JP2013022869A - Liquid jetting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置に関し、特に、液体噴射ヘッドと液体着弾対象とを相対移動させながら液体の噴射を制御可能な液体噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus such as an ink jet recording apparatus, and more particularly to a liquid ejecting apparatus capable of controlling liquid ejection while relatively moving a liquid ejecting head and a liquid landing target.
液体噴射装置は液体を液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッドという)を備え、この記録ヘッドから液体状のインクをインク滴として噴射させて記録を行うインクジェット式記録装置(プリンター)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、ディスプレイ製造装置などの各種の製造装置にも応用されている。 The liquid ejecting apparatus includes a liquid ejecting head capable of ejecting liquid as droplets, and ejects various liquids from the liquid ejecting head. As a typical example of this liquid ejecting apparatus, for example, an ink jet recording apparatus that includes an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) and performs recording by ejecting liquid ink as ink droplets from the recording head ( And an image recording apparatus such as a printer. In recent years, the present invention is applied not only to this image recording apparatus but also to various manufacturing apparatuses such as a display manufacturing apparatus.
上記の液体噴射装置の一種である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)としては、噴射駆動パルス(噴射駆動電圧の一種)を圧電振動子などの圧力発生手段に印加して当該圧力発生手段を駆動することによりノズルからインクを噴射可能なインクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッドの一種。以下、単に記録ヘッドという。)と、この記録ヘッドを記録紙等の記録媒体(液体着弾対象)の幅方向、即ち、主走査方向に往復移動させ得るヘッド走査機構を備え、記録ヘッドの往動時と復動時の双方でインク滴を噴射させて記録を行う所謂双方向記録が可能なものも提案されている。 As an ink jet printer that is a kind of the above liquid ejecting apparatus (hereinafter simply referred to as a printer), an ejection driving pulse (a kind of ejection driving voltage) is applied to pressure generating means such as a piezoelectric vibrator, and the pressure generating means is used. An ink jet recording head capable of ejecting ink from nozzles by being driven (a type of liquid ejecting head; hereinafter simply referred to as a recording head), and the width direction of a recording medium (liquid landing target) such as recording paper. That is, a head scanning mechanism capable of reciprocating in the main scanning direction and capable of so-called bidirectional recording in which ink droplets are ejected both when the recording head moves forward and when it moves backward is proposed. ing.
この双方向記録が可能なプリンターでは、例えば、噴射されるインク量がそれぞれ異なる複数種類の噴射駆動パルスを一連に接続した駆動信号を発生させ、この駆動信号の中から必要な噴射駆動パルスを選択的に圧電振動子等の圧力発生手段に供給することで異なる大きさのドットを形成して記録を行う場合、即ち、所謂多階調記録を行う場合には、往動時と復動時とで圧力発生手段に対する印加順を逆にすることで、往動時と復動時とで、記録媒体上の仮想的な画素領域における主走査方向の着弾位置関係(ドット形成位置関係)を揃えている。例えば、往動時に所定の画素領域にミドルドット、スモールドットの順にドットを形成する場合、復動時には、スモールドット、ミドルドットの順にドットを形成することで、ミドルドットに対するスモールドットの位置関係(或いは逆)が往復で揃う。 In a printer capable of bidirectional recording, for example, a drive signal in which a plurality of types of ejection drive pulses with different amounts of ejected ink are connected in series is generated, and a necessary ejection drive pulse is selected from these drive signals. When recording is performed by forming dots of different sizes by supplying them to a pressure generating means such as a piezoelectric vibrator, that is, when performing so-called multi-gradation recording, during forward movement and during backward movement By reversing the order of application to the pressure generating means, the landing position relationship (dot formation position relationship) in the main scanning direction in the virtual pixel area on the recording medium is aligned during forward movement and backward movement. Yes. For example, when dots are formed in the order of middle dots and small dots in a predetermined pixel area during forward movement, dots are formed in the order of small dots and middle dots at the time of backward movement, so that the positional relationship of the small dots with respect to the middle dots ( (Or vice versa) is reciprocated.
ところが、このような構成のプリンターでは、記録ヘッドを移動させながらインクの噴射を行うので、噴射されたインク滴には記録ヘッドの移動に起因する慣性成分が作用し、インク滴は記録媒体に対して斜めに飛翔する。そして、飛翔速度が異なるインク滴を噴射する場合、例えば、スモールドットに対応する量のインク滴と、ミドルドットに対応する量のインク滴を噴射する場合には、ノズルから噴射されて記録紙に着弾するまでの時間が各インク滴で異なるため、主走査方向の飛翔距離も異なる。したがってこの場合、図6に示すように、画素領域Pにおける主走査方向のドット形成位置が往動時と復動時で相違してしまう。このようなドット形成位置のずれが生じると、記録画像にバンディング(筋状のノイズ)が生じたり、粒状感(視覚的に感じる画像の粗さ)が大きくなったりするという問題があった。 However, in the printer having such a configuration, since the ink is ejected while moving the recording head, an inertial component caused by the movement of the recording head acts on the ejected ink droplet, and the ink droplet is applied to the recording medium. Flying diagonally. When ejecting ink droplets having different flying speeds, for example, when ejecting ink droplets corresponding to the small dot and ink droplets corresponding to the middle dot, the droplets are ejected from the nozzles onto the recording paper. Since the time until landing is different for each ink drop, the flight distance in the main scanning direction is also different. Therefore, in this case, as shown in FIG. 6, the dot formation position in the main scanning direction in the pixel region P is different between forward movement and backward movement. When such a shift in the dot formation position occurs, there is a problem that banding (streaky noise) occurs in the recorded image and graininess (roughness of the image visually felt) increases.
