JP2012106353A - Waveform generator and inkjet recorder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波形生成装置及びインクジェット記録装置に係り、特にインクを連続吐出するインクジェット方式の画像形成技術に関する。 The present invention relates to a waveform generation device and an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet image forming technique for continuously ejecting ink.
インクジェット方式を用いて記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置において、打滴するインク滴の数を制御することで、サイズの異なるドットを形成し、階調を表現する技術が知られている。このような装置では、一定のインク量を安定して連続吐出する必要がある。 In an ink jet recording apparatus that forms a desired image on a recording medium using an ink jet method, a technique for expressing gradation by forming dots of different sizes by controlling the number of ink droplets to be ejected is known. ing. In such an apparatus, it is necessary to stably and continuously discharge a certain amount of ink.
正確な吐出を持続させる方法として、メニスカスの振動に着目し、吐出後に、残響を抑制する駆動波形をアクチュエータに加えることで、前の吐出の次の吐出への影響を抑制する技術が知られている(特許文献1、2)。また、吐出の際の液柱の切れ方を制御することで、サテライトやミストといった意図しない吐出の発生を抑制する技術が知られている(特許文献3)。
As a method for maintaining accurate discharge, a technique that suppresses the influence of the previous discharge on the next discharge by adding a drive waveform that suppresses reverberation to the actuator after discharging is known, focusing on meniscus vibration. (
このように、アクチュエータの駆動に関して、従来から様々な駆動波形が提案されている。 As described above, various drive waveforms have been proposed for driving the actuator.
これら従来の技術は、いずれもノズルのメニスカスの動きに着目し、これを所望の状態に近づけるという対策を行っている。しかし、メニスカスの状態の制御では、ヘッド内部の状態を十分に制御することができない。 All of these conventional techniques pay attention to the movement of the meniscus of the nozzle and take measures to bring it closer to a desired state. However, in the control of the meniscus state, the state inside the head cannot be sufficiently controlled.
例えば、ヘッド内部の気泡の存在、あるいは気泡の成長が吐出性能を左右する場合がある。このような場合、安定吐出のためにインクを脱気することが効果的である。しかし、単にメニスカスの状態を制御しただけでは、このような要因をうまくコントロールすることができない。 For example, the presence of bubbles in the head or the growth of bubbles may affect the ejection performance. In such a case, it is effective to degas the ink for stable ejection. However, such factors cannot be controlled well simply by controlling the meniscus state.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、好適な駆動波形を提案し、安定な吐出を持続させることができる波形生成装置及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it proposes a suitable driving waveform and provides a waveform generating apparatus and an ink jet recording apparatus capable of maintaining stable ejection.
前記目的を達成するために請求項1に記載の波形生成装置は、液滴を吐出するノズルと、前記ノズルと連通する液室と、前記液室内の液体を加圧するアクチュエータと、を備えたインクジェットヘッドのアクチュエータに供給する駆動波形を生成する波形生成装置において、前記ノズルから液滴を吐出させる吐出波形要素であって、前記インクジェットヘッドの共振を励起するn個(n≧3)の吐出波形要素が等間隔に配置され、前からm個目(2≦m<n)の吐出波形要素とm+1個目の吐出波形要素との間に液滴を吐出させない不吐出波形要素を有する駆動波形を生成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the waveform generating apparatus according to
請求項1に記載の発明によれば、ノズルから液滴を吐出させる吐出波形要素であって、インクジェットヘッドの共振を励起するn個(n≧3)の吐出波形要素が等間隔に配置され、前からm個目(2≦m<n)の吐出波形要素とm+1個目の吐出波形要素との間に液滴を吐出させない不吐出波形要素を有する駆動波形を生成する。これにより、インクジェットヘッドの共振を励起してノズルから液滴をn連射させるとともに、インクジェットヘッド内部の圧力振幅の増大を抑制しつつ、継続して連射を行うことができるので、インクジェットヘッド内部の負圧による気体の顕在化が抑えられ、安定な吐出を維持させることができる。 According to the first aspect of the present invention, n (n ≧ 3) ejection waveform elements that eject droplets from the nozzles and excite resonance of the inkjet head are arranged at equal intervals, A drive waveform having a non-ejection waveform element that does not eject droplets between the m-th (2 ≦ m <n) ejection waveform element and the (m + 1) th ejection waveform element from the front is generated. As a result, the resonance of the inkjet head is excited and droplets are continuously ejected from the nozzle, and the continuous firing can be performed while suppressing the increase in pressure amplitude inside the inkjet head. The manifestation of gas due to pressure is suppressed, and stable ejection can be maintained.
請求項2に示すように請求項1に記載の波形生成装置において、前記n個の吐出波形要素は、同一時間幅の波形要素であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the waveform generating device according to the first aspect, the n ejection waveform elements are waveform elements having the same time width.
これにより、適切にノズルから液滴をn連射させることができる。 As a result, it is possible to appropriately spray n droplets from the nozzle.
請求項3に示すように請求項1又は2に記載の波形生成装置において、前記n個の吐出波形要素の間隔は、前記インクジェットヘッドの共振周期の90〜110%の範囲内であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the waveform generating device according to the first or second aspect, an interval between the n ejection waveform elements is in a range of 90 to 110% of a resonance period of the inkjet head. And
これにより、適切にノズルから液滴をn連射させることができる。なお、インクジェットヘッドの共振周期(ヘルムホルツ固有振動周期)とは、インク流路系、インク(音響要素)、圧力発生素子の寸法、材料、物性値等から定まる振動系全体の固有周期をいう。 As a result, it is possible to appropriately spray n droplets from the nozzle. Note that the resonance period (Helmholtz natural vibration period) of the ink jet head refers to the natural period of the entire vibration system determined from the ink flow path system, ink (acoustic element), dimensions, materials, physical property values, and the like of the pressure generating element.
請求項4に示すように請求項1から3のいずれか1項に記載の波形生成装置において、前記吐出波形要素は、矩形波又は台形波であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the waveform generating device according to any one of the first to third aspects, the ejection waveform element is a rectangular wave or a trapezoidal wave.
これにより、適切にノズルから液滴を吐出させることができる。 Thereby, a droplet can be appropriately discharged from a nozzle.
請求項5に示すように請求項1から4のいずれか1項に記載の波形生成装置において、前記不吐出波形要素は、矩形波又は台形波であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the waveform generation device according to any one of the first to fourth aspects, the non-ejection waveform element is a rectangular wave or a trapezoidal wave.
これにより、適切にインクジェットヘッド内部の圧力を制御することができる。 Thereby, the pressure inside an inkjet head can be controlled appropriately.
請求項6に示すように請求項1から5のいずれか1項に記載の波形生成装置において、前記不吐出波形要素の幅は、前記吐出波形要素の幅以下であることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the waveform generating device according to any one of the first to fifth aspects, the width of the non-ejection waveform element is equal to or less than the width of the ejection waveform element.
これにより、適切にインクジェットヘッド内部の圧力を制御することができる。 Thereby, the pressure inside an inkjet head can be controlled appropriately.
