JP2006082376A - Drive device of liquid jet head and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体吐出ヘッドの駆動装置及び画像形成装置に関し、特に静電型アクチュエータを用いる液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejection head driving apparatus and an image forming apparatus, and more particularly to a liquid ejection head and an image forming apparatus using an electrostatic actuator.
例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置としては、記録液の液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室(吐出室、圧力室、加圧室、インク流路等とも称される。)と、この液室の壁面を形成する振動板の少なくとも一部を構成する可変電極と、この可変電極に対向する対向電極とを有し、電極間に電圧が印加されることによって可変電極(振動板)を静電力で変位させて、振動板の機械的な復元力によって液室内に圧力を発生させることでノズルから液滴が吐出される静電型液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして搭載したものがある。 For example, as an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, a plotter, etc., a nozzle that discharges a recording liquid droplet and a liquid chamber (discharge chamber, pressure chamber, pressurizing chamber, ink flow path) communicating with the nozzle are used. And a variable electrode constituting at least a part of the diaphragm forming the wall surface of the liquid chamber, and a counter electrode facing the variable electrode, and a voltage is applied between the electrodes. An electrostatic liquid discharge head that discharges droplets from the nozzles by displacing the variable electrode (vibration plate) with electrostatic force and generating pressure in the liquid chamber by the mechanical restoring force of the vibration plate Some are equipped as recording heads.
このような記録液吐出方式の画像形成装置において、高画質画像を形成するためには、階調記録が不可欠であり、そのため、従前から、多値記録(中間調記録)を行なう方法として、濃度の異なる同色系のインクを複数有して、濃度を変化させる濃度変調方式、微小なドットをほぼ同じ位置に複数形成し、これによりドットの大きさを変調させるドット数変調方式、複数の容量(滴体積)のインク滴を打ち分け、ドットの大きさを変調させるドット径変調方式などで液体吐出ヘッドを駆動することが行なわれている。 In such a recording liquid discharge type image forming apparatus, gradation recording is indispensable for forming a high-quality image. Therefore, as a method for performing multi-value recording (halftone recording), a density has been conventionally used. A density modulation method that changes the density by using a plurality of inks of the same color of different colors, a dot number modulation method that modulates the dot size by forming a plurality of minute dots at substantially the same position, and a plurality of capacities ( The liquid discharge head is driven by a dot diameter modulation method that divides ink droplets (droplet volume) and modulates the size of the dots.
これらの変調方式のうち、ドット数変調方式は複数のドットで一つのドットを代替するため、ドット形状がいびつになって画質が十分でない。また、濃度変調方式は、技術的に達成難易度は低いが、増大させたインク色の数に応じて一定数のノズルを割り当てる必要があり、それだけヘッドのコストが上がるか、もしくは各色のノズルの割り当て数を減らす結果、印刷速度が低下することは避けられない。これらに対して、滴体積の異なる液滴を打ち分けるドット径変調方式は、ヘッドコストを上げることなく、画質と印刷速度を両立させるのに有効な中間調記録方式である。 Among these modulation methods, the dot number modulation method substitutes one dot with a plurality of dots, so that the dot shape becomes irregular and the image quality is not sufficient. In addition, although the density modulation method is technically difficult to achieve, it is necessary to assign a certain number of nozzles according to the increased number of ink colors, which increases the cost of the head or the nozzles of each color. As a result of reducing the number of assignments, it is inevitable that the printing speed will decrease. On the other hand, the dot diameter modulation method that separates droplets having different droplet volumes is a halftone recording method that is effective in achieving both image quality and printing speed without increasing the head cost.
そこで、静電型液体吐出ヘッドを用いてドット径変調方式で駆動する駆動装置としては、従来、例えば特許文献1に記載されているように、印加するパルス電圧(駆動パルス)のパルス幅を変化させて吐出液滴を可変するもの、特許文献2に記載されているように、複数回のパルス状の駆動電圧を印加し、液室内の圧力変動が正圧となる時間毎に振動板を復元させ、大きな滴を吐出させ或いは吐出させた後に飛翔中に合体させて大きな滴にするものが知られている。
また、特許文献3に記載されているように、1駆動周期内で第1の駆動パルスを印加した後、所定の間隔をおいて第2の駆動パルスを印加するようにしたもの、特許文献4に記載されているように、1駆動周期内に第一パルス電圧と第二パルス電圧を印加する駆動形態で少なくとも第一パルス電圧のパルス幅(Pw1)と立下り時間(Tf1)または第二パルス電圧のパルス幅(Pw2)と立下り時間(Tf2)のどちらか一方の組み合わせ、または、両方の組み合わせを調整して前記振動板の動作を制御して前記ノズルからインク液滴を1または2滴吐出させるもの、特許文献5に記載されているように、少なくとも、各パルスから次のパルスが印加されるまでの遅れ時間Tdが2μsecを越える駆動波形を印加する手段を備えているものなどもある。
しかしながら、上述した特許文献1に記載の駆動装置にあっては、ドット径変調方式を使用する場合に液滴量が変化しても吐出速度を一定としなければならないにもかかわらず、吐出する液滴量に応じて吐出速度が異なってしまうことになるという課題がある。
However, in the driving device described in
また、特許文献2に記載の駆動装置にあっては、インク流路内の圧力変動が正圧状態になっているときに振動板を復元させるというだけであり、静電型液体吐出ヘッドにおける圧力変動周期は一定ではなく、安定して飛翔中に複数の液滴を合体(マージ)させることができないという課題がある。
Further, in the driving device described in
さらに、特許文献3ないし5に記載の駆動装置にあっては、駆動パルスに対して一定の限定条件を定めているが、ここでも、静電型液体吐出ヘッドにおける圧力変動周期が一定でないことが考慮されておらず、安定して飛翔中に複数の液滴を合体(マージ)させることができないという課題がある。
Furthermore, in the driving devices described in
すなわち、静電型液体吐出ヘッドは、液室の壁面を形成する振動板(可変電極又は可変電極を一部に含む部材)自身の変形による機械的な力で吐出圧力を発生させるため、液室の剛性は振動板の剛性によって大きく変化することになる。これは、同じく振動板を用いる圧電素子型液体吐出ヘッドにあっては、振動板が圧電素子という剛性の高い部材に接合されていることから、液室の剛性が振動板の状態によって大きな影響を受けないのと異なっている。 In other words, the electrostatic liquid discharge head generates a discharge pressure by a mechanical force generated by deformation of a diaphragm (a variable electrode or a member including a variable electrode) that forms the wall surface of the liquid chamber. The rigidity of the plate varies greatly depending on the rigidity of the diaphragm. This is because, in a piezoelectric element type liquid discharge head that also uses a diaphragm, since the diaphragm is joined to a highly rigid member called a piezoelectric element, the rigidity of the liquid chamber has a great influence on the state of the diaphragm. It is different from not receiving.
このように、静電型液体ヘッドでは他の方式の液体吐出ヘッドと異なって振動板の状態によって液室の剛性が大きく変化するため、滴吐出後の液室内圧力変動によって振動板が変位することになり、その結果、液室内の圧力変動周期は振動板の状態によって変化し、特許文献2ないし5に記載されているような液体吐出ヘッドの液室内圧力変動周期が一定であることを前提とする構成は必ずしも妥当しなくなり、安定したマージを行なって滴の大きさを変化させることができない。
In this way, unlike other types of liquid discharge heads, the rigidity of the liquid chamber varies greatly depending on the state of the vibration plate, so that the vibration plate is displaced due to pressure fluctuations in the liquid chamber after droplet discharge. As a result, the pressure fluctuation cycle in the liquid chamber changes depending on the state of the diaphragm, and the pressure fluctuation cycle in the liquid chamber of the liquid discharge head as described in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、静電型液体吐出ヘッドを用いて階調記録を行うときに安定したドット形変調を行なうことができる液体吐出ヘッドの駆動装置及びこの駆動装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a liquid ejection head driving apparatus capable of performing stable dot-shaped modulation when performing gradation recording using an electrostatic liquid ejection head and the driving thereof An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the apparatus.
上記の課題を解決するため、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動装置は、1駆動周期内で複数の駆動パルスを含む駆動波形を印加するとき、複数の駆動パルスの立ち下がりが振動板の状態によって変化する液室内圧力振動周期の整数倍のタイミングになるように設定された複数の駆動パルスを含む駆動波形を印加する手段を備えている構成とした。 In order to solve the above-described problems, the droplet ejection head drive device according to the present invention applies a drive waveform including a plurality of drive pulses within one drive cycle, so that the falling edges of the plurality of drive pulses A configuration is provided that includes means for applying a drive waveform including a plurality of drive pulses set so as to be a timing that is an integral multiple of the pressure oscillation period in the liquid chamber that changes depending on the state.
ここで、駆動波形は1駆動周期内で第1、第2の2つの駆動パルスを順次印加する波形であって、第1の駆動パルスと第2の駆動パルスの間の時間並びに第2の駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Vjとの相関関係を採ったときに±1μsecの時間内に滴速度Vjが極大値を有していることが好ましい。 Here, the drive waveform is a waveform in which the first and second drive pulses are sequentially applied within one drive cycle, and the time between the first drive pulse and the second drive pulse and the second drive pulse are applied. The drop velocity Vj has a maximum value within a time of ± 1 μsec when taking a correlation with the drop velocity Vj of the ejected droplet using any one of the pulse rise time, pulse width and fall time as a variable. It is preferable.