そのため、往動時と復動時において駆動信号内に含まれる噴射駆動パルス同士の波形間隔をインク滴の飛翔速度の差に応じて調整することで、往動時と復動時のドット形成位置を揃えるようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For this reason, by adjusting the waveform interval between ejection drive pulses included in the drive signal during forward movement and backward movement according to the difference in the flying speed of ink droplets, the dot formation position during forward movement and backward movement Have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
ところが、上記のプリンターでは、噴射駆動パルス同士の波形間隔を調整する調整代が必要であるため、その分、駆動信号全体が長くなってしまい、駆動周波数が低下するという問題があった。 However, the printer described above requires an adjustment allowance for adjusting the waveform interval between the ejection drive pulses, so that there is a problem that the entire drive signal becomes longer and the drive frequency decreases accordingly.
なお、このような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドを搭載したインクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液滴を噴射する他の液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置においても同様に存在する。 Such a problem is not limited to an ink jet recording apparatus equipped with an ink jet recording head that ejects ink droplets, but also in a liquid ejecting apparatus equipped with other liquid ejecting heads that eject liquid droplets other than ink. Exists.
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、駆動信号の長さを短くすることができ、以て、より高周波駆動が可能な液体噴射装置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 provide a liquid ejecting apparatus that can shorten the length of a drive signal and can be driven at a higher frequency. is there.
本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、圧力発生手段の駆動によってノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動させる噴射駆動電圧を含む駆動信号を発生させる駆動信号生成手段と、を備え、
前記液体噴射ヘッドを液体着弾対象に対して相対移動させ、往動時と復動時の双方で液体着弾対象に対する液体の噴射を行う液体噴射装置であって、
前記駆動信号生成手段は、往動時に用いられる第1駆動信号と、前記ノズルから噴射される液体のサイズが前記第1駆動信号と異なり復動時に用いられる第2駆動信号と、を含むことを特徴とする。
A liquid ejecting apparatus of the present invention has been proposed to achieve the above object, and a liquid ejecting head that ejects liquid from a nozzle by driving a pressure generating unit;
Drive signal generation means for generating a drive signal including an injection drive voltage for driving the pressure generation means,
A liquid ejecting apparatus that relatively moves the liquid ejecting head with respect to a liquid landing target, and that ejects liquid onto the liquid landing target during both forward movement and backward movement,
The drive signal generation means includes a first drive signal used at the time of forward movement, and a second drive signal used at the time of backward movement in which the size of the liquid ejected from the nozzle is different from the first drive signal. Features.
上記構成によれば、往動時では第1駆動信号のみにより噴射処理が行われ、復動時では第2駆動信号のみにより噴射処理が行われるため、第1駆動信号に含まれる噴射駆動電圧を用いて液体を噴射したときの残留振動の影響により、第2駆動信号に含まれる噴射駆動電圧を用いて液体を噴射する際の噴射特性(ノズルから噴射される液体の量あるいは飛翔速度)が変動することが無い。同様に、第1駆動信号の噴射駆動電圧を用いて液体を噴射したときの残留振動が、第2駆動信号の噴射駆動電圧を用いて液体を噴射する際の噴射特性に影響を及ぼすことが無い。このように、第1駆動信号と第2駆動信号との間で残留振動の影響を考慮しなくても済むので、その分だけ駆動信号全体の長さを短くすることができる。その結果、より高い周波数で駆動させることが可能となる。
また、各噴射駆動電圧を用いて液体を噴射したときの当該液体の飛翔速度の相違による往復の着弾位置ずれに関し、第1駆動信号の噴射駆動電圧または第2駆動信号の噴射駆動電圧の何れか一方の発生タイミングを調整することにより着弾位置を揃えることが可能である。この場合においても、残留振動の影響を考慮することなくタイミング調整が可能であるため、波形の間隔を無駄に広げることが無く、駆動信号全体の長さの短縮化に寄与することができる。
According to the above configuration, since the injection process is performed only by the first drive signal during the forward movement and the injection process is performed only by the second drive signal during the backward movement, the injection drive voltage included in the first drive signal is reduced. Due to the influence of residual vibration when the liquid is ejected using, the ejection characteristics (the amount of liquid ejected from the nozzle or the flying speed) vary when ejecting the liquid using the ejection drive voltage included in the second drive signal There is nothing to do. Similarly, the residual vibration when the liquid is ejected using the ejection drive voltage of the first drive signal does not affect the ejection characteristics when the liquid is ejected using the ejection drive voltage of the second drive signal. . Thus, since it is not necessary to consider the influence of residual vibration between the first drive signal and the second drive signal, the length of the entire drive signal can be shortened accordingly. As a result, it is possible to drive at a higher frequency.
In addition, regarding the reciprocal landing position shift due to the difference in the flying speed of the liquid when the liquid is ejected using each ejection driving voltage, either the ejection driving voltage of the first driving signal or the ejection driving voltage of the second driving signal is used. It is possible to align the landing positions by adjusting one of the generation timings. Even in this case, since the timing can be adjusted without considering the influence of residual vibration, it is possible to contribute to shortening the entire length of the drive signal without unnecessarily widening the waveform interval.