請求項7に示すように請求項1から6のいずれか1項に記載の波形生成装置において、前記不吐出波形要素の振幅は、前記前からm個目の吐出波形要素の振幅と前記前からm+1個目の吐出波形要素の振幅との平均以下であることを特徴とする。
The waveform generation device according to any one of
これにより、適切にインクジェットヘッド内部の圧力を制御することができる。 Thereby, the pressure inside an inkjet head can be controlled appropriately.
前記目的を達成するために請求項8に記載のインクジェット記録装置は、請求項1から7のいずれか1項に記載の波形生成装置と、液滴を吐出するノズルと、前記ノズルと連通する液室と、前記液室内の液体を加圧するアクチュエータと、を備えたインクジェットヘッドと、生成した駆動波形を前記アクチュエータに供給して前記ノズルから液滴をn連射させる駆動手段と、記録対象物と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ink jet recording apparatus according to an eighth aspect includes a waveform generating apparatus according to any one of the first to seventh aspects, a nozzle that ejects droplets, and a liquid that communicates with the nozzle. An inkjet head including a chamber and an actuator that pressurizes the liquid in the liquid chamber, driving means for supplying the generated driving waveform to the actuator and causing droplets to be ejected n times from the nozzle, a recording object, and the object And a moving means for relatively moving the inkjet head.
請求項8に記載の発明によれば、ノズルから液滴を吐出させる吐出波形要素であって、インクジェットヘッドの共振を励起するn個(n≧3)の吐出波形要素が等間隔に配置され、前からm個目(2≦m<n)の吐出波形要素とm+1個目の吐出波形要素との間に液滴を吐出させない不吐出波形要素を有する駆動波形を生成し、アクチュエータに供給してノズルから液滴をn連射させる。これにより、インクジェットヘッド内部の圧力振幅の増大を抑制しつつ、継続して連射を行うことができるので、インクジェットヘッド内部の負圧による気体の顕在化が抑えられ、安定な吐出を維持させることができる。
According to the invention described in
本発明によれば、インクジェットヘッド内部の負圧状態が抑えられ、安定な吐出を維持させることができる。 According to the present invention, the negative pressure state inside the inkjet head is suppressed, and stable ejection can be maintained.
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔インクジェット吐出装置の説明〕
図1は、本発明の実施形態に係るインクジェット吐出装置のブロック図である。本例に示すインクジェット吐出装置100は、インクジェット方式により滴状の液体(液滴)を吐出させるインクジェットヘッド24と、インクジェットヘッド24に所定の駆動信号を供給して、インクジェットヘッド24を動作させる駆動装置140と、を含んで構成されている。
[Description of inkjet discharge device]
FIG. 1 is a block diagram of an inkjet discharge apparatus according to an embodiment of the present invention. The
インクジェットヘッド24は、液滴を吐出させる際の加圧源となる圧電アクチュエータ160が設けられており、駆動装置140から供給される駆動信号に応じて圧電アクチュエータ160が動作して液滴が吐出される圧電方式が適用される。詳細は後述するが(図2参照)、インクジェットヘッド24は、液滴の吐出口となるノズルと、該ノズルと連通し、圧電アクチュエータ160により加圧される圧力室と、該圧力室と連通する液流路等の構成が具備されている。
The
駆動装置140は、波形生成部142、信号選択部146、及びヘッド駆動回路128を含んで構成されている。
The
波形生成部142は、圧電アクチュエータ160を駆動するための基準駆動波形を生成する。ヘッド駆動回路128は、波形生成部142から入力された基準駆動波形を電力増幅する。
The
また、信号選択部146は、吐出データに基づいて、ヘッド駆動回路128から出力された電力増幅後の駆動信号をON/OFFし、吐出させる液滴の有無を選択する。吐出を行う場合には、ヘッド駆動回路128から出力された信号は、圧電アクチュエータ160へ供給される。信号選択部146において、複数の吐出波形要素からなる駆動信号の吐出波形要素の数を選択することで、液滴のサイズを制御可能に構成してもよい。
Further, the signal selection unit 146 turns on / off the drive signal after power amplification output from the
なお、インクジェットヘッド24と駆動装置140とを別々の構成として、フレキシブル基板などの配線部材を用いて接続してもよいし、インクジェットヘッド24と駆動装置140とを一体構成としてもよい。
Note that the
〔インクジェットヘッドの構成〕
次に、図1に示したインクジェットヘッド24の構造例について説明する。
[Configuration of inkjet head]
Next, a structural example of the
図2は、インクジェットヘッド24の立体構造の一例を示す断面図であり、記録素子単位となる1チャンネル分の液滴吐出素子が図示されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the three-dimensional structure of the
同図に示すインクジェットヘッド24は、圧力室150の天井面に設けられた圧電素子151を動作させて圧力室150内の液体を加圧して、圧力室150と連通するノズル152から液滴を吐出させるように構成されている。ノズル152から液滴が吐出されると、圧力室150と連通される供給口153を介して、液体の供給源たるタンク(不図示)から共通流路154を経由して圧力室150へ液体が充填される。
The
図2に示すインクジェットヘッド24は、ノズル面155にノズル152が形成されたノズルプレート156と、圧力室150、供給口153、共通流路154等の流路が形成された流路板157等を積層接合した構造となっている。ノズルプレート156は、インクジェットヘッド24のノズル面155を構成し、各圧力室150にそれぞれ連通する複数のノズル152が所定の配置パターンで配置されている。
2 includes a
流路板157は、圧力室150の側壁部を構成するとともに、共通流路154から圧力室150に液体を導く個別供給路の絞り部(最狭窄部)としての供給口153が形成される流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図2では簡略的に図示しているが、流路板157は一枚又は複数の基板を積層した構造である。ノズルプレート156及び流路板157は、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。
The
圧力室150の一部の面(図2において天井面)を構成する振動板158には、上部電極(個別電極)162及び下部電極164を備え、上部電極162と下部電極164との間に圧電体166が挟まれた構造を有する圧電素子(ピエゾ素子)151が接合されている。振動板158を金属薄膜や金属酸化膜により構成すると、圧電素子151の下部電極164に相当する共通電極として機能する。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様では、振動板部材の表面に金属などの導電材料による下部電極層が形成される。
A
上部電極162に駆動電圧を印加することによって圧電素子151が変形するとともに振動板158が変形して圧力室150の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル152から液滴が吐出される。
By applying a driving voltage to the