また、駆動波形は1駆動周期内で3つ以上の駆動パルスを順次印加する駆動波形であって、当該駆動パルスより先に印加される隣接する駆動パルスとの間の時間並びに当該駆動パルスのパルス幅、立ち上げ時間及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Vjとの相関関係を採ったときに±1μsecの時間内に滴速度Vjが極大値を有していることが好ましい。 The drive waveform is a drive waveform in which three or more drive pulses are sequentially applied within one drive cycle, and the time between adjacent drive pulses applied prior to the drive pulse and the pulse of the drive pulse. The drop velocity Vj has a maximum value within a time of ± 1 μsec when the correlation with the drop velocity Vj of the discharged droplet is taken with any of width, rise time and fall time as variables. It is preferable.
この場合、最初に印加される駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間、最初に印加される駆動パルスと当該駆動パルスとの間の時間、当該駆動パルス立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間をそれぞれ1組としたとき、少なくとも1つの組は、当該駆動パルスより先に印加される隣接する駆動パルスとの間の時間並びに当該駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Vjとの相関関係を採ったときに±1μsecの時間内に滴速度Vjが極大値を有していることが好ましい。 In this case, the first applied drive pulse rise time, pulse width and fall time, the time between the first applied drive pulse and the drive pulse, the drive pulse rise time, pulse width and rise time. When each of the lowering times is set to one set, at least one set includes the time between the adjacent driving pulse applied before the driving pulse, the rise time, the pulse width, and the falling time of the drive pulse. It is preferable that the droplet velocity Vj has a maximum value within a time of ± 1 μsec when taking a correlation with the droplet velocity Vj of the ejected droplet using any one as a variable.
本発明に係る画像形成装置は、記録液の液滴を吐出して被記録媒体に画像を形成する液体吐出ヘッドを駆動する本発明に係る駆動装置を搭載したものである。 An image forming apparatus according to the present invention includes a driving apparatus according to the present invention that drives a liquid ejection head that ejects droplets of a recording liquid to form an image on a recording medium.
本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動装置及び画像形成装置によれば、1駆動周期内で複数の駆動パルスを含む駆動波形を印加するとき、複数の駆動パルスの立ち下がりが振動板の状態によって変化する液室内圧力振動周期の整数倍のタイミングになるように設定された複数の駆動パルスを含む駆動波形を印加する手段を備えているので、安定して複数の液滴をマージさせて高画質画像を形成することができるようになる。 According to the droplet ejection head driving device and the image forming apparatus of the present invention, when a driving waveform including a plurality of driving pulses is applied within one driving cycle, the falling of the plurality of driving pulses depends on the state of the diaphragm. Since it has means to apply a drive waveform that includes multiple drive pulses set to a timing that is an integral multiple of the changing fluid chamber pressure oscillation period, multiple droplets can be merged stably to achieve high image quality An image can be formed.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明を適用する静電型液体吐出ヘッドの構成について図1を参照して説明する。なお、図1は同ヘッドの液室短手方向(ノズルの並び方向)の断面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the configuration of an electrostatic liquid discharge head to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of the head in the lateral direction of the liquid chamber (nozzle arrangement direction).
この液体吐出ヘッドは、記録液の液滴を吐出するノズル1を形成したノズル板2と、このノズル1が連通する液室3を形成する流路板4と、液室3の壁面を形成する可変電極である振動板5と、この可変電極である振動板5に所定のギャップをおいて対向する対向電極6を設けた支持基板7とを備えている。ここで、可変電極である振動板5と対向電極6によって静電型アクチュエータが構成される。
This liquid discharge head forms a
なお、振動板5は全体を可変電極とすることもできるし、複層構造にして一部を可変電極とすることもできる。また、振動板5はシリコン基板の異方性エッチングなどで流路板4と一体形成することもできるし、犠牲層エッチングを用いて支持基板7と一体に形成することもできる。
The
この液体吐出ヘッドにおいては、可変電極である振動板5と対向電極6との間に駆動回路10から所定の駆動パルスを印加することによって、振動板5と対向電極6との間に静電力が生じて、振動板5が対向電極6側に当接するまで変位し(破線図示の状態)、駆動パルスが立ち下がることによって静電力が消失することにより、振動板5が自身の復元力によって液室6側に復元するので、この振動板5の機械的な力によって液室6内の記録液(以下「インク」ともいう。)が加圧されて、ノズル1から液滴8(又は液滴8a、8bなど連続する複数の液滴)が吐出され、被記録媒体11に着弾する。
In this liquid ejection head, an electrostatic force is generated between the
ここで、図2(a)、(b)に示すように、1印字周期内(1駆動周期内)に1つの駆動パルス(パルス電圧)を印加する駆動波形の場合(以下、「シングルパルス駆動」という。)と、2つの駆動パルスを順次を印加する駆動波形の場合(以下、「ダブルパルス駆動」という。)について説明する。 Here, as shown in FIGS. 2A and 2B, in the case of a drive waveform in which one drive pulse (pulse voltage) is applied within one print cycle (within one drive cycle) (hereinafter referred to as “single pulse drive”). ) And a case of a driving waveform in which two driving pulses are sequentially applied (hereinafter referred to as “double pulse driving”) will be described.
シングルパルス駆動で吐出される液滴の体積をMj1とする。一方、ダブルパルス駆動では、通常2つの液滴が吐出され、滴体積の合計はMj1のほぼ2倍となる。ここで、ダブルパルス駆動で印加する駆動パルスとして、後述するパラメータを有する駆動パルスを印加することで、ノズル1から吐出される液滴を、シングルパルス駆動における滴体積Mj1の2倍前後の大きい1滴として吐出するか、あるいは、ノズル1から吐出された2つの液滴8a、8bを飛翔中にマージさせて1滴とすることができる。
Let Mj1 be the volume of a droplet ejected by single pulse driving. On the other hand, in the double pulse drive, normally two droplets are ejected, and the total droplet volume is almost twice Mj1. Here, by applying a drive pulse having parameters described later as a drive pulse to be applied by double pulse driving, a droplet ejected from the
このように、ダブルパルス駆動において、被記録媒体に着弾する滴体積を、シングルパルス駆動における滴体積Mj1よりも大きな1滴とするためには、1印字周期内に印加する複数の駆動パルスを、可変電極(振動板5)の変位によって液室3内に発生する圧力振動周期の整数倍のタイミングで立ち下げる。このような複数の駆動パルスで吐出された複数の滴は、シングルパルス駆動における滴体積Mj1よりも大きな滴であるばかりでなく、駆動電圧の変動に対して非常に安定で、液体吐出ヘッドとして好ましい特性を有する。
As described above, in order to set the droplet volume that lands on the recording medium in the double pulse driving to one droplet larger than the droplet volume Mj1 in the single pulse driving, a plurality of driving pulses applied within one printing cycle are used. It falls at a timing that is an integral multiple of the pressure vibration period generated in the
ここで、本発明において、1印字周期(1駆動周期)とは、各静電型アクチュエータが被記録媒体に各ドットを形成するための時間間隔であり、液体吐出ヘッドの静電型アクチュエータに印加する駆動波形の駆動周波数を逆数とした時間に等しい。 Here, in the present invention, one printing cycle (one driving cycle) is a time interval for each electrostatic actuator to form each dot on the recording medium, and is applied to the electrostatic actuator of the liquid ejection head. It is equal to the time when the drive frequency of the drive waveform is the reciprocal.
また、(液)滴速度Vjは、〔1mm/(ノズルから吐出された液滴が1mm進むのに要する時間)〕で定義される。すなわち、被記録媒体とノズルとの距離を1mmとする場合を前提にして説明する。さらに、被記録媒体に着弾するシングルパルス駆動時の滴体積Mj1よりも大きな1滴には、主滴に対して滴体積が十分小さいサテライトは含まないものとする。つまり、被記録媒体に着弾するのは、大きな1滴のみ、もしくは大きな1滴とサテライトであることを含んでいるものとする。 The (liquid) droplet velocity Vj is defined by [1 mm / (time required for the droplet discharged from the nozzle to travel 1 mm)]. That is, description will be made on the assumption that the distance between the recording medium and the nozzle is 1 mm. Furthermore, it is assumed that one droplet larger than the droplet volume Mj1 at the time of single pulse driving that lands on the recording medium does not include a satellite whose droplet volume is sufficiently smaller than the main droplet. In other words, landing on the recording medium includes only one large drop, or one large drop and a satellite.
