変化した状態の圧電体70では、ヒステリシスループが低電圧側に電圧ΔVCだけシフトしている。この場合には、圧電体70に上記の範囲RG1の電圧を印加したとしても、圧電体70の変位特性が充分に得られなくなる。そのため、圧電体70には、グラフGF2のうち太い実線D2で示すように、電圧Vc1よりも電圧ΔVCだけ低い電圧Vc3以上、かつ電圧Vc2よりも電圧ΔVCだけ低い電圧Vc4以下の範囲RG2の電圧を印加することにより、製造直後の圧電体70と同程度の変位量として、プロットP3からプロットP4までの変位を発生させることができる。
図10は、電圧ΔVCに影響を与える因子を調査した実験結果を示す説明図である。図10の縦軸は電圧ΔVCであり、横軸は圧電素子300の累計駆動回数を示している。図10において、電圧ΔVCの単位は「V」であり、累計駆動回数の単位は、「億回」である。「累計駆動回数」とは、圧電体70に駆動電圧が印加された回数の累計を意味する。累計駆動回数に代えて、累計駆動回数に関する情報が用いられてもよい。「累計駆動回数に関する情報」とは、累計駆動回数を間接的に示す情報であり、累計駆動回数を導出し得る情報を意味する。累計駆動回数には、例えば、圧電素子300の駆動時間、圧電体70に駆動電圧が印加された時間の累計、圧電体70に基準電圧が印加された時間の累計、液体吐出ヘッド510からのインクの吐出回数などが含まれ得る。
本実施形態では、さらに、累計駆動回数に対する電圧ΔVCの関係の調査について、圧電体70の温度ごとに行った。圧電体70の温度は、図10のグラフにおいて、25℃での試験結果を円形のプロットで示し、60℃での試験結果を三角形のプロットで示し、70℃での試験結果を四角形のプロットで示している。なお、圧電体70の温度には、検出抵抗体401による検出結果を用いて導出された結果を用いた。
図10に示すように、以下(1)~(3)の実験結果が得られた。
(1)累計駆動回数が増加すると、電圧ΔVCの絶対値は大きくなり、ヒステリシスループの低電圧側へのシフト量が大きくなる。
(2)圧電体70の温度が高くなると、電圧ΔVCの絶対値は大きくなり、ヒステリシスループの低電圧側へのシフト量が大きくなる。
(3)累計駆動回数が所定の回数以上に増加すると、電圧ΔVCの変化量が緩やかになる。
発明者らは、以上の実験結果から、圧電体70に印加する駆動波形を、累計駆動回数および圧電体70の温度に対応する電圧ΔVCだけ補正することにより、製造直後の圧電体70と同程度の変位量を得ることができることを新たに知見した。累計駆動回数および圧電体70の温度に基づく圧電体70の変位特性の変化の影響を小さくすることにより、液体吐出装置500のインクの吐出性能が低減することを抑制することができる。
(1)累計駆動回数が増加すると、電圧ΔVCの絶対値は大きくなり、ヒステリシスループの低電圧側へのシフト量が大きくなる。
(2)圧電体70の温度が高くなると、電圧ΔVCの絶対値は大きくなり、ヒステリシスループの低電圧側へのシフト量が大きくなる。
(3)累計駆動回数が所定の回数以上に増加すると、電圧ΔVCの変化量が緩やかになる。
発明者らは、以上の実験結果から、圧電体70に印加する駆動波形を、累計駆動回数および圧電体70の温度に対応する電圧ΔVCだけ補正することにより、製造直後の圧電体70と同程度の変位量を得ることができることを新たに知見した。累計駆動回数および圧電体70の温度に基づく圧電体70の変位特性の変化の影響を小さくすることにより、液体吐出装置500のインクの吐出性能が低減することを抑制することができる。
図11は、圧電体70に供給される駆動波形の一例を示す説明図である。図11には、横軸を時間とし、縦軸を電圧とする2つの駆動波形が示されている。圧電体70に入力される駆動波形は、圧電体70に印加される駆動電圧と基準電圧との電圧差によって規定される。本実施形態では、予め定められた固定値としての基準電圧に対して、駆動電圧を時間軸に対して調節することにより任意の駆動波形を生成する。破線で示すグラフGF3は、製造直後の圧電体70に対して供給される駆動波形の一例を示している。グラフGF3の駆動波形は、上述の範囲RG1の電圧により形成される。実線で示すグラフGF4は、グラフGF3の駆動波形に対して電圧ΔVcだけ低電圧側へシフトするように補正した状態の駆動波形を示している。駆動波形は、駆動電圧と基準電圧との電圧差を調節することによって低電圧側へシフトさせることができる。
図12は、第1実施形態に係る液体吐出装置500が行う駆動波形の補正方法を概念的に示す説明図である。本実施形態では、第2電極80に印加する基準電圧Vbs1を補正することなく一定とし、第1電極60に印加する駆動電圧の電圧値を補正することによって、駆動波形を低電圧側にシフトさせる。したがって、補正前後での基準電圧Vbs1は互いに等しい。これに対して、補正前の駆動電圧Vcom1を電圧ΔVcomだけ低電圧側へ補正した駆動電圧Vcom2を印加することにより、図11にグラフGF4で示した補正後の駆動波形を得ることができる。電圧ΔVcomは、図11に示す電圧ΔVcと略等しい。本実施形態では、駆動電圧Vcom1と駆動電圧Vcom2との波形の形状は互いに略同一であり、駆動電圧Vcom1の電圧値の最大値と最小値との差と、補正後の駆動電圧Vcom2の最大値と最小値との差とが互いに等しくされている。
