JP2011079172A - 液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】噴射パルスDPは、予備膨張部p1と、膨張ホールド部p2と、収縮部p3と、再膨張部p5と、再収縮部p7とを含む電圧波形であり、収縮部の電位変化量V2、再膨張部の電位変化量V3、再収縮部の電位変化量V4が、以下の条件(A)及び(B)を満たすように設定される。
0≦V3≦0.4×V2 …(A)
0.2×V2≦V4≦V2 …(B)
【選択図】図4
Description
圧力発生手段を駆動してノズルから液体を噴射させるための噴射パルスを含む駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
前記液体噴射ヘッドと着弾対象とを相対的に移動させる移動手段と、を備え、
前記移動手段により前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させつつ、前記ノズルから液滴を噴射させて前記着弾対象に着弾させる液体噴射装置であって、
前記噴射パルスは、
第1の方向に電位が変化して前記圧力室の容積を変化させる第1の波形部と、
前記第1の波形部の後端電位から前記第1の方向とは反対方向である第2の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第2の波形部と、
前記第2の波形部の後端電位を一定時間維持して圧力室容積を維持する、又は、前記第2の波形部の後端電位から前記第1の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第3の波形部と、
前記第3の波形部の後端電位から前記第2の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第4の波形部と、
を含む電圧波形であり、
前記第2の波形部の電位変化量V2、前記第3の波形部の電位変化量V3、前記第4の波形部の電位変化量V4が、以下の条件(A)及び(B)を満たすことを特徴とする。
0≦V3≦0.4×V2 …(A)
0.2×V2≦V4≦V2 …(B)
0.1×Tc≦Wd1 …(C)
Wc2≦0.5×Tc …(D)
Wd2≦0.5×Tc …(E)
前記中間ホールド部の時間幅Wh2が、以下の条件(F)を満たすことが望ましい。
0.03×Tc≦Wh2≦0.2×Tc …(F)
0.1×Tc≦T′≦0.7×Tc …(G)
前記噴射パルスは、第1の方向に電位が変化して前記圧力室の容積を膨張させる第1の波形部と、前記第1の波形部の後端電位から前記第1の方向とは反対方向である第2の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第2の波形部と、前記第2の波形部の後端電位を一定時間維持して圧力室容積を維持する、又は、前記第2の波形部の後端電位から前記第1の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第3の波形部と、前記第3の波形部の後端電位から前記第2の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第4の波形部と、を含み、
前記第2の波形部の電位変化量V2、前記第3の波形部の電位変化量V3、前記第4の波形部の電位変化量V4が、以下の条件(A)及び(B)を満たすように設定することを特徴とする。
0≦V3≦0.4×V2 …(A)
0.2×V2≦V4≦V2 …(B)
同図に示すように、噴射パルスDPは、予備膨張部p1(第1の波形部に相当)と、膨張ホールド部p2と、収縮部p3(第2の波形部に相当)と、収縮ホールド部p4(中間ホールド部に相当)と、再膨張部p5(第3の波形部に相当)と、再膨張ホールド部p6と、再収縮部p7(第4の波形部に相当)と、再収縮ホールド部p8と、制振収縮部p9と、制振ホールド部p10と、復帰膨張部p11とからなる。予備膨張部p1は基準電位VBから膨張電位VHまで一定勾配で電位がプラスの方向(第1の方向に相当)に変化(上昇)する波形部であり、膨張ホールド部p2は予備膨張部p1の終端電位である膨張電位VHで一定な波形部であり、収縮部p3は膨張電位VHから第1中間電位VM1まで電位がマイナスの方向(第2の方向に相当)に時間Wd1で変化(降下)する波形部である。また、収縮ホールド部p4は第1中間電位VM1で一定な波形部であり、再膨張部p5は第1中間電位VM1から再膨張電位VH2まで電位がプラス方向に時間Wc2で変化(上昇)する波形部であり、再膨張ホールド部p6は再膨張電位VH2で一定な波形部であり、再収縮部p7は再膨張電位VH2から第2中間電位VM2まで電位が時間Wd2でマイナス方向に変化(降下)する波形部である。そして、再収縮ホールド部p8は第2中間電位VM2で一定な波形部であり、制振収縮部p9は第2中間電位VM2から収縮電位VLまで電位がマイナス方向に変化(降下)する波形部であり、制振ホールド部p10は収縮電位VLで一定な波形部であり、復帰膨張部p11は収縮電位VLから基準電位VBまで電位が一定勾配で復帰する波形部である。