図1に示した圧電アクチュエータ160は、図2の圧電素子151及び振動板158が含まれる構成となっており、駆動信号に応じて液体の吐出圧力を発生させる圧力発生源となっている。なお、圧電アクチュエータ160は、図2に図示した振動板158が省略された態様(例えば、2枚の圧電素子を積層させたバイモルフ構造)も可能である。
The
〔駆動信号と内部圧力〕
ここで、圧電アクチュエータ160を駆動するための駆動信号と圧力室150内部の圧力の関係について説明する。
[Drive signal and internal pressure]
Here, the relationship between the drive signal for driving the
図3(a)は、1滴吐出時における駆動信号200の1吐出周期分を模式的に示す図であり、横軸は時間(μs)、縦軸は電圧(相対値)を表している。同図に示すように、駆動信号200は、パルス幅が5.4μs、振幅(電圧)が所定の値の矩形波である吐出パルス(吐出波形要素)201を有している。この駆動信号200は、波形生成部142において生成され、ヘッド駆動回路128において電力増幅された後、圧電アクチュエータ160に供給される。
FIG. 3A is a diagram schematically showing one ejection cycle of the
吐出パルス201は、圧電アクチュエータ160を動作させて、ノズル152から所定量の液滴を吐出させるための波形要素である。本例に示す吐出パルス201の立ち上がり部(0V→所定電圧)は、メニスカスをノズル内に引き込むように圧電アクチュエータ160を動作させ(引き動作)、立下り部(所定電圧→0V)はメニスカスをノズル152の外部に押し出すように圧電アクチュエータ160を動作させる(押し動作)。なお、吐出パルス201は、台形波であってもよい。
The
また、図3(b)は、圧電アクチュエータ160に駆動信号200(の電力増幅後の信号)が印加されたときの、圧力室150内部の圧力(相対値)を示している。
FIG. 3B shows the pressure (relative value) inside the
図3(b)に示すように、吐出パルス201が立ち上がると、圧電アクチュエータ160が引き動作されるため、圧力室150内部の圧力は負圧となる。その後、圧力室150内部の圧力は、図2に示したインクジェットヘッド24の構造から求められる共振周期に応じて振動する。この振動に同期させて吐出パルス201が立ち下がると、圧電アクチュエータ160が押し動作され、圧力が正方向に大きく変動する。
As shown in FIG. 3B, when the
図3(c)は、圧電アクチュエータ160に駆動信号200が印加されたときのノズル152におけるインクの流速(相対値)を示している。ここでは、ノズル152から圧力室150の内部に向かうインクの流速を縦軸のプラスとし、ノズル152から圧力室150の外部へ向かうインクの流速をマイナスとして表している。同図に示すように、ノズル152におけるインクの流速は、図3(b)に示す圧力変動に応じて変化する。
FIG. 3C shows the ink flow velocity (relative value) at the
また、図3(d)は、図3(c)に示すインクの流速を積分することにより得られるインクのメニスカスの位置(相対値)を示している。同図では、ノズル152の位置を0とし、圧力室150の内部側を縦軸のプラスとし、圧力室150の外部側をマイナスとして表している。
FIG. 3D shows the ink meniscus position (relative value) obtained by integrating the ink flow velocity shown in FIG. In the figure, the position of the
ここで、駆動信号200によって吐出されるインク量は、吐出パルス201の印加により変動するインク流速の1周期の積分量と略同等と考えられる。したがって、この1周期の積分量が、図3(d)における負の極小値となることで、インクが吐出される。
Here, the amount of ink ejected by the
次に、従来の多滴吐出時の駆動信号と圧力室150内部の圧力の関係について説明する。従来、連続吐出を高速に行う場合には、インクジェットヘッドの共振を励起する吐出波形をアクチュエータに複数回、略共振周期で加えることが一般的である。
Next, the relationship between the driving signal at the time of conventional multi-drop ejection and the pressure inside the
図4(a)は、従来の4滴吐出時の駆動信号210の1吐出周期分を模式的に示した図である。この駆動信号210は、4つの吐出パルス212−1〜212−4を有している。各吐出パルス212は、パルス幅4.4μs、振幅が所定電圧の矩形波である。
FIG. 4A is a diagram schematically showing one ejection cycle of the driving
ここでは4つの吐出パルス212−1〜212−4は全て同じ振幅であるが、それぞれ異なる振幅であってもよい。例えば、各吐出パルスにより吐出された液滴を空中で合一させるため、時間的に後になるほど振幅を大きくすることが考えられる。これにより、時間的に後に吐出された液滴ほど、速度を上げることができる。 Here, the four ejection pulses 212-1 to 212-4 all have the same amplitude, but may have different amplitudes. For example, in order to unite the droplets ejected by each ejection pulse in the air, it is conceivable to increase the amplitude later in time. As a result, the speed of the liquid droplet ejected later in time can be increased.
また、この吐出パルス212の出力周期は、インクジェットヘッド24の構造から求められる共振周期(ヘルムホルツ周期TC)と略等しい。ここでは、それぞれ10μs周期(間隔)で連続して出力されるように構成されている。なお、吐出パルス212の出力周期は、共振周期の90%〜110%であればよい。
The output period of the ejection pulse 212 is substantially equal to the resonance period (Helmholtz period TC) obtained from the structure of the
また、各吐出パルス212のパルス幅についても、適宜決めればよい。さらに、吐出パルス212は、台形波であってもよい。 Further, the pulse width of each ejection pulse 212 may be determined as appropriate. Further, the ejection pulse 212 may be a trapezoidal wave.
この駆動信号210をヘッド駆動回路128において電力増幅した後、圧電アクチュエータ160に供給することで、ノズル152から4滴の液滴を連続して吐出することができる。この4滴の液滴が、空中で合一されて打滴対象物に着弾することで、1滴吐出の場合よりも大きいサイズのドットを打滴対象物上に形成することができる。
After the
図4(b)、(c)は、それぞれ圧電アクチュエータ160に駆動信号210が印加されたときの、圧力室150内部の圧力(相対値)とノズル152におけるインクの流速(相対値)を示している。
4B and 4C show the pressure (relative value) in the
図4(b)に示すように、複数の吐出パルスを連続して印加すると、圧力室150内部の圧力振幅は、徐々に大きくなっていく。
As shown in FIG. 4B, when a plurality of ejection pulses are continuously applied, the pressure amplitude inside the
前述したように、各吐出パルス212によって吐出されるインク量は、各吐出パルス212の印加によるインク流速の変動の1周期の積分量と同等である。この積分量が負の極小値のときに、インクが吐出される。 As described above, the amount of ink ejected by each ejection pulse 212 is equivalent to the integral amount of one cycle of fluctuations in the ink flow rate caused by the application of each ejection pulse 212. When this integration amount is a negative minimum value, ink is ejected.