さらに、圧力振動周期は、可変電極(振動板5)の変位により液室3内に生起される圧力変動の周期である。
Furthermore, the pressure vibration cycle is a cycle of pressure fluctuations generated in the
次に、静電型液体吐出ヘッドにおけるマージによる大滴の形成について説明する。液体吐出ヘッドを駆動したとき、振動板(可変電極)を引いても押しても急激な体積変化によって液室内には圧力波(液体の粗密な状態)が生じる。この圧力波の存在のために、滴速度Vjと駆動パルスのパルス幅Pwとは、例えば図3に示すような特性になる。なお、図3は駆動パルスの電圧Vp=73V,振動板長さ=1000μm、インク粘度=3.5m・Pa/mの条件下での測定結果である。したがって、標準的(マージさせない1滴)を形成する場合には、滴速度Vjがピーク辺りのパルス幅Pwの駆動パルスを用いることになる。 Next, formation of large droplets by merging in the electrostatic liquid discharge head will be described. When the liquid discharge head is driven, a pressure wave (liquid density state) is generated in the liquid chamber due to a sudden volume change regardless of whether the diaphragm (variable electrode) is pulled or pushed. Due to the presence of this pressure wave, the drop velocity Vj and the pulse width Pw of the drive pulse have characteristics as shown in FIG. 3, for example. FIG. 3 shows the measurement results under the conditions of the drive pulse voltage Vp = 73 V, the diaphragm length = 1000 μm, and the ink viscosity = 3.5 m · Pa / m. Therefore, when forming a standard (one drop that is not merged), a driving pulse having a pulse width Pw around the peak of the drop velocity Vj is used.
これに対して、ドット径変調方式で大滴を形成する場合には2以上の駆動パルスを印加することになる。この場合、圧電型液体吐出ヘッドにあっては、図4(a)に示すように、滴速度Vjは液室内の圧力変動周期Tcに応じて変化するが、圧力変動周期Tc自体は振動板の状態を含めて液室の壁の剛性によってさほど変化しないので、同図(b)に示すように、圧力変動周期Tcの整数倍のタイミングで立ち下がる一定時間間隔の駆動パルスを与えることで、2滴を安定して吐出することができる。 On the other hand, when forming a large droplet by the dot diameter modulation method, two or more drive pulses are applied. In this case, in the piezoelectric liquid ejection head, as shown in FIG. 4A, the droplet velocity Vj changes according to the pressure fluctuation period Tc in the liquid chamber, but the pressure fluctuation period Tc itself is the vibration plate. Since it does not change so much depending on the rigidity of the wall of the liquid chamber including the state, as shown in FIG. 5B, by giving a driving pulse at a constant time interval that falls at a timing that is an integral multiple of the pressure fluctuation period Tc, 2 Drops can be discharged stably.
これに対して、静電型液体吐出ヘッドにおいては、圧力変動周期が液室の壁の剛性によって変化し、剛性が高いほど圧力変動周期が短くなり、振動板の状態、例えば振動板が対向する対向電極に接触しているか否かなどの状態によって、液室自体の剛性が変化し、その結果、振動板の状態に応じて圧力変動周期が変化するという特徴がある。 On the other hand, in the electrostatic liquid discharge head, the pressure fluctuation cycle changes depending on the rigidity of the wall of the liquid chamber, and the higher the rigidity, the shorter the pressure fluctuation period, and the state of the diaphragm, for example, the diaphragm faces each other. The rigidity of the liquid chamber itself changes depending on whether or not it is in contact with the counter electrode, and as a result, the pressure fluctuation period changes depending on the state of the diaphragm.
したがって、図5(a)に示すように、滴速度Vjが圧力変動周期によって変化するとき、同図(b)に示すように、パルス幅Pw1の第1の駆動パルスを与えた後、時間Td後にパルス幅Pw2の第2の駆動パルスを与えて圧力振動周期の整数倍のタイミングで駆動パルスを立ち下げるとき、第1の駆動パルスと第2の駆動パルスとの間の時間Tdが長くなるほど、第1の駆動パルスと第2の駆動パルスとの間の時間Tdに第2の駆動パルスのパルス幅Pw2を加えた時間T(T=Td+Pw2)は長くなることになる。 Therefore, as shown in FIG. 5 (a), when the drop velocity Vj changes depending on the pressure fluctuation period, as shown in FIG. 5 (b), after giving the first drive pulse with the pulse width Pw1, the time Td When the second drive pulse having a pulse width Pw2 is given later and the drive pulse is lowered at an integer multiple of the pressure oscillation period, the longer the time Td between the first drive pulse and the second drive pulse, The time T (T = Td + Pw2) obtained by adding the pulse width Pw2 of the second drive pulse to the time Td between the first drive pulse and the second drive pulse becomes longer.
言い換えれば、静電型液体吐出ヘッドにおいては、印加する駆動パルスによって圧力変動周期が変化することになり、圧電型液体吐出ヘッドのように、圧力変動周期の整数倍のタイミングで駆動パルスを立ち下げるという単純な公式は成り立たないのであり、圧力変動周期が駆動パルスによってどのように変化するかは分からないのである。 In other words, in the electrostatic liquid discharge head, the pressure fluctuation cycle changes depending on the drive pulse to be applied, and the drive pulse falls at a timing that is an integral multiple of the pressure fluctuation cycle, as in the piezoelectric liquid discharge head. The simple formula does not hold, and it is not known how the pressure fluctuation period changes with the drive pulse.
このように静電型液体吐出ヘッドにおいては、駆動パルスのパラメータの1つでも変化すると、これによって振動板の状態が変化し、その結果、圧力変動周期そのものが変化することになるため駆動パルスのパラメータを安定したマージを行なうために、駆動パルスの変数(パラメータ)をいかに設定するかが極めて重要になってくる。以下、具体的に説明する。 As described above, in the electrostatic liquid discharge head, if any one of the parameters of the driving pulse changes, the state of the diaphragm changes accordingly, and as a result, the pressure fluctuation period itself changes. In order to perform stable merging of parameters, it is extremely important how to set the driving pulse variables (parameters). This will be specifically described below.
そこで、駆動パルスのパラメータの設定について説明する。
上述したように、静電型液体吐出ヘッドにおいて、1印字周期内に複数のパルス電圧(駆動パルス)を印加して、大きな液滴を形成するには、液室内に発生した圧力振動周期のタイミングで立ち下がる駆動パルスを印加する(印加パルス電圧を立ち下げる)ことが好ましいのであるが、図6に示すように、可変電極(振動板)の変位位置により、特に、対向する対向電極側の面に接触している場合(破線図示の振動板5A)と接触していない場合(実線図示の振動板5)で可変電極の剛性が大きく異なり、液室3内のコンプライアンスが変化するため、印加するパルス電圧のパラメータを少し変更しただけで、圧力振動周期そのものが変わってしまう。
Therefore, setting of drive pulse parameters will be described.
As described above, in the electrostatic liquid ejection head, in order to form a large droplet by applying a plurality of pulse voltages (drive pulses) within one printing cycle, the timing of the pressure vibration cycle generated in the liquid chamber It is preferable to apply a driving pulse that falls at (the applied pulse voltage is lowered), but as shown in FIG. 6, depending on the displacement position of the variable electrode (diaphragm), in particular, the surface on the opposite counter electrode side. Is applied (since the diaphragm 5A shown in the broken line) is not in contact with the diaphragm 5A (shown in the broken line), the rigidity of the variable electrode is greatly different and the compliance in the
このことを、ダブルパルス駆動に関して説明する。
先ず、図2において、図2(a)を駆動パルスを通常の滴体積Mj1を形成するシングルパルスとすると、図2(b)は滴体積Mj1の2倍前後の滴体積Mj2の液滴を形成するダブルパルスであり、図2(c)は滴体積Mj1の3倍前後の滴体積Mj3の液滴を形成するトリプルパルスであり、図2(d)は滴体積Mj1のN倍前後の滴体積MjNの液滴を形成するNパルスである。なお、複数の駆動パルスを印加する場合(パルス電圧セット)は、1印字周期内(1駆動周期内)に生成される。
This will be described with respect to double pulse driving.
First, in FIG. 2, when FIG. 2 (a) is a single pulse for forming a normal drop volume Mj1, the drive pulse forms a drop having a drop volume Mj2 that is approximately twice the drop volume Mj1. FIG. 2C shows a triple pulse that forms a droplet having a droplet volume Mj3 that is approximately three times the droplet volume Mj1, and FIG. 2D illustrates a droplet volume that is approximately N times the droplet volume Mj1. N pulses for forming MjN droplets. When a plurality of drive pulses are applied (pulse voltage set), they are generated within one printing cycle (within one driving cycle).