上記構成において、前記第1駆動信号は第1駆動電圧を、前記第2駆動信号は前記第1駆動電圧とは異なる第2駆動電圧を有し、駆動電圧の電位変化の基準となる基準電位が、前記第1駆動信号と前記第2駆動信号とで異なる構成を採用することができる。 In the above configuration, the first drive signal has a first drive voltage, the second drive signal has a second drive voltage different from the first drive voltage, and a reference potential serving as a reference for potential change of the drive voltage is Different configurations may be adopted for the first drive signal and the second drive signal.
このように噴射駆動電圧の電位変化の基準となる基準電位が、第1駆動信号と第2駆動信号とで異なる構成においても、往動時または復動時において駆動信号の切り替えが無いため、例えば、信号系統の切り替えに要する時間や、異なる基準電位同士を接続する波形成分が不要となる。このため、駆動信号の一層の短縮化が図れるとともに、駆動信号および噴射駆動電圧の設計自由度が向上する。 In this way, even when the reference potential serving as a reference for the potential change of the ejection drive voltage is different between the first drive signal and the second drive signal, there is no switching of the drive signal at the time of forward movement or backward movement. This eliminates the time required for switching the signal system and the waveform components connecting different reference potentials. For this reason, the drive signal can be further shortened and the design freedom of the drive signal and the ejection drive voltage is improved.
以下、本発明を実施するための形態を、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、本発明の液体噴射装置として、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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described 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 ejecting apparatus of the invention.
図1は、プリンター1の電気的な構成を説明するブロック図である。また、図2は、プリンター1の内部構成を説明する斜視図である。
例示したプリンター1は、記録用紙、布、樹脂フィルム等の記録媒体Sに向けて、液体の一種であるインクを噴射する。記録媒体Sは、液体が噴射されて着弾する対象となる液体着弾対象の一種である。外部装置としてのコンピューターCPは、プリンター1と通信可能に接続されている。プリンター1に画像を印刷させるため、コンピューターCPは、その画像に応じた印刷データをプリンター1に送信する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating the electrical configuration of the
The illustrated
本実施形態におけるプリンター1は、搬送機構2、キャリッジ用移動機構3(移動手段の一種)、駆動信号生成回路4(駆動信号生成手段の一種)、ヘッドユニット5、検出器群6、及び、プリンターコントローラー7を有する。搬送機構2は、記録媒体Sを搬送方向に搬送させる。キャリッジ用移動機構3は、ヘッドユニット5が取り付けられたキャリッジを所定の移動方向(例えば紙幅方向)に移動させる。駆動信号生成回路4は、図示しないDAC(Digital Analog Converter)を含む。そして、プリンターコントローラー7から送られた駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成する。また、駆動信号生成回路4は図示しない増幅回路も含んでおり、DACからの電圧信号を電力増幅し、駆動信号COMを生成する。駆動信号COMは、記録媒体Sに対する印刷処理(記録処理或いは噴射処理の一種)時に記録ヘッド8の圧電振動子32(図3参照)に印加されるものである。駆動信号COMは、図4に一例を示すように、駆動信号の発生繰り返し周期である単位期間T内に噴射駆動パルスを少なくとも1つ以上含む信号である。ここで、噴射駆動パルスとは、記録ヘッド8のノズル43から液滴状のインクを噴射させるべく、圧電振動子32に所定の動作(伸縮等の動作)を行わせる噴射駆動電圧の一種である。なお、駆動信号COMの詳細については後述する。
The
ヘッドユニット5は、記録ヘッド8およびヘッド制御部11を有する。記録ヘッド8は、液体噴射ヘッドの一種であり、ノズル43からインクを記録媒体Sに向けて噴射させて、当該記録媒体Sの所定の領域(画像等の形成単位である画素に対応する仮想領域)に着弾させてドットを形成する。このドットを複数マトリクス状に並べることで記録媒体Sに画像等が記録される。ヘッド制御部11は、プリンターコントローラー7からのヘッド制御信号に基づき、記録ヘッド8を制御する。検出器群6は、プリンター1の状況を監視する複数の検出器によって構成される。
The
搬送機構2は、記録ヘッド8の走査方向に直交する方向(以下、搬送方向という)に記録媒体Sを搬送させるための機構である。この搬送機構2は、搬送モーター14と、搬送ローラー15と、プラテン16と、を有する。搬送ローラー15は、記録媒体Sを印刷可能な領域であるプラテン16上まで搬送するローラーであり、搬送モーター14によって駆動される。プラテン16は、印刷中の記録媒体Sを支持する。
The
プリンターコントローラー7は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。プリンターコントローラー7は、インターフェース部24と、CPU25と、メモリー26(記憶部の一種)とを有する。インターフェース部24は、外部装置であるコンピューターCPとプリンター1との間でデータの送受信を行う。CPU25は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー26は、CPU25のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、RAM、EEPROM等の記憶素子を有する。CPU25は、メモリー26に格納されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。