しかしながら、この圧力振幅が一定値を超えると、ノズル152から気体(空気)が入り込み、インクの吐出ができなくなるという不具合が発生する。
However, when the pressure amplitude exceeds a certain value, a problem occurs that gas (air) enters from the
このような不具合を回避するためには、多滴吐出時の駆動信号内に、吐出を行わない一定の時間を設け、その間に圧力室150内部の圧力が減衰するのを待ったり、インク吐出後に、圧力室150内部の圧力変動を減衰させるための減衰パルスを出力する等の対策が必要であった。
In order to avoid such a problem, a certain time during which no ejection is performed is provided in the drive signal at the time of multi-drop ejection, while waiting for the pressure inside the
〔本実施形態の駆動信号〕
次に、本実施形態に係る駆動信号について説明する。図5(a)は、本実施形態に係る圧電アクチュエータ160に供給される駆動信号220の1吐出周期分を模式的に示した図であり、4滴吐出のための駆動信号を示している。駆動信号220は、波形生成部142において生成され、ヘッド駆動回路128において電力増幅された後、圧電アクチュエータ160に供給される。
[Driving signal of this embodiment]
Next, the drive signal according to the present embodiment will be described. FIG. 5A schematically shows one ejection cycle of the
同図に示すように、この駆動信号220は、4つの吐出パルス222−1〜222−4と、1つの圧力抑制パルス225を有している。
As shown in the figure, this
各吐出パルス222は、パルス幅4.4μs、振幅が所定電圧の矩形波であり、それぞれインクジェットヘッド24の共振周期である10μs周期(間隔)で連続して出力されるように構成されている。図4(a)に示した吐出パルス212の場合と同様に、吐出パルス222の振幅、出力周期、パルス幅等は、安定して連続吐出ができるように適宜決めればよい。
Each ejection pulse 222 is a rectangular wave having a pulse width of 4.4 μs and an amplitude of a predetermined voltage, and is configured to be continuously output at a period (interval) of 10 μs that is a resonance period of the
また、圧力抑制パルス225は、パルス幅3.2μs、振幅が各吐出パルス222と同電圧の矩形波であり、4つの吐出パルス222−1〜222−4のうち前から2つ目の吐出パルス222−2と前から3つ目の吐出パルス222−3との間に出力されるように構成されている。なお、吐出パルス222及び圧力抑制パルス225は、台形波であってもよい。
The
4つの吐出パルス222−1〜222−4は、前述の駆動信号210の吐出パルス212−1〜212−4と同様に、ノズル152から4滴の液滴を連続して吐出することができる。
The four ejection pulses 222-1 to 222-4 can eject four droplets from the
これに対し、圧力抑制パルス225は、ノズル152からインクを吐出する波形要素ではなく、圧力室150内の圧力の増加を抑制する波形要素である。
On the other hand, the
圧力抑制パルス225の立ち上がり部(0V→所定電圧)は、メニスカスをノズル内に引き込むように圧電アクチュエータ160を動作させ(引き動作)、立下り部(所定電圧→0V)はメニスカスをノズル152の外部に押し出すように圧電アクチュエータ160を動作させる(押し動作)。このように、圧力抑制パルス225を印加することによる圧電アクチュエータ160の動作は、吐出パルス222と同様である。しかし、吐出パルス222の間に出力されることで、インクを連続して吐出する際の圧力室150内の圧力の増加を抑制する。
The rising portion (0 V → predetermined voltage) of the
この圧力抑制パルス225の振幅は、その前後の吐出パルス222(ここでは吐出パルス222−2及び222−3)の振幅の平均値以下であることが好ましい。また、圧力抑制パルス225のパルス幅は、各吐出パルス222の幅以下であることが好ましい。圧力抑制パルス225の圧力抑制効果は、振幅、パルス幅が上限のときに最大となり、振幅、パルス幅の減少とともに低下する。従って、吐出される液滴の体積、速度、吐出品質を考慮し、適切な振幅、パルス幅を決定すればよい。
The amplitude of the
図5(b)は、圧電アクチュエータ160に駆動信号220が印加されたときの圧力室150内部の圧力(相対値)を示しており、縦軸のスケールは図4(b)と同様である。また、図5(c)は、ノズル152におけるインクの流速(相対値)を示しており、縦軸のスケールは図4(c)と同様である。これらの図からわかるように、吐出パルス222−1〜222−4が連続出力されているにもかかわらず、圧力振幅及びインクの流速は拡大しない。
FIG. 5B shows the pressure (relative value) inside the
このように、圧力抑制パルス225を用いることで、インク吐出時の圧力室150内の圧力の状態を、負圧が小さい状態、又は所定値以上の負圧期間が短い状態に制御することができる。
Thus, by using the
ここで、圧力抑制パルス225の形状(パルス幅、振幅等)を最適化することで、共振周期におけるインクの流速の波形の中心値、即ちインクの流速の波形形状の平均値を変えることができる。これにより、共振周期におけるインクの流速の積分量を負の値とすることができ、連続的にインクが吐出されるように制御することが可能となる。
Here, by optimizing the shape (pulse width, amplitude, etc.) of the
以上のように、m番目の吐出パルスと(m+1)番目の吐出パルスとの間に、吐出パルスと略同一形状の圧力抑制パルスを出力することで、圧力室内の圧力振幅を拡大傾向にしなくても、連続的にインクを吐出することができる。 As described above, by outputting a pressure suppression pulse having substantially the same shape as the ejection pulse between the mth ejection pulse and the (m + 1) th ejection pulse, the pressure amplitude in the pressure chamber does not tend to expand. In addition, ink can be discharged continuously.
これにより、圧力室内の負圧に起因した、インクジェットヘッド内の溶存気体の顕在化や、既にインクジェットヘッド内に存在する気体の成長を抑制することが可能となった。したがって、インクジェットヘッド内に存在する気体が原因で、アクチュエータを駆動しているにもかかわらず所望の圧力が発生せず、吐出不良や不吐出となるおそれが軽減され、安定吐出が可能となる。このように、インクの脱気を行わなくても、圧力抑制パルスを用いて吐出の安定化を図ることができる。 This makes it possible to suppress the manifestation of dissolved gas in the ink jet head and the growth of gas already present in the ink jet head due to the negative pressure in the pressure chamber. Therefore, a desired pressure does not occur due to the gas present in the ink jet head even though the actuator is driven, and the possibility of defective ejection or non-ejection is reduced, and stable ejection becomes possible. In this way, it is possible to stabilize ejection using the pressure suppression pulse without degassing the ink.
本実施形態の駆動信号220では、4つの連続する吐出パルス222−1〜222−4のうち前から2番目の吐出パルス222−2と前から3番目の吐出パルス222−3との間に圧力抑制パルス225が挿入されているが、圧力抑制パルス225の位置はこの位置に限定されない。即ち、n個(n≧3)の連続する吐出パルスのうち、前からm個目(2≦m<n)の吐出パルスと(m+1)個目の吐出パルスとの間に圧力抑制パルスを挿入(重畳)すればよい。
In the
また、駆動信号の1周期内に挿入される圧力抑制パルスは1つに限定されるものではなく、複数の圧力抑制パルスを用いてもよい。例えば、6個の吐出パルスを有する駆動波形において、前から2個目の吐出パルスと3個目の吐出パルスの間に1つ目の圧力抑制パルスを挿入し、さらに前から4個目の吐出パルスと5個目の吐出パルスの間に2つ目の圧力抑制パルスを挿入してもよい。 Further, the pressure suppression pulse inserted in one cycle of the drive signal is not limited to one, and a plurality of pressure suppression pulses may be used. For example, in a driving waveform having six ejection pulses, the first pressure suppression pulse is inserted between the second ejection pulse and the third ejection pulse from the front, and the fourth ejection from the front. A second pressure suppression pulse may be inserted between the pulse and the fifth ejection pulse.