また、パルス電圧(駆動パルス)は、矩形波として説明する。つまり、図6に示すように、静電型アクチュエータでは、電圧を印加していない状態での可変電極(振動板)5と対向電極6との間の実効距離をeff−Gapとすると、可変電極5は電圧印加により距離(eff−Gap/3)だけ変位した振動板5Cの位置に至ると、印加した電圧値を上げることなく、デジタル的に対向電極6側に接触する振動板5Cの位置まで変位してしまう特性を有している。
The pulse voltage (drive pulse) will be described as a rectangular wave. That is, as shown in FIG. 6, in the electrostatic actuator, when the effective distance between the variable electrode (diaphragm) 5 and the
つまり、静電型アクチュエータでは、可変電極(振動板)5は振動板5Cの位置から振動板5Bの位置の間で変位を安定に保つことができない。したがって、例えば、図7(a)に示すように、立ち上がり時間Tr及び立ち下がり時間Tfを有するパルス状電圧の時間Tr,Tfを変化させても、静電型アクチュエータに有意的な挙動を生じさせることはできない。
That is, in the electrostatic actuator, the variable electrode (diaphragm) 5 cannot stably maintain the displacement between the position of the
結局、可変電極5が対向する電極6に接触する最小電圧をVthとすると、図7(a)に示すパルス電圧は、図7(b)に示すように、パルス幅が(Tr‐eff)+Pw+(Tf‐eff)である矩形波に置き換えることができる。したがって、立ち上がり時間Tr,立ち下がり時間Tfは、パルス幅Pwと同様に考えることができ、以下の説明では立ち上がり時間Tr及び立ち下がり時間Tfは矩形波の駆動パルスで説明する。
Eventually, assuming that the minimum voltage at which the
なお、上記説明から明らかなように、本発明でいう立ち上がり時間、立ち下がり時間は図7(a)における立ち上がり時間Tr及び立ち下がり時間Tfではなく、図7(b)で用いている時間(Tr‐eff)、時間(T‐eff)の意味である。 As is clear from the above description, the rise time and fall time referred to in the present invention are not the rise time Tr and fall time Tf in FIG. 7A, but the time (Tr) used in FIG. -Eff) and time (T-eff).
これより、図2に示す各駆動波形おいて、同図(a)のシングルパルスの駆動波形は電圧値Vp、パルス幅Pw11の駆動パルスのみからなる。同図(b)のダブルパルスの駆動波形は、最初の駆動パルスである第1の駆動パルスが電圧値Vp、パルス幅Pw21のパルス、第1の駆動パルスに続いて印加する第2の駆動パルスが電圧値Vp、パルス幅Pw22のパルスであり、これらの第1、第2の駆動パルスを、第1の駆動パルスの立ち下がりから第2の駆動パルスの立ち上がりまでの時間(これを「第1、第2の駆動パルス間の時間」という。)Td21の間隔で出力する駆動波形である。 Thus, in each of the drive waveforms shown in FIG. 2, the single pulse drive waveform in FIG. 2A consists of only the drive pulse having the voltage value Vp and the pulse width Pw11. The drive waveform of the double pulse in FIG. 6B is the second drive pulse that is applied after the first drive pulse, which is the first drive pulse, has the voltage value Vp, the pulse width Pw21, and the first drive pulse. Is a pulse having a voltage value Vp and a pulse width Pw22. These first and second drive pulses are set to the time from the fall of the first drive pulse to the rise of the second drive pulse (this is expressed as “first This is a driving waveform output at an interval of Td21.
同様に、同図(c)のトリプルパルスの駆動波形は、最初の駆動パルスである第1の駆動パルスが電圧値Vp、パルス幅Pw31のパルス、第1の駆動パルスに続いて印加する第2の駆動パルスが電圧値Vp、パルス幅Pw32のパルス、第2の駆動パルスに続いて印加する第3の駆動パルスが電圧値Vp、パルス幅Pw33のパルスであり、第1の駆動パルスに対して第2の駆動パルスを第1、第2の駆動パルス間の時間Td31をおいて出力し、第3の駆動パルスを第2、第3の駆動パルス間の時間Td32をおいて出力する駆動波形である。 Similarly, the drive waveform of the triple pulse in FIG. 5C is the second drive pulse that is applied after the first drive pulse, which is the first drive pulse, follows the voltage value Vp, pulse width Pw31, and first drive pulse. The third driving pulse to be applied subsequent to the second driving pulse is the pulse having the voltage value Vp and the pulse width Pw33, and the third driving pulse to be applied is the pulse having the voltage value Vp and the pulse width Pw33. The drive waveform is output at a time Td31 between the first and second drive pulses, and the third drive pulse is output at a time Td32 between the second and third drive pulses. is there.
また、同図(d)のマルチ(N)パルスの駆動波形は、最初の駆動パルスである第1の駆動パルスが電圧値Vp、パルス幅PwN1のパルス、第1の駆動パルスに続いて印加する第2の駆動パルスが電圧値Vp、パルス幅PwN2のパルス、同様にして、第Nの駆動パルスが電圧値Vp、パルス幅PwNNのパルスであり、第1の駆動パルスに対して第2の駆動パルスを第1、第2の駆動パルス間の時間TdN1をおいて出力し、第3の駆動パルスを第2、第3の駆動パルス間の時間TdN2をおいて出力し、第Nの駆動パルスを第N−1、第Nの駆動パルス間の時間TdN(N−1)をおいて出力する駆動波形である。 Further, in the drive waveform of the multi (N) pulse in FIG. 4D, the first drive pulse as the first drive pulse is applied following the voltage value Vp, the pulse having the pulse width PwN1, and the first drive pulse. The second drive pulse is a pulse having a voltage value Vp and a pulse width PwN2, and similarly, the Nth drive pulse is a pulse having a voltage value Vp and a pulse width PwNN. The second drive pulse is a second drive with respect to the first drive pulse. A pulse is output at a time TdN1 between the first and second drive pulses, a third drive pulse is output at a time TdN2 between the second and third drive pulses, and an Nth drive pulse is output. This is a drive waveform output at a time TdN (N-1) between the (N-1) th and Nth drive pulses.
次に、実験に用いた液体吐出ヘッドであるインクジェットヘッドの静電型アクチュエータの構成について図8を参照して説明する。
ここでは、図示しない支持基板7となるシリコン基板に熱酸化膜30を形成し、その上に電極の導電層となるポリシリコン31、絶縁膜となるHTO膜32、対向電極間のギャップ空間9を形成するための犠牲層としてポリシリコン、絶縁膜となるHTO膜33,可変電極の導電層となるポリシリコン34、引張内部応力を有するSi3N4膜35を順次積層して形成し、さらにHTO膜36を形成した後、犠牲層であるポリシリコンをICPにより除去し、最後に、接液層である樹脂PBO層37を積層して、振動板5と対向電極6がギャップ9を介して対向する静電型アクチュエータを形成した。なお、導電層であるポリシリコン31,34は電気伝導率を上げるため、Asを注入している。
Next, the configuration of the electrostatic actuator of the ink jet head that is the liquid discharge head used in the experiment will be described with reference to FIG.
Here, a
そして、この静電型アクチュエータを複数集積して静電型液体吐出ヘッドのアクチュエータ部としている。このアクチュエータ部に、図1に示すように、液室,流路,流体抵抗が形成されている流路板、ノズルが形成されているノズル板を積層して、液体吐出ヘッドを製作した。 A plurality of electrostatic actuators are integrated to form an actuator portion of an electrostatic liquid discharge head. As shown in FIG. 1, a liquid discharge head was manufactured by laminating a liquid chamber, a flow path, a flow path plate in which fluid resistance was formed, and a nozzle plate in which nozzles were formed on this actuator section.
先ず、シングルパルス駆動を行なったときに図9に示す噴射特性を示す静電型液体吐出ヘッドに対して2つの駆動パルスを順次印加するときに、2つの駆動パルスの立ち下がりが振動板の状態によって変化する液室内圧力振動周期の整数倍のタイミングになるように設定された駆動波形について説明する。 First, when two drive pulses are sequentially applied to the electrostatic liquid discharge head having the ejection characteristics shown in FIG. 9 when single pulse drive is performed, the fall of the two drive pulses is the state of the diaphragm. The drive waveform set so as to be an integer multiple of the pressure oscillation period in the liquid chamber that changes depending on
この液体吐出ヘッドに対してダブルパルス駆動を行なったときの液室内圧力振動周期の整数倍は、次のようにして得ることができる。つまり、第1の駆動パルスのパルス幅Pw21と第1、第2の駆動パルス間の時間Td21を適宜選択し、第2の駆動パルスのパルス幅Pw22をパラメータ(変数)として、滴速度Vjを計測する。これによって、例えば、図10に示す噴射特性が得られる。 An integral multiple of the pressure oscillation period in the liquid chamber when the double pulse drive is performed on the liquid discharge head can be obtained as follows. That is, the pulse width Pw21 of the first drive pulse and the time Td21 between the first and second drive pulses are appropriately selected, and the droplet velocity Vj is measured using the pulse width Pw22 of the second drive pulse as a parameter (variable). To do. Thereby, for example, the injection characteristics shown in FIG. 10 are obtained.
このとき、シングルパルス駆動における滴体積Mj1のほぼ2倍の大きな1滴を形成する領域において、滴速度Vjが極大値を採る第2の駆動パルスのパルス幅Pw22が得られる。図10では第2の駆動パルスのパルス幅Pw22=9.4μsecである。 At this time, the pulse width Pw22 of the second driving pulse in which the droplet velocity Vj takes the maximum value is obtained in a region where one droplet that is almost twice as large as the droplet volume Mj1 in single pulse driving is formed. In FIG. 10, the pulse width Pw22 of the second drive pulse is 9.4 μsec.