The
また、プリンターコントローラー7は、コンピューターCPからの印刷データに基づき、記録媒体S上のどの位置にどのような大きさのドットを形成するか、或いは、ドットを形成しないか(非記録)を示すドット形成データSIを生成し、当該ドット形成データSIをヘッド制御部11に送信する。後述するように、本実施形態におけるプリンター1では、1つの画素に対して非記録を含む4階調で記録が可能に構成されており、ドット形成データSIは、これらの各階調の何れかを示す画素階調データの一種である。そして、ヘッド制御部11は、プリンターコントローラー7からのドット形成データSIに基づき、駆動信号COMに含まれる各駆動パルスを選択して圧電振動子32に印加するための選択データを生成する。したがって、これらのプリンターコントローラー7及びヘッド制御部11は、選択制御手段として機能する。
In addition, the
ここで、プリンターコントローラー7は、ドット形成データSIを生成する際、記録ヘッド8の往動時専用の第1ドット形成データSI1(第1の階調データ)と、記録ヘッド8の復動時専用の第2ドット形成データSI2(第2の階調データ)と、に分ける処理を行う。後述するように、本実施形態におけるプリンター1は、往動時においてはミドルドット又はラージドットのみを記録する一方、復動時においてはスモールドットのみを記録する構成を採用するため、プリンターコントローラー7は、ミドルドット、ラージドット、または非記録の何れかを示すデータを第1ドット形成データSI1とし、スモールドットまたは非記録の何れかを示すデータを第2ドット形成データSI2とする。より具体的には、マスク処理により、ドット形成データSIのスモールドットに対応するデータを非記録に置換し、第1ドット形成データSI1とする。同様に、ドット形成データSIのミドルドットまたはラージドットに対応するデータを非記録に置換し、第2ドット形成データSI1とする。したがって、往動時には、第1ドット形成データSI1がヘッド制御部11に送信されて記録ヘッド8による記録処理が実行され、往動時には、第2ドット形成データSI2がヘッド制御部11に送信されて記録ヘッド8による記録処理が実行される。
Here, when the
図2に示すように、キャリッジ12は、主走査方向に架設されたガイドロッド19に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ用移動機構3の作動により、ガイドロッド19に沿って記録媒体Sの搬送方向に直交する主走査方向に往復移動するように構成されている。キャリッジ12の主走査方向の位置は、リニアエンコーダー20によって検出され、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス(位置情報の一種)がプリンターコントローラー7のCPU25に送信される。リニアエンコーダー20は位置情報出力手段の一種であり、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出力する。これにより、プリンターコントローラー7はこのリニアエンコーダー20からのエンコーダーパルスEPに基づいてキャリッジ12(記録ヘッド8)の走査位置を認識しながら、記録ヘッド8による記録動作を制御することができる。そして、プリンター1は、このホームポジションから反対側の端部(フルポジション)へ向けてキャリッジ12が移動する往動時と、フルポジションからホームポジション側にキャリッジ12が戻る復動時との双方向で記録紙S上に文字や画像等を記録する所謂双方向記録処理を行う。
As shown in FIG. 2, the
上記リニアエンコーダー20からのエンコーダーパルスEPは、プリンターコントローラー7に入力されている。プリンターコントローラー7は、このエンコーダーパルスEPからタイミングパルスPTS(Print Timing Signal)を生成し、このタイミングパルスPTSに同期させて印刷データの転送や駆動信号COMの発生等を行っている。そして、駆動信号生成回路4は、タイミングパルスPTSに基づくタイミングで駆動信号COMを出力する。また、プリンターコントローラー7は、タイミングパルスPTSに基づいて、ラッチ信号LAT等のタイミング信号を生成して記録ヘッド8に出力する。ラッチ信号LATは、記録周期の開始タイミングを規定する信号である。したがって、駆動信号COMの単位周期は、このラッチ信号LATで区切られる区間であると言える。
The encoder pulse EP from the
次に、図3を参照しながら記録ヘッド8の構成について説明する。
記録ヘッド8は、ケース28と、このケース28内に収納される振動子ユニット29と、ケース28の底面(先端面)に接合される流路ユニット30等を備えている。上記のケース28は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部には振動子ユニット29を収納するための収納空部31が形成されている。振動子ユニット29は、圧力発生手段の一種として機能する圧電振動子32(ピエゾ素子)と、この圧電振動子32が接合される固定板33と、圧電振動子32に駆動信号等を供給するためのフレキシブルケーブル34とを備えている。圧電振動子32は、圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であって、積層方向(電界方向)に直交する方向に伸縮可能(電界横効果型)な縦振動モードの圧電振動子である。
Next, the configuration of the
The
流路ユニット30は、流路基板36の一方の面にノズルプレート37を、流路基板36の他方の面に振動板38をそれぞれ接合して構成されている。この流路ユニット30には、リザーバー39(共通液体室またはマニホールドとも言う)と、インク供給口40と、圧力室41と、ノズル連通口42と、ノズル43と、が設けられている。そして、インク供給口40から圧力室41及びノズル連通口42を経てノズル43に至る一連のインク流路が、各ノズル43に対応して形成されている。ノズルプレート37は、ドット形成密度に対応したピッチ(例えば180dpi)で複数(例えば、180個)のノズル43が副走査方向に沿って列状に開設されることでノズル列(ノズル群の一種)が形成された部材であり、本実施形態では、例えば、ステンレス鋼によって作製されている。なお、ノズルプレート37は、シリコン単結晶基板によって作製される場合もある。
The
上記振動板38は、支持板45の表面に弾性体膜46を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板を支持板45とし、この支持板45の表面に樹脂フィルムを弾性体膜46としてラミネートした複合板材を用いて振動板38を作製している。この振動板38には、圧力室41の容積を変化させるダイヤフラム部47が設けられている。また、この振動板38には、リザーバー39の一部を封止するコンプライアンス部48が設けられている。
The