波形生成部142における駆動信号220の生成は、1つのパルスジェネレータによって吐出パルスと圧力抑制パルスを同時に生成してもよいし、2つのパルスジェネレータによって生成された吐出パルス列と圧力抑制パルスとを後から重畳させてもよい。また、ヘッド駆動回路128による電力増幅後に重畳させてもよい。
The generation of the
<インクジェット記録装置の全体構成>
図6は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。このインクジェット記録装置10は、紫外線硬化型インク(UV硬化インク)を用いて記録媒体12上にカラー画像を形成するワイドフォーマットプリンタである。ワイドフォーマットプリンタとは、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するのに好適な装置である。ここでは、A3ノビ以上に対応するものを「ワイドフォーマット」とよぶ。
<Overall configuration of inkjet recording apparatus>
FIG. 6 is an external perspective view of the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention. The ink
インクジェット記録装置10は、装置本体20と、この装置本体20を支持する支持脚22とを備えている。装置本体20には、記録媒体(メディア)12に向けてインクを吐出するドロップオンデマンド型のインクジェットヘッド24と、記録媒体12を支持するプラテン26と、ヘッド移動手段(走査手段)としてのガイド機構28及びキャリッジ30が設けられている。
The ink
ガイド機構28は、プラテン26の上方において、記録媒体12の搬送方向(X方向)に直交し且つプラテン26の媒体支持面と平行な走査方向(Y方向)に沿って延在するように配置されている。キャリッジ30は、ガイド機構28に沿ってY方向に往復移動可能に支持されている。キャリッジ30には、インクジェットヘッド24が搭載されるとともに、記録媒体12上のインクに紫外線を照射する仮硬化光源32A、32Bと、本硬化光源34A、34Bとが搭載されている。
The
仮硬化光源32A、32Bは、インクジェットヘッド24から吐出されたインク滴が記録媒体12に着弾した後に、隣接液滴同士が合一化しない程度にインクを仮硬化させるための紫外線を照射する光源である。本硬化光源34A、34Bは、仮硬化後に追加露光を行い、最終的にインクを完全に硬化(本硬化)させるための紫外線を照射する光源である。
The temporary
キャリッジ30上に配置されたインクジェットヘッド24、仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bは、ガイド機構28に沿ってキャリッジ30とともに一体的に(一緒に)移動する。キャリッジ30の往復移動方向(Y方向)を「主走査方向」、記録媒体12の搬送方向(X方向、以下、「メディア搬送方向」という。)を「副走査方向」と呼ぶ場合がある。
The
記録媒体12には、紙、不織布、塩化ビニル、合成化学繊維、ポリエチレン、ポリエステル、ターポリンなど、材質を問わず、また、浸透性媒体、非浸透性媒体を問わず、様々な媒体を用いることができる。記録媒体12は、装置の背面側からロール紙状態(図7参照)で給紙され、印字後は装置正面側の巻き取りローラ(図6中不図示、図7の符号44)で巻き取られる。プラテン26上に搬送された記録媒体12に対して、インクジェットヘッド24からインク滴が吐出され、記録媒体12上に付着したインク滴に対して仮硬化光源32A、32B、本硬化光源34A、34Bから紫外線が照射される。
As the
図6において、装置本体20の正面に向かって左側の前面に、インクカートリッジ36の取り付け部38が設けられている。インクカートリッジ36は、紫外線硬化型インクを貯留する交換自在なインク供給源(インクタンク)である。インクカートリッジ36は、本例のインクジェット記録装置10で使用される各色インクに対応して設けられている。色別の各インクカートリッジ36は、それぞれ独立に形成された不図示のインク供給経路によってインクジェットヘッド24に接続される。各色のインク残量が少なくなった場合にインクカートリッジ36の交換が行われる。
In FIG. 6, a mounting
また、図示を省略するが、装置本体20の正面に向かって右側には、インクジェットヘッド24のメンテナンス部が設けられている。該メンテナンス部は、非印字時におけるインクジェットヘッド24を保湿するためのキャップと、インクジェットヘッド24のノズル面(インク吐出面)を清掃するための払拭部材(ブレード、ウエブ等)が設けられている。インクジェットヘッド24のノズル面をキャッピングするキャップは、メンテナンスのためにノズルから吐出されたインク滴を受けるためのインク受けが設けられている。
Although not shown, a maintenance unit for the
<記録媒体搬送路の説明>
図7は、インクジェット記録装置10における記録媒体搬送路を模式的に示す説明図である。図7に示すように、プラテン26は逆樋状に形成され、その上面が記録媒体12の支持面(「媒体支持面」という。)となる。プラテン26の近傍における記録媒体搬送方向(X方向)の上流側には、記録媒体12を間欠搬送するための記録媒体搬送手段である一対のニップローラ40が配設される。このニップローラ40は記録媒体12をプラテン26上で記録媒体搬送方向(X方向)へ移動させる。
<Description of recording medium conveyance path>
FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing a recording medium conveyance path in the
ロール・ツー・ロール方式の媒体搬送手段を構成する供給側のロール(「送り出し供給ロール」という。)42から送り出された記録媒体12は、印字部の入り口(プラテン26の記録媒体搬送方向の上流側)に設けられた一対のニップローラ40によって、X方向に間欠搬送される。インクジェットヘッド24の直下の印字部に到達した記録媒体12は、インクジェットヘッド24により印字が実行され、印字後に巻き取りロール44に巻き取られる。印字部の記録媒体搬送方向の下流側には、記録媒体12のガイド46が設けられている。
The
印字部においてインクジェットヘッド24と対向する位置にあるプラテン26の裏面(記録媒体12を支持する面と反対側の面)には、印字中の記録媒体12の温度を調整するための温調部50が設けられている。印字時の記録媒体12が所定の温度となるように調整されると、記録媒体12に着弾したインク液滴の粘度や、表面張力等の物性値が所望の値になり、所望のドット径を得ることが可能となる。なお、必要に応じて、温調部50の上流側にプレ温調部52を設けてもよいし、温調部50の下流側にアフター温調部54を設けてもよい。
A
<インクジェットヘッドの説明>
図8は、キャリッジ30上に配置されるインクジェットヘッド24と仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bの配置形態の例を示す平面透視図である。
<Description of inkjet head>
FIG. 8 is a plan perspective view showing an example of an arrangement form of the
インクジェットヘッド24には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)、ライトシアン(LC)、ライトマゼンタ(LM)、透明インク(CL)、白(W)の各色のインク毎に、それぞれ色のインクを吐出するためのノズル列61Y、61M、61C、61K、61LC、61LM、61CL、61Wが設けられている。図8ではノズル列を点線により図示し、ノズルの個別の図示は省略されている。また、以下の説明では、ノズル列61Y、61M、61C、61K、61LC、61LM、61CL、61Wを総称して符号61を付してノズル列を表すことがある。
The
インク色の種類(色数)や色の組合せについては本実施形態に限定されない。例えば、LC、LMのノズル列を省略する形態、CLやWのノズル列を省略する形態、特別色のインクを吐出するノズル列を追加する形態などが可能である。また、色別のノズル列の配置順序も特に限定はない。 The ink color type (number of colors) and the color combination are not limited to the present embodiment. For example, a form in which the LC and LM nozzle arrays are omitted, a form in which the CL and W nozzle arrays are omitted, and a form in which a nozzle array for ejecting special color ink is added are possible. Further, the arrangement order of the nozzle rows for each color is not particularly limited.