また、同様にして、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21をパラメータとしたときの結果は、例えば図11に示すようになる。 Similarly, the result when the time Td21 between the first and second drive pulses is used as a parameter is as shown in FIG. 11, for example.
これらの図10及び図11から、ダブルパルスのパラメータセット〔Pw21=7μsec;Td21=5μsec;Pw22=9.4μsec〕は、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21及び第2の駆動パルスのパルス幅Pw22をそれぞれパラメータとした場合に、滴速度Vjの極大値を与えるパラメータセットであることが分かる。 From these FIG. 10 and FIG. 11, the double pulse parameter set [Pw21 = 7 μsec; Td21 = 5 μsec; Pw22 = 9.4 μsec] represents the time Td21 between the first and second drive pulses and the second drive pulse. It can be seen that this parameter set gives the maximum value of the drop velocity Vj when the pulse width Pw22 is used as a parameter.
この滴速度Vjが極大値となる場合の時間(Td21+Pw22)が当該液体吐出ヘッドにおける圧力振動周期の整数倍である。この滴速度Vjが極大値を示す条件では、速度が速いばかりでなく、その噴射特性は駆動電圧の変動に対して非常に安定であるという好ましい特性を有する。 The time (Td21 + Pw22) when the droplet velocity Vj reaches the maximum value is an integral multiple of the pressure oscillation cycle in the liquid ejection head. Under the condition that the droplet velocity Vj shows the maximum value, not only the velocity is high, but also the ejection characteristic has a preferable characteristic that it is very stable against the fluctuation of the driving voltage.
ここで、滴速度Vjが極大値を採る場合の第1の駆動パルスのパルス幅Pw21、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21及び第2の駆動パルスのパルス幅Pw22は、それぞれが独立ではないために、この圧力振動周期の整数倍(Td21+Pw22)は、一つでもパラメータを変更すると変化することになる。 Here, the pulse width Pw21 of the first drive pulse, the time Td21 between the first and second drive pulses, and the pulse width Pw22 of the second drive pulse when the droplet velocity Vj takes the maximum value are independent of each other. Therefore, the integral multiple (Td21 + Pw22) of the pressure oscillation cycle changes when even one parameter is changed.
この一例を図12及び図13に示している。図12は第1の駆動パルスのパルス幅Pw21=7.0μsecとして、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21及び第2の駆動パルスのパルス幅Pw22をパラメータとして、吐出された液滴の速度Vjを計測した結果である。このように、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21を変えると、最適な第2の駆動パルスのパルス幅Pw22も変化する。 An example of this is shown in FIGS. In FIG. 12, the pulse width Pw21 of the first drive pulse is 7.0 μsec, and the time Td21 between the first and second drive pulses and the pulse width Pw22 of the second drive pulse are used as parameters. It is the result of measuring speed Vj. Thus, when the time Td21 between the first and second drive pulses is changed, the optimum pulse width Pw22 of the second drive pulse also changes.
この図12と同様の計測を、第1の駆動パルスのパルス幅Pw21を、7μsec,8μsec,9.5μsecとして行い、滴速度Vjが極大値となるパラメータセットを、図13に示している。 FIG. 13 shows a parameter set in which the same measurement as in FIG. 12 is performed with the pulse width Pw21 of the first drive pulse being 7 μsec, 8 μsec, and 9.5 μsec, and the droplet velocity Vj is a maximum value.
この図13から分かるように、第1の駆動パルスのパルス幅Pw21が同じでも、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21が異なれば、圧力振動周期(Td21+Pw22)は異なる。また、第1の駆動パルスのパルス幅Pw21を変えると、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21が同じでも、最適な第2の駆動パルスのパルス幅Pw22が異なるため、圧力変動周期(Td21+Pw22)は異なる値となる。 As can be seen from FIG. 13, even if the pulse width Pw21 of the first drive pulse is the same, the pressure oscillation period (Td21 + Pw22) is different if the time Td21 between the first and second drive pulses is different. Further, when the pulse width Pw21 of the first drive pulse is changed, the optimum pulse width Pw22 of the second drive pulse is different even when the time Td21 between the first and second drive pulses is the same. Td21 + Pw22) is a different value.
このことを第1、第2の駆動パルス間の時間Td21を4μsecにした場合の例を表1に示している。 Table 1 shows an example in which the time Td21 between the first and second drive pulses is 4 μsec.
これは、可変電極が対向面に接触しているか否かだけでなく、駆動電圧値,パルス幅により、可変電極の変位形状、即ち、剛性が微妙に異なる結果、液室の圧力振動周期が変わるためである。 This is because not only whether or not the variable electrode is in contact with the opposing surface, but also the displacement shape of the variable electrode, that is, the rigidity slightly varies depending on the drive voltage value and pulse width, resulting in a change in the pressure oscillation cycle of the liquid chamber. Because.
このように、静電型液体吐出ヘッドでは印加するパルス電圧(駆動パルス)のパラメータを少し変更しただけで、圧力振動周期そのものが変わってしまう。また、液室形状、流体抵抗、ノズル径、インク粘度等によっても圧力振動周期は変わる。したがって、圧力振動周期の整数倍である(Td21+Pw22)の値は、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21又は第2の駆動パルスのパルス幅Pw22(立ち上がり時間、パルス幅、立ち下がり時間を含む)をパラメータとして、吐出されたインク滴の滴速度Vjが極大値を採る値を実験的に導き出して設定する。 As described above, in the electrostatic liquid ejection head, the pressure oscillation cycle itself is changed only by slightly changing the parameter of the applied pulse voltage (drive pulse). Further, the pressure oscillation cycle varies depending on the liquid chamber shape, fluid resistance, nozzle diameter, ink viscosity, and the like. Therefore, the value of (Td21 + Pw22), which is an integral multiple of the pressure oscillation cycle, is the time Td21 between the first and second drive pulses or the pulse width Pw22 (rise time, pulse width, and fall time of the second drive pulse). The value at which the droplet velocity Vj of the ejected ink droplet takes a maximum value is experimentally derived and set.
ここで、図13で得られたダブルパルス駆動でのパラメータセットを採用することはできるが、それだけでは滴速度を制御できない。 Here, the parameter set in the double pulse drive obtained in FIG. 13 can be adopted, but the drop velocity cannot be controlled by itself.
そこで、第1の駆動パルスのパルス幅Pw21の設定について説明する。
シングルパルス駆動において、大きい滴速度Vjを与える駆動パルスのパルス幅Pw11をダブルパルス駆動における第1の駆動パルスのパルス幅Pw21として採用すると、ダブルパルス駆動で得られる液滴の滴速度Vjも相対的に大きくなる。したがって、ダブルパルス駆動における滴速度Vjをより増減させたい場合、シングルパルス駆動でより大きい或いは小さい滴速度Vjを与える駆動パルスのパルス幅Pw11を第1の駆動パルスのパルス幅Pw21とすると良い。
Therefore, the setting of the pulse width Pw21 of the first drive pulse will be described.
In the single pulse drive, when the pulse width Pw11 of the drive pulse that gives a large droplet velocity Vj is adopted as the pulse width Pw21 of the first drive pulse in the double pulse drive, the droplet velocity Vj of the droplet obtained by the double pulse drive is also relative. Become bigger. Therefore, when it is desired to increase or decrease the droplet velocity Vj in the double pulse driving, the pulse width Pw11 of the driving pulse that gives a larger or smaller droplet velocity Vj in the single pulse driving is preferably set as the pulse width Pw21 of the first driving pulse.
実験的には、シングルパルス駆動において、最大の滴速度Vj値(これがダブルパルス駆動においても所望の滴速度Vjと仮定する。)よりも1m/s前後遅い滴速度Vjを与える駆動パルスのパルス幅Pw11を第1の駆動パルスのパルス幅Pw21として設定すると、ダブルパルス駆動における滴速度Vjは、シングルパルス駆動におけるそれと同程度となる。このようにして、シングルパルス駆動及びダブルパルス駆動における滴速度Vj値を合わせ込むと良い。 Experimentally, in the single pulse drive, the pulse width of the drive pulse that gives a drop speed Vj that is about 1 m / s slower than the maximum drop speed Vj value (this is assumed to be the desired drop speed Vj in the double pulse drive). When Pw11 is set as the pulse width Pw21 of the first drive pulse, the droplet velocity Vj in the double pulse drive is approximately the same as that in the single pulse drive. In this way, it is preferable to match the droplet velocity Vj values in the single pulse drive and the double pulse drive.
