JP2010184355A - Method for manufacturing liquid delivering apparatus - Google Patents
Method for manufacturing liquid delivering apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010184355A JP2010184355A JP2009028148A JP2009028148A JP2010184355A JP 2010184355 A JP2010184355 A JP 2010184355A JP 2009028148 A JP2009028148 A JP 2009028148A JP 2009028148 A JP2009028148 A JP 2009028148A JP 2010184355 A JP2010184355 A JP 2010184355A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- expansion
- nozzle
- ejection
- liquid
- ink
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、インクジェット式プリンター等の液体吐出装置の製造方法に関するものであり、特に、駆動信号に含まれる吐出駆動パルスを圧力発生素子に印加することにより液体の吐出を制御可能な液体吐出装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid discharge apparatus such as an ink jet printer, and in particular, a liquid discharge apparatus capable of controlling liquid discharge by applying a discharge drive pulse included in a drive signal to a pressure generating element. It relates to a manufacturing method.
液体吐出装置は、液体を吐出可能な液体吐出ヘッドを備え、この液体吐出ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体吐出装置の代表的なものとして、例えば、液体吐出ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクを記録紙等の記録媒体(着弾対象物)に対して吐出・着弾させることで画像等の記録を行うインクジェット式プリンター(以下、単にプリンターという。)等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造装置等、各種の製造装置にも液体吐出装置が応用されている。 The liquid ejection apparatus is an apparatus that includes a liquid ejection head capable of ejecting liquid and ejects various liquids from the liquid ejection head. As a representative example of this liquid ejection apparatus, for example, an ink jet recording head (hereinafter simply referred to as a recording head) as a liquid ejection head is provided, and liquid ink is ejected from the nozzle of this recording head to a recording medium such as recording paper. An image recording apparatus such as an ink jet printer (hereinafter simply referred to as a printer) that records an image or the like by discharging and landing on a (landing target) can be given. In recent years, liquid ejecting apparatuses have been applied not only to the image recording apparatus but also to various manufacturing apparatuses such as a manufacturing apparatus for a color filter such as a liquid crystal display.
上記プリンターは、吐出駆動パルスを圧力発生素子(例えば、圧電素子や発熱素子等)に印加してこれを駆動することにより圧力発生室内の液体に圧力変化を与え、この圧力変化を利用して圧力発生室に連通したノズルから液体を吐出させるように構成されたものがある。この吐出駆動パルスは、圧力発生室を予備的に膨張させる膨張要素(圧力発生室膨張工程)、この膨張状態を維持する膨張維持要素(膨張維持工程)、圧力発生室を膨張状態から急激に収縮させて圧力発生室の内圧を高めることでインクを吐出するための収縮要素(圧力発生室収縮工程)を含んで構成される。 The printer applies a discharge drive pulse to a pressure generating element (for example, a piezoelectric element or a heating element) and drives it to apply a pressure change to the liquid in the pressure generating chamber, and the pressure change is used to generate a pressure. Some are configured to discharge liquid from a nozzle communicating with the generation chamber. This discharge drive pulse is an expansion element that preliminarily expands the pressure generation chamber (pressure generation chamber expansion process), an expansion maintenance element that maintains this expansion state (expansion maintenance process), and the pressure generation chamber rapidly contracts from the expansion state. Thus, it is configured to include a contraction element (pressure generation chamber contraction step) for discharging ink by increasing the internal pressure of the pressure generation chamber.
このような吐出駆動パルスのパラメーターに応じて、ノズルから吐出されるインクの液量(重量・体積)および飛翔速度等の吐出特性が変化する。具体的には、吐出駆動パルスの駆動電圧(最低電位と最高電位の電位差)、膨張要素の傾き(発生時間)、収縮要素の傾き(発生時間)などが挙げられるが、膨張維持要素の発生時間、つまり、圧力発生室の膨張状態を維持する時間によっても吐出特性は変化する。即ち、膨張要素によって圧力発生室が膨張されてメニスカスが圧力発生室側に引き込まれたときに、圧力発生室内のインクには圧力振動が生じる。そして、圧力発生収縮要素によって圧力発生室を収縮させるときの上記圧力振動の位相、つまり、ノズルにおけるメニスカスの位置に応じて吐出特性が変動する。このため、プリンター製造時においては、所望の吐出特性が得られるように吐出駆動パルスのパラメーターを設定している。例えば、特許文献1の構成では、膨張維持要素の発生時間(圧力発生素子への供給時間)を圧力発生室内のインクの固有振動周期Tcに設定した例が開示されている。
Depending on the parameters of the ejection drive pulse, the ejection characteristics such as the liquid amount (weight / volume) of ink ejected from the nozzles and the flight speed change. Specific examples include the drive voltage of the ejection drive pulse (potential difference between the lowest potential and the highest potential), the inclination of the expansion element (generation time), the inclination of the contraction element (generation time), and the like. That is, the discharge characteristics change depending on the time for maintaining the expanded state of the pressure generating chamber. That is, when the pressure generating chamber is expanded by the expansion element and the meniscus is drawn to the pressure generating chamber side, pressure vibration is generated in the ink in the pressure generating chamber. The ejection characteristics vary according to the phase of the pressure vibration when the pressure generating chamber is contracted by the pressure generating / shrinking element, that is, the position of the meniscus in the nozzle. For this reason, at the time of manufacturing the printer, the parameters of the ejection drive pulse are set so that desired ejection characteristics can be obtained. For example, in the configuration of
図9は、膨張維持要素(膨張ホールド要素)の時間幅に対するインク飛翔速度の関係(以下、Pwh1−Vm特性)を説明するグラフである。なお、横軸は、膨張維持要素の発生時間Pwh1、縦軸は、インクの飛翔速度Vmである。また、この例では、同一ノズル列に属するノズルのうちの幾つかを標本ノズルとしてピックアップしてそれぞれのPwh1−Vm特性を示している。同図に示すように、膨張維持要素の発生時間Pwh1を変化させると、これに伴ってインクの飛翔速度Vmが増減する。この飛翔速度Vmの変動周期は、圧力発生室内のインクに生じる圧力振動の周期(固有振動周期Tc)とほぼ一致する。なお、圧力発生室内におけるインクの振動周期Tcは、例えば特許文献2003−11352号公報に示されるように、次式(1)で表すことができる。 FIG. 9 is a graph for explaining the relationship of the ink flying speed with respect to the time width of the expansion maintaining element (expansion hold element) (hereinafter, Pwh1-Vm characteristic). The horizontal axis represents the expansion maintaining element generation time Pwh1, and the vertical axis represents the ink flying speed Vm. Further, in this example, some of the nozzles belonging to the same nozzle row are picked up as sample nozzles to show the respective Pwh1-Vm characteristics. As shown in the figure, when the generation time Pwh1 of the expansion maintaining element is changed, the ink flying speed Vm increases or decreases accordingly. The fluctuation period of the flying speed Vm substantially coincides with the period of pressure vibration (natural vibration period Tc) generated in the ink in the pressure generation chamber. The ink vibration period Tc in the pressure generation chamber can be expressed by the following equation (1) as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-11352.