図12に示す電圧差ΔVAは、図11にグラフGF3で示した製造直後の圧電体70に印加される駆動波形、すなわち補正前の駆動波形を形成するための駆動電圧Vcom1と、基準電圧Vbs1との電圧差を意味する。この製造直後の圧電体70に印加される駆動波形を形成するための駆動電圧Vcom1と、基準電圧Vbs1との電圧差は、初期状態の電圧差であり、本開示において「基準電圧差」とも呼ばれる。電圧差ΔVBは、低電圧側にシフトさせた補正後の駆動波形を形成するための電圧差である。電圧差ΔVBは、基準電圧差と、補正値としての電圧ΔVcomとの総和に等しい。
図13は、駆動波形の補正テーブルの一例を示す説明図である。図13に示す補正テーブル622Aは、サーバー600の記憶部620に予め格納されている補正テーブル622の一例である。本実施形態において、補正テーブル622Aには、累計駆動回数と、圧電体70の温度との各条件に対応する駆動電圧の補正値が規定されている。補正テーブル622Aは、図10で示した試験結果等を用いて予め実験的に作成されたものである。なお、補正テーブル622Aならびに後述する補正テーブル622Bでは、検出抵抗体401による検出温度を圧電体70の温度とみなして用いる。補正テーブル622Aに規定されている補正値は、図12で示した電圧ΔVcomに相当する。したがって、補正値がゼロとは、基準電圧差に基づく初期状態の駆動波形が形成されることを意味する。
図13に示すように、累計駆動回数が1億回未満である場合には、駆動電圧と基準電圧との電圧差が基準電圧差、すなわち補正値がゼロであり、初期状態の駆動波形で圧電体70を駆動するように設定されている。累計駆動回数が任意の第1回数である場合の駆動電圧と基準電圧との電圧差を第1値としたとき、累計駆動回数が第1回数よりも多い第2回数である場合には、駆動電圧と基準電圧との電圧差は、第1値よりも小さい値となるように設定されている。第2回数における駆動電圧と基準電圧との電圧差の設定値を、「第2値」とも呼ぶ。図13の例では、第1回数を例えば1億回未満としたとき、第1値は基準電圧差であり、第2回数を例えば50億回以上70億回未満としたとき、第2値は、「基準電圧差-0.10」である。
また、累計駆動回数が第1回数である場合の駆動電圧の電圧値を「第1駆動電圧値」としたとき、累計駆動回数が第1回数よりも多い第2回数である場合には、駆動電圧が第1駆動電圧値よりも小さい値となるように設定されている。第2回数における駆動電圧を、「第2駆動電圧値」とも呼ぶ。換言すれば、補正テーブル622Aでは、累計駆動回数が多くなると、補正値の絶対値が大きくなり、駆動電圧の電圧値が小さくなるように設定されている。このとき、累計駆動回数が第1回数である場合における基準電圧と、累計駆動回数が第2回数である場合における基準電圧とは互いに等しい。したがって、累計駆動回数が多くなると、駆動電圧と基準電圧との電圧差は大きくなり、この結果、駆動波形は低電圧側へシフトする。なお、累計駆動回数が第1回数である場合における駆動波形の形状と、累計駆動回数が第2回数である場合における駆動波形の形状とは互いに等しい。すなわち、累計駆動回数が第1回数である場合における駆動電圧の最大値と最小値との差と、累計駆動回数が第2回数である場合における駆動電圧の最大値と最小値との差とは互いに等しい。
電圧演算部612は、記憶部620に格納された補正テーブル622Aを利用して、駆動電圧を決定する。具体的には、サーバー600の電圧演算部612は、検出抵抗体401により検出された温度と、取得部としてのヘッド制御部520により取得された累計駆動回数とを、液体吐出装置500から通信部586を介して取得する。電圧演算部612は、補正テーブル622Aを利用して、取得した温度と、累計駆動回数とに対応する補正値を導出した駆動電圧を、通信部630を介して液体吐出装置500に送信する。液体吐出装置500のヘッド制御部520は、補正後の駆動電圧を、サーバー600から通信部586を介して取得し、第1電極60に印加する。この結果、補正後の駆動波形を圧電体70に供給することができる。
本実施形態では、電圧演算部612は、補正テーブル622Aを用いて、さらに、検出抵抗体401による温度の検出結果を用いて補正を行う。例えば、累計駆動回数が第1回数である場合において、さらに検出抵抗体401により検出された温度が任意の第1温度である場合における駆動電圧と基準電圧との電圧差を第3値とし、検出抵抗体401により検出された温度が第1温度よりも高い第2温度である場合には、駆動電圧と基準電圧との電圧差が第3値以上の第4値となるように設定されている。図13の例では、第1回数が1億回未満であり、第1温度が30℃以下である場合には、補正値はゼロである。すなわち、駆動電圧と基準電圧との電圧差は、第3値の一例としての基準電圧差となるように設定される。また、検出抵抗体401による温度が第1温度よりも高い第2温度として、例えば60℃である場合には、補正値は第3値と同じゼロであり、駆動電圧と基準電圧との電圧差は、第4値の一例としての基準電圧差となるように設定されている。第4値は第3値よりも大きくなるように設定することもできる。