なお、必ずしもダブルパルス駆動による滴速度Vj値の合わせ込みは、このような方法によらなくとも良い。つまり、第1の駆動パルスの駆動電圧Vp21、第2の駆動パルスの駆動電圧Vp22を操作して滴速度Vj値を操作することもできる。ただし、この場合にも、(Td21+Pw22)は、その駆動条件(第1の駆動パルスのパルス幅Pw21,第1の駆動パルスの駆動電圧Vp21,第2の駆動パルスの駆動電圧Vp22を含む。)において、液室の圧力振動周期の整数倍となっている必要がある。つまり、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21或いは第2の駆動パルスのパルス幅Pw22をパラメータとして、滴速度Vjを計測すると、±1μsecの範囲において滴速度Vjが極大値を有していることが必要である。なお、±1μsecの範囲のずれであれば、実用的な範囲内である。 It is not always necessary to adjust the droplet velocity Vj value by the double pulse drive by such a method. That is, the droplet velocity Vj value can also be manipulated by manipulating the drive voltage Vp21 of the first drive pulse and the drive voltage Vp22 of the second drive pulse. In this case, however, (Td21 + Pw22) includes the drive conditions (including the pulse width Pw21 of the first drive pulse, the drive voltage Vp21 of the first drive pulse, and the drive voltage Vp22 of the second drive pulse). It must be an integral multiple of the pressure oscillation period of the liquid chamber. That is, when the droplet velocity Vj is measured using the time Td21 between the first and second drive pulses or the pulse width Pw22 of the second drive pulse as a parameter, the droplet velocity Vj has a maximum value in the range of ± 1 μsec. It is necessary to be. Note that a deviation within a range of ± 1 μsec is within a practical range.
次に、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21の設定について説明する。
ダブルパルス駆動で出力される駆動パルス全体が所有する時間を少しでも短くすれば、1印字周期を短くすることができ、駆動周波数を上げることができるため、(Td21+Pw22)を短くすることを狙って、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21はできるだけ短い方が良い。しかしながら、実験的には、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21が2μsec以下では、安定して滴吐出になり難いため、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21=2〜6μsecの範囲内とすることが特に好ましい。
Next, the setting of the time Td21 between the first and second drive pulses will be described.
If the time possessed by the entire drive pulse output by the double pulse drive is shortened as much as possible, one print cycle can be shortened and the drive frequency can be increased, so aiming to shorten (Td21 + Pw22) The time Td21 between the first and second drive pulses is preferably as short as possible. However, experimentally, when the time Td21 between the first and second drive pulses is 2 μsec or less, it is difficult to stably eject droplets. Therefore, the time Td21 between the first and second drive pulses is 2 to 6 μsec. It is particularly preferable to set the value within the range.
ここで、液体吐出ヘッドとして許容できる滴速度Vj値の誤差は0.5m/s程度までであり、図9ないし図11から分かるように、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21或いは第2の駆動パルスのパルス幅Pw22の誤差が±1μsec以内であれば、滴速度Vj値は許容範囲にあると言える。 Here, the error of the droplet velocity Vj that is acceptable for the liquid ejection head is up to about 0.5 m / s, and as can be seen from FIGS. 9 to 11, the time Td21 between the first and second drive pulses or the first time. If the error of the pulse width Pw22 of the second drive pulse is within ± 1 μsec, it can be said that the droplet velocity Vj value is within the allowable range.
しかしながら、第1、第2の駆動パルス間の時間Td21或いは第2の駆動パルスのパルス幅Pw22が、これ以上ずれると、滴速度Vjの低下が大きいばかりでなく、ダブルパルスによって形成されるべき大きな滴が1滴とならず、通常のシングルパルスによる程度の2滴であったり、安定しない吐出状態になったりする。 However, if the time Td21 between the first and second drive pulses or the pulse width Pw22 of the second drive pulse deviates more than this, not only the drop velocity Vj is greatly reduced, but also a large value to be formed by the double pulse. The number of droplets is not one, but two droplets of a normal single pulse, or an unstable discharge state.
このように、1駆動周期内で第1、第2の2つの駆動パルスを順次印加する駆動波形を用いるとき、第1の駆動パルスと第2の駆動パルスの間の時間、第2の駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅、立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Vjとの相関関係を採ったときに±1μsecの時間内に滴速度Vjが極大値を有している駆動波形を印加することによって、安定して複数の液滴をマージさせた大滴を形成することができる。 In this way, when using a drive waveform in which the first and second drive pulses are sequentially applied within one drive cycle, the time between the first drive pulse and the second drive pulse, the second drive pulse The droplet velocity Vj has a maximum value within a time of ± 1 μsec when taking a correlation with the droplet velocity Vj of the ejected droplet using any one of the rise time, pulse width, and fall time as variables. By applying the driving waveform, it is possible to form a large droplet in which a plurality of droplets are stably merged.
次に、3つ以上の駆動パルスを順次印加する駆動波形について説明する。
ここでは、3つの駆動パルスを順次印加する図2(c)のトリプルパルスの駆動波形について説明するが、4以上(N個)の駆動パルスを順次印加する駆動波形でも同様である。また、駆動パルス電圧は、上述した理由により、立ち上がり時間Tr及び立ち下がり時間Tfを省いた矩形波として説明する。
Next, a driving waveform in which three or more driving pulses are sequentially applied will be described.
Here, the drive waveform of the triple pulse in FIG. 2C in which three drive pulses are sequentially applied will be described, but the same applies to a drive waveform in which four or more (N) drive pulses are sequentially applied. The drive pulse voltage will be described as a rectangular wave from which the rise time Tr and the fall time Tf are omitted for the reason described above.
トリプルパルスの場合に、各駆動パルス(第1、第2、第3の駆動パルス)の変数(パラメータ)は、次のように設定する。すなわち、ダブルパルス駆動においては、上述したように、第1の駆動パルスと第2の駆動パルス間の時間、第2の駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅、立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Vjとの相関関係を採ったときに±1μsecの時間内に滴速度Vjが極大値を有している駆動波形となる。 In the case of a triple pulse, the variables (parameters) of each drive pulse (first, second, and third drive pulses) are set as follows. That is, in the double pulse drive, as described above, any one of the time between the first drive pulse and the second drive pulse, the rise time of the second drive pulse, the pulse width, and the fall time is used as a variable. When a correlation with the droplet velocity Vj of the ejected droplet is taken, a driving waveform in which the droplet velocity Vj has a maximum value within a time of ± 1 μsec is obtained.
この関係にあるという条件を満たす、次の2つの最適解〔第1の駆動パルスのパルス幅Pw21,第1、第2の駆動パルス間の時間Td21’,第2の駆動パルスのパルス幅Pw22’〕又は〔第1の駆動パルスのパルス幅Pw21,第1、第2の駆動パルス間の時間Td21”,第2の駆動パルスのパルス幅Pw22”〕が有るとする。 The following two optimum solutions satisfying the condition of this relationship [the pulse width Pw21 of the first drive pulse, the time Td21 ′ between the first and second drive pulses, the pulse width Pw22 ′ of the second drive pulse] Or [pulse width Pw21 of the first drive pulse, time Td21 "between the first and second drive pulses, and pulse width Pw22" of the second drive pulse].
このとき、第1の駆動パルスのパルス幅Pw31、第1、第2の駆動パルス間の時間Td31、第2の駆動パルスのパルス幅Pw32、第2、第3の駆動パルス間の時間Td33、第3の駆動パルスのパルス幅Pw33とすると、トリプルパルスの解〔Pw31,Td31,Pw32,Td32,Pw33〕は、次のようになる。
At this time, the pulse width Pw31 of the first drive pulse, the time Td31 between the first and second drive pulses, the pulse width Pw32 of the second drive pulse, the time Td33 between the second and third drive pulses, Assuming that the pulse width Pw33 of the
つまり、〔第1の駆動パルスのパルス幅Pw21,第1、第2の駆動パルス間の時間Td21’,第2の駆動パルスのパルス幅Pw22’,第1、第2の駆動パルス間の時間Td21’,第2の駆動パルスのパルス幅Pw22’〕、あるいは〔第1の駆動パルスのパルス幅Pw21,第1、第2の駆動パルス間の時間Td21”,第2の駆動パルスのパルス幅Pw22”,第1、第2の駆動パルス間の時間Td21”,第2の駆動パルスのパルス幅Pw22”〕、あるいは〔第1の駆動パルスのパルス幅Pw21,第1、第2の駆動パルス間の時間Td21’,第2の駆動パルスのパルス幅Pw22’,第1、第2の駆動パルス間の時間Td21”,第2の駆動パルスのパルス幅Pw22”〕、あるいは〔第1の駆動パルスのパルス幅Pw21,第1、第2の駆動パルス間の時間Td21”,第2の駆動パルスのパルス幅Pw22”,第1、第2の駆動パルス間の時間Td21’,第2の駆動パルスのパルス幅Pw22’〕となる。 That is, [pulse width Pw21 of the first drive pulse, time Td21 'between the first and second drive pulses, pulse width Pw22' of the second drive pulse, time Td21 between the first and second drive pulses. ', Pulse width Pw22' of the second drive pulse "or [pulse width Pw21 of the first drive pulse, time Td21" between the first and second drive pulses, pulse width Pw22 "of the second drive pulse , Time Td21 "between the first and second drive pulses, pulse width Pw22" of the second drive pulse, or [pulse width Pw21 of the first drive pulse, time between the first and second drive pulses Td21 ′, pulse width Pw22 ′ of the second drive pulse, time Td21 ″ between the first and second drive pulses, pulse width Pw22 ″ of the second drive pulse, or [pulse width of the first drive pulse Pw2 , Time Td21 ″ between the first and second drive pulses, pulse width Pw22 ″ of the second drive pulse, time Td21 ′ between the first and second drive pulses, and pulse width Pw22 ′ of the second drive pulse ].