まず、噴射パルスDPにおける収縮部p3の電位変化量V2(始端電位である膨張電位VHと終端電位である第1中間電位VM1との電位差の絶対値)、再膨張部p5の電位変化量V3(始端電位である第1中間電位VM1と終端電位である再膨張電位VH2との電位差の絶対値)、再収縮部p7の電位変化量V4(始端電位である再膨張電位VH2と終端電位である第2中間電位VM2との電位差の絶対値)が、以下の条件(A)及び(B)を満たすように設定されている。
0≦V3≦0.4×V2 …(A)
0.2×V2≦V4≦V2 …(B)
即ち、再膨張部p5の電位変化量V3は、0以上であって、収縮部p3の電位変化量V2の40%以下に設定される。このV3は、主に収縮部p3によってメニスカスにインク柱(液柱)が形成された後の当該インク柱の大きさやメニスカスからの切れやすさ、後述するメイン滴の飛翔速度に関わるパラメーターである。なお、電位変化量V3が0の場合は、収縮ホールド部p4、再膨張部p5、及び再膨張ホールド部p6が全体として収縮ホールド部として機能し、再収縮部p7によって圧力室25が再収縮されるまで第1中間電位VM1を一定時間維持する。
また、再収縮部p7の電位変化量V4は、V2の20%以上であって、V2以下に設定される。このV4は、主にインク柱の後端部分(サテライト滴となる部分)の押し出し量に関連するパラメーターである。
0.1×Tc≦Wd1 …(C)
Wc2≦0.5×Tc …(D)
Wd2≦0.5×Tc …(E)
さらに、収縮ホールド部p4の時間幅Wh2が、以下の条件(F)を満たすように設定される。
0.03×Tc≦Wh2≦0.2×Tc …(F)
但し、式(1)において、Mnはノズル27におけるイナータンス、Msはインク供給口24におけるイナータンス、Ccは圧力室25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。また、上記式(1)において、イナータンスMとは、ノズル27等の流路における液体の移動し易さを示し、換言すると、単位断面積あたりの液体の質量である。そして、流体の密度をρ、流路の流体の流下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。
M=(ρ×L)/S ・・・ (2)
なお、Tcは、上記式(1)で規定されるものに限られず、記録ヘッド2の圧力室25が有している振動周期であればよい。
0.1×Tc≦T′≦0.7×Tc …(G)
すなわち、T′は、収縮部p3により圧力室25の収縮が開始されてから、再収縮部p7により圧力室25の再収縮が開始されるまでの時間である。この時間T′を、条件(G)を満たすように設定することにより、収縮部p3による圧力室25の収縮により当該圧力室25内のインクに生じる振動の固有周期Tcに基づいて、より最適なタイミングで再収縮部p7による圧力室25の再収縮を開始することができる。
図5に示す実施例1〜13のうち、実施例1〜6については、上記条件(A)〜(G)を全て満たしており、何れも印刷結果が「◎」で合格となっている。即ち、これらの場合、全ての条件を満たすことで、メイン滴とサテライト滴とをそれぞれ望ましい飛翔速度で飛翔させることができ、プリンター1のように記録ヘッド2と記録媒体である記録紙2とを相対的に移動させながらインクを噴射する構成においても、記録媒体上におけるメイン滴とサテライト液滴との着弾位置ずれを抑制することができる。その結果、記録画像について良好な画質が得られる。
さらに、収縮部p3の始端から再収縮部p7の始端までの時間T′が、条件(G)を満たすことで、収縮部p3による圧力室25の収縮の後、圧力室25内のインクに生じる振動の固有周期Tcを考慮しつつより最適なタイミングで再収縮部p7によって圧電振動子17の駆動による圧力室25の再収縮動作を開始することができる。これにより、サテライト滴の飛翔速度が必要以上に高くなったり或いは低くなったりすることを抑制することができ、サテライト滴の飛翔を安定させることができる。
Claims (5)
- 液体を噴射するノズル、当該ノズルに連通する圧力室、及び、当該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、当該圧力発生手段の作動によってノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、