Tc=2π√[〔(Mn×Ms)/(Mn+Ms)〕×Cc]・・・(1)
但し、式(1)において、Mnはノズルにおけるイナータンス、Msはリザーバーから圧力発生室に通じるインク供給口におけるイナータンス、Ccは圧力発生室のコンプライアンス(単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。)である。上記式(1)において、イナータンスMとは、インク流路におけるインクの移動し易さを示し、単位断面積あたりのインクの質量である。そして、インクの密度をρ、流路のインク流れ方向と直交する面の断面積をS、流路の長さをLとしたとき、イナータンスMは次式(2)で近似して表すことができる。
イナータンスM=(密度ρ×長さL)/断面積S ・・・ (2)
また、Tcは、上記式(1)に限らず、圧力発生室が有している振動周期であればよい。
Tc = 2π√ [[(Mn × Ms) / (Mn + Ms)] × Cc] (1)
In Equation (1), Mn is an inertance at the nozzle, Ms is an inertance at the ink supply port leading from the reservoir to the pressure generation chamber, and Cc is a compliance of the pressure generation chamber (volume change per unit pressure, degree of softness) .) In the above equation (1), inertance M indicates the ease of ink movement in the ink flow path, and is the mass of ink per unit cross-sectional area. Then, assuming that the density of the ink is ρ, the cross-sectional area of the surface orthogonal to the ink flow direction of the flow path is S, and the length of the flow path is L, the inertance M can be expressed by the following equation (2). it can.
Inertance M = (density ρ × length L) / cross-sectional area S (2)
In addition, Tc is not limited to the above formula (1), and may be any vibration cycle that the pressure generation chamber has.
このように上記の固有振動周期Tcは、圧力発生室を含むヘッド内のインク流路の寸法や圧力発生素子の構造等に依存し、個々に定まる。このため、同一タイプの記録ヘッド同士、或いは、同一記録ヘッドに設けられているノズル列同士でも固有振動周期Tcが異なる場合がある。特に、圧力発生室毎に圧力発生素子(圧電素子)が設けられているプリンターでは、図10に示すように、同一ノズル列に属するノズル間においてもTcが異なる可能性がある。このため、同一波形の吐出駆動パルスを各ノズルに対して共通で用いる構成では、ノズル毎に吐出特性が異なる虞がある。 As described above, the natural vibration period Tc is determined individually depending on the size of the ink flow path in the head including the pressure generating chamber, the structure of the pressure generating element, and the like. For this reason, the natural vibration periods Tc may be different between the same type of recording heads or between the nozzle rows provided in the same recording head. In particular, in a printer in which a pressure generating element (piezoelectric element) is provided for each pressure generating chamber, Tc may be different between nozzles belonging to the same nozzle row as shown in FIG. For this reason, in the configuration in which the ejection drive pulse having the same waveform is used in common for each nozzle, there is a possibility that the ejection characteristics are different for each nozzle.
従来のプリンターでは、例えば、膨張維持要素の発生時間Pwh1を図9におけるAで示すピーク近傍の値に設定していた。この場合、ノズル間でTcが多少異なってもインクの飛翔速度Vmのばらつきは小さいため、あまり問題視されていなかった。しかしながら、近年では、吐出駆動パルス自体の波形長を短くしてプリンターの高周波駆動に対応すべく、膨張維持要素の発生時間Pwh1を従来よりも短く、例えば、図9におけるBで示すようにピークから外れた範囲の値に設定する必要性が生じてきた。このため、Tcが異なった場合にインクの飛翔速度Vmのばらつきが大きくなる傾向にある。インクの飛翔速度Vmが設計値からずれた場合には、吐出駆動パルスの駆動電圧を変更することにより調整することができるが、駆動電圧の設定値の範囲が従来よりも広がることで、高電圧リスクが問題となる。この高電圧リスクとは、プリンターに用いられるICとの関係で、吐出駆動パルスの駆動電圧について使用できる限界値が設定されており、この上限値を超えることを意味する。駆動電圧が上限値を超えた場合、そのプリンターは不良品扱いとなるため歩留りが低下する。 In the conventional printer, for example, the occurrence time Pwh1 of the expansion maintaining element is set to a value near the peak indicated by A in FIG. In this case, even if Tc is slightly different between the nozzles, the variation in the flying speed Vm of the ink is small, so that it has not been regarded as a problem. However, in recent years, in order to shorten the waveform length of the ejection drive pulse itself and cope with the high frequency drive of the printer, the generation time Pwh1 of the expansion maintaining element is shorter than before, for example, from the peak as shown by B in FIG. There has been a need to set values outside the range. For this reason, when the Tc is different, the variation in the flying speed Vm of the ink tends to increase. When the flying speed Vm of the ink deviates from the design value, it can be adjusted by changing the drive voltage of the ejection drive pulse. Risk becomes a problem. This high voltage risk means that a limit value that can be used for the drive voltage of the ejection drive pulse is set in relation to the IC used in the printer, and this upper limit value is exceeded. If the drive voltage exceeds the upper limit value, the printer will be treated as a defective product, and the yield will decrease.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、固有振動周期Tcの違いによる液体の飛翔速度や重量などの吐出特性のばらつきを低減し、高電圧リスクを防止することが可能な液体吐出装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce variations in ejection characteristics such as liquid flight speed and weight due to differences in the natural vibration period Tc, thereby preventing a high voltage risk. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a liquid ejection device that can be used.
