JP2013215958A - Driving device, liquid jetting head, liquid jetting recorder and driving method - Google Patents
Driving device, liquid jetting head, liquid jetting recorder and driving method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013215958A JP2013215958A JP2012087514A JP2012087514A JP2013215958A JP 2013215958 A JP2013215958 A JP 2013215958A JP 2012087514 A JP2012087514 A JP 2012087514A JP 2012087514 A JP2012087514 A JP 2012087514A JP 2013215958 A JP2013215958 A JP 2013215958A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- nozzle
- pressure generating
- driving
- waveform
- 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
この発明は、ノズル孔より液体を吐出して被記録媒体に画像や文字を記録する液体噴射ヘッドを駆動する駆動装置、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置、及び駆動方法に関するものである。 The present invention relates to a driving apparatus, a liquid ejecting head, a liquid ejecting recording apparatus, and a driving method for driving a liquid ejecting head that ejects liquid from nozzle holes to record images and characters on a recording medium.
一般に、インクタンクからインク(液体)が供給される液体噴射ヘッドはヘッドチップを有している。そして、このヘッドチップのノズル孔からインクを被記録媒体に吐出することで記録が行われるようになっている。
図8は、液体噴射ヘッドに内蔵される液体噴射ヘッドチップの駆動部の構成例を示すブロック図である。
この図に示す例では、液体噴射ヘッドチップ73は、512本のノズルNZ1〜NZ512(「ノズルNZ」で総称される)を有して構成される。この液体噴射ヘッドチップ73内の各ノズルNZに対応する圧力発生素子PZTは、制御回路基板80に搭載された駆動部100により駆動される。この駆動部100は、液体噴射ヘッドチップ73の駆動装置となる4個のドライバIC101〜104を有しており、各ドライバIC(IC1〜IC4)101〜104のそれぞれが、128本のノズルNZのそれぞれに対応する圧力発生素子PZTを駆動するように構成されている。また、各ドライバIC(IC1〜IC4)101〜104は、コネクタ100Aを介して、印字用の画像データや印字動作を行う際に用いられる各種のクロック信号(シフトCLK,ピクセルCLKなど)を入力する。
In general, a liquid ejecting head to which ink (liquid) is supplied from an ink tank has a head chip. Recording is performed by ejecting ink from the nozzle holes of the head chip onto a recording medium.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a drive unit of a liquid jet head chip built in the liquid jet head.
In the example shown in this figure, the liquid
また、図9は、圧力発生素子PZTの駆動装置の構成例を示す図であり、例えば、図8に示すドライバICの構成例を示すブロック図である。この図9に示すように、駆動装置(ドライバIC)101は、セレクタ111、設定値記憶素子112、波形生成回路113、シフトレジスタ121、ラッチ回路(ラッチ)122、波形選択回路(波形選択)123、及びレベル変換回路(レベル変換)124を有して構成される。なお、各構成部分の詳細については、後述する実施形態の項において説明する。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a driving device for the pressure generating element PZT. For example, FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the driver IC illustrated in FIG. As shown in FIG. 9, the driving device (driver IC) 101 includes a
この図9に示す駆動装置101では、レベル変換回路124から出力される駆動信号OUT1〜OUTnにより、液体噴射ヘッドチップ73(図8参照)内のn個の各ノズルNZに対応するそれぞれの圧力発生素子PZTを駆動する。
In the
ところで、この圧力発生素子PZTは、駆動信号OUT1〜nに対する応答速度が非常に速い。このため、図10(A)に示すように波高値Vpの矩形波で圧力発生素子PZTを駆動するとノズル内部において急激な圧力変化が発生する。このため、メニスカス動作を高精度に制御することができず、サテライトやミストが発生する可能性があり、また、圧力発生素子PZTの側壁が急激な変形を起こすため、キャビテーションが発生する可能性がある。
そこで、前述の図9に示すように、レベル変換回路124と駆動電源Vd(例えば、DC30V電源)との間に固定抵抗器Rを挿入する。この場合、圧力発生素子PZTは容量性の負荷(コンデンサ負荷)であり、固定抵抗器Rと圧力発生素子PZTの静電容量との間で一次遅れ回路が構成される。
By the way, this pressure generating element PZT has a very fast response speed to the drive signals OUT1 to OUTn. For this reason, as shown in FIG. 10A, when the pressure generating element PZT is driven by a rectangular wave having a peak value Vp, a sudden pressure change is generated inside the nozzle. For this reason, the meniscus operation cannot be controlled with high precision, satellites or mists may be generated, and the side wall of the pressure generating element PZT is rapidly deformed, which may cause cavitation. is there.
Therefore, as shown in FIG. 9 described above, a fixed resistor R is inserted between the
したがって、この固定抵抗器Rと圧力発生素子PZTの静電容量とで構成される一次遅れ回路により、図10(B)に示すように、圧力発生素子PZTの駆動電圧は曲線を描きながら緩やかに電圧Vpまで立ち上る。したがって、圧力発生素子PZTの駆動電圧波形は急激に上昇することなく、時刻t1からt2にかけて緩やかに立ち上る。このため、圧力発生素子PZTの変位も緩やかになり、ノズルNZの内部で急激な圧力変化が生じることがなく、キャビテーションやミストの発生を抑制できる。 Therefore, as shown in FIG. 10B, the driving voltage of the pressure generating element PZT is gently lowered while drawing a curve by the first-order lag circuit composed of the fixed resistor R and the capacitance of the pressure generating element PZT. The voltage rises to Vp. Therefore, the drive voltage waveform of the pressure generating element PZT does not rise rapidly but rises gently from time t1 to t2. For this reason, the displacement of the pressure generating element PZT also becomes gradual, a sudden pressure change does not occur inside the nozzle NZ, and the occurrence of cavitation and mist can be suppressed.
なお、特許文献1に記載のインクジェットヘッドは、キャビテーションが発生しないインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
この特許文献1に記載のインクジェットヘッドは、圧電プレートにインク室となるチャンバが併設され、そのチャンバの側壁へ電圧を印加し圧電プレートの逆圧電現象を利用してインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、ヘッドチップを駆動する駆動回路と電源から駆動回路へ至るまでの配線上に所定の電気抵抗を入れ、チャンバ側壁が急激な変形を抑制しキャビテーションの発生を低減する。
An object of the ink jet head described in
In the inkjet head described in
上述したように、個々のノズルNZに対応する圧力発生素子PZTは、駆動回路から見れば容量性の負荷(コンデンサ負荷)となる。そこで、圧力発生素子PZTを駆動する駆動電流を固定抵抗器Rにより制限している。
しかしながら、固定抵抗器Rは複数のノズルを駆動する際に共通インピーダンスとなる。このため、複数のノズルNZから同時にインク滴を吐出する際に、各ノズルNZを駆動する駆動電流が共通インピーダンスとなる固定抵抗器Rによって制限される。このため、例えば、駆動するノズルが1個の場合と、駆動するノズルが複数の場合とでは、固定抵抗器Rの抵抗値と圧電アクチュエータの静電容量とで決まる時定数が大幅に変化し、図10(B)に示す立ち上がり波形(波形の立ち上がり時間)が大きく変化する。このように、この固定抵抗器Rが共通インピーダンスとなることにより、複数のノズルを駆動する際に、駆動するノズルの数に応じて、それぞれのノズルNZに供給される駆動電流が変化し、駆動信号の立ち上がり波形に大きな差が生じてしまう。このため、駆動するノズル数に応じて、画像の印字状態が変化することになる。
As described above, the pressure generating element PZT corresponding to each nozzle NZ becomes a capacitive load (capacitor load) when viewed from the drive circuit. Therefore, the driving current for driving the pressure generating element PZT is limited by the fixed resistor R.