また、累計駆動回数が第1回数よりも多い第2回数である場合において、さらに検出抵抗体401により検出された温度が任意の第1温度である場合における駆動電圧と基準電圧との電圧差を第5値としたとき、検出抵抗体401により検出された温度が第1温度よりも高い第2温度である場合には、駆動電圧と基準電圧との電圧差が第5値よりも大きい第6値となるように設定されている。図13の例では、第2回数が50億回以上70億回未満であり、第1温度が30℃以下であるとき、補正値は「-0.10」であり、駆動電圧と基準電圧との電圧差は、第5値の一例としての「基準電圧差-0.10」となるように設定される。これに対して、検出抵抗体401による温度が第2温度として、例えば60℃である場合には、補正値は-0.18であり、駆動電圧と基準電圧との電圧差は、第6値の一例としての「基準電圧差-0.18」となるように設定される。このように、補正テーブル622Aでは、検出抵抗体401による温度が高くなると、補正値の絶対値が大きくなり、駆動電圧の電圧値が小さくなるように設定されている。
以上、説明したように、本実施形態の液体吐出装置500は、複数の圧力室12を備える圧力室基板10、複数の圧力室12に対して個別に設けられる個別電極としての第1電極60、複数の圧力室12に対して共通に設けられる共通電極としての第2電極80、個別電極と共通電極との間に設けられ、圧力室12内のインクに圧力を付与するための圧電体70、および個別電極および共通電極に電気的に接続される駆動配線としての個別リード電極91および共通リード電極92、を有する液体吐出ヘッド510と、個別電極に駆動電圧を印加し、共通電極に基準電圧を印加して圧電体70を駆動することにより液体吐出ヘッド510の吐出動作を制御する制御部580と、圧電体70の累計駆動回数に関する情報を取得する取得部としてのヘッド制御部520と、を備えている。制御部580は、累計駆動回数が第1回数である場合に、駆動電圧と基準電圧との電圧差が第1値となるように圧電体を駆動し、累計駆動回数が第1回数よりも多い第2回数である場合に、電圧差を第1値よりも小さい第2値となるように圧電体を駆動する。この形態の液体吐出装置500によれば、累計駆動回数が大きくなる場合に、駆動電圧と基準電圧との電圧差が大きくなるように補正するので、累計駆動回数の増加による圧電体70の変位特性に伴う吐出性能の低下を抑制することができる。したがって、圧電体70のエージング処理を行う必要がなくなり、圧電素子300を長寿命化することができる。
本実施形態の液体吐出装置500によれば、制御部580は、累計駆動回数が第1回数である場合に、駆動電圧が第1駆動電圧値となるように圧電体70を駆動し、累計駆動回数が第2回数である場合に、駆動電圧が第1駆動電圧値よりも小さい第2駆動電圧値となるように圧電体70を駆動する。この形態の液体吐出装置500によれば、駆動電圧を補正するという簡易な方法により駆動波形を低電圧側へシフトさせることができ、吐出性能の低下を抑制することができる。
本実施形態の液体吐出装置500によれば、制御部580は、累計駆動回数が第1回数である場合における基準電圧と、累計駆動回数が第2回数である場合における基準電圧とが互いに等しくなるように圧電体70を駆動する。この形態の液体吐出装置500によれば、駆動波形を低電圧側へシフトさせる際に、基準電圧を補正することなく、より簡易な方法により吐出性能の低下を抑制することができる。
本実施形態の液体吐出装置500によれば、制御部580は、累計駆動回数が第1回数である場合における駆動電圧の最大値と最小値との差と、累計駆動回数が第2回数である場合における駆動電圧の最大値と最小値との差とが互いに等しくなるように圧電体70を駆動する。この形態の液体吐出装置500によれば、補正前後での駆動波形の形状を維持することができ、補正前後でのインクの吐出量の変化を抑制することができる。
本実施形態の液体吐出装置500は、さらに、圧力室12内のインクの温度を検出するための検出抵抗体401を備えている。制御部580は、累計駆動回数が第1回数である場合において、さらに、検出抵抗体401により検出された温度が第1温度である場合には、電圧差が第3値となるように圧電体70を駆動する。検出抵抗体401により検出された温度が第1温度よりも高い第2温度である場合には、電圧差が第3値以上の第4値となるように圧電体70を駆動する。累計駆動回数が第2回数である場合において、さらに、検出抵抗体401により検出された温度が第1温度である場合には、電圧差が第5値となるように圧電体70を駆動する。検出抵抗体401により検出された温度が第2温度である場合には、電圧差が第5値よりも大きい第6値となるように圧電体70を駆動する。この形態の液体吐出装置500によれば、さらに圧電体70の温度に応じて駆動電圧と基準電圧との電圧差を補正するので、圧電体70の温度変化に伴う変位特性の変化の影響を小さくすることができ、吐出性能の低下をより抑制することができる。
本実施形態の液体吐出装置500によれば、検出抵抗体401は、個別電極としての第1電極60と同じ材料で形成されている。検出抵抗体401を第1電極60の形成工程で形成することができ、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