上記のダイヤフラム部47は、エッチング加工等によって支持板45を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部47は、圧電振動子32の自由端部の先端面が接合される島部49と、この島部49を囲む薄肉弾性部50と、からなる。上記のコンプライアンス部48は、リザーバー39の開口面に対向する領域の支持板45を、ダイヤフラム部47と同様にエッチング加工等によって除去することにより作製され、リザーバー39に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
The
そして、上記の島部49には圧電振動子32の先端面が接合されているので、この圧電振動子32の自由端部を伸縮させることで圧力室41の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室41内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド8は、この圧力変動を利用してノズル43からインク滴を噴射させるようになっている。
Since the tip surface of the
図4は、本実施形態における駆動信号生成回路4によって生成される駆動信号の構成を説明する波形図、及び、各階調(ドットサイズ)と駆動パルスの選択との対応を示す表である。ここで、駆動信号の繰り返し周期である単位周期Tは、記録ヘッド8が記録媒体Sに対して相対的に移動しながらインクの噴射を行う際に、ノズル43が上記の画素の幅に対応する距離だけ移動する時間に相当する。本実施形態では、1つの画素に対して往動時では2種類の大きさのドット、復動時では1種類の大きさのドット、をそれぞれ形成することが可能に構成されている。したがって、上記プリンター1では、画素に対してドットを形成しない非記録も含めて合計4階調の表現が可能となっている。具体的には、噴射されるインクの量が最も少ないスモールドット、噴射されるインクの量が最も多いラージドット、および、噴射されるインクの量がスモールドットとラージドットの中間のミドルドットを形成することが可能となっている。このうち、ラージドットは、同一単位周期内で2つの噴射駆動パルスDPM1,DPM2を順次選択してそれぞれ圧電振動子32に印加し、ノズル43から2回に分けてインクを噴射することで形成されるドットである。なお、ドットの大きさやインク滴の量等を示す大(ラージ)・中(ミドル)・小(スモール)は、相対的なものであり、それぞれが示す大きさ等はプリンターの仕様や記録モードに応じて変わるものである。また、階調数に関しても例示したものには限られず、これよりも多い階調数あるいは少ない階調数の構成においても本発明を適用することが可能である。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the configuration of the drive signal generated by the drive signal generation circuit 4 in the present embodiment, and a table showing the correspondence between each gradation (dot size) and selection of the drive pulse. Here, the unit period T, which is a repetition period of the drive signal, corresponds to the width of the pixel when the
本実施形態における駆動信号COMでは単位周期Tが3つの期間、具体的には、期間T1、期間T2、および期間T3に区切られている。そして、期間T1では第1ミドルドット駆動パルスDPM1が発生され、期間T2ではスモールドット駆動パルスDPSが発生され、期間T3では第2ミドルドット駆動パルスDPM2が発生される。これらの噴射駆動パルスのうち、第1ミドルドット駆動パルスDPM1と第2ミドルドット駆動パルスDPM2は、往動時のみで使用される噴射駆動パルス(本発明における第1駆動電圧の一種)であり、スモールドット駆動パルスDPSは、復動時のみで使用される噴射駆動パルス(本発明における第2駆動電圧の一種)である。 In the drive signal COM in the present embodiment, the unit cycle T is divided into three periods, specifically, a period T1, a period T2, and a period T3. Then, the first middle dot drive pulse DPM1 is generated in the period T1, the small dot drive pulse DPS is generated in the period T2, and the second middle dot drive pulse DPM2 is generated in the period T3. Among these ejection drive pulses, the first middle dot drive pulse DPM1 and the second middle dot drive pulse DPM2 are ejection drive pulses (a kind of first drive voltage in the present invention) used only during forward movement, The small dot drive pulse DPS is an ejection drive pulse (a kind of second drive voltage in the present invention) that is used only during the backward movement.
第1ミドルドット駆動パルスDPM1単独では、ミドルドットを形成する場合に用いられる。また、第1ミドルドット駆動パルスDPM1及び第2ミドルドット駆動パルスDPM2の組み合わせは、ラージドットを形成する場合に用いられる。スモールドット駆動パルスDPSは、スモールドットを形成する場合に用いられる。なお、各噴射駆動パルスの波形の構成や作用は周知であるため、詳細な説明は省略する。 The first middle dot drive pulse DPM1 alone is used to form middle dots. The combination of the first middle dot drive pulse DPM1 and the second middle dot drive pulse DPM2 is used when forming a large dot. The small dot drive pulse DPS is used when forming a small dot. In addition, since the structure and effect | action of the waveform of each injection drive pulse are known, detailed description is abbreviate | omitted.