However, the fixed resistor R becomes a common impedance when driving a plurality of nozzles. For this reason, when ejecting ink droplets simultaneously from a plurality of nozzles NZ, the drive current for driving each nozzle NZ is limited by the fixed resistor R having a common impedance. For this reason, for example, the time constant determined by the resistance value of the fixed resistor R and the capacitance of the piezoelectric actuator changes greatly when the number of nozzles to be driven is one and when the number of nozzles to be driven is plural. The rising waveform (waveform rising time) shown in FIG. Thus, when this fixed resistor R becomes a common impedance, when driving a plurality of nozzles, the drive current supplied to each nozzle NZ changes according to the number of nozzles to be driven, and the drive A large difference occurs in the rising waveform of the signal. For this reason, the printing state of an image changes according to the number of nozzles to drive.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる、液体噴射ヘッドを駆動する駆動装置、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置、及び駆動方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is to generate defects such as cavitation in a nozzle even when the number of nozzles to be driven changes even when the liquid jet head is driven. It is an object to provide a driving apparatus, a liquid ejecting head, a liquid ejecting recording apparatus, and a driving method for driving a liquid ejecting head.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の駆動装置は、複数のノズル開口が列設されてなる複数のノズルと、前記各ノズル開口に連通する圧力発生室と、駆動信号が入力されることにより前記圧力発生室内の圧力変動を発生させる圧力発生素子とを有し、前記圧力変動により前記ノズル開口からインク滴を吐出させる液体噴射ヘッドを駆動する駆動装置であって、前記圧力発生素子をそれぞれ駆動する複数の駆動部と、前記複数の駆動部によってそれぞれ駆動される圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを検出する検出部と、前記負荷容量の大きさに応じて、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する設定部と、前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流を制限する電流制限部と、を備えることを特徴とする。
このように、駆動対象となる圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを予め検出し、この検出された負荷容量の大きさに応じて、圧力発生素子に供給される駆動電流を制限するようにしたので、これにより、液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and a driving device according to the present invention includes a plurality of nozzles in which a plurality of nozzle openings are arranged, and a pressure generation chamber communicating with each nozzle opening. And a pressure generating element that generates a pressure fluctuation in the pressure generating chamber when a driving signal is input, and a driving device that drives a liquid ejecting head that discharges ink droplets from the nozzle opening by the pressure fluctuation. A plurality of driving units that respectively drive the pressure generating elements, a detection unit that detects a magnitude of a load capacity of each of the pressure generating elements driven by the plurality of driving units, A setting unit that sets a limit value that limits the current supplied to the plurality of drive units according to the magnitude, and a current that is supplied to each of the plurality of drive units according to the limit value A current limiting unit that, characterized in that it comprises a.
Thus, the magnitude of the load capacity of the pressure generating element to be driven is detected in advance, and the drive current supplied to the pressure generating element is limited according to the detected magnitude of the load capacity. Thus, when the liquid jet head is driven, it is possible to avoid occurrence of problems such as cavitation in the nozzle even if the number of nozzles to be driven changes.
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記検出部は、前記複数の駆動部によって駆動される前記圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを前記駆動部に供給される電流値に基づいて検出することを特徴とする。
このように構成にすることで、圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを、駆動部に供給される電流値を測定することにより検出することができる。このため、圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを簡単な方法で容易に検出することができる。
In the driving device according to the present invention, in the driving device described above, the detection unit supplies the driving unit with the magnitude of the load capacity of the pressure generating element driven by the plurality of driving units. Detection is based on a value.
With this configuration, the magnitude of the load capacity of the pressure generating element can be detected by measuring the current value supplied to the drive unit. For this reason, the magnitude of the load capacity of the pressure generating element can be easily detected by a simple method.
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記検出部は、前記複数の駆動部に供給される電流の値を検出することを特徴とする。
このように構成にすることで、圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを、駆動部に供給される電流値を測定することにより検出することができる。このため、圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを簡単な方法で容易に検出することができる。
In the driving device according to the present invention, in the driving device, the detection unit detects a value of a current supplied to the plurality of driving units.
With this configuration, the magnitude of the load capacity of the pressure generating element can be detected by measuring the current value supplied to the drive unit. For this reason, the magnitude of the load capacity of the pressure generating element can be easily detected by a simple method.
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記検出部は、前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を検出することを特徴とする。
このように構成にすることで、駆動対象となる圧力発生素子に流れる負荷電流の合計値を検出することで、駆動対象となる圧力発生素子の負荷容量の大きさを検出することができる。このため、駆動対象となる圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを簡単な方法で容易に検出することができる。
In the drive device according to the present invention, in the drive device, the detection unit detects a total value of currents supplied to the plurality of drive units.
With this configuration, it is possible to detect the magnitude of the load capacity of the pressure generating element to be driven by detecting the total value of the load currents flowing through the pressure generating element to be driven. For this reason, the magnitude | size of the load capacity | capacitance which the pressure generating element used as a drive object has can be easily detected by a simple method.
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記設定部は、前記複数の駆動部に供給される電流の値を制限する制限値を設定し、前記電流制限部は、前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流の合計値を制限することを特徴とする。
このように構成にすることで、設定部は、検出部により検出された圧力発生素子の負荷容量の大きさに応じて、駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定し、電流制限部は、設定部により設定された制限値に従って、駆動部に供給される電流の合計値を制限する。
これにより、検出部により検出された圧力発生素子の負荷容量の大きさに応じて、圧力発生素子に供給する電流値を容易に制限することができる。
In the drive device according to the present invention, in the drive device, the setting unit sets a limit value that limits a value of a current supplied to the plurality of drive units, and the current limit unit is configured according to the limit value. The total value of the current supplied to each of the plurality of driving units is limited.
With this configuration, the setting unit sets a limit value for limiting the current supplied to the driving unit according to the load capacity of the pressure generating element detected by the detection unit, and the current limit The unit limits the total value of the current supplied to the drive unit according to the limit value set by the setting unit.
Thereby, according to the magnitude | size of the load capacity | capacitance of the pressure generating element detected by the detection part, the electric current value supplied to a pressure generating element can be restrict | limited easily.
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記設定部は、前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を制限する制限値を設定することを特徴とする。
これにより、圧力発生素子の負荷容量の大きさに応じて、この圧力発生素子に供給する電流値の合計値を設定することができる。
In the drive device according to the present invention, in the drive device, the setting unit sets a limit value that limits a total value of currents supplied to the plurality of drive units.
Thereby, according to the magnitude | size of the load capacity | capacitance of a pressure generating element, the total value of the electric current value supplied to this pressure generating element can be set.
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記設定部は、前記負荷容量の大きさに比例して、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定することを特徴とする。
このように構成にすることで、設定部は、検出部により検出された圧力発生素子の負荷容量の大きさに比例して、駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する。
これにより、検出部により検出された圧力発生素子の負荷容量の大きさに比例して、圧力発生素子に供給する電流制限値を設定することができる。
In the driving device according to the present invention, in the driving device, the setting unit sets a limit value for limiting a current supplied to the plurality of driving units in proportion to a size of the load capacity. And
With this configuration, the setting unit sets a limit value that limits the current supplied to the drive unit in proportion to the load capacity of the pressure generating element detected by the detection unit.