圧力発生手段を駆動してノズルから液体を噴射させるための噴射パルスを含む駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
前記液体噴射ヘッドと着弾対象とを相対的に移動させる移動手段と、を備え、
前記移動手段により前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させつつ、前記ノズルから液滴を噴射させて前記着弾対象に着弾させる液体噴射装置であって、
前記噴射パルスは、
第1の方向に電位が変化して前記圧力室の容積を変化させる第1の波形部と、
前記第1の波形部の後端電位から前記第1の方向とは反対方向である第2の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第2の波形部と、
前記第2の波形部の後端電位を一定時間維持して圧力室容積を維持する、又は、前記第2の波形部の後端電位から前記第1の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第3の波形部と、
前記第3の波形部の後端電位から前記第2の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第4の波形部と、
を含む電圧波形であり、
前記第2の波形部の電位変化量V2、前記第3の波形部の電位変化量V3、前記第4の波形部の電位変化量V4が、以下の条件(A)及び(B)を満たすことを特徴とする液体噴射装置。
0≦V3≦0.4×V2 …(A)
0.2×V2≦V4≦V2 …(B) - 前記圧力室内の液体に生じる固有振動周期をTcとして、前記第2の波形部の時間幅Wd1、前記第3の波形部の時間幅Wc2、及び、前記第4の波形部の時間幅Wd2が、以下の条件(C)〜(E)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
0.1×Tc≦Wd1 …(C)
Wc2≦0.5×Tc …(D)
Wd2≦0.5×Tc …(E) - 前記噴射パルスは、前記第2の波形部と前記第3の波形部との間に前記第2の波形部の後端電位を一定時間維持する中間ホールド部を有し、
前記中間ホールド部の時間幅Wh2が、以下の条件(F)を満たすことを特徴とする請求項2に記載の液体噴射装置。
0.03×Tc≦Wh2≦0.2×Tc …(F) - 前記第2の波形部の始端から前記第4の波形部の始端までの時間T′が、以下の条件(G)を満たすことを特徴とする請求項3に記載の液体噴射装置。
0.1×Tc≦T′≦0.7×Tc …(G) - 液体を噴射するノズル、当該ノズルに連通する圧力室、及び、当該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、当該圧力発生手段の作動によってノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、圧力発生手段を駆動してノズルから液体を噴射させるための噴射パルスを含む駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、前記液体噴射ヘッドと着弾対象とを相対的に移動させる移動手段と、を備え、前記移動手段により前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させつつ、前記ノズルから液滴を噴射させて前記着弾対象に着弾させる液体噴射装置の制御方法であって、
前記噴射パルスは、第1の方向に電位が変化して前記圧力室の容積を膨張させる第1の波形部と、前記第1の波形部の後端電位から前記第1の方向とは反対方向である第2の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第2の波形部と、前記第2の波形部の後端電位を一定時間維持して圧力室容積を維持する、又は、前記第2の波形部の後端電位から前記第1の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第3の波形部と、前記第3の波形部の後端電位から前記第2の方向に電位が変化して圧力室容積を変化させる第4の波形部と、を含み、
前記第2の波形部の電位変化量V2、前記第3の波形部の電位変化量V3、前記第4の波形部の電位変化量V4が、以下の条件(A)及び(B)を満たすように設定することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
0≦V3≦0.4×V2 …(A)
0.2×V2≦V4≦V2 …(B)
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