図4の下段における表の「○」および「×」は、対応する駆動信号の各期間の駆動パルスを選択するか否かを示している。即ち、「×」は、対応する駆動パルスを選択しない(即ち、圧電振動子32に印加しない)ことを示し、「○」は、対応する駆動パルスを選択する(即ち、圧電振動子32に印加する)ことを示している。なお、所定の周期においてドット形成データSIが「画素にドットを形成しない非記録」を示す場合、全ての駆動パルスの選択が「×」となり、この場合、当該周期では、駆動信号COMの駆動パルスは何れも圧電振動子32に印加されない。
“◯” and “x” in the table in the lower part of FIG. 4 indicate whether or not to select a drive pulse for each period of the corresponding drive signal. That is, “X” indicates that the corresponding drive pulse is not selected (that is, not applied to the piezoelectric vibrator 32), and “◯” indicates that the corresponding drive pulse is selected (that is, applied to the piezoelectric vibrator 32). Show). When the dot formation data SI indicates “non-recording in which no dot is formed on the pixel” in a predetermined cycle, the selection of all the drive pulses is “x”. In this case, in this cycle, the drive pulse of the drive signal COM Neither is applied to the
所定の周期におけるドット形成データSI(第1ドット形成データSI1)が「ラージドット」を示す場合、期間T1の第1ミドルドット駆動パルスDPM1および期間T3の第2ミドルドット駆動パルスDPM2がそれぞれ選択されて圧電振動子32に印加される。これにより、対応するノズル43からミドルドットに対応する量のインク滴が2回連続して噴射され、記録媒体S上の画素領域にはこれらのインク滴がそれぞれ着弾してラージドットが形成される。また、所定の周期におけるドット形成データSI(第1ドット形成データSI1)が「ミドルドット」を示す場合、期間T1の第1ミドルドット駆動パルスDPM1が選択されて圧電振動子32に印加される。これにより、対応するノズル43からミドルドットに対応する量のインク滴が噴射され、記録媒体S上の画素領域にはミドルドットが形成される。そして、所定の周期におけるドット形成データSI(第2ドット形成データSI2)が「スモールドット」を示す場合、期間T2のスモールドット駆動パルスDPSが選択されて圧電振動子32に印加される。これにより、対応するノズル43からスモールドットに対応する量のインク滴が噴射され、記録媒体S上の画素領域にはスモールドットが形成される。
When the dot formation data SI (first dot formation data SI1) in a predetermined cycle indicates “large dot”, the first middle dot drive pulse DPM1 in the period T1 and the second middle dot drive pulse DPM2 in the period T3 are selected. Applied to the
このように、本実施形態におけるプリンター1は、往動時では第1駆動電圧であるミドルドット駆動パルスDPM1,DPM2のみにより記録処理が行われ、復動時では第2駆動電圧であるスモールドット駆動パルスDPSのみにより記録処理が行われる構成であるため、第1駆動電圧を用いてインクを噴射したときの残留振動の影響により、第2駆動電圧を用いてインクを噴射する際の噴射特性(ノズル43から噴射されるインクの量あるいは飛翔速度)が変動することが無い。同様に、第1駆動電圧を用いてインクを噴射したときの残留振動が、第2駆動電圧を用いてインクを噴射する際の噴射特性に影響を及ぼすことが無い。このように、第1駆動電圧と第2駆動電圧との間で残留振動の影響を考慮しなくても済むので、駆動信号COMにおける各噴射駆動電圧の配置(発生タイミング)に関し、第1駆動電圧と第2駆動電圧との間隔を狭めることが可能となる。その結果、駆動信号COM全体の長さ、すなわち、単位期間Tを短くすることができる。その結果、より高い周波数で駆動させることが可能となり、記録画像の高解像度化(ドットの高密度化)を図ることができる。
また、各噴射駆動電圧を用いてインクを噴射したときの当該インクの飛翔速度の相違による往復のドットの着弾位置ずれに関し、第1駆動電圧または第2駆動電圧の何れか一方の発生タイミングを調整することにより着弾位置を揃えることが可能である。この場合においても、残留振動の影響を考慮することなくタイミング調整が可能であるため、波形の間隔を無駄に広げることが無く、駆動信号COM全体の長さの短縮化に寄与することができる。
なお、駆動信号COMは、インクを噴射しない非記録時に、インクを噴射させない程度にノズル43におけるメニスカスを微振動させる微振動パルスを含む構成であっても良い。この場合、当該微振動パルスを往動時と復動時とで共通に使用しても良い。
As described above, in the
In addition, when the ink is ejected using each ejection drive voltage, the occurrence timing of either the first drive voltage or the second drive voltage is adjusted with respect to the landing position deviation of the reciprocating dot due to the difference in the flying speed of the ink. By doing so, it is possible to align the landing positions. Even in this case, since the timing can be adjusted without considering the influence of the residual vibration, it is possible to contribute to shortening the overall length of the drive signal COM without unnecessarily widening the waveform interval.