このことは、ダブルパルス駆動で得られた最適なパラメータセットにおいて、(Td21+Pw22)が液室の圧力変動周期の基本となっていることを意味する。 This means that (Td21 + Pw22) is the basis of the pressure fluctuation cycle of the liquid chamber in the optimum parameter set obtained by the double pulse drive.
ただし、実際には上述した解から第3の駆動パルスのパルス幅Pw33、あるいは第2、第3の駆動パルス間の時間Td32を若干( 〜0.5μsec程度)ずらした値を用いた方が良いことが分かっている。これは、ダブルパルス駆動により実験的に得られた最適解が、読み取り誤差のなどの点で真の解から僅かにズレており、トリプルパルス駆動にしたときに、このズレが増幅されるためであるか、あるいは、第1の駆動パルスにより形成された液室の圧力振動周期が第2の駆動パルスにより多少乱されるためではないかと推測される。 However, in practice, it is better to use a value obtained by slightly shifting the pulse width Pw33 of the third drive pulse or the time Td32 between the second and third drive pulses (about 0.5 μsec) from the above-described solution. I know that. This is because the optimal solution experimentally obtained by the double pulse drive slightly deviates from the true solution in terms of reading error, and this deviation is amplified when the triple pulse drive is used. It is presumed that the pressure oscillation cycle of the liquid chamber formed by the first drive pulse is somewhat disturbed by the second drive pulse.
このように、トリプルパルス駆動においては、圧力振動周期はダブルパルスの圧力振動周期から微妙にずれる。 As described above, in triple pulse driving, the pressure oscillation cycle slightly deviates from the double pulse pressure oscillation cycle.
このように圧力振動周期が微妙にずれるため、ダブルパルス駆動の場合と同様に、トリプルパルス駆動においても、圧力振動周期の整数倍である(Td31+Pw32+Td32+Pw33)の値は、第2、第3の駆動パルス間の時間Td32又は第3の駆動パルスのパルス幅Pw33をパラメータとして、±1μsecの範囲に吐出された液滴の滴速度Vjが極大値を有する値を実験的に導き出して設定する。 Since the pressure oscillation cycle is slightly shifted in this way, the value of (Td31 + Pw32 + Td32 + Pw33), which is an integral multiple of the pressure oscillation cycle, is the second and third drive pulses in triple pulse drive as in the case of double pulse drive. Using the time Td32 in the meantime or the pulse width Pw33 of the third drive pulse as a parameter, a value at which the droplet velocity Vj of the droplet ejected in the range of ± 1 μsec has a maximum value is experimentally derived and set.
なお、トリプルパルス駆動により形成される大滴の滴速度Vjの操作は、ダブルパルス駆動の場合と同様、第1の駆動パルスのパルス幅Pw31を適当に選択して行えばよい。また、実験によると、第1、第2の駆動パルス間の時間Td31、第2、第3の駆動パルス間の時間Td32の値も2〜6μsec辺りが特に好ましい。 The operation of the drop velocity Vj of the large droplet formed by triple pulse driving may be performed by appropriately selecting the pulse width Pw31 of the first driving pulse, as in the case of double pulse driving. Further, according to experiments, the values of the time Td31 between the first and second drive pulses and the time Td32 between the second and third drive pulses are particularly preferably around 2 to 6 μsec.
そこで、シングルパルス駆動で図14に示す噴射特性を有する液体吐出ヘッドに対する駆動波形について説明する。
図15に示すようにダブルパルス駆動において、滴速度Vjが極大値を与える2つのパラメータセットを表2に示している。なお、ダブルパルス駆動における滴体積Mjは、シングルパルス駆動における滴体積の2倍程度の値になっている。
Accordingly, a driving waveform for the liquid discharge head having the ejection characteristics shown in FIG. 14 by single pulse driving will be described.
As shown in FIG. 15, in the double pulse driving, two parameter sets that give the maximum value to the droplet velocity Vj are shown in Table 2. Note that the droplet volume Mj in the double pulse drive is about twice the value of the droplet volume in the single pulse drive.
次に、この2つのパラメータセットを元に、トリプルパルス駆動のパラメータである第1の駆動パルスのパルス幅Pw31、第1、第2の駆動パルス間の時間Td31、第2の駆動パルスのパルス幅Pw32、第2、第3の駆動パルス間の時間Td32を表3のように採って、第3の駆動パルスのパルス幅Pw33をパラメータとして、吐出される大滴の滴速度Vjと滴体積Mjを計測した結果をも表3に示している。 Next, based on these two parameter sets, the pulse width Pw31 of the first drive pulse, which is a triple pulse drive parameter, the time Td31 between the first and second drive pulses, and the pulse width of the second drive pulse Taking the time Td32 between Pw32 and the second and third drive pulses as shown in Table 3, and using the pulse width Pw33 of the third drive pulse as a parameter, the droplet velocity Vj and droplet volume Mj of the ejected large droplet are The measured results are also shown in Table 3.
これより、最適な第3の駆動パルスのパルス幅Pw33は、当該第3の駆動パルスよりも先に印加される隣接する駆動パルスである第2の駆動パルスとの間の時間、すなわち第2、第3の駆動パルス間の時間Td32に依存していることが分かる。 Thus, the optimum pulse width Pw33 of the third drive pulse is the time between the second drive pulse that is an adjacent drive pulse applied prior to the third drive pulse, that is, the second, It can be seen that this depends on the time Td32 between the third drive pulses.
ダブルパルス駆動において、圧力振動周期の整数倍となる(Td21+Pw22)は、トリプルパルス駆動においてもほぼ圧力振動周期の整数倍となる。 In the double pulse drive, (Td21 + Pw22) which is an integral multiple of the pressure vibration cycle is substantially an integral multiple of the pressure vibration cycle even in the triple pulse drive.
このように、1駆動周期内で第1から第Nまでの3つ以上の駆動パルスを順次印加する駆動波形を用いるとき、当該駆動パルスより先に印加される隣接する駆動パルスとの間の時間並びに当該駆動パルスのパルス幅、立ち上げ時間及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Vjとの相関関係を採ったときに±1μsecの時間内に滴速度Vjが極大値を有している駆動波形を印加することで、安定して複数の液滴をマージさせた大滴を形成することができる。 As described above, when a driving waveform in which three or more driving pulses from the first to the Nth are sequentially applied in one driving cycle is used, the time between adjacent driving pulses applied before the driving pulse is used. In addition, the drop velocity Vj is maximized within a time of ± 1 μsec when taking a correlation with the drop velocity Vj of the ejected droplet using any one of the pulse width, rise time and fall time of the drive pulse as a variable. By applying a drive waveform having a value, a large droplet in which a plurality of droplets are stably merged can be formed.
言い換えれば、前述した図2(c)、(d)の駆動波形におけるパラメータ定義を用いると、第1のパルス電圧を〔電圧値=VpN1,立上げ時間=TrN1,パルス幅=PwN1,立下げ時間=TfN1〕とし、第Nのパルス電圧を〔電圧値=VpNN,立上げ時間=TrNN,パルス幅=PwNN,立下げ時間=TfNN〕とし、第(N−1)と第Nのパルス電圧間の時間をTdN(N−1)とすると、PwNN,TrNN,TfNN,TdN(N−1)のうち1つをパラメータとして、吐出された液滴速度Vjとの相関を採ると、±1μsecの範囲に滴速度Vjが極大値を有しているということである。 In other words, using the parameter definitions in the drive waveforms of FIGS. 2C and 2D described above, the first pulse voltage is expressed as [Voltage value = VpN1, Rise time = TrN1, Pulse width = PwN1, Fall time. = TfN1], the Nth pulse voltage is [voltage value = VpNN, rise time = TrNN, pulse width = PwNN, fall time = TfNN], and the (N−1) th and Nth pulse voltages Assuming that the time is TdN (N-1), if one of PwNN, TrNN, TfNN, and TdN (N-1) is used as a parameter and the correlation with the ejected droplet velocity Vj is taken, it is in the range of ± 1 μsec. That is, the drop velocity Vj has a maximum value.
そして、この場合、最初に印加される駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間、最初に印加される駆動パルスと当該駆動パルスとの間の時間、当該駆動パルス立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間をそれぞれ1組としたとき、少なくとも1つの組は、当該駆動パルスより先に印加される隣接する駆動パルスとの間の時間並びに当該駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Vjとの相関関係を採ったときに±1μsecの時間内に滴速度Vjが極大値を有していることが好ましい。 In this case, the drive pulse rise time, pulse width and fall time applied first, the time between the drive pulse applied first and the drive pulse, drive pulse rise time, pulse width And at least one set includes a time between the adjacent drive pulse applied before the drive pulse, a rise time, a pulse width, and a fall of the drive pulse. It is preferable that the droplet velocity Vj has a maximum value within a time of ± 1 μsec when taking a correlation with the droplet velocity Vj of the ejected droplet with any one of the times as a variable.