本実施形態の液体吐出装置500によれば、さらに、検出抵抗体401により検出された温度と、取得部としてのヘッド制御部520により取得された累計駆動回数とをサーバー600に送信する送信部と、送信部により送信された温度および累計駆動回数に対応する駆動電圧および基準電圧を、サーバー600から受信する受信部として機能する通信部586を備える。この形態の液体吐出装置500によれば、駆動波形の補正値の演算機能を液体吐出装置500外に備えることができ、液体吐出装置500を簡素化することができる。
B.第2実施形態:
図14は、第2実施形態に係る液体吐出装置500が行う駆動波形の補正方法を概念的に示す説明図である。本実施形態では、第1電極60に印加する駆動電圧Vcom1を補正することなく一定とし、第2電極80に印加する基準電圧を補正することによって駆動波形を低電圧側にシフトさせる。したがって、補正前後での駆動電圧Vcom1は互いに等しい。これに対して、図14に示すように、補正前の基準電圧Vbs1を電圧ΔVbsだけ高電圧側へ補正した基準電圧Vbs2を印加することにより、図11にグラフGF4で示した補正後の駆動波形を得ることができる。電圧ΔVbsは、図11に示す電圧ΔVcと略等しい。
図14は、第2実施形態に係る液体吐出装置500が行う駆動波形の補正方法を概念的に示す説明図である。本実施形態では、第1電極60に印加する駆動電圧Vcom1を補正することなく一定とし、第2電極80に印加する基準電圧を補正することによって駆動波形を低電圧側にシフトさせる。したがって、補正前後での駆動電圧Vcom1は互いに等しい。これに対して、図14に示すように、補正前の基準電圧Vbs1を電圧ΔVbsだけ高電圧側へ補正した基準電圧Vbs2を印加することにより、図11にグラフGF4で示した補正後の駆動波形を得ることができる。電圧ΔVbsは、図11に示す電圧ΔVcと略等しい。
図14に示す電圧差ΔVAは、図11にグラフGF3で示した製造直後の圧電体70に印加される駆動波形、すなわち補正前の駆動波形を形成するための駆動電圧Vcom1と、基準電圧Vbs1との電圧差であり、基準電圧差である。電圧差ΔVBは、低電圧側にシフトさせた補正後の駆動波形を形成するための電圧差である。このように、駆動電圧に代えて基準電圧を高電圧側に補正することにより、駆動波形を低電圧側にシフトさせてもよい。この形態の液体吐出装置500であっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
図15は、駆動波形の補正テーブルの第二の例を示す説明図である。補正テーブル622Bには、累計駆動回数と、圧電体70の温度との各条件に対応する基準電圧の補正値が規定されている。補正テーブル622Bの設定方法は、上述した補正テーブル622Aの設定方法と同様であり、補正テーブル622Bの各補正値の絶対値は、補正テーブル622Aの各補正値の絶対値と一致している。補正テーブル622Bに規定されている補正値は、図14で示した電圧ΔVbsに相当する。
図15に示すように、補正テーブル622Bでは、累計駆動回数が第1回数である場合の基準電圧の電圧値を「第1基準電圧値」としたとき、累計駆動回数が第1回数よりも多い第2回数である場合には、基準電圧が第1基準電圧値よりも大きい値となるように設定されている。第2回数における基準電圧を、「第2基準電圧値」とも呼ぶ。換言すれば、補正テーブル622Bでは、累計駆動回数が多くなると、補正値の絶対値が大きくなり、基準電圧の電圧値が大きくなるように設定されている。このとき、累計駆動回数が第1回数である場合における駆動電圧と、累計駆動回数が第2回数である場合における駆動電圧とは互いに等しい。したがって、累計駆動回数が多くなると、駆動電圧と基準電圧との電圧差は大きくなり、この結果、駆動波形は低電圧側へシフトする。なお、累計駆動回数が第1回数である場合における駆動波形の形状と、累計駆動回数が第2回数である場合における駆動波形の形状とは互いに等しい。すなわち、累計駆動回数が第1回数である場合における基準電圧の最大値と最小値との差と、累計駆動回数が第2回数である場合における基準電圧の最大値と最小値との差とは互いに等しい。
本実施形態の液体吐出装置500によれば、制御部580は、累計駆動回数が第1回数である場合に、基準電圧が第1基準電圧値となるように圧電体70を駆動し、累計駆動回数が第2回数である場合に、基準電圧が第1基準電圧値よりも大きい第2基準電圧値となるように圧電体70を駆動する。この形態の液体吐出装置500によれば、基準電圧を補正するという簡易な方法により駆動波形を低電圧側へシフトさせることができ、吐出性能の低下を抑制することができる。
本実施形態の液体吐出装置500によれば、制御部580は、累計駆動回数が第1回数である場合における駆動電圧と、累計駆動回数が第2回数である場合における駆動電圧とが互いに等しくなるように圧電体70を駆動する。この形態の液体吐出装置500によれば、駆動波形を低電圧側へシフトさせる際に、駆動電圧を補正することなく、より簡易な方法により吐出性能の低下を抑制することができる。
C.他の実施形態:
(C1)上記第1実施形態では、共通電極としての第2電極80は、圧電体70の上部に設けられ、個別電極としての第1電極60は、圧電体70の下部に設けられる例を示した。これに対して、共通電極を圧電体70の下部に設けられる下部電極とし、個別電極を圧電体70の上部に設けられる上部電極としてもよい。この場合において、検出抵抗体401は、圧電体70の下部に設けられる共通電極としての下部電極と同じ材料を用いて形成されることが好ましい。これにより、検出抵抗体401を共通電極の形成工程で形成することができ、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