Thereby, the current limiting value supplied to the pressure generating element can be set in proportion to the magnitude of the load capacity of the pressure generating element detected by the detection unit.
本発明に係わる駆動装置は、上記駆動装置において、前記設定部は、前記検出部が前記負荷容量の大きさを検出する際に、前記複数の駆動部に供給される電流を、前記電流制限部が制限するような所定の値に設定し、前記検出部は、前記電流により前記圧力発生素子が充電され、前記圧力発生素子に充電された電圧において、所定の期間に変化した電圧の値に基づいて、前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を検出することを特徴とする。
このように構成にすることで、負荷容量の大きさを検出する際に、圧力発生素子を所定の期間、一定の制限電流で充電し、この所定の期間に変化した圧力発生素子の充電電圧の値に基づいて、圧力発生素子の負荷容量の大きさを検出する。
これにより、圧力発生素子の負荷容量の大きさを、容易に検出することができる。
In the drive device according to the present invention, in the drive device, the setting unit may be configured to supply current supplied to the plurality of drive units when the detection unit detects the magnitude of the load capacity. Is set to a predetermined value such that the pressure generating element is charged by the current, and the detection unit is based on a voltage value that has changed during a predetermined period in the voltage charged to the pressure generating element. Then, a total value of currents supplied to the plurality of driving units is detected.
With this configuration, when detecting the magnitude of the load capacity, the pressure generating element is charged with a fixed current for a predetermined period, and the charging voltage of the pressure generating element that has changed during the predetermined period is Based on the value, the magnitude of the load capacity of the pressure generating element is detected.
Thereby, the magnitude of the load capacity of the pressure generating element can be easily detected.
本発明に係わる液体噴射ヘッドは、上記に記載の駆動装置によって駆動されることを特徴とする。
これにより、液体噴射ヘッドは、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
The liquid jet head according to the present invention is driven by the drive device described above.
Thereby, even if the number of nozzles to be driven changes, the liquid ejecting head can avoid occurrence of problems such as cavitation in the nozzles.
本発明に係わる液体噴射記録装置は、上記に記載の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。
これにより、液体噴射記録装置は、液体噴射ヘッドにより画像の印字を行う際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
A liquid jet recording apparatus according to the present invention includes the liquid jet head described above.
Accordingly, the liquid jet recording apparatus can avoid occurrence of problems such as cavitation in the nozzles even when the number of nozzles to be driven is changed when printing an image with the liquid jet head.
本発明に係わる駆動方法は、複数のノズル開口が列設されてなる複数のノズルと、前記各ノズル開口に連通する圧力発生室と、駆動信号が入力されることにより前記圧力発生室内の圧力変動を発生させる圧力発生素子とを有し、前記圧力変動によりノズル開口からインク滴を吐出させる液体噴射ヘッドを駆動する駆動方法であって、複数の駆動部が、前記圧力発生素子をそれぞれ駆動する過程と、前記複数の駆動部によってそれぞれ駆動される前記圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを検出する過程と、前記負荷容量の大きさに応じて、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する過程と、前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流を制限する過程と、を含むことを特徴とする。
これにより、液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
The driving method according to the present invention includes a plurality of nozzles in which a plurality of nozzle openings are arranged, a pressure generation chamber communicating with each nozzle opening, and a pressure fluctuation in the pressure generation chamber by inputting a drive signal. A liquid ejecting head that ejects ink droplets from the nozzle opening by the pressure fluctuation, wherein a plurality of driving units respectively drive the pressure generating elements. And detecting the magnitude of the load capacity of each of the pressure generating elements driven by the plurality of driving sections, and supplying the plurality of driving sections according to the magnitude of the load capacity. The method includes a step of setting a limit value for limiting a current to be supplied and a step of limiting a current supplied to each of the plurality of driving units according to the limit value.
Accordingly, even when the number of nozzles to be driven changes when driving the liquid jet head, it is possible to avoid the occurrence of problems such as cavitation in the nozzles.
本発明によれば、圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを検出し、この検出された負荷容量の大きさに応じて、圧力発生素子に供給される電流を制限するようにしたので、これにより、液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。 According to the present invention, the magnitude of the load capacity of the pressure generating element is detected, and the current supplied to the pressure generating element is limited according to the detected magnitude of the load capacity. Therefore, when driving the liquid ejecting head, even if the number of nozzles to be driven changes, it is possible to avoid occurrence of problems such as cavitation in the nozzles.
[第1実施形態]
(液体噴射記録装置の構成)
図1は、本発明の駆動装置を備える液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射記録装置の例を示す図であり、液体噴射記録装置1の斜視図である。
液体噴射記録装置1は、紙等の被記録媒体Sを搬送する一対の搬送機構2,3と、被記録媒体Sにインク滴を噴射する液体噴射ヘッド4と、液体噴射ヘッド4にインクを供給する液体供給手段5と、液体噴射ヘッド4を被記録媒体Sの搬送方向(主走査方向)と略直交する方向(副走査方向)に走査させる走査手段6とを備えている。
以下、副走査方向をX方向、主走査方向をY方向、そしてX方向及びY方向にともに直交する方向をZ方向として説明する。
[First Embodiment]
(Configuration of liquid jet recording apparatus)
FIG. 1 is a perspective view of a liquid
The liquid
In the following description, the sub-scanning direction is the X direction, the main scanning direction is the Y direction, and the direction perpendicular to both the X direction and the Y direction is the Z direction.