The drive signal COM may be configured to include a fine vibration pulse that finely vibrates the meniscus in the
次に、上記プリンター1において、透光性を有する樹脂シートなどの記録媒体Sの所定の領域をホワイトインクで塗りつぶす(隙間無く被覆する)記録処理について説明する。ここで、上記のホワイトインクは、白色系の顔料を含有したインクである。白色系顔料としては、例えば、二酸化チタンを好適に用いることができる。
Next, a description will be given of a recording process in which a predetermined region of the recording medium S such as a translucent resin sheet is painted with white ink (covers without a gap) in the
電源が投入されるとプリンターコントローラー7は、所定のイニシャライズ動作を実行する。このイニシャライズ動作では、キャリッジ12を主走査方向に動かしてキャリッジ12(記録ヘッド8)の位置認識等を行ったり、メモリー26のワークエリア内の不要な情報をクリアしたりする。イニシャライズ動作を行ったならば、プリンターコントローラー7は、キャリッジ用移動機構3や搬送機構2を制御し、キャリッジ12を主走査方向に移動させると共に記録媒体Sを副走査方向(搬送方向)に送り出す。さらに、プリンターコントローラー7およびヘッド制御部11は、キャリッジ12や記録媒体Sの移動に同期させて、往動時においては第1ドット形成データSI1に基づきミドルドット駆動パルスDPM1,DPM2の圧電振動子32への印加を制御する一方、復動時においては第2ドット形成データSI2に基づきスモールドット駆動パルスDPSの圧電振動子32への印加を制御する。
When the power is turned on, the
記録媒体Sの所定の領域を塗りつぶす記録処理では、一度に大量のインクを着弾させると、インクの染みだしや滲み、或いは、記録媒体Sが水分を急激に吸い込むことによって皺が生じたりするコックリングの虞がある。往動時においては、ラージドットまたはミドルドットによって塗りつぶし予定領域の大部分をホワイトインクで被覆し、復動時においては、スモールドットによって塗りつぶし予定領域の残りの部分(ドットが形成されていない部分)をホワイトインクで被覆する。このようにすることで、所定の領域を一度に塗りつぶす場合と比較して、インクの染み出し等の不具合を抑制することができるので、このような場合に本発明は好適である。勿論、例示した塗りつぶしには限らず、これ以外の画像やテキスト等の記録処理を行う場合においても、より高い駆動周波数でより高解像度での記録が可能である。 In the recording process of filling a predetermined area of the recording medium S, if a large amount of ink is landed at once, the ink oozes or oozes, or cockling that causes wrinkles due to the recording medium S sucking moisture rapidly. There is a risk. At the time of forward movement, most of the area to be filled is covered with white ink by large dots or middle dots, and at the time of backward movement, the remaining area of the area to be filled by small dot (part where dots are not formed) Is coated with white ink. By doing in this way, compared with the case where a predetermined area is painted at a time, problems such as ink seepage can be suppressed, and the present invention is suitable in such a case. Of course, the present invention is not limited to the illustrated fill, and recording with higher resolution can be performed at a higher drive frequency even when recording processing for other images and texts is performed.
なお、本発明は、上記した各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。 In addition, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, A various deformation | transformation is possible based on description of a claim.
例えば、駆動信号に関し、上記実施形態では、本発明における駆動信号COMの一例として、図4に例示したものを説明したが、これには限られない。
図5は、本発明の他の実施形態における駆動信号COM(COM1,COM2)の構成を説明する波形図である。なお、上記第1実施形態における各駆動パルスと同一波形の駆動パルスに対しては、対応する駆動パルスと同一の符号が付されている。
本実施形態において、駆動信号生成回路4が、ミドルドット駆動パルスDPM1,DPM2を含む往動時専用の第1駆動信号COM1と、スモールドット駆動パルスDPSを含む復動時専用の第2駆動信号COM2と、を発生する点で上記第1実施形態と相違している。本実施形態では、2系統の駆動信号COM1,COM2が発生され、往動時と復動時で切り替えられるようになっている。これにより、全ての駆動パルスを1つの駆動信号COMに含む上記第1実施形態と比較して、駆動信号COM全体の長さ、すなわち、単位期間Tをさらに短くすることができる。その結果、さらに高い周波数で駆動させることが可能となり、記録画像の高解像度化を一層図ることができる。また、記録ヘッド8の走査単位であるパス1つあたりのドット形成数を増加させることができるので、記録処理の高速化が可能となる。
For example, regarding the drive signal, in the above-described embodiment, the example illustrated in FIG. 4 has been described as an example of the drive signal COM in the present invention, but is not limited thereto.
FIG. 5 is a waveform diagram illustrating the configuration of the drive signals COM (COM1, COM2) in another embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol as the corresponding drive pulse is attached | subjected with respect to the drive pulse of the same waveform as each drive pulse in the said 1st Embodiment.