(C1)上記第1実施形態では、共通電極としての第2電極80は、圧電体70の上部に設けられ、個別電極としての第1電極60は、圧電体70の下部に設けられる例を示した。これに対して、共通電極を圧電体70の下部に設けられる下部電極とし、個別電極を圧電体70の上部に設けられる上部電極としてもよい。この場合において、検出抵抗体401は、圧電体70の下部に設けられる共通電極としての下部電極と同じ材料を用いて形成されることが好ましい。これにより、検出抵抗体401を共通電極の形成工程で形成することができ、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
(C2)上記第1実施形態では、検出抵抗体401の材料は、白金(Pt)であり、第1電極60と同じ材料で形成されている。これに対して、検出抵抗体401は、個別電極に限らず、共通電極、駆動配線のいずれかと同じ材料で形成されてよい。例えば、検出抵抗体401は、共通電極である第2電極80と同じ材料で形成されてもよい。この形態の液体吐出装置500によれば、例えば、検出抵抗体401を第2電極80の形成工程で形成することができ、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。また、検出抵抗体401は、駆動配線である個別リード電極91や共通リード電極92と同じ材料で形成されてもよい。この形態の液体吐出装置500によれば、例えば、検出抵抗体401を個別リード電極91や共通リード電極92の形成工程で形成することができ、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
(C3)上記第1実施形態では、補正テーブル622および電圧演算部612がサーバー600に備えられる例を示した。これに対して、補正テーブル622および電圧演算部612は、液体吐出装置500の制御部580に備えられていてもよい。また、ヘッド制御部520および温度演算部450の機能ならびに補正テーブル622および電圧演算部612は、液体吐出ヘッド510に備えられてもよい。
(C4)上記各実施形態では、液体吐出装置500が検出抵抗体401を備える例を示した。これに対して、例えば、圧電体70の温度による補正を行う必要がない場合には、検出抵抗体401は備えられなくてもよい。また、上記各実施形態では、検出抵抗体401が液体吐出ヘッド510内の圧力室12近傍に備えられる例を示した。これに対して、検出抵抗体401は、圧力室12近傍でなく、液体吐出ヘッド510内の任意の位置に配置されていてもよい。また、液体吐出装置500には、抵抗配線による検出抵抗体401に代えて、圧電体70の温度を検出可能な任意の温度センサが備えられてもよく、温度センサは液体吐出ヘッド510の外部に備えられてもよい。
D.他の形態:
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
(1)本開示の一形態によれば、液体吐出装置が提供される。この液体吐出装置は、複数の圧力室を備える圧力室基板、前記複数の圧力室に対して個別に設けられる個別電極、前記複数の圧力室に対して共通に設けられる共通電極、前記個別電極と前記共通電極との間に設けられ、前記圧力室内の液体に圧力を付与するための圧電体、および前記個別電極および前記共通電極に電気的に接続される駆動配線、を有する液体吐出ヘッドと、前記個別電極に駆動電圧を印加し、前記共通電極に基準電圧を印加して前記圧電体を駆動することにより前記液体吐出ヘッドの吐出動作を制御する制御部と、前記圧電体の累計駆動回数に関する情報を取得する取得部と、を備える。前記制御部は、前記累計駆動回数が第1回数である場合に、前記駆動電圧と前記基準電圧との電圧差が第1値となるように前記圧電体を駆動し、前記累計駆動回数が前記第1回数よりも多い第2回数である場合に、前記電圧差を前記第1値よりも小さい第2値となるように前記圧電体を駆動する。この形態の液体吐出装置によれば、累計駆動回数が大きくなる場合に、駆動電圧と基準電圧との電圧差が大きくなるように補正するので、累計駆動回数の増加による圧電体の変位特性に伴う吐出性能の低下を抑制することができる。したがって、圧電体のエージング処理を行う必要がなくなり、圧電素子を長寿命化することができる。
(2)上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記累計駆動回数が前記第1回数である場合に、前記駆動電圧が第1駆動電圧値となるように前記圧電体を駆動してもよく、前記累計駆動回数が前記第2回数である場合に、前記駆動電圧が前記第1駆動電圧値よりも小さい第2駆動電圧値となるように前記圧電体を駆動してもよい。この形態の液体吐出装置によれば、駆動電圧を補正するという簡易な方法により駆動波形を低電圧側へシフトさせることができる。
(3)上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記累計駆動回数が前記第1回数である場合における前記基準電圧と、前記累計駆動回数が前記第2回数である場合における前記基準電圧とが互いに等しくなるように前記圧電体を駆動してよい。この形態の液体吐出装置によれば、駆動波形を低電圧側へシフトさせる際に、基準電圧を補正することなく、より簡易な方法により吐出性能の低下を抑制することができる。