一対の搬送機構2、3は、それぞれ副走査方向に延びて設けられたグリッドローラ20,30と、グリッドローラ20,30のそれぞれに平行に延びるピンチローラ21,31と、詳細は図示しないがグリッドローラ20,30を軸回りに回転動作させるモータ等の駆動機構とを備えている。
The pair of
液体供給手段5は、インクが収容された液体収容体50と、液体収容体50と液体噴射ヘッド4とを接続する液体供給管51とを備えている。液体収容体50は、複数設けられており、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4種類のインクが収容されたインクタンク50Y,50M,50C,50Bが並べて設けられている。インクタンク50Y,50M,50C,50BのそれぞれにはポンプモータMが設けられており、インクを液体供給管51を通じて液体噴射ヘッド4へ押圧移動できる。液体供給管51は、液体噴射ヘッド4(キャリッジユニット62)の動作に対応可能な可撓性を有するフレキシブルホースからなる。
The liquid supply means 5 includes a
走査手段6は、副走査方向に延びて設けられた一対のガイドレール60,61と、一対のガイドレール60,61に沿って摺動可能なキャリッジユニット62と、キャリッジユニット62を副走査方向に移動させる駆動機構63とを備えている。駆動機構63は、一対のガイドレール60,61の間に配設された一対のプーリ64,65と、一対のプーリ64,65間に巻回された無端ベルト66と、一方のプーリ64を回転駆動させる駆動モータ67とを備えている。
The
一対のプーリ64,65は、一対のガイドレール60,61の両端部間にそれぞれ配設されており、副走査方向に間隔をあけて配置されている。無端ベルト66は、一対のガイドレール60,61間に配設されており、この無端ベルト66に、キャリッジユニット62が連結されている。キャリッジユニット62の基端部62aには、複数の液体噴射ヘッド4が搭載されている。具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4種類のインクに個別に対応する液体噴射ヘッド4Y,4M,4C,4Bが副走査方向に並んで搭載されている。
The pair of
(液体噴射ヘッド)
図2は、液体噴射ヘッド4の一部破断斜視図である。
同図に示すように、液体噴射ヘッド4は、被記録媒体S(図1参照)に対してインク滴を噴射する噴射部70と、噴射部70と電気的に接続された制御回路基板80と、噴射部70と液体供給管51との間に、それぞれ接続部93,94を介して介在された圧力緩衝器90とをベース41,42上に備えている。圧力緩衝器90は、液体供給管51から噴射部70へインクの圧力変動を緩衝しながら通流させるためのものである。
(Liquid jet head)
FIG. 2 is a partially broken perspective view of the
As shown in the figure, the
噴射部70は、圧力緩衝器90に接続部72を介して接続された流路基板71と、電圧が印加されることにより、インクを液滴として被記録媒体Sへと噴射させる液体噴射ヘッドチップ73と、液体噴射ヘッドチップ73と制御回路基板80とに電気的に接続され液体噴射ヘッドチップ73に駆動信号を伝送するためのフレキシブル配線74とを備えている。制御回路基板80は、液体噴射記録装置1の本体制御部(不図示)からのピクセルデータ等の信号に基づいて液体噴射ヘッドチップ73の駆動パルスを生成する駆動部100を備えている。
The
液体噴射ヘッドチップ73は、図2のZ方向に長手方向を有する略長方形状の圧電アクチュエータと、同Y方向に複数のノズル開口が列設されてなる複数のノズルとを備えている。圧電アクチュエータは、圧力発生素子として、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなるものである。また、圧電アクチュエータは、各ノズル開口に連通する圧力発生室と、板状に延びる駆動電極部を有している。
この駆動電極部が、フレキシブル配線74を介して制御回路基板80に電気的に接続されることにより、制御回路基板80から液体噴射ヘッドチップ73に駆動信号が入力される。駆動信号が入力されることにより前記圧力発生室内の圧力変動を発生させ、この圧力変動によりノズル開口からインク滴を吐出させる。
The liquid
The drive electrode portion is electrically connected to the
また、圧電アクチュエータの前端面(図2におけるZ方向下側の端面)には、ポリイミドなどからなるノズルプレートが設けられている。ノズルプレートの一方の主面は、圧電アクチュエータへの接合面とされ、他方の主面には、インクの付着等を防止するための撥水性や親水性を有する撥水膜が塗布されている。
また、ノズルプレートには、前述したように、その長手方向に所定の間隔(圧力発生室のピッチと同等の間隔)をあけて複数のノズル孔(ノズル開口)が形成されている。ノズル孔は、ポリイミドフィルムなどのノズルプレートに、例えば、エキシマレーザ装置を用いて形成される。これらノズル孔は、それぞれ圧力発生室に一致して配置されている。
In addition, a nozzle plate made of polyimide or the like is provided on the front end surface of the piezoelectric actuator (the end surface on the lower side in the Z direction in FIG. 2). One main surface of the nozzle plate is a bonding surface to the piezoelectric actuator, and the other main surface is coated with a water-repellent or hydrophilic water-repellent film for preventing adhesion of ink or the like.
In addition, as described above, a plurality of nozzle holes (nozzle openings) are formed in the nozzle plate at predetermined intervals (intervals equal to the pressure generating chamber pitch) in the longitudinal direction. A nozzle hole is formed in nozzle plates, such as a polyimide film, using an excimer laser apparatus, for example. These nozzle holes are respectively arranged in agreement with the pressure generating chambers.
このような構成のもと、圧力緩衝器90(図2参照)内の貯留室から、接続部72,94を介して所定量のインクが流路基板71に供給される。また、流路基板71は、液体噴射ヘッドチップ73の圧力発生室と連通しており、接続部72,94から圧力発生室へとインクを行き渡らせることができる構造になっている。すなわち、圧力発生室はインクが充填されるインク室として機能する一方、流路基板71は、各圧力発生室をそれぞれ連通させる共通インク室として機能する。
Under such a configuration, a predetermined amount of ink is supplied to the
(第1実施形態の駆動装置の構成)
図3は、本発明の第1実施形態における駆動装置の構成を示すブロック図である。この図3に示す駆動装置は、図1に示す液体噴射記録装置1が備える液体噴射ヘッド4に内蔵される装置である。より具体的には、図2に示す液体噴射ヘッド4の制御回路基板80上にドライバICとして搭載される駆動装置である。この駆動装置110により、上述した液体噴射ヘッドチップ73内の圧電アクチュエータが駆動される。
(Configuration of Drive Device of First Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the drive device according to the first embodiment of the present invention. The driving device shown in FIG. 3 is a device built in the
なお、圧電アクチュエータは、本実施形態では、各ノズルに対応してインク滴の吐出を行うように駆動される圧電アクチュエータの各構成要素(各ノズルNZに対応する駆動電極部と駆動電極部に対応する駆動部)の部分を、一体構成の圧電アクチュエータと区別するために、圧力発生素子PZTと呼ぶ。そして、「ノズルを駆動する」と言う場合は、より正確には、当該ノズルに対応する圧力発生素子PZTを駆動することを意味する。 In the present embodiment, the piezoelectric actuator corresponds to each component of the piezoelectric actuator that is driven so as to eject ink droplets corresponding to each nozzle (corresponding to the drive electrode portion and the drive electrode portion corresponding to each nozzle NZ). In order to distinguish the part of the driving part) from the integrated piezoelectric actuator, it is called a pressure generating element PZT. The phrase “driving the nozzle” more precisely means that the pressure generating element PZT corresponding to the nozzle is driven.
この図3に示す駆動装置110は、後述するバイナリーモードで画像印字を行う駆動装置であり、この駆動装置110は、セレクタ111、設定値記憶素子112、波形生成回路113、電流制限値設定部(電源側)114、電流制限値設定部(GND側)115、負荷電流検知部116、可変充電電流制限部117、可変放電電流制限部118、シフトレジスタ121、ラッチ回路(ラッチ)122、波形選択回路(波形選択)123、及びレベル変換回路(レベル変換)124を有して構成される。
The
セレクタ111には、画像データ(或いは設定データ)と、画像データの取込信号であるデータINと、シフトレジスタ121におけるデータシフト(データ転送)を行うためのクロック信号であるシフトCLKが入力される。このセレクタ111は、画像データをデータIN信号に同期して取り込み、この取り込んだ画像データ基に、2ビットの信号D2bを生成して出力する。
The
例えば、この2ビットの信号D2bは、ビット値が“00”の場合にノズルNZからインク滴の吐出を行わないことを示し、“01”の場合にノズルNZから1滴のインク滴の吐出を行うことを示し、“10”の場合にノズルから2滴のインク滴の吐出を行うことを示し、“11”の場合にノズルから3滴のインク滴の吐出を行うことを示している。また、2ビットデータD2bが“10”の場合は、ノズルから2滴のインク滴が連続して吐出され、“11”の場合は、ノズルから3滴のインク滴が連続して吐出されるが、これらの複数のインク滴は表面張力により1滴のインクに纏まって紙面上に吐出されるものである。 For example, the 2-bit signal D2b indicates that ink droplets are not ejected from the nozzle NZ when the bit value is “00”, and one ink droplet is ejected from the nozzle NZ when the bit value is “01”. “10” indicates that two ink droplets are ejected from the nozzle, and “11” indicates that three ink droplets are ejected from the nozzle. When the 2-bit data D2b is “10”, two ink droplets are continuously ejected from the nozzle. When the bit data is “11”, three ink droplets are continuously ejected from the nozzle. The plurality of ink droplets are ejected onto a sheet of paper as a single drop of ink by surface tension.