色別のノズル列61ごとにヘッドモジュールを構成し、これらを並べることによって、カラー描画が可能なインクジェットヘッド24を構成することができる。例えば、イエローインクを吐出するノズル列61Yを有するヘッドモジュール24Yと、マゼンタインクを吐出するノズル列61Mを有するヘッドモジュール24Mと、シアンインクを吐出するノズル列61Cを有するヘッドモジュール24Cと、黒インクを吐出するノズル列61Kを有するヘッドモジュール24Kと、LC、LM、CL、Wの各色のインクを吐出するノズル列61LC、61LM、61CL、61Wをそれぞれ有する各ヘッドモジュール24LC、24LM、24CL、24Wとをキャリッジ30の往復移動方向(主走査方向)に沿って並ぶように等間隔に配置する態様も可能である。色別のヘッドモジュール24Y、24M、24C、24K、24LC、24LMを、それぞれ「インクジェットヘッド」と解釈することも可能である。或いはまた、1つのインクジェットヘッド24の内部で色別にインク流路を分けて形成し、1ヘッドで複数色のインクを吐出するノズル列を備える構成も可能である。
By forming a head module for each color nozzle row 61 and arranging them, it is possible to form an
各ノズル列61は、複数個のノズルが一定の間隔で記録媒体搬送方向(副走査方向)に沿って1列に(直線的に)並んだものとなっている。本例のインクジェットヘッド24は、各ノズル列61を構成するノズルの配置ピッチ(ノズルピッチ)が254μm(100dpi)、1列のノズル列61を構成するノズルの数は256ノズル、ノズル列61の全長Lw(「ノズル列の長さ」に相当、「ノズル列幅」という場合がある。)は約65mm(254μm×255=64.8mm)である。また、吐出周波数は15kHzであり、駆動波形の変更によって10pl、20pl、30plの3種類の吐出液滴量を打ち分けることができる。
In each nozzle row 61, a plurality of nozzles are arranged in a row (linearly) along the recording medium conveyance direction (sub-scanning direction) at regular intervals. In the
なお、Y方向のノズル列間隔は必ずしも一定でなくてもよい。 Note that the nozzle row spacing in the Y direction is not necessarily constant.
インクジェットヘッド24のインク吐出方式としては、圧電素子(ピエゾアクチュエータ)の変形によってインク滴を飛ばす方式(ピエゾジェット方式)が採用されている。吐出エネルギー発生素子として、静電アクチュエータを用いる形態(静電アクチュエータ方式)の他、ヒータなどの発熱体(加熱素子)を用いてインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばす形態(サーマルジェット方式)を採用することも可能である。ただし、紫外線硬化型インクは、一般に溶剤インクと比べて高粘度であるため、紫外線硬化型インクを使用する場合には、吐出力が比較的大きなピエゾジェット方式を採用することが好ましい。
As an ink ejection method of the
<紫外線照射装置の配置について>
図8に示したように、インクジェットヘッド24の走査方向(Y方向)の左右両脇に、仮硬化光源32A、32Bが配置される。さらに、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向(X方向)の下流側に本硬化光源34A、34Bが配置されている。
<About the arrangement of the UV irradiation device>
As shown in FIG. 8, provisional curing light sources 32 </ b> A and 32 </ b> B are arranged on the left and right sides of the scanning direction (Y direction) of the
インクジェットヘッド24のノズルから吐出されて記録媒体12上に着弾したインク滴は、その直後にその上を通過する仮硬化光源32A(又は32B)によって仮硬化のための紫外線が照射される。また、記録媒体12の間欠搬送に伴ってインクジェットヘッド24の印字領域を通過した記録媒体12上のインク滴は、本硬化光源34A、34Bにより本硬化のための紫外線が照射される。
The ink droplets ejected from the nozzles of the
図8に示したように、仮硬化光源32A、32Bは、それぞれ複数個のUV−LED素子33が並べられた構造を有している。2つの仮硬化光源32A、32Bは、共通の構成である。本例では、仮硬化光源32A、32Bとして、X方向に沿って6個のUV−LED素子33が1列に並べたLED素子配列を例示したが、LED素子数及びその配列形態はこの例に限定されない。例えば、複数個のLED素子をX/Y方向にマトリクス状に配置した構成も可能である。
As shown in FIG. 8, each of the temporary
この6個のUV−LED素子33は、インクジェットヘッド24のノズル列幅Lwと同じ幅の領域に対して一度にUV照射を行うことができるように並べられている。
The six UV-
また、本硬化光源34A、34Bは、それぞれ複数個のUV−LED素子35が並べられた構造を有している。2つの本硬化光源34A、34Bは、共通の構成である。本例では、本硬化光源34A、34Bとして、Y方向に6個、X方向に2個のUV−LED素子35がマトリクス状に配置されたLED素子配列(6×2)を例示している。
The main
本硬化光源のLED素子数及びその配列形態は、図8の例に限定されない。例えば、複数個のLED素子をX方向に沿って1列に並べた構成も可能である。 The number of LED elements of the main curing light source and the arrangement form thereof are not limited to the example of FIG. For example, a configuration in which a plurality of LED elements are arranged in a line along the X direction is also possible.
<作画モードについて>
上記のごとく構成されたインクジェット記録装置10は、マルチパス方式の描画制御が適用され、印字パス数の変更によって印字解像度を変更することが可能である。例えば、高生産モード、標準モード、高画質モードの3種類の作画モードが用意され、各モードでそれぞれ印字解像度が異なる。印刷目的や用途に応じて作画モードを選択することができる。
<About drawing mode>
The
高生産モードでは、600dpi(主走査方向)×400dpi(副走査方向)の解像度で印字が実行される。高生産モードの場合、主走査方向は2パス(2回の走査)によって600dpiの解像度が実現される。まず、1回目の走査(キャリッジ30の往路)では300dpiの解像度でドットが形成される。2回目の走査(復路)では、1回目の走査(往路)で形成されたドットの中間を300dpiで補間するようにドットが形成され、主走査方向について600dpiの解像度が得られる。 In the high production mode, printing is executed with a resolution of 600 dpi (main scanning direction) × 400 dpi (sub-scanning direction). In the high production mode, a resolution of 600 dpi is realized by two passes (two scans) in the main scanning direction. First, dots are formed with a resolution of 300 dpi in the first scan (the forward path of the carriage 30). In the second scan (return pass), dots are formed such that the middle of the dots formed in the first scan (forward pass) is interpolated at 300 dpi, and a resolution of 600 dpi is obtained in the main scan direction.