(4)上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記累計駆動回数が前記第1回数である場合における前記駆動電圧の最大値と最小値との差と、前記累計駆動回数が前記第2回数である場合における前記駆動電圧の最大値と最小値との差とが互いに等しくなるように前記圧電体を駆動してよい。この形態の液体吐出装置によれば、補正前後での駆動波形の形状を維持することができ、補正前後でのインクの吐出量の変化を抑制することができる。
(5)上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記累計駆動回数が前記第1回数である場合に、前記基準電圧が第1基準電圧値となるように前記圧電体を駆動してよい。前記累計駆動回数が前記第2回数である場合に、前記基準電圧が前記第1基準電圧値よりも大きい第2基準電圧値となるように前記圧電体を駆動してよい。この形態の液体吐出装置によれば、基準電圧を補正するという簡易な方法により駆動波形を低電圧側へシフトさせることができ、吐出性能の低下を抑制することができる。
(6)上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記累計駆動回数が前記第1回数である場合における前記駆動電圧と、前記累計駆動回数が前記第2回数である場合における前記駆動電圧とが互いに等しくなるように前記圧電体を駆動してよい。この形態の液体吐出装置によれば、駆動波形を低電圧側へシフトさせる際に、駆動電圧を補正することなく、より簡易な方法により吐出性能の低下を抑制することができる。
(7)上記形態の液体吐出装置において、さらに、前記圧力室内の液体の温度を検出するための検出抵抗体を備えてよい。前記制御部は、前記累計駆動回数が前記第1回数である場合において、さらに、前記検出抵抗体により検出された温度が第1温度である場合には、前記電圧差が第3値となるように前記圧電体を駆動してよく、前記検出抵抗体により検出された温度が前記第1温度よりも高い第2温度である場合には、前記電圧差が前記第3値以上の第4値となるように前記圧電体を駆動してよい。前記累計駆動回数が前記第2回数である場合において、さらに、前記検出抵抗体により検出された温度が前記第1温度である場合には、前記電圧差が第5値となるように前記圧電体を駆動してよく、前記検出抵抗体により検出された温度が前記第2温度である場合には、前記電圧差が前記第5値よりも大きい第6値となるように前記圧電体を駆動してよい。この形態の液体吐出装置によれば、さらに圧電体の温度に応じて駆動電圧と基準電圧との電圧差を補正するので、圧電体の温度変化に伴う変位特性の変化の影響を小さくすることができ、吐出性能の低下をより抑制することができる。
(8)上記形態の液体吐出装置において、前記検出抵抗体は、前記個別電極、前記共通電極、前記駆動配線のいずれかと同じ材料で形成されてよい。この形態の液体吐出装置によれば、検出抵抗体401を個別電極、共通電極、駆動配線のいずれかの形成工程で形成することができ、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
(9)上記形態の液体吐出装置において、前記共通電極は、前記圧電体の上部に設けられ、前記個別電極は、前記圧電体の下部に設けられてよい。
(10)上記形態の液体吐出装置において、さらに、前記取得部により取得された前記累計駆動回数をサーバーに送信する送信部と、前記送信部により送信された前記累計駆動回数に対応する前記駆動電圧および前記基準電圧を、前記サーバーから受信する受信部と、を備えてよい。この形態の液体吐出装置によれば、駆動波形の補正値の演算機能を液体吐出装置の外部に備えることができ、液体吐出装置を簡素化することができる。
本開示は、液体吐出装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、液体吐出システム、液体吐出装置の製造方法、液体吐出装置の制御方法等の形態で実現することができる。
本開示は、インクジェット方式に限らず、インク以外の他の液体を吐出する任意の液体吐出装置及びそれらの液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドにも適用することができる。例えば、以下のような各種の液体吐出装置およびその液体吐出ヘッドに適用可能である。
(1)ファクシミリ装置等の画像記録装置。
(2)液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置。
(3)有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイや、面発光ディスプレイ(Field Emission Display、FED)等の電極形成に用いられる電極材吐出装置。
(4)バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を吐出する液体吐出装置。
(5)精密ピペットとしての試料吐出装置。
(6)潤滑油の吐出装置。