この2ビットの信号D2bとして、“00”と“01”とのみを使用する場合は、ノズルNZからのインク滴の吐出を行うか、またはノズルNZからインク滴の吐出を行わないか、のいずれかを選択して画像印字を行うバイナリーモードと呼ばれる。一方、この2ビット信号D2bとして、“00”、“01”、“10”、及び“11”を使用し、吐出するインク滴の量を選択して画像印字を行う場合は、グレースケールモードと呼ばれる。 When only “00” and “01” are used as the 2-bit signal D2b, either the ink droplet is ejected from the nozzle NZ or the ink droplet is not ejected from the nozzle NZ. This is called the binary mode in which images are selected and printed. On the other hand, when “00”, “01”, “10”, and “11” are used as the 2-bit signal D2b and the amount of ink droplets to be ejected is selected to perform image printing, the gray scale mode is set. be called.
本第1実施形態の駆動装置110は、バイナリーモードで印字を行う駆動装置110の例である。
The
このセレクタ111から出力される2ビット信号D2bは、シフトレジスタ121と、設定値記憶素子112とに向けて出力される。また、セレクタ111は、シフトCLKを、シフトレジスタ121と設定値記憶素子112に向けて出力する。
The 2-bit signal D2b output from the
シフトレジスタ121は、セレクタ111から入力される2ビット信号D2bが示す2ビットデータを、シフトCLKに同期した周期で順次にシフト(転送)しながら保持する。そして、シフトレジスタ121に印字するデータ(液体噴射ヘッドチップ73で印字するn個のデータ)の全てが入力されると、ピクセルCLKによりこのシフトレジスタ121に保持されたn個の画像データ(より正確には2ビット信号D2bの2ビットデータ)がラッチ回路122によりラッチされる。また、シフトレジスタ121は、保持する2ビットデータをシフトCLKに同期した周期で順次にシフト(転送)しながら出力信号としてデータOUTに出力する。
The
設定値記憶素子112は、セレクタ111から上述した2ビット信号D2bとシフトCLKとが入力する。この設定値記憶素子112は、「1ノズル当たりの充電電流値(基準値)」の情報と、「1ノズル当たりの放電電流値(基準値)」の情報と、を保持している。設定値記憶素子112は、この「1ノズル当たりの充電電流値」の情報を、電流制限値設定部(電源側)114に信号Iupとして出力するとともに、「1ノズル当たりの放電電流値(基準値)」の情報を、電流制限値設定部(GND側)115に信号Idpとして出力する。
また、設定値記憶素子112は、上記2ビット信号D2bが示す2ビットデータの内容に応じた波形設定値(例えば、波形の高さ、及び波形の出力期間等)の信号を生成し、この波形設定値の信号を波形生成回路113に向けて出力する。
The set
The set
波形生成回路113は、設定値記憶素子112から入力した波形設定値の信号から、波形信号Waveを生成して波形選択回路123に出力する。
この波形生成回路113は、ノズルNZからインク滴を吐出させない非噴射時に圧力発生素子PZTに印加すべき波形信号Wave0と、ノズルNZからインク滴を吐出させるために圧力発生素子PZTに印加すべき波形信号Wave1と、を生成する。
この波形生成回路113が生成する波形信号Wave0は、例えば、インクの固着を阻止するために圧力発生素子PZTに印加される波形信号である。
The
The
The waveform signal Wave0 generated by the
また、波形生成回路113は、ノズルNZ(圧力発生素子PZT)の負荷電流を検出するために使用される負荷検知用波形WaveDも生成する。
波形生成回路113は、生成した波形信号Wave0、Wave1、及びWaveDを波形選択回路123に向けて出力する。
なお、負荷検知用波形WaveDは、波形信号Wave0、Wave1に含まれるパルス(波形)と異なるタイミングに出力するように生成される。負荷検知用波形WaveDを波形信号Wave0、Wave1にそれぞれ時分割多重することにより、負荷検知用波形WaveDが重畳された波形信号Wave0、Wave1として扱うことができる。
The
The
The load detection waveform WaveD is generated so as to be output at a timing different from the pulses (waveforms) included in the waveform signals Wave0 and Wave1. The load detection waveform WaveD can be handled as waveform signals Wave0 and Wave1 on which the load detection waveform WaveD is superimposed by time-division multiplexing the waveform signals Wave0 and Wave1, respectively.
波形選択回路123は、ラッチ回路122から入力した信号(2ビットデータ)を基に、各ノズルNZに対応して、波形生成回路113から出力される波形信号Wave0またはWave1のいずれかを選択し、レベル変換回路124に向けて出力する。
Based on the signal (2-bit data) input from the
レベル変換回路124は、画像を印字するタイミングにおいて、波形選択回路123から入力した各圧力発生素子PZTごとに設定された波形信号Wave0またはWave1を、電源Vdにより電圧レベルを変換し、駆動信号OUT1〜OUTnとして出力する。各圧力発生素子PZTは、このレベル変換回路124から出力される駆動信号OUT1〜OUTnにより駆動される。
The
また、電流制限値設定部(電源側)114は、負荷電流検知部116で検出されたノズルNZ(圧力発生素子PZT)の負荷電流の検出信号Idetと、設定値記憶素子112から入力した「1ノズル当たりの充電電流値」の情報と、を基に、圧力発生素子PZTを充電する際の制限電流値設定(電源側)の信号ILuを生成して可変充電電流制限部117に出力する。
また、電流制限値設定部(GND側)115は、負荷電流検知部116で検出されたノズルNZ(圧力発生素子PZT)の負荷電流の検出信号Idetと、設定値記憶素子112から入力した「1ノズル当たりの放電電流値」の情報と、を基に、圧力発生素子PZTを放電する際の制限電流値設定(GND側)の信号ILdを生成して可変放電電流制限部118に出力する。
Further, the current limit value setting unit (power supply side) 114 receives the load current detection signal Idet of the nozzle NZ (pressure generation element PZT) detected by the load
Further, the current limit value setting unit (GND side) 115 receives the load current detection signal Idet of the nozzle NZ (pressure generating element PZT) detected by the load
負荷電流検知部116は、ノズルNZからインク液の吐出を行う前に、ノズルNZ(圧力発生素子PZT)の負荷電流を検出する動作を行う。この負荷電流検知部116における負荷電流の検出動作は、波形生成回路113から波形選択回路123に負荷検知用波形WaveDが出力されるタイミングに同期して行われる。この負荷電流検知部116により検出された負荷電流の検出信号Idetは、電流制限値設定部(電源側)114及び電流制限値設定部(GND側)115に対して出力される。
The load
なお、負荷電流検知部116により圧力発生素子PZTの負荷電流(負荷容量)を検出する際に、負荷検知用波形WaveDで駆動されるノズルは、後に波形信号Wave1により駆動され、実際にインク滴の吐出を行う複数のノズルである。負荷電流検知部116は、検出した複数のノズルの負荷電流(負荷容量)を、負荷電流の検出信号Idetとして、電流制限値設定部(電源側)114及び電流制限値設定部(GND側)115に向けて出力する。このように負荷電流検知部116は、複数のノズルをそれぞれ駆動するレベル変換回路124(複数の駆動部)に供給される電流の合計値を負荷電流の値として検出する。
When the load
電流制限値設定部(電源側)114は、負荷電流検知部116から入力した負荷電流の検出信号Idetと、「1ノズル当たりの充電電流値(基準値)」の情報と、を基に、波形信号Wave1によりノズルNZを駆動してインク滴を吐出させる際に、駆動するノズル数に応じた充電電流を制限するために、制限電流値設定(電源側)の信号ILuのレベルを設定する。