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、吐出駆動パルスを圧力発生素子に印加することで、圧力発生室内に圧力変動を生じさせ、この圧力変動によりノズルから液体を吐出させる液体吐出装置の製造方法であって、
吐出駆動パルスは、圧力発生室を膨張させる膨張要素と、膨張状態を一定時間維持する膨張維持要素と、膨張された圧力発生室を収縮させて液体を吐出させる収縮要素と、を少なくとも含み、
圧力発生室内の液体の固有振動周期Tcを測定するTc測定工程と、
測定されたTcと基準Tcとの偏差を求める偏差算出工程と、
求めた偏差に基づき前記膨張維持要素の発生時間を補正する膨張維持要素補正工程と、を含む吐出駆動パルス補正処理を行うことを特徴とする。
The present invention has been proposed in order to achieve the above object. By applying a discharge driving pulse to a pressure generating element, a pressure fluctuation is generated in the pressure generating chamber, and the liquid is discharged from the nozzle by the pressure fluctuation. A method for manufacturing a liquid ejection device, comprising:
The ejection drive pulse includes at least an expansion element that expands the pressure generation chamber, an expansion maintenance element that maintains the expanded state for a certain period of time, and a contraction element that contracts the expanded pressure generation chamber to discharge liquid.
A Tc measurement step of measuring the natural vibration period Tc of the liquid in the pressure generating chamber;
A deviation calculating step for obtaining a deviation between the measured Tc and the reference Tc;
An ejection driving pulse correction process including an expansion maintaining element correction step of correcting the generation time of the expansion maintaining element based on the obtained deviation is performed.
上記構成において、前記基準Tcが、同一ノズル列に属する何れかのノズルに対応するTcである構成を採用することができる。
また、前記基準Tcが、同一液体吐出ヘッドに属する複数のノズル列のうちの何れかのノズル列を構成する各ノズルのTcの平均値である構成を採用することも可能である。
In the above configuration, a configuration in which the reference Tc is Tc corresponding to any nozzle belonging to the same nozzle row can be adopted.
In addition, it is possible to adopt a configuration in which the reference Tc is an average value of Tc of each nozzle constituting a nozzle row of a plurality of nozzle rows belonging to the same liquid ejection head.
本発明によれば、圧力発生室内の液体の固有振動周期Tcを測定し、測定されたTcと基準Tcとの偏差を求め、当該偏差に基づき吐出駆動パルスの膨張維持要素の発生時間を設定するので、Tcの違いによる液体の飛翔速度や重量などの吐出特性のばらつきを低減することができる。これにより、吐出駆動パルスの駆動電圧の適正値の設定範囲を小さくすることができ、高電圧リスクを低減することが可能となる。 According to the present invention, the natural vibration period Tc of the liquid in the pressure generation chamber is measured, the deviation between the measured Tc and the reference Tc is obtained, and the generation time of the expansion maintaining element of the ejection drive pulse is set based on the deviation. Therefore, it is possible to reduce variations in ejection characteristics such as the flying speed and weight of the liquid due to the difference in Tc. Thereby, the setting range of the appropriate value of the drive voltage of the ejection drive pulse can be reduced, and the risk of high voltage can be reduced.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体吐出装置として、インクジェット式記録装置(以下、プリンター)を例に挙げて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following, an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a printer) will be described as an example of the liquid ejection apparatus of the present invention.