一方、副走査方向については、ノズルピッチが100dpiであり、1回の主走査(1パス)により副走査方向に100dpiの解像度でドットが形成される。したがって、4パス印字(4回の走査)により補間印字を行うことで400dpiの解像度が実現される。 On the other hand, in the sub-scanning direction, the nozzle pitch is 100 dpi, and dots are formed at a resolution of 100 dpi in the sub-scanning direction by one main scanning (one pass). Therefore, a resolution of 400 dpi is realized by performing interpolation printing by four-pass printing (four scans).
なお、本明細書では、主走査方向のパス数と副走査方向のパス数との積を、その作画モードにおけるパス数と呼ぶ。したがって、高生産モードのパス数は、主走査2パス印字×副走査4パス印字=8パスとなる。 In this specification, the product of the number of passes in the main scanning direction and the number of passes in the sub-scanning direction is referred to as the number of passes in the drawing mode. Therefore, the number of passes in the high production mode is main scanning 2-pass printing × sub-scanning 4-pass printing = 8 passes.
標準モードでは、600dpi×800dpiの解像度で印字が実行される。この解像度は、主走査方向は2パス印字、副走査方向は8パス印字とすることにより得られる。即ち、標準モードのパス数は、主走査2パス印字×副走査8パス印字=16パスとなる。 In the standard mode, printing is performed with a resolution of 600 dpi × 800 dpi. This resolution can be obtained by 2-pass printing in the main scanning direction and 8-pass printing in the sub-scanning direction. That is, the number of passes in the standard mode is main scanning 2-pass printing × sub-scanning 8-pass printing = 16 passes.
高画質モードでは、1200×1200dpiの解像度で印字が実行され、主走査方向は4パス、副走査方向は12パスによりこの解像度を得ている。即ち、高画質モードのパス数は、主走査4パス印字×副走査12パス印字=48パスとなる。
In the high image quality mode, printing is executed at a resolution of 1200 × 1200 dpi, and this resolution is obtained by 4 passes in the main scanning direction and 12 passes in the sub-scanning direction. That is, the number of passes in the high image quality mode is main scanning 4 pass printing ×
なお、キャリッジ30の主走査速度は、各モードとも1270mm/secである。
The main scanning speed of the
このように、作画モードによってパス数が異なっても、適切な光量で仮硬化及び本硬化を行うことができる。 In this way, even if the number of passes differs depending on the drawing mode, temporary curing and main curing can be performed with an appropriate amount of light.
<インク供給系の説明>
図9は、インクジェット記録装置10のインク供給系の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクカートリッジ36に収容されているインクは、供給ポンプ70によって吸引され、サブタンク72を介してインクジェットヘッド24に送られる。サブタンク72には、内部のインクの圧力を調整するための圧力調整部74が設けられている。
<Description of ink supply system>
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the ink supply system of the
圧力調整部74は、バルブ76を介してサブタンク72と連通される加減圧用ポンプ77と、バルブ76と加減圧用ポンプ77との間に設けられる圧力計78と、を具備している。
The
通常の印字時は、加減圧用ポンプ77がサブタンク72内のインクを吸引する方向に動作し、サブタンク72の内部圧力及びインクジェットヘッド24の内部圧力が負圧に維持される。一方、インクジェットヘッド24のメンテナンス時は、加減圧用ポンプ77がサブタンク72内のインクを加圧する方向に動作し、サブタンク72の内部及びインクジェットヘッド24の内部が強制的に加圧され、インクジェットヘッド24内のインクがノズルを介して排出される。インクジェットヘッド24から強制的に排出されたインクは、上述したキャップ(図示せず)のインク受けに収容される。
During normal printing, the pressure increasing / decreasing pump 77 operates in the direction of sucking ink in the
<インクジェット記録装置の制御系の説明>
図10はインクジェット記録装置10の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置10は、制御手段としての制御装置102が設けられている。制御装置102としては、例えば、中央演算処理装置(CPU)を備えたコンピュータ等を用いることができる。制御装置102は、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。制御装置102には、記録媒体搬送制御部104、キャリッジ駆動制御部106、光源制御部108、画像処理部110、吐出制御部112が含まれる。これらの各部は、ハードウエア回路又はソフトウエア、若しくはこれらの組合せによって実現される。
<Description of Control System of Inkjet Recording Apparatus>
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the
記録媒体搬送制御部104は、記録媒体12(図1参照)の搬送を行うための搬送駆動部114を制御する。搬送駆動部114は、図2に示すニップローラ40駆動する駆動用モータ、及びその駆動回路が含まれる。プラテン26(図1参照)上に搬送された記録媒体12は、インクジェットヘッド24による主走査方向の往復走査(印刷パスの動き)に合わせて、スワス幅単位で副走査方向へ間欠送りされる。
The recording medium
図14に示すキャリッジ駆動制御部106は、キャリッジ30(図1参照)を主走査方向に移動させるための主走査駆動部116を制御する。主走査駆動部116は、キャリッジ30の移動機構に連結される駆動用モータ、及びその制御回路が含まれる。
A carriage drive control unit 106 shown in FIG. 14 controls a main scanning drive unit 116 for moving the carriage 30 (see FIG. 1) in the main scanning direction. The main scanning drive unit 116 includes a drive motor connected to a moving mechanism of the
光源制御部108は、LED駆動回路118を介して仮硬化光源32A、32BのUV−LED素子33の発光量を調整するとともに、LED駆動回路119を介して本硬化光源34A、34BのUV−LED素子35の発光量を調整する制御手段である。
The light
LED駆動回路118は、光源制御部108からの指令に応じた電圧値の電圧を出力して、UV−LED素子33の発光量を調整する。また、LED駆動回路119は、光源制御部108からの指令に応じた電圧値の電圧を出力して、UV−LED素子35の発光量を調整する。LEDの発光量の調整は、電圧を変更するのではなく、駆動波形のDutyや周波数を変更することによって行ってもよい。
The
なお、本実施形態におけるインクの露光量の調整は、光源制御部108からの指令に応じた発光量の制御に限定されるものではない。例えば、パス数に応じた露光が行えるように、作画モード毎に仮硬化光源32A、32Bや本硬化光源34A、34Bを交換して露光量を調整するようにしてもよい。
The adjustment of the ink exposure amount in the present embodiment is not limited to the control of the light emission amount according to the command from the light
制御装置102は、操作パネル等の入力装置120、表示装置122が接続されている。
The
入力装置120は、手動による外部操作信号を制御装置102へ入力する手段であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、操作ボタンなど各種形態を採用しうる。表示装置122には、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、CRTなど、各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置120を操作することにより、作画モードの選択、印刷条件の入力や付属情報の入力・編集などを行うことができ、入力内容や検索結果等の各種情報は、表示装置122の表示を通じて確認することができる。
The input device 120 is means for inputting a manual external operation signal to the
また、インクジェット記録装置10には、各種情報を格納しておく情報記憶部124と、印刷用の画像データを取り込むための画像入力インターフェース126が設けられている。画像入力インターフェースには、シリアルインターフェースを適用してもよいし、パラレルインターフェースを適用してもよい。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
Further, the ink
画像入力インターフェース126を介して入力された画像データは、画像処理部110にて印刷用のデータ(ドットデータ)に変換される。ドットデータは、一般に、多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、sRGBなどで表現された画像データ(例えば、RGB各色について8ビットの画像データ)をインクジェット記録装置10で使用するインク各色の色データに変換する処理である。
Image data input via the
ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して、誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータに変換する処理である。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般にM値(M≧3)の階調画像データをN値(N<M)の階調画像データに変換する。最も簡単な例では、2値(ドットのオンオフ)のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類(例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの3種類)に対応した多値の量子化を行うことも可能である。 The halftone process is a process for converting the color data of each color generated by the color conversion process into dot data of each color by a process such as an error diffusion method or a threshold matrix. Various known means such as an error diffusion method, a dither method, a threshold matrix method, and a density pattern method can be applied as the halftone processing means. The halftone process generally converts gradation image data having an M value (M ≧ 3) into gradation image data having an N value (N <M). In the simplest example, it is converted into binary (dot on / off) dot image data, but in halftone processing, it corresponds to the dot size type (for example, three types such as large dot, medium dot, small dot). It is also possible to perform multi-level quantization.