言い換えれば、前述した図2(d)の駆動波形におけるパラメータ定義を用いると、〔TrN1,PwN1,TfN1,TdN1,TrN2,PwN2,TfN2〕,〔TrN1,PwN1,TfN1,TdN2,TrN3,PwN3,TfN3〕,・・・,〔TrN1,PwN1,TfN1,Td(N−1),TrNN,PwNN,TfNN〕のパラメータセットのうち少なくとも一つは、TdNj,PwNi,TrNi,TfNi(i=2〜N;j=i−1)のうちの1つをパラメータとして、吐出された液滴速度Vjとの相関を採ると、±1μsecの範囲に滴速度Vjが極大値を有しているということである。 In other words, when the parameter definition in the drive waveform of FIG. 2D is used, [TrN1, PwN1, TfN1, TdN1, TrN2, PwN2, TfN2], [TrN1, PwN1, TfN1, TdN2, TrN3, PwN3, TfN3 ], [TrN1, PwN1, TfN1, Td (N-1), TrNN, PwNN, TfNN] at least one of the parameter sets is TdNj, PwNi, TrNi, TfNi (i = 2 to N; Taking one of j = i−1) as a parameter and taking a correlation with the ejected droplet velocity Vj, the droplet velocity Vj has a maximum value in a range of ± 1 μsec.
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの駆動装置を搭載した本発明に係る画像形成装置の一例について図17及び図18を参照して説明する。なお、図17は本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図18は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド101とガイドレール102とでキャリッジ103を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ104でタイミングベルト105を介して図17で矢示方向(主走査方向)に移動走査する。
Next, an example of the image forming apparatus according to the present invention on which the liquid ejection head driving device according to the present invention is mounted will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is an explanatory side view for explaining the overall configuration of the image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 18 is an explanatory plan view of a main part of the apparatus.
In this image forming apparatus, a
このキャリッジ103には、例えば、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)のインク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドからなる4個の記録ヘッド107を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
On this
記録ヘッド107を構成する液体吐出ヘッドとしては、前述したように静電型液体吐出ヘッドを用いている。なお、異なる色を吐出する複数のノズル列を備えた1又は複数の液体吐出ヘッドで記録ヘッドを構成することもできる。
As described above, the electrostatic liquid discharge head is used as the liquid discharge head constituting the
キャリッジ103には、記録ヘッド107に各色のインクを供給するための各色のサブタンク108を搭載している。このサブタンク108にはインク供給チューブ109を介して図示しないメインタンク(インクカートリッジ)からインクが補充供給される。
The
一方、給紙カセット110などの用紙積載部(圧板)111上に積載した用紙112を給紙するための給紙部として、用紙積載部111から用紙112を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙ローラ)113及び給紙ローラ113に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド114を備え、この分離パッド114は給紙ローラ113側に付勢されている。
On the other hand, as a paper feeding unit for feeding
そして、この給紙部から給紙された用紙112を記録ヘッド107の下方側で搬送するための搬送部として、用紙112を静電吸着して搬送するための搬送ベルト121と、給紙部からガイド115を介して送られる用紙112を搬送ベルト121との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ122と、略鉛直上方に送られる用紙112を略90°方向転換させて搬送ベルト121上に倣わせるための搬送ガイド123と、押さえ部材124で搬送ベルト121側に付勢された先端加圧コロ125とを備えている。また、搬送ベルト121表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ126を備えている。
As a transport unit for transporting the
ここで、搬送ベルト121は、無端状ベルトであり、搬送ローラ127とテンションローラ128との間に掛け渡されて、副走査モータ131からタイミングベルト132及びタイミングローラ133を介して搬送ローラ127が回転されることで、図11のベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。なお、搬送ベルト121の裏面側には記録ヘッド107による画像形成領域に対応してガイド部材129を配置している。
Here, the
また、図11に示すように、搬送ローラ127の軸には、スリット円板134を取り付け、このスリット円板134のスリットを検知するセンサ135を設けて、これらのスリット円板134及びセンサ135によってエンコーダ136を構成している。
As shown in FIG. 11, a
帯電ローラ126は、搬送ベルト121の表層に接触し、搬送ベルト121の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各2.5Nをかけている。
The charging
また、キャリッジ103の前方側には、図17に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール142を設け、キャリッジ103の前面側にはエンコーダスケール142のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ143を設け、これらによって、キャリッジ103の主走査方向位置を検知するためのエンコーダ144を構成している。
Further, as shown in FIG. 17, an encoder scale 142 having slits is provided on the front side of the
さらに、記録ヘッド107で記録された用紙112を排紙するための排紙部として、搬送ベルト121から用紙112を分離するための分離部と、排紙ローラ152及び排紙コロ153と、排紙される用紙112をストックする排紙トレイ154とを備えている。
Further, as a paper discharge unit for discharging the
また、背部には両面給紙ユニット161が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット161は搬送ベルト121の逆方向回転で戻される用紙112を取り込んで反転させて再度カウンタローラ122と搬送ベルト121との間に給紙する。
A double-sided
さらに、図18に示すように、キャリッジ103の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド107のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構191を配置している。
Further, as shown in FIG. 18, a maintenance /
この維持回復機構191は、記録ヘッド107の各ノズル面(ここでの「ノズル面」はノズル板13の最表面即ちフッ素系撥水層65の表面又はシリコーン樹脂75の表面を言う。)をキャピングするための各キャップ192a〜192d(区別しないときは「キャップ192」という。)と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード193と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け194などを備えている。
The maintenance and
このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙112が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙112はガイド115で案内され、搬送ベルト121とカウンタローラ122との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド123で案内されて先端加圧コロ125で搬送ベルト121に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
In the image forming apparatus configured as described above, the
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ126に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト21が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト121上に用紙112が給送されると、用紙112が搬送ベルト121に静電力で吸着され、搬送ベルト121の周回移動によって用紙112が副走査方向に搬送される。
At this time, a positive output and a negative output are alternately repeated from the high voltage power source to the charging
そこで、キャリッジ103を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド107を駆動することにより、停止している用紙112にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙112を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙112の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙112を排紙トレイ154に排紙する。
Therefore, by driving the
また、両面印刷の場合には、表面(最初に印刷する面)の記録が終了したときに、搬送ベルト121を逆回転させることで、記録済みの用紙112を両面給紙ユニット161内に送り込み、用紙112を反転させて(裏面が印刷面となる状態にして)再度カウンタローラ122と搬送ベルト121との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル121上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ154に排紙する
In the case of double-sided printing, when recording on the front surface (surface to be printed first) is completed, the
また、印字(記録)待機中にはキャリッジ103は維持回復機構191側に移動されて、キャップ192で記録ヘッド107のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ192で記録ヘッド107をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し(「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。)し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド107のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード193でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド107の安定した吐出性能を維持する。
Further, during printing (recording) standby, the
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図19を参照して説明する。なお、同図は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部200は、装置全体の制御を司るCPU201と、CPU201が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM202と、画像データ等を一時格納するRAM203と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ(NVRAM)204と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC205とを備えている。
Next, an outline of the control unit of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. This figure is an overall block diagram of the control unit.
The
また、この制御部200は、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置(あるいはデータ処理装置)であるホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのI/F206と、記録ヘッド107を駆動するための駆動波形を生成する駆動波形生成部207と、記録ヘッド107を駆動制御するヘッドドライバ208と、主走査モータ104を駆動するための主走査モータ駆動部211と、副走査モータ131を駆動するための副走査モータ駆動部213と、帯電ローラ126に対してACバイアス電圧を供給するACバイアス供給部214と、環境温度及び/又は環境湿度を検出する環境センサ218、図示しない各種センサからの検知信号を入力するためのI/O216などを備えている。
The
また、この制御部200には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル217が接続されている。
The
ここで、制御部200は、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ(印字データ)等をケーブル或いはネットを介してI/F206で受信する。
Here, the
そして、CPU201は、I/F206に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC205にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッドドライバ208に画像データを転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばROM202にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。
The
駆動波形生成部207は、駆動パルスのパターンデータをD/A変換するD/A変換器等で構成され、1の駆動パルス及び前述した条件を満たす複数の駆動パルスで構成される駆動波形をヘッドドライバ208に対して出力する。
The drive
ヘッドドライバ208は、シリアルに入力される記録ヘッド107の1行分に相当する画像データ(ドットパターンデータ)に基づいて駆動波形生成部207から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド7の振動板と対向電極との間に印加してヘッドを駆動する。
The
この制御部では駆動波形生成部207及びヘッドドライバ208によって液体吐出ヘッドである記録ヘッドに対して駆動波形を印加する本発明に係る駆動装置を構成している。したがって、安定して大滴を形成することができ、高画質での階調記録が可能になり、印刷速度と画質を両立することができる。
This control unit constitutes a drive device according to the present invention in which a drive waveform is applied to a recording head, which is a liquid ejection head, by a drive
1…ノズル
2…ノズル板
3…液室
4…流路板
5…振動板
6…対向電極
207…駆動波形生成部
208…ドライバ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
5. An image forming apparatus equipped with a liquid ejection head for ejecting recording liquid droplets to form an image on a recording medium, comprising the liquid ejection head drive device according to any one of claims 1 to 4. An image forming apparatus.
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