図1は、プリンターの電気的な構成を説明するブロック図である。例示したプリンターは、プリンターコントローラー1とプリントエンジン2とから構成されている。プリンターコントローラー1は、図示しないホストコンピューター等の外部装置との間でデータの送受信を行う外部インターフェース(外部I/F)3と、各種データの記憶等を行うRAM4と、各種データ処理のための制御プログラム等を記憶したROM5と、CPU等からなる制御部6と、クロック信号を発生する発振回路7と、記録ヘッド8へ供給する駆動信号COMを発生する駆動信号生成回路9と、画素データSI及び駆動信号等をプリントエンジン2に送信するための内部インターフェース10(内部I/F10)とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating the electrical configuration of the printer. The illustrated printer includes a
外部I/F3は、例えばイメージデータ等の印刷データをホストコンピューター等から受信する。また、外部I/F3からは、外部装置に対してビジー信号やアクノレッジ信号等の状態信号が出力される。RAM4は、受信バッファー、中間バッファー、出力バッファー及びワークメモリー等として利用されるものである。また、ROM5は、制御部6によって実行される各種制御プログラム、フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。印刷データには、印刷する画像データの他に各種のコマンドデータを含む。コマンドデータとは、プリンターに特定の動作の実行を指示するためのデータである。このコマンドデータには、例えば、給紙を指示するコマンドデータ、搬送量を示すコマンドデータ、排紙を指示するコマンドデータがある。
The external I /
制御部6は、記録ヘッド8の動作を制御するためのヘッド制御信号を記録ヘッド8に出力したり、駆動信号COMを生成させるための制御信号を駆動信号生成回路9に出力したりする。ヘッド制御信号は、例えば、転送クロックCLK、画素データSI、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CHである。これらのラッチ信号やチェンジ信号は、駆動信号COMを構成する各駆動パルスの供給タイミングを規定する。また、駆動信号COMを生成させるための制御信号は、例えばDAC(Digital to Analog Converter)値である。このDAC値は、駆動信号生成部9から出力させる電圧を指示するための情報であり、極めて短い更新周期毎に更新される。
The control unit 6 outputs a head control signal for controlling the operation of the
また、制御部6は、上記印刷データに基づき、RGB表色系からCMY表色系への色変換処理、多階調のデータを所定階調まで減少させるハーフトーン処理、ハーフトーニングされたデータを、インク種類毎(ノズル列毎)に所定の配列で並べてドットパターンデータに展開するドットパターン展開処理等を経て、記録ヘッド8の吐出制御に用いる画素データ(ドットパターンデータ)SIを生成する。この画素データSIは、印刷される画像の画素に関するデータであり、吐出制御情報の一種である。ここで、画素とは、着弾対象物である記録紙等の記録媒体上に仮想的に定められたドット形成領域を示す。そして、印刷データにおける画素データSIは、用紙上に形成されるドットの有無(又はインクの吐出の有無)及びドットの大きさ(又は吐出されるインクの量)に関するデータ(階調値)から成る。本実施形態において、画素データSIは2ビットの階調値によって構成されている。すなわち、この画素データSIには、ドット無し(微振動)に対応するデータ[00]と、小ドットに対応するデータ[01]と、中ドットの形成に対応するデータ[10]と、大ドットに対応するデータ[11]とがある。従って、本実施形態におけるこのプリンターでは4階調でドットの形成ができる。
Further, the control unit 6 performs color conversion processing from the RGB color system to the CMY color system, halftone processing for reducing multi-gradation data to a predetermined gradation, and halftoned data based on the print data. Then, pixel data (dot pattern data) SI used for ejection control of the
図4は、駆動信号生成回路9が発生する駆動信号COMの構成の一例を説明する図である。本実施形態における駆動信号COMは、1つの微振動パルス、及び4つの吐出駆動パルスを規定発生周期(記録周期)T内に有する一連の信号であり、記録周期Tで繰り返し発生される。本実施形態において、駆動信号COMの一記録周期Tは、5つの期間(パルス発生期間)t1〜t5に区分されている。そして、期間t1で第1吐出駆動パルスP11が発生し、期間t2で第2吐出駆動パルスP12が発生し、期間t3で微振動パルスVPが発生し、期間t4で第3吐出駆動パルスP13が発生し、期間t5で第4吐出駆動パルスP14が発生する。 FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the configuration of the drive signal COM generated by the drive signal generation circuit 9. The drive signal COM in the present embodiment is a series of signals having one fine vibration pulse and four ejection drive pulses within a predetermined generation period (recording period) T, and is repeatedly generated at the recording period T. In the present embodiment, one recording cycle T of the drive signal COM is divided into five periods (pulse generation periods) t1 to t5. Then, the first ejection driving pulse P11 is generated in the period t1, the second ejection driving pulse P12 is generated in the period t2, the slight vibration pulse VP is generated in the period t3, and the third ejection driving pulse P13 is generated in the period t4. In the period t5, the fourth ejection driving pulse P14 is generated.
次に、プリントエンジン2について説明する。このプリントエンジン2は、図1に示すように、記録ヘッド8、キャリッジ移動機構44、紙送り機構45、及び、リニアエンコーダー46等を備えている。キャリッジ移動機構44は、液体吐出ヘッドの一種である記録ヘッド8が取り付けられたキャリッジと、このキャリッジを、タイミングベルト等を介して走行させる駆動モーター(例えば、DCモーター)等からなり(何れも図示せず)、キャリッジに搭載された記録ヘッド8を主走査方向に移動させる。紙送り機構45は、紙送りモーター及び紙送りローラー等からなり、記録紙(記録媒体の一種。また、着弾対象物の一種)をプラテン上に順次送り出して副走査を行う。また、リニアエンコーダー46は、キャリッジに搭載された記録ヘッド8の走査位置に応じたエンコーダーパルスを、主走査方向における位置情報として内部I/F10を通じて制御部6に出力する。制御部6は、リニアエンコーダー46側から受信したエンコーダーパルスに基づいて記録ヘッド8の走査位置(現在位置)を把握することができる。