また、電流制限値設定部(GND側)115は、負荷電流検知部116から入力した負荷電流の検出信号Idetと、「1ノズル当たりの放電電流値(基準値)」の情報と、を基に、駆動するノズル数に応じた放電電流を制限するために、制限電流値設定(GND側)のレベルILdを設定する。
The current limit value setting unit (power supply side) 114 has a waveform based on the load current detection signal Idet input from the load
Further, the current limit value setting unit (GND side) 115 is based on the load current detection signal Idet input from the load
可変充電電流制限部117は、電流制限値設定部(電源側)114から入力した制限電流値設定(電源側)の信号ILuに応じて、圧力発生素子PZTを充電する際の充電電流値を制限する。
この可変充電電流制限部117は、図4(A)に示すような電源Vdとレベル変換回路124とに繋がる可変抵抗(電子ボリューム)により構成される。この可変抵抗(電子ボリューム)は、例えば、図4(B)に示すように、オペアンプAM11とNPNトランジスタQ11と抵抗R11とで構成される定電流回路と、PNPトランジスタQ12及びQ13で構成されるカレントミラー回路と、で構成される。
このオペアンプAM11の正転入力端子に制限電流値設定(電源側)の信号ILuを入力することにより、この信号ILuの電圧に比例した電流I1’がトランジスタQ11に流れる。カレントミラー回路のトランジスタQ12に電流I1’(基準電流)が流れることにより、トランジスタQ13からレベル変換回路124に向けて電流I1(ミラー電流)が流れる。電流I1の大きさは、電流I1’の大きさに比例した値を上限に制限される。このように、可変充電電流制限部117は、レベル変換回路124に流す充電電流の値を、信号ILuの電圧に比例した値以下に電流I1を制限することができる。以下の説明では、電流I1と電流I1’の値は等しくなるように構成されているものとして説明する。
The variable charging current limiting
The variable charging current limiting
By inputting the signal ILu of the limit current value setting (power supply side) to the normal input terminal of the operational amplifier AM11, a current I1 ′ proportional to the voltage of the signal ILu flows through the transistor Q11. When the current I1 ′ (reference current) flows through the transistor Q12 of the current mirror circuit, the current I1 (mirror current) flows from the transistor Q13 toward the
可変放電電流制限部118は、電流制限値設定部(GND側)115から入力した制限電流値設定(GND側)の信号ILdに応じて、圧力発生素子PZTの充電電荷を放電する際の放電電流値を制限する。
この可変放電電流制限部118は、図4(C)に示すようなレベル変換回路124と回路グラウンドGとの間に挿入される可変抵抗(電子ボリューム)により構成される。この可変抵抗(電子ボリューム)は、例えば、図4(D)に示すように、オペアンプAM21とPNPトランジスタQ21と抵抗R21とで構成される定電流回路と、NPNトランジスタQ22及びQ23で構成されるカレントミラー回路と、で構成される。このオペアンプAM21の正転入力端子に信号ILdを入力することにより、この信号ILdの電圧に比例した電流I2’がトランジスタQ21に流れる。カレントミラー回路のトランジスタQ22に電流I2’(基準電流)が流れることにより、レベル変換回路124からトランジスタQ23に向けて電流I2(ミラー電流)が流れる。電流I2の大きさは、電流I2’の大きさに比例した値を上限に制限される。このように、可変放電電流制限部118は、レベル変換回路124に流す放電電流の値を、信号ILdの電圧に比例した値以下に電流I2’を制限することができる。以下の説明では、電流I2と電流I2’の値は等しくなるように構成されているものとして説明する。
The variable discharge
The variable discharge current limiting
(負荷容量の検知とインク滴の吐出動作についての説明)
上記構成の駆動装置110は、インク滴の吐出を行う前に、圧力発生素子PZT(後にインク滴を吐出する全てのノズルNZ)を負荷検知用波形WaveDにより駆動して負荷電流(負荷容量)を検出し、この負荷電流の検出値を基に、インク滴を吐出させるノズル数に応じた制限電流値を設定する。
この負荷電流検を検出する際に、駆動装置110は、可変充電電流制限部117及び可変放電電流制限部118から出力される電流制限値(信号ILu及びILd)を、通常の画像印字を行う場合よりも高めに設定し、圧力発生素子PZTを負荷検知用波形WaveDにより定電流充電した場合の充電電圧値から、負荷電流を検出する。この負荷検知用波形WaveDは、ノズルNZのインク滴の吐出に影響のない程度の短いパルス幅に設定される。
(Explanation of load capacity detection and ink droplet ejection)
The
When detecting the load current detection, the driving
図5は、第1実施形態におけるインク滴の吐出サイクルを示すタイムチャートであり、バイナリーモードの場合の例である。なお、バイナリーモードとは、上述のようにノズルNZから吐出されるインク滴の量を制御することなく、インク滴の吐出を行うか否かを制御するモードである。
図5に示すタイムチャートは、横方向に時間の経過を示し、縦方向に、ピクセルCLKと、制限電流値設定(電源側)の信号と、制限電流値設定(GND側)の信号と、波形生成回路113から出力される波形Waveと、レベル変換回路124から圧力発生素子PZTに向けて出力される駆動信号OUTと、を並べて示したものである。
FIG. 5 is a time chart showing an ink droplet ejection cycle in the first embodiment, which is an example in the binary mode. Note that the binary mode is a mode for controlling whether or not to eject ink droplets without controlling the amount of ink droplets ejected from the nozzle NZ as described above.
The time chart shown in FIG. 5 shows the passage of time in the horizontal direction, the pixel CLK, the signal for limiting current value setting (power supply side), the signal for limiting current value setting (GND side), and the waveform in the vertical direction. The waveform Wave output from the
また、この図5では、前半の部分(時刻t0〜t7までの間)は、同時駆動するノズル数が少ない場合(全体の容量負荷が小さい場合)のインク滴の吐出サイクルの例を示し、後半の部分(時刻t10以降)は、同時駆動するノズル数が多い場合(全体の容量負荷が大きい場合)のインク滴の吐出サイクルの例を示している。 Further, in FIG. 5, the first half (between time t0 and t7) shows an example of an ink droplet ejection cycle when the number of nozzles to be simultaneously driven is small (when the overall capacity load is small). This part (after time t10) shows an example of an ink droplet ejection cycle when the number of nozzles to be driven simultaneously is large (when the overall capacity load is large).