(7)樹脂液の吐出装置。
(8)時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置。
(9)光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置。
(10)基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を吐出する液体吐出装置。
(11)他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体消費ヘッドを備える液体吐出装置。
(1)ファクシミリ装置等の画像記録装置。
(2)液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置。
(3)有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイや、面発光ディスプレイ(Field Emission Display、FED)等の電極形成に用いられる電極材吐出装置。
(4)バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を吐出する液体吐出装置。
(5)精密ピペットとしての試料吐出装置。
(6)潤滑油の吐出装置。
(7)樹脂液の吐出装置。
(8)時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置。
(9)光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置。
(10)基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を吐出する液体吐出装置。
(11)他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体消費ヘッドを備える液体吐出装置。
「液体」とは、液体吐出装置が消費できるような材料であれば良い。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であれば良く、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような液状態の材料も「液体」に含まれる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなども「液体」に含まれる。また、液体の代表的な例としては、以下のものが挙げられる。
(1)接着剤の主剤および硬化剤。
(2)塗料のベース塗料および希釈剤や、クリア塗料および希釈剤。
(3)細胞用インクの細胞を含有する主溶媒および希釈溶媒。
(4)金属光沢感を発現するインク(メタリックインク)のメタリックリーフ顔料分散液および希釈溶媒。
(5)車両用燃料のガソリン・軽油およびバイオ燃料。
(6)薬品の薬主成分および保護成分。
(7)発光ダイオード(LED)の蛍光体および封止材。
(1)接着剤の主剤および硬化剤。
(2)塗料のベース塗料および希釈剤や、クリア塗料および希釈剤。
(3)細胞用インクの細胞を含有する主溶媒および希釈溶媒。
(4)金属光沢感を発現するインク(メタリックインク)のメタリックリーフ顔料分散液および希釈溶媒。
(5)車両用燃料のガソリン・軽油およびバイオ燃料。
(6)薬品の薬主成分および保護成分。
(7)発光ダイオード(LED)の蛍光体および封止材。
10…圧力室基板、12…圧力室、13…絞り部、14…圧力室供給路、15…連通板、16…ノズル連通路、17…第1マニホールド部、18…第2マニホールド部、19…供給連通路、20…ノズルプレート、21…ノズル、30…封止基板、30T…天井部、30W…壁部、31…保持部、32…貫通孔、39…接着剤、40…ケース部材、41…収容部、42…第3マニホールド部、43…接続口、44…供給口、45…コンプライアンス基板、46…封止膜、47…固定基板、48…開口部、49…コンプライアンス部、50…振動板、55…弾性膜、56…絶縁体膜、60…第1電極、60b…端部、70…圧電体、70H…貫通孔、70a,70b…端部、80…第2電極、80b…端部、85…配線部、91…個別リード電極、92…共通リード電極、92a,92b…延設部、93…測定用リード電極、93H…コンタクトホール、93a,93b…配線部、96…配線部、100…マニホールド、120…中継基板、121…集積回路、300…圧電素子、401…検出抵抗体、401A,401A1,401A2…第1延在部分、401B,401B1,401B2…第2延在部分、401C…第3延在部分、402…低熱伝導層、430…電流印加回路、440…電圧検出回路、450…温度演算部、500…液体吐出装置、510…液体吐出ヘッド、520…ヘッド制御部、550…インクタンク、552…チューブ、560…搬送機構、562…搬送ローラー、564…搬送ロッド、566…搬送用モーター、570…移動機構、572…キャリッジ、574…搬送ベルト、576…移動用モーター、577…プーリー、580…制御部、582…CPU、584…記憶部、586…通信部、600…サーバー、610…CPU、612…電圧演算部、620…記憶部、622,622A,622B…補正テーブル、630…通信部、700…液体吐出システム、INT…インターネット、L1…第1圧力室列、L2…第2圧力室列、P…印刷用紙