Next, the
図2及び3に示すように、記録ヘッド8は、圧力発生ユニット15と流路ユニット16とから構成されており、これらを重ね合わせた状態で一体化してある。圧力発生ユニット15は、圧力発生室17を区画するための圧力発生室プレート18、供給側連通口22及び第1連通口24aを開設した連通口プレート19、及び、圧電素子20を実装した振動板21と、を積層し、焼成等により一体化することで構成されている。また、流路ユニット16は、供給口23や第2連通口24bを形成した供給口プレート25、リザーバー26や第3連通口24cを形成したリザーバープレート27、及び、ノズル28が形成されたノズルプレート29からなるプレート部材を積層状態で接着することで構成されている。ノズルプレート29は、複数(例えば、180個)のノズル28が列設されてノズル列が構成されている。このノズル列は、例えば、インクの色毎に設けられる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
圧力発生室17とは反対側となる振動板21の外側表面には、圧力発生室17毎に対応して圧電素子20が配設される。例示した圧電素子20は撓み振動モードの振動子であり、駆動電極20aと共通電極20bとによって圧電体20cを挟んで構成されている。そして、圧電素子20の駆動電極に駆動信号(吐出駆動パルス)が印加されると、駆動電極20aと共通電極20bとの間には電位差に応じた電場が発生する。この電場は圧電体20cに付与され、圧電体20cが付与された電場の強さに応じて変形する。即ち、駆動電極20aの電位を高くする程、圧電体層20cは電場と直交する方向に収縮し、圧力発生室17の容積を少なくするように振動板21を変形させる。
A
次に、この記録ヘッド8の電気的構成について説明する。この記録ヘッド8は、図1に示すように、第1シフトレジスター33及び第2シフトレジスター34からなるシフトレジスター(SR)回路と、第1ラッチ回路35及び第2ラッチ回路36からなるラッチ回路と、デコーダー37と、制御ロジック38と、レベルシフター39と、スイッチ41と、圧電素子20とを備えている。そして、各シフトレジスター33,34、各ラッチ回路35,36、レベルシフター39、スイッチ41、及び、圧電素子20は、それぞれノズル28毎に対応した数だけ設けられる。なお、図2では、1ノズル分の構成のみを図示し、他のノズル分の構成の図示は省略している。
Next, the electrical configuration of the
この記録ヘッド8は、プリンターコントローラー1から送られてくる画素データSIに基づいてインクの吐出制御を行う。本実施形態では、2ビットで構成された画素データSIの上位ビット群、画素データSIの下位ビット群の順に記録ヘッド8へクロック信号CLKに同期して送られてくるので、まず、画素データSIの上位ビット群が第2シフトレジスター34にセットされる。全てのノズル28について画素データSIの上位ビット群が第2シフトレジスター34にセットされると、次にこの上位ビット群が第1シフトレジスター33にシフトする。これと同時に、画素データSIの下位ビット群が第2シフトレジスター34にセットされる。
The
第1シフトレジスター33の後段には、第1ラッチ回路35が接続され、第2シフトレジスター34の後段には、第2ラッチ回路36が接続されている。そして、プリンターコントローラー1側からのラッチパルスが各ラッチ回路35,36に入力されると、第1ラッチ回路35は画素データSIの上位ビット群をラッチし、第2ラッチ回路36は画素データSIの下位ビット群をラッチする。各ラッチ回路35,36でラッチされた画素データSI(上位ビット群,下位ビット群)はそれぞれ、デコーダー37へ出力される。このデコーダー37は、画素データSIの上位ビット群及び下位ビット群に基づいて、駆動信号COMを構成する各パルスを選択するためのパルス選択データを生成する。このパルス選択データは、例えば、図2の駆動信号COMの場合、第1吐出駆動パルスP11(期間t1)、第2吐出駆動パルスP12(期間t2)、微振動パルスVP(期間t3)、第3吐出駆動パルスP13(期間t4)、第4吐出駆動パルスP14(期間t5)に対応する合計5ビットのデータによって構成されている。
A
上記デコーダー37には、制御ロジック38からのタイミング信号も入力されている。この制御ロジック38は、ラッチ信号やチャンネル信号の入力に同期してタイミング信号を発生する。デコーダー37によって生成された各パルス選択データは、タイミング信号によって規定されるタイミングで上位ビット側から順次レベルシフター39に入力される。このレベルシフター39は、電圧増幅器として機能し、パルス選択データが[1]の場合には、スイッチ41を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。
A timing signal from the
スイッチ41の入力側には駆動信号生成部9からの駆動信号COMが供給される。また、スイッチ41の出力側には、圧電素子20が接続されている。即ち、スイッチ41は、圧電素子20への駆動信号COMの供給・非供給の切り替えを行うように構成されている。そして、このような動作をするスイッチ41は、選択供給手段として機能する。上記のパルス選択データは、スイッチ41の作動を制御する。即ち、スイッチ41に入力されたパルス選択データが[1]である期間中は、このスイッチ41が導通状態になり、駆動信号COM1が圧電素子20に供給される。一方、スイッチ41に入力されたパルス選択データが[0]の期間中は、スイッチ41が切断状態となり、圧電素子20へは駆動信号が供給されない。要するに、パルス選択データとして[1]が設定された期間のパルスが選択的に圧電素子20に供給される。このようなスイッチ制御により、駆動信号COMに含まれる吐出駆動パルスを圧電素子20へ印加させることができる。すなわち、駆動信号COMの一部分を、選択的に圧電素子20へ印加させることができる。この例では、繰り返し周期(記録周期)Tの開始タイミング(ラッチ信号LATのラッチパルスのタイミング)の後のt1〜t5間の境界のタイミング(チェンジ信号CHのチェンジパルスのタイミング)で、圧電素子20に印加させるパルスを切り替えることができる。
A drive signal COM from the drive signal generator 9 is supplied to the input side of the
駆動信号COMに含まれる各吐出駆動パルスP11〜P14は、図5に示すように、膨張要素p1と、膨張ホールド要素p2(膨張維持要素)と、収縮要素p3と、制振ホールド要素p4と、制振要素p5とからなる。膨張要素p1は、圧力発生室17の定常容積(膨張又は収縮の基準となる容積)に対応する中間電位VB(基準電位)から膨張電位VLまで電位を下降させる波形要素であり、膨張ホールド要素p2は、膨張電位VLで一定な波形要素である。収縮要素p3は、膨張電位VLから収縮電位VHまで急勾配で電位を上昇させる波形要素であり、制振ホールド要素p4は、収縮電位VHを所定期間維持する波形要素である。また、制振要素p5は収縮電位VHから中間電位VBまで電位を下降させる波形要素である。
As shown in FIG. 5, each of the ejection drive pulses P11 to P14 included in the drive signal COM includes an expansion element p1, an expansion hold element p2 (expansion maintaining element), a contraction element p3, a vibration suppression hold element p4, It consists of damping element p5. The expansion element p1 is a waveform element that lowers the potential from the intermediate potential VB (reference potential) corresponding to the steady volume (volume serving as a reference for expansion or contraction) of the