また、前半の部分(時刻t0〜t7)において、インク滴の吐出サイクルは、時刻t0〜t3までの間において行われる負荷容量を検出するステップ(負荷検知ゾーン)と、時刻t4以降において行われるインク滴の吐出ステップ(インク滴吐出ゾーン)とを含む。 In the first half (time t0 to t7), the ink droplet ejection cycle includes a step of detecting the load capacity (load detection zone) performed between time t0 and time t3, and ink performed after time t4. A droplet ejection step (ink droplet ejection zone).
また、本実施形態の駆動装置110は、時刻t1から負荷検知ゾーンを開始する前に、制限電流値設定(電源側)を一定値ILu1に設定し、制限電流値設定(GND側)を一定値ILd1に設定し、圧力発生素子PZTに流す充電電流及び放電電流の制限値を、通常の画像印字を行う場合よりも高めの一定の電流制限値に設定する。駆動装置110は、この一定値ILu1及びILd1による電流制限状態を、負荷検知ゾーンが終了する時刻t3まで継続する。
In addition, before starting the load detection zone from time t1, the driving
そして、時刻t0においてピクセルCLKが入力されると、このピクセルCLKが入力されから所定時間が経過した時刻t1において、波形生成回路113は、負荷検知用波形WaveDを波形選択回路123に対して出力する。この負荷検知用波形WaveDは、ノズルNZからインク滴が吐出しないように、パルス幅ΔTが短く設定される。
When the pixel CLK is input at time t0, the
波形選択回路123は、この負荷検知用波形WaveDを、後に波形信号Wave1で駆動されるノズルに対応させて、レベル変換回路124に出力する。レベル変換回路124は、負荷検知用波形WaveDで駆動されるノズルNZに対して、この負荷検知用波形WaveDに応じた駆動信号を生成して出力する。
The
そして、ノズルNZの圧力発生素子PZTは、時刻t1から、定電流充電が行われることにより、期間ΔTの間に、電圧V1まで上昇する。すなわち、駆動電流を所定の電流値ILu1に制限して負荷検知用波形WaveDによって圧力発生素子PZTを駆動し、そのパルス幅の期間ΔTに、圧力発生素子PZTの静電容量にチャージされた電圧V1を検出する。この圧力発生素子PZTにチャージされた電圧V1は、負荷電流検知部116によりピークホールドされて検出される。
The pressure generating element PZT of the nozzle NZ rises to the voltage V1 during the period ΔT by performing constant current charging from time t1. That is, the drive current is limited to a predetermined current value ILu1, the pressure generating element PZT is driven by the load detection waveform WaveD, and the voltage V1 charged in the capacitance of the pressure generating element PZT during the pulse width period ΔT. Is detected. The voltage V1 charged in the pressure generating element PZT is peak-held by the load
負荷電流検知部116は、制限電流値ILu1と期間ΔTと充電電圧(チャージ電圧)V1とを基に、ノズル(圧力発生素子PZT)の合計静電容量Cを以下の式により求めることができる。
ノズル合計静電容量C=ILu1×ΔT/V1、
そして、ノズル合計静電容量Cを基に、ノズルの負荷電流I1を以下の式により決定することができる。
ノズルの負荷電流I1=a×C、ここで、aは所定の定数、
負荷電流検知部116は、このノズルの負荷電流I1の大きさに応じた負荷電流の検出信号Idetを生成する。
すなわち、ノズル合計静電容量Cの大きさにより、波形信号Wave1で駆動すべきノズルNZ(圧力発生素子PZT)の負荷電流の大きさが決定され、負荷電流検知部116は、このノズルNZの負荷電流の大きさに応じた検出信号(負荷電流の検出信号)Idetを生成し、この負荷電流の検出信号Idetを電流制限値設定部(電源側)114及び電流制限値設定部(GND側)115に対して出力する。
The load
Nozzle total capacitance C = ILu1 × ΔT / V1,
Based on the total nozzle capacitance C, the load current I1 of the nozzle can be determined by the following equation.
Nozzle load current I1 = a × C, where a is a predetermined constant,
The load
That is, the magnitude of the load current of the nozzle NZ (pressure generating element PZT) to be driven by the waveform signal Wave1 is determined by the magnitude of the total nozzle capacitance C, and the load
電流制限値設定部(電源側)114は、負荷電流検知部116から入力した負荷電流の検出信号Idetと、設定値記憶素子112から入力した「1ノズル当たりの充電電流値」とを基に、波形信号Wave1で複数のノズルNZ(圧力発生素子PZT)を適切に駆動するための制限電流値設定(電源側)V_Rnを決定する。電流制限値設定部(電源側)114は、時刻t3において、この制限電流値設定(電源側)V_Rnの信号を可変充電電流制限部117に出力する。
同様にして、電流制限値設定部(GND側)115は、負荷電流検知部116から入力した負荷電流の検出信号Idetと、設定値記憶素子112から入力した「1ノズル当たりの放電電流値」とを基に、波形信号Wave1で複数のノズルNZ(圧力発生素子PZT)を適切に駆動するための制限電流値設定(GND側)V_Fnを決定する。電流制限値設定部(GND側)115は、時刻t3において、この制限電流値設定(GND側)V_Fnの信号を可変放電電流制限部118に出力する。
The current limit value setting unit (power supply side) 114 is based on the load current detection signal Idet input from the load
Similarly, the current limit value setting unit (GND side) 115 receives the load current detection signal Idet input from the load
そして、時刻t3において、制限電流値設定(電源側)V_Rnが可変充電電流制限部117に設定され、制限電流値設定(GND側)V_Fnが可変放電電流制限部118に設定された後に、時刻t4からインク滴の吐出が開始される。
Then, at time t3, after the limit current value setting (power supply side) V_Rn is set in the variable charge
この時刻t4から時刻t6の期間に、波形生成回路113からインク滴の吐出用の波形Wave1が波形選択回路123に出力される。波形選択回路123は、このインク滴吐出用波形Wave1を、印字を行うノズルNZに対応させて、レベル変換回路124に出力する。レベル変換回路124は、印字を行うノズルNZに対して、このインク滴吐出用波形Wave1に応じた駆動信号OUTを生成して出力する。
During the period from time t4 to time t6, the
そして、時刻t4から、インク滴の吐出を行うノズルNZの圧力発生素子PZTに対して、レベル変換回路124から出力される駆動信号OUTにより充電が開始される。この場合、圧力発生素子PZTへ流れる充電電流は、可変充電電流制限部117により負荷容量に応じたレベルV_Rnにより適切に制限されているため、時刻t4〜時刻t5の間の充電波形に示すように、圧力発生素子PZTへの充電波形は滑らかな充電波形となる。このため、ノズルNZ内において急激な圧力変化は発生せず、キャビテーションなどの発生を回避することができる。
そして、時刻t5において圧力発生素子PZTの充電電圧が電圧Vuに到達すると圧力発生素子PZTへの充電が停止され、時刻t6までノズルNZにインク滴が保持される。
From time t4, charging is started by the drive signal OUT output from the
When the charging voltage of the pressure generating element PZT reaches the voltage Vu at time t5, charging to the pressure generating element PZT is stopped, and ink droplets are held in the nozzles NZ until time t6.