こうして得られた2値又は多値の画像データ(ドットデータ)は、各ノズルの駆動(オン)/非駆動(オフ)、さらに、多値の場合には液滴量(ドットサイズ)を制御するインク吐出データ(打滴制御データ)として利用される。 The binary or multi-valued image data (dot data) obtained in this way controls the drive (on) / non-drive (off) of each nozzle, and in the case of multiple values, controls the droplet amount (dot size). Used as ink ejection data (droplet ejection control data).
吐出制御部112は、図1に示した波形生成部142、信号選択部146を含んで構成され、画像処理部110において生成されたドットデータに基づいて、ヘッド駆動回路128に対して吐出制御信号を生成する。
The
ヘッド駆動回路128を介してインクジェットヘッド25の各吐出エネルギー発生素子に対して、共通の駆動電圧信号が印加され、各ノズルの吐出タイミングに応じて各エネルギー発生素子の個別電極に接続されたスイッチ素子(不図示)のオンオフを切り換えることで、対応するノズルからインクが吐出される。
A common drive voltage signal is applied to each ejection energy generation element of the inkjet head 25 via the
情報記憶部124は、制御装置102のCPUが実行するプログラム、及び制御に必要な各種データなどが格納されている。情報記憶部124は、作画モードに応じた解像度の設定情報、パス数(スキャンの繰り返し数)、仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bの発光量情報などが格納されている。
The information storage unit 124 stores programs executed by the CPU of the
エンコーダ130は、主走査駆動部116の駆動用モータ、及び搬送駆動部114の駆動用モータに取り付けられており、該駆動モータの回転量及び回転速度に応じたパルス信号を出力し、該パルス信号は制御装置102に送られる。エンコーダ130から出力されたパルス信号に基づいて、キャリッジ30の位置、及び記録媒体12(図1参照)の位置が把握される。
The
センサ132は、キャリッジ30に取り付けられており、センサ132から得られたセンサ信号に基づいて記録媒体12の幅が把握される。
The
上記実施形態では、描画ヘッド部(インクジェットヘッド24)が色別に1列のノズル列を有する例を説明したが、ノズルの配列形態はこの例に限定されない。例えば、各色について、2列の千鳥配列、或いは、さらに多列のマトリクス配列その他の2次元配列でもよい。 In the above embodiment, an example in which the drawing head unit (inkjet head 24) has one nozzle row for each color has been described, but the nozzle arrangement is not limited to this example. For example, for each color, a two-row zigzag arrangement, or a multi-row matrix arrangement or other two-dimensional arrangement may be used.
上述の実施形態では、ワイドフォーマットインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。ワイドフォーマット以外のインクジェット記録装置への適用も可能である。また、本発明は、グラフフィック印刷用途に限らず、電子回路基板の配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体(「インク」に相当)として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、微細構造物形成装置など、各種の画像パターンを形成し得る様々な画像形成装置に適用可能である。 In the above-described embodiment, the wide format ink jet recording apparatus is exemplified, but the scope of application of the present invention is not limited to this. Application to inkjet recording apparatuses other than the wide format is also possible. In addition, the present invention is not limited to graphic printing applications, electronic circuit board wiring drawing apparatuses, various device manufacturing apparatuses, resist printing apparatuses that use a resin liquid as a functional liquid for ejection (corresponding to “ink”), The present invention can be applied to various image forming apparatuses that can form various image patterns such as a fine structure forming apparatus.
10…インクジェット記録装置、12…記録媒体、24…インクジェットヘッド、100…インクジェット吐出装置、128…ヘッド駆動回路、140…駆動装置、142…波形生成部、150…圧力室、152…ノズル、160…圧電アクチュエータ、162…上部電極、164…下部電極、166…圧電対、220…駆動信号、222…吐出パルス、225…圧力抑制パルス
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ノズルから液滴を吐出させる吐出波形要素であって、前記インクジェットヘッドの共振を励起するn個(n≧3)の吐出波形要素が等間隔に配置され、前からm個目(2≦m<n)の吐出波形要素とm+1個目の吐出波形要素との間に液滴を吐出させない不吐出波形要素を有する駆動波形を生成することを特徴とする波形生成装置。 In a waveform generation device that generates a drive waveform to be supplied to an actuator of an inkjet head, comprising: a nozzle that discharges a droplet; a liquid chamber that communicates with the nozzle; and an actuator that pressurizes the liquid in the liquid chamber.
Discharge waveform elements for discharging droplets from the nozzles, n (n ≧ 3) discharge waveform elements that excite resonance of the inkjet head are arranged at equal intervals, and the mth (2 ≦ m) from the front A waveform generation apparatus that generates a drive waveform having a non-discharge waveform element that does not discharge a droplet between the discharge waveform element of <n) and the (m + 1) th discharge waveform element.
液滴を吐出するノズルと、前記ノズルと連通する液室と、前記液室内の液体を加圧するアクチュエータと、を備えたインクジェットヘッドと、
生成した駆動波形を前記アクチュエータに供給して前記ノズルから液滴をn連射させる駆動手段と、
記録対象物と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる移動手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 A waveform generator according to any one of claims 1 to 7,
An inkjet head comprising: a nozzle that discharges droplets; a liquid chamber that communicates with the nozzle; and an actuator that pressurizes the liquid in the liquid chamber;
Driving means for supplying the generated driving waveform to the actuator to shoot droplets from the nozzles n times;
Moving means for relatively moving the recording object and the inkjet head;
An ink jet recording apparatus comprising:
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JP2010255119A JP2012106353A (en) | 2010-11-15 | 2010-11-15 | Waveform generator and inkjet recorder |
Applications Claiming Priority (1)
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2010
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WO2020202245A1 (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | コニカミノルタ株式会社 | Method of driving inkjet head, and inkjet recording device |
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