このように構成された吐出駆動パルスが圧電素子20に供給されると、まず、膨張要素p1によって圧電素子20は圧力発生室17から離隔する方向に撓み、これにより圧力発生室17が中間電位VBに対応する定常容積から膨張電位VLに対応する膨張容積まで膨張する。この膨張により、メニスカスが圧力発生室17側に大きく引き込まれると共に、圧力発生室17内にはリザーバー26側から供給口を通じてインクが供給される。そして、この圧力発生室17の膨張状態は、膨張ホールド要素p2の発生期間(Pwh1)に亘って維持される。その後、収縮要素p3が印加されることで圧電素子20が圧力発生室17側に撓む。この圧電素子20の変位により、圧力発生室17は膨張容積から収縮電位VHに対応する収縮容積まで急激に収縮される。この圧力発生室17の急激な収縮により圧力発生室17内のインクが加圧され、ノズル28から規定量(例えば、数ng〜十数ng)のインクが吐出される。圧力発生室17の収縮状態は、制振ホールド要素p4の供給期間に亘って維持され、この間に、インクの吐出によって減少した圧力発生室17内のインク圧力は、その固有振動によって再び上昇する。この上昇タイミングにあわせて制振要素p5が供給されるように調整されている。この制振要素p5の供給により、圧力発生室17が定常容積まで膨張復帰し、圧力発生室17内のインクの圧力変動(残留振動)が吸収される。
When the ejection drive pulse configured as described above is supplied to the
ここで、プリンター製造時においては、所望の吐出特性が得られるように上記吐出駆動パルスのパラメーターが設定されている。そして、上記の吐出駆動パルスは、一般的には、記録ヘッド8の全てのノズル28に対して共通に用いられる。ところが、同一タイプの記録ヘッド同士、或いは、同一記録ヘッドに設けられているノズル列同士でも圧力発生室内のインクに生じる固有振動周期Tcが異なる場合があり、特に、本実施形態におけるプリンターのように、圧力発生室17毎に圧電素子20が設けられている構成では、同一ノズル列に属するノズル28同士においてもTcが異なる可能性がある。Tcがノズル毎に異なった場合、同一波形の吐出駆動パルスを各ノズル28に対して共通で用いる構成では、ノズル毎に吐出特性が異なる虞がある。一般的なプリンターでは、吐出特性をノズル間で揃えるべく吐出駆動パルスの駆動電圧Vd(最低電位である膨張電位VLと最高電位である収縮電位VHの電位差)を調整することも行われているが、吐出特性の差が大きい場合、駆動電圧Vdが設定可能な上限値を超える高電圧リスクが懸念される。
Here, when the printer is manufactured, the parameters of the ejection driving pulse are set so that desired ejection characteristics can be obtained. In general, the ejection driving pulse is commonly used for all the
そこで、本発明に係るプリンターでは、予めパラメーターが定められた吐出駆動パルスの膨張ホールド要素p2の発生時間Pwh1を、固有振動周期Tcに基づいて補正することで、上記問題を解決している。即ち、製造段階において圧力発生室17内のインクに生じる固有振動周期Tcを測定し、測定したTcに基づいて吐出駆動パルスの膨張ホールド要素p2の発生期間Pwh1を補正する吐出駆動パルス補正処理を行う。以下、この点について説明する。
Therefore, in the printer according to the present invention, the above-described problem is solved by correcting the generation time Pwh1 of the expansion hold element p2 of the ejection drive pulse, in which the parameters are determined in advance, based on the natural vibration period Tc. That is, the natural vibration period Tc generated in the ink in the
図6は、吐出駆動パルス補正処理の流れを説明するフローチャートである。本実施形態における吐出駆動パルス補正処理は、Tc測定工程S1と、偏差算出工程S2と、Pwh1補正工程S3(膨張維持要素補正工程)の3つの工程を経る。Tc測定工程S1では、例えば、ノズル列をいくつかのブロックに分け、ブロック毎に代表的なノズル28を標本ノズルとしてピックアップして、ピックアップした標本ノズルについてのTcを測定する(標本ノズルとしてピックアップする数は任意に設定できる。勿論、全数測定を採用しても良い)。Tcの測定方法としては、膨張ホールド要素p2の発生時間Pwh1を所定範囲で変化させつつ、当該吐出駆動パルスでインクを吐出したときのインクの飛翔速度Vmやインク重量を測定して、その変化を観察し、変化カーブの隣り合う極大値同士或いは極小値同士の間隔をTcとして取得する方法等、既存の技術を用いることができる。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the flow of the ejection drive pulse correction process. In the present embodiment, the ejection drive pulse correction process includes three steps: a Tc measurement step S1, a deviation calculation step S2, and a Pwh1 correction step S3 (expansion maintaining element correction step). In the Tc measurement step S1, for example, the nozzle row is divided into several blocks, a
図7は、1つのノズル列が、例えば1番〜100番までの100個のノズル28で構成される場合において、30番と90番のノズル28に対応するTcを測定したときの、Pwh1−Vm特性を示すグラフである。また、図8は、図7における領域Xを拡大したグラフである。これらの図に示すように、同一ノズル列に属する30番と90番のノズル28間においてTcが互いに異なっていることが判る。具体的には、90番のノズル28のTc1よりも30番のノズル28のTc2の方が短い。このため、これらのPwh1−Vmは恰も位相がずれたようになっている。
FIG. 7 shows a case where Pwh1 is measured when Tc corresponding to the 30th and
従来のプリンターでは、例えば、膨張維持要素の発生時間Pwh1を図8におけるAで示すピーク近傍の値に設定していた。この場合、ノズル間でTcが多少異なってもインクの飛翔速度Vmのばらつきは小さいため、あまり問題視されていなかった。しかしながら、近年では、吐出駆動パルス自体の波形長を短くしてプリンターの高周波駆動に対応すべく、膨張維持要素の発生時間Pwh1を従来よりも短く、例えば、図8におけるBで示すように、ピーク値から外れた範囲の値に設定する必要性が生じてきた。本実施形態においては、吐出駆動パルスの膨張ホールド要素p2のPwh1が、図8におけるPwxで示す値に予め設定されている。このため、Tcの差が僅かでもインクの飛翔速度Vmのばらつきが大きくなる傾向にある。例えば、90番のノズル28でインクを吐出したときの飛翔速度Vm1に対し、30番のノズル28でインクを吐出したときの飛翔速度Vm2が大きく低下してしまう。