Claims (10)
- 液体吐出装置であって、
複数の圧力室を備える圧力室基板、前記複数の圧力室に対して個別に設けられる個別電極、前記複数の圧力室に対して共通に設けられる共通電極、前記個別電極と前記共通電極との間に設けられ、前記圧力室内の液体に圧力を付与するための圧電体、および前記個別電極および前記共通電極に電気的に接続される駆動配線、を有する液体吐出ヘッドと、
前記個別電極に駆動電圧を印加し、前記共通電極に基準電圧を印加して前記圧電体を駆動することにより前記液体吐出ヘッドの吐出動作を制御する制御部と、
前記圧電体の累計駆動回数に関する情報を取得する取得部と、を備え、
前記制御部は、
前記累計駆動回数が第1回数である場合に、前記駆動電圧と前記基準電圧との電圧差が第1値となるように前記圧電体を駆動し、
前記累計駆動回数が前記第1回数よりも多い第2回数である場合に、前記電圧差を前記第1値よりも小さい第2値となるように前記圧電体を駆動する、
液体吐出装置。 - 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、
前記累計駆動回数が前記第1回数である場合に、前記駆動電圧が第1駆動電圧値となるように前記圧電体を駆動し、
前記累計駆動回数が前記第2回数である場合に、前記駆動電圧が前記第1駆動電圧値よりも小さい第2駆動電圧値となるように前記圧電体を駆動する、
液体吐出装置。 - 請求項2に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記累計駆動回数が前記第1回数である場合における前記基準電圧と、前記累計駆動回数が前記第2回数である場合における前記基準電圧とが互いに等しくなるように前記圧電体を駆動する、
液体吐出装置。 - 請求項2または請求項3に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記累計駆動回数が前記第1回数である場合における前記駆動電圧の最大値と最小値との差と、前記累計駆動回数が前記第2回数である場合における前記駆動電圧の最大値と最小値との差とが互いに等しくなるように前記圧電体を駆動する、
液体吐出装置。 - 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、
前記累計駆動回数が前記第1回数である場合に、前記基準電圧が第1基準電圧値となるように前記圧電体を駆動し、
前記累計駆動回数が前記第2回数である場合に、前記基準電圧が前記第1基準電圧値よりも大きい第2基準電圧値となるように前記圧電体を駆動する、
液体吐出装置。 - 請求項5に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記累計駆動回数が前記第1回数である場合における前記駆動電圧と、前記累計駆動回数が前記第2回数である場合における前記駆動電圧とが互いに等しくなるように前記圧電体を駆動する、
液体吐出装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
さらに、前記圧力室内の液体の温度を検出するための検出抵抗体を備え、
前記制御部は、
前記累計駆動回数が前記第1回数である場合において、さらに、
前記検出抵抗体により検出された温度が第1温度である場合には、前記電圧差が第3値となるように前記圧電体を駆動し、
前記検出抵抗体により検出された温度が前記第1温度よりも高い第2温度である場合には、前記電圧差が前記第3値以上の第4値となるように前記圧電体を駆動し、
前記累計駆動回数が前記第2回数である場合において、さらに、
前記検出抵抗体により検出された温度が前記第1温度である場合には、前記電圧差が第5値となるように前記圧電体を駆動し、
前記検出抵抗体により検出された温度が前記第2温度である場合には、前記電圧差が前記第5値よりも大きい第6値となるように前記圧電体を駆動する、
液体吐出装置。 - 前記検出抵抗体は、前記個別電極、前記共通電極、前記駆動配線のいずれかと同じ材料で形成されている、請求項7に記載の液体吐出装置。
- 請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
前記共通電極は、前記圧電体の上部に設けられ、
前記個別電極は、前記圧電体の下部に設けられる、
液体吐出装置。 - 請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
さらに、前記取得部により取得された前記累計駆動回数をサーバーに送信する送信部と、
前記送信部により送信された前記累計駆動回数に対応する前記駆動電圧および前記基準電圧を、前記サーバーから受信する受信部と、を備える、
液体吐出装置。
Priority Applications (2)
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JP2021199904A JP2023085715A (ja) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 液体吐出装置 |
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