In the present embodiment, the drive signal generation circuit 4 includes a first drive signal COM1 dedicated to the forward movement including the middle dot drive pulses DPM1 and DPM2, and a second drive signal COM2 dedicated to the reverse movement including the small dot drive pulse DPS. And is different from the first embodiment. In the present embodiment, two systems of drive signals COM1 and COM2 are generated and switched between forward movement and backward movement. As a result, the entire length of the drive signal COM, that is, the unit period T can be further shortened as compared with the first embodiment in which all the drive pulses are included in one drive signal COM. As a result, it can be driven at a higher frequency, and the resolution of the recorded image can be further increased. In addition, since the number of dots formed per pass, which is the scanning unit of the
さらに、本実施形態においては、設計・仕様上の関係で、噴射駆動電圧の電位変化の基準となる基準電位に関し、第1駆動信号COM1と第2駆動信号COM2とで異なっている。具体的には、第2駆動信号COM2の基準電位Vb2が、第1駆動信号COM1の基準電位Vb1よりも高くなっている。ここで、例えば、往復の両方で第1駆動信号COM1と第2駆動信号COM2とを切り替えて各駆動パルスDPM1,DPM2,DPSをそれぞれ用いて記録処理を行う従来の構成では、両駆動信号の基準電位が互いに異なる場合、両基準電位同士を連結する波形成分が必要となり、その分、駆動信号全体の長さが長くなってしまうという問題が生じる。これに対し、本実施形態の構成によれば、基準電位が異なる構成においても、往動時または復動時において駆動信号の切り替えが無いため、上記の問題が生じない。このため、駆動信号および噴射駆動電圧の設計自由度が向上する。また、往動時または復動時の走査中に駆動信号の切り替えが生じないことから、駆動信号の設計時に、切り替えに要する時間(スイッチングロス)を考慮する必要がない。この点においても、駆動信号の長さの短縮化に寄与する。なお、その他の構成については上記第1実施形態と同様であるため、説明は省略する。 Furthermore, in the present embodiment, the first drive signal COM1 and the second drive signal COM2 differ with respect to the reference potential that is a reference for the potential change of the ejection drive voltage due to the design and specification. Specifically, the reference potential Vb2 of the second drive signal COM2 is higher than the reference potential Vb1 of the first drive signal COM1. Here, for example, in the conventional configuration in which the first driving signal COM1 and the second driving signal COM2 are switched both in a reciprocating manner and the recording process is performed using each of the driving pulses DPM1, DPM2, and DPS, the reference of both driving signals is used. When the potentials are different from each other, a waveform component that connects the two reference potentials is necessary, which causes a problem that the length of the entire drive signal becomes longer. On the other hand, according to the configuration of the present embodiment, even when the reference potential is different, there is no switching of the drive signal at the time of forward movement or backward movement, so the above problem does not occur. For this reason, the design freedom of a drive signal and an injection drive voltage improves. Further, since switching of the drive signal does not occur during scanning during forward movement or backward movement, it is not necessary to consider the time required for switching (switching loss) when designing the drive signal. This also contributes to shortening the length of the drive signal. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
なお、駆動信号に含まれる噴射駆動パルス(噴射駆動電圧)の波形やその数についても、上記各実施形態で例示したものには限定されない。要するに、往動時用の第1駆動電圧と、復動時用の第2駆動電圧と、を駆動信号に含み、第1駆動電圧と第2駆動電圧とが、ノズル43から噴射されるインクの量が互いに異なる波形であれば、種々の態様を採用することができる。したがって、第1駆動電圧と第2駆動電圧とは、単一の駆動信号に含まれる構成であっても良いし、それぞれで異なる駆動信号に含まれる構成であっても良い。
In addition, the waveform and the number of ejection drive pulses (ejection drive voltage) included in the drive signal are not limited to those exemplified in the above embodiments. In short, the first drive voltage for the forward movement and the second drive voltage for the backward movement are included in the drive signal, and the first drive voltage and the second drive voltage are the ink ejected from the
また、上記実施形態では、圧力発生手段として、所謂縦振動型の圧電振動子32を例示したが、これには限られず、例えば、所謂撓み振動型の圧電素子を採用することも可能である。この場合、上記実施形態で例示した噴射駆動パルスに関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。
さらに、圧力発生手段としては圧電素子には限らず、圧力室内に気泡を発生させる発熱素子や静電気力を利用して圧力室の容積を変動させる静電アクチュエーター等の各種圧力発生手段を用いる場合にも本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the so-called longitudinal vibration type
Furthermore, the pressure generating means is not limited to the piezoelectric element, and when various pressure generating means such as a heat generating element that generates bubbles in the pressure chamber or an electrostatic actuator that changes the volume of the pressure chamber using electrostatic force is used. The present invention can also be applied.
そして、以上では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター1を例に挙げて説明したが、本発明は、複数の噴射駆動パルスを用いて液体の噴射を行う液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置,有機EL(Electro
Luminescence)ディスプレイやFED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極製造装置,バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置,ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。
In the above description, the
Applied to electrode manufacturing equipment for forming electrodes such as Luminescence displays and FEDs (surface emitting displays), chip manufacturing equipment for producing biochips (biochemical elements), and micropipettes for supplying very small amounts of sample solutions. can do.
1…プリンター,2…搬送機構,3…キャリッジ用移動機構,4…駆動信号生成回路,7…プリンターコントローラー,8…記録ヘッド,11…ヘッド制御部,12…キャリッジ,32…圧電振動子,41…圧力室,43…ノズル,S…記録媒体
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記圧力発生手段を駆動させる噴射駆動電圧を含む駆動信号を発生させる駆動信号生成手段と、を備え、
前記液体噴射ヘッドを液体着弾対象に対して相対移動させ、往動時と復動時の双方で液体着弾対象に対する液体の噴射を行う液体噴射装置であって、
前記駆動信号生成手段は、往動時に用いられる第1駆動信号と、前記ノズルから噴射される液体のサイズが前記第1駆動信号と異なり復動時に用いられる第2駆動信号と、を含むことを特徴とする液体噴射装置。 A liquid ejecting head for ejecting liquid from the nozzle by driving the pressure generating means;
Drive signal generation means for generating a drive signal including an injection drive voltage for driving the pressure generation means,
A liquid ejecting apparatus that relatively moves the liquid ejecting head with respect to a liquid landing target, and that ejects liquid onto the liquid landing target during both forward movement and backward movement,
The drive signal generation means includes a first drive signal used at the time of forward movement, and a second drive signal used at the time of backward movement in which the size of the liquid ejected from the nozzle is different from the first drive signal. A liquid ejecting apparatus.
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