In the conventional printer, for example, the occurrence time Pwh1 of the expansion maintaining element is set to a value near the peak indicated by A in FIG. In this case, even if Tc is slightly different between the nozzles, the variation in the flying speed Vm of the ink is small, so that it has not been regarded as a problem. However, in recent years, in order to shorten the waveform length of the ejection drive pulse itself and cope with the high-frequency drive of the printer, the generation time Pwh1 of the expansion maintaining element is shorter than before, for example, as shown by B in FIG. There has been a need to set a value outside the range. In the present embodiment, Pwh1 of the expansion hold element p2 of the ejection drive pulse is preset to a value indicated by Pwx in FIG. For this reason, even if the difference in Tc is small, the variation in the flying speed Vm of the ink tends to increase. For example, the flying speed Vm2 when ink is ejected by the
偏差算出工程S2では、Tc測定工程で測定されたTcについて基準Tcに対する偏差を求める。この基準Tcは、任意に定めることができるが、例えば、同一ノズル列に属するノズル28のうち、予めパラメーターが定められた吐出駆動パルスでインクを吐出したときに目標とする特出特性が得られるノズル28に対応するTcを基準とする。本実施形態では、90番ノズル28に対応するTcを基準Tcとしている。したがって、偏差算出工程S2では、90番ノズル28以外の標本ノズル28について測定されたTcと基準Tcとの偏差αを算出する。図7,8の例では、90番ノズル28のTc1と30番ノズル28のTc2との偏差を求める(α=Tc1−Tc2)。そして、Pwh1補正工程S3では、偏差算出工程S2で求めた偏差αに基づいて、対象ノズル28に対して用いられる吐出駆動パルスの膨張ホールド要素p2の発生時間Pwh1を補正する。具体的には、予め設定されたPwh1の値に対して、上記偏差αを減じる(Pwh1−α)。図7,8の例では、Pwxに対してαだけ減じ(Pwx′=Pwx−(Tc1−Tc2))、算出された値Pwx′を吐出駆動パルスの膨張ホールド要素p2の発生時間Pwh1とする。
In the deviation calculating step S2, a deviation from the reference Tc is obtained for Tc measured in the Tc measuring step. The reference Tc can be arbitrarily determined. For example, among the
なお、Pwh1の補正方法に関し、上記偏差の絶対値を採り(|α|)、対象ノズル28のTcが基準Tcよりも長い場合にはPwh1に対して|α|を加算し、対象ノズル28のTcが基準Tcよりも短い場合にはPwh1に対して|α|を減算するようにしてもよい。なお、例示した補正は、Pwh1−Vm特性が極大値から極小値に変位する範囲でPwh1を設定する場合におけるものであり、Pwh1−Vm特性が極小値から極大値に変位する範囲でPwh1を設定する場合には、本実施形態の場合とは加減算が逆になる。
Regarding the correction method of Pwh1, the absolute value of the deviation is taken (| α |), and when Tc of the
このように、測定したTcに基づいてPwh1の補正を行い、当該補正した吐出駆動パルスを当該Tcに対応するノズル28に対して用いることにより、各ノズル28の吐出特性を目標値に近づけることができる。即ち、図8の例では、Pwh1の値をPwxからPwx′に補正し、補正後の吐出駆動パルスを30番のノズル28が属するブロックの各ノズル28に対して用いることにより、当該ブロックのノズル28から吐出されるインクの飛翔速度を、90番のノズル28から吐出されるインクの飛翔速度Vm1に揃えることができる。したがって、吐出駆動パルスの駆動電圧Vdの調整が不要となり、或いは、駆動電圧Vdを調整する場合においても調整範囲が補正前よりも狭まるため、高電圧リスクを防止することができる。
なお、上記実施形態で記載した、固有振動周期Tcに応じてPwh1を補正する処理は、プリンターの製造時に行っても良いし、製造後のプリンター使用時に行っても良いし、プリンターのメンテナンス時に再設定として行っても良い。
In this way, by correcting Pwh1 based on the measured Tc and using the corrected ejection drive pulse for the
The process of correcting Pwh1 according to the natural vibration period Tc described in the above embodiment may be performed at the time of manufacturing the printer, may be performed at the time of using the printer after manufacturing, or may be performed again at the time of maintenance of the printer. It may be performed as a setting.
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。 By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the description of the scope of claims.
例えば、吐出駆動パルスの波形構成に関し、上記実施形態で例示したものには限られず、本発明は、種々の構成の吐出駆動パルスに対して適用することができる。要は、圧力発生室を膨張させる膨張要素と、膨張状態を一定時間維持する膨張維持要素と、膨張された圧力発生室を収縮させて液体を吐出させる収縮要素と、を少なくとも有する吐出駆動パルスであればよい。 For example, the waveform configuration of the ejection drive pulse is not limited to that exemplified in the above embodiment, and the present invention can be applied to ejection drive pulses having various configurations. The point is an ejection driving pulse having at least an expansion element that expands the pressure generation chamber, an expansion maintenance element that maintains the expanded state for a certain period of time, and a contraction element that contracts the expanded pressure generation chamber to discharge liquid. I just need it.
また、上記実施形態では、同一ノズル列に属するノズル間の吐出特性を揃える構成を例示したが、これには限られない。例えば、複数のノズル列を有する記録ヘッドでは、ノズル列間の吐出特性を揃えることも可能である。この場合、ノズル列を構成する各ノズルのTcの平均値を算出することでノズル列毎にTcを求め、何れかのノズル列のTcを基準として、各ノズル列に対応する吐出駆動パルスのPwh1を補正することができる。勿論、基準Tcとしては、必ずしも何れのノズル列のTcを採用しなくても良く、設計上の理想値を採用することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the structure which arranges the discharge characteristic between the nozzles which belong to the same nozzle row was illustrated, it is not restricted to this. For example, in a recording head having a plurality of nozzle rows, it is possible to make the ejection characteristics between the nozzle rows uniform. In this case, Tc is obtained for each nozzle row by calculating the average value of Tc of each nozzle constituting the nozzle row, and Pwh1 of the ejection drive pulse corresponding to each nozzle row is obtained based on Tc of any nozzle row. Can be corrected. Of course, as the reference Tc, it is not always necessary to adopt Tc of any nozzle row, and an ideal value in design can be adopted.
なお、本発明は、駆動信号(吐出駆動パルス)を用いて液体の吐出制御が可能な液体吐出装置であれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体吐出装置、例えば、ディスプレー製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。 Note that the present invention is not limited to a printer as long as it is a liquid ejection apparatus capable of controlling liquid ejection using a drive signal (ejection drive pulse), and various ink jet recording apparatuses such as a plotter, a facsimile machine, and a copier. It can also be applied to liquid ejection devices other than recording devices, such as display manufacturing devices, electrode manufacturing devices, chip manufacturing devices, and the like.
1…プリンターコントローラー,2…プリントエンジン,6…制御部,8…記録ヘッド,9…駆動信号生成回路,20…圧電素子
DESCRIPTION OF
Claims (3)
吐出駆動パルスは、圧力発生室を膨張させる膨張要素と、膨張状態を一定時間維持する膨張維持要素と、膨張された圧力発生室を収縮させて液体を吐出させる収縮要素と、を少なくとも含んで構成され、
圧力発生室内の液体の固有振動周期Tcを測定するTc測定工程と、
測定されたTcと基準Tcとの偏差を求める偏差算出工程と、
求めた偏差に基づき前記膨張維持要素の発生時間を補正する膨張維持要素補正工程と、を含む吐出駆動パルス補正処理を行うことを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 A method of manufacturing a liquid ejection apparatus, in which a pressure fluctuation is generated in a pressure generation chamber by applying a ejection driving pulse to a pressure generating element, and a liquid is ejected from a nozzle by the pressure fluctuation,
The ejection drive pulse includes at least an expansion element that expands the pressure generation chamber, an expansion maintenance element that maintains the expanded state for a certain period of time, and a contraction element that contracts the expanded pressure generation chamber to discharge liquid. And
A Tc measurement step of measuring the natural vibration period Tc of the liquid in the pressure generating chamber;
A deviation calculating step for obtaining a deviation between the measured Tc and the reference Tc;
A method of manufacturing a liquid ejection device, comprising: performing an ejection drive pulse correction process including an expansion maintenance element correction step of correcting an occurrence time of the expansion maintenance element based on the obtained deviation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009028148A JP2010184355A (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Method for manufacturing liquid delivering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009028148A JP2010184355A (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Method for manufacturing liquid delivering apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010184355A true JP2010184355A (en) | 2010-08-26 |
Family
ID=42765314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009028148A Pending JP2010184355A (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Method for manufacturing liquid delivering apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010184355A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11214058B2 (en) | 2019-10-28 | 2022-01-04 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejecting apparatus |
-
2009
- 2009-02-10 JP JP2009028148A patent/JP2010184355A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11214058B2 (en) | 2019-10-28 | 2022-01-04 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejecting apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0979732B1 (en) | Method of driving an ink jet recording head | |
US8186791B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and control method thereof | |
US8590995B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and control method therefor | |
US7637583B2 (en) | Method for producing liquid-jet head and method for driving liquid-jet head | |
US20110316915A1 (en) | Liquid ejecting apparatus and method of controlling same | |
JP2019059131A (en) | Liquid discharge device | |
EP1120256B1 (en) | Ink jet recording apparatus, method of controlling the apparatus, and recording medium having the method recorded thereon | |
JP2018001639A (en) | Recording device | |
CN110315846B (en) | Recording apparatus and recording method | |
JP7223244B2 (en) | Recording device and recording method | |
JP2010188695A (en) | Liquid delivery apparatus, and method for controlling the same | |
JP2017177333A (en) | Liquid discharge device, liquid discharge method in the same, and program | |
JP2013022931A (en) | Liquid jetting apparatus, and control method for the same | |
JP2010184355A (en) | Method for manufacturing liquid delivering apparatus | |
JP6299403B2 (en) | Image forming apparatus, image forming system, and program | |
JP2017189899A (en) | Liquid ejection device and ink jet type recording apparatus comprising same | |
US8567914B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP5298766B2 (en) | Liquid ejection device | |
JP2002036535A (en) | Ink jet recorder | |
JP2012187894A (en) | Image forming apparatus, image forming method, program, and recording medium | |
US11673387B2 (en) | Liquid jet head and liquid jet recording device | |
JP2010162827A (en) | Driving signal setting method for liquid ejection device | |
JP2010188561A (en) | Method for manufacturing liquid delivering apparatus, and liquid delivering apparatus | |
JP2018001640A (en) | Liquid discharge device | |
JP2002225253A (en) | Liquid ejection device |