そして、時刻t6に至ると、圧力発生素子PZTに充電された電荷の放電が開始される。この場合、圧力発生素子PZTから流れ出る放電電流は、可変放電電流制限部118により圧力発生素子PZTの負荷容量に応じたレベルV_Fnにより適切に制限されているため、キャビテーションなどを発生しないように放電を行うことができる。このように時刻t6以降に、ノズルNZからインク滴の吐出が行われる。そして、時刻t7において圧力発生素子PZTから放電が完了すると、ノズルNZからのインク滴の吐出が停止する。
When time t6 is reached, discharge of the charge charged in the pressure generating element PZT is started. In this case, since the discharge current flowing out from the pressure generating element PZT is appropriately limited by the level V_Fn corresponding to the load capacity of the pressure generating element PZT by the variable discharge current limiting
また、時刻t10から開始されるインク滴の吐出サイクルは、同時駆動するノズル数が多い場合の例である。この時刻t10から時刻t17に示すインク滴の吐出サイクルの動作は、時刻t1から時刻t7に示すインク滴の吐出サイクルの動作と基本的に同じである。
すなわち、時刻t10からインク滴の吐出サイクルが開始され、時刻t11からt12において、圧力発生素子PZTの負荷検知が行われ、時刻t13において、制限電流値設定(電源側)V_Rnが可変充電電流制限部117に設定され、制限電流値設定(GND側)V_Fnが可変放電電流制限部118に設定される。その後に、時刻t14からインク滴の吐出を行うノズルNZの圧力発生素子PZTに対して充電が開始され、時刻t15から時刻t16にかけてノズルNZにインク滴が保持され、時刻t16以降に、ノズルNZからインク滴の吐出が行われる。
In addition, the ink droplet ejection cycle starting from time t10 is an example in which the number of nozzles that are simultaneously driven is large. The operation of the ink droplet ejection cycle from time t10 to time t17 is basically the same as the operation of the ink droplet ejection cycle from time t1 to time t7.
That is, an ink droplet ejection cycle is started from time t10, load detection of the pressure generating element PZT is performed from time t11 to t12, and at time t13, the limit current value setting (power supply side) V_Rn is a variable charging current limiter. 117, the limit current value setting (GND side) V_Fn is set in the variable discharge
この時刻t10から開始されるインク滴の吐出サイクルは、同時駆動するノズル数が多いため、時刻t11から時刻t12の間において、ノズルNZの圧力発生素子PZTに充電される電圧V2が、時刻t1から時刻t2の間において、ノズルNZの圧力発生素子PZTに充電される電圧V1よりも低くなる。 In the ink droplet ejection cycle starting from time t10, since the number of nozzles to be driven simultaneously is large, the voltage V2 charged to the pressure generating element PZT of the nozzle NZ is changed from time t1 between time t11 and time t12. During the time t2, the voltage V1 is lower than the voltage V1 charged in the pressure generating element PZT of the nozzle NZ.
このように、駆動装置110は、負荷検知ゾーンにおいて、ノズルNZ(圧力発生素子PZT)に充電される電圧値を基に、圧力発生素子PZTの負荷容量の大きさを検出することができる。このノズルNZの負荷容量の大きさを検出することにより、駆動ノズル数が少ない場合における時刻t4〜t5の間の充電電圧波形(立上り波形)と、駆動ノズル数が多い場合における時刻t14〜t15の間の充電電圧波形(立上り波形)と、を同じ緩やかな波形とすることができる。また、駆動ノズル数が少ない場合における時刻t6〜t7の間の放電電圧波形(立下り波形)と、駆動ノズル数が多い場合における時刻t16〜t17の間の放電電圧波形(立下り波形)と、を同じ緩やかな波形とすることができる。これにより、ノズルNZの内部で急激な圧力変化が生じることがなく、キャビテーションやミストの発生を抑制できる。
Thus, the
以上説明したように、駆動装置110は、駆動するノズル数が変化し負荷容量が変化する場合においても、適正な駆動電流波形を設定することができる。
これにより、駆動装置110は、ノズルNZにおけるキャビテーションの発生を抑制することができ、ノズル抜けの発生をなくし、インク滴の吐出を安定させることができる。また、駆動装置110は、サテライトやミストの発生を抑制することができ、印字画質の向上を図ることができる。また、駆動装置110は、インクの特性に合わせて駆動電流波形を設定することができ、さらには、周囲温度によるインク特性に合わせて、駆動電流波形を設定することができる。
As described above, the driving
As a result, the driving
なお、上述した第1実施形態の駆動装置110は、ノズルNZの負荷容量を検出する場合に、圧力発生素子PZTを、一定値に制限された電流により定電流充電し、所定の期間ΔTが経過した時点での充電電圧V1を検出し、この充電電圧V1の値を基に圧力発生素子PZTの負荷容量を検出する方法を用いている。この圧力発生素子PZTの負荷容量を検出する方法は、これに限定されず、例えば、定電流充電を行う際の電圧上昇の傾きを基に、圧力発生素子PZTの負荷容量を検出することもできる。
In addition, when detecting the load capacity of the nozzle NZ, the driving
また、上述した第1実施形態の駆動装置110では、負荷検知ゾーンにおいて、負荷電流検知部116により検出した電流の合計値に基づいて、複数のノズルNZの合計の負荷容量を算出し、この負荷容量を基に、電流制限の合計値を制御するようにしているが、以下のようにして、個々のノズルの電流を制御することもできる。
例えば、駆動装置は、各ノズルごとに充放電制限回路を備え、負荷電流検知部116により検出した負荷電流の合計値に基づいて個々のノズルごとの負荷容量を算出し、この「個々のノズルごとの負荷容量」と「1ノズル当たりの充電及び放電電流値」とを基に、個々のノズルごとに電流を制御して、個々のノズルに流れる電流が電流制限の設定値以下になるように制御することもできる。
また、例えば、駆動装置は、各ノズルごとに充放電制限回路を備え、負荷電流検知部116により検出した負荷電流の合計値に基づいて個々のノズルごとの負荷容量を算出し、この「個々のノズルごとの負荷容量」と「1ノズル当たりの充電及び放電電流値」とを基に、個々のノズルに流れる電流を制御(制限)する際に、電流制限の合計値が設定値以下になるように制御することもできる。
Further, in the
For example, the driving device includes a charge / discharge limiting circuit for each nozzle, calculates the load capacity for each individual nozzle based on the total load current detected by the load
In addition, for example, the driving device includes a charge / discharge limiting circuit for each nozzle, calculates the load capacity for each nozzle based on the total value of the load current detected by the load
[第2実施形態]
上述の第1実施形態では、バイナリーモードの印字を行う場合の駆動装置110の例について説明したが、本発明の第2実施形態では、グレースケールモードで印字を行う場合の駆動装置110Aの例について説明する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment described above, an example of the
なお、グレースケールモードでは、後述する図7の波形信号Wave1(1drop)、Wave2(2drop)、及びWave3(3drop)に示すように、波形信号Wave1は最終駆動用のパルスP1のみを有し、波形信号Wave2はパルスP1と初期駆動用のパルスP2とを有し、波形信号Wave3はパルスP1とパルスP2とP3とを有する。
そして、波形信号Wave1はパルスP1による1回の駆動により1滴分、波形信号Wave2はパルスP1とP2による2回の駆動により2滴分、波形信号Wave3はパルスP1とP2とP3による3回の駆動により3滴分のインクがそれぞれ噴射され、大きさの異なるインクによって被記録媒体が印字される。
例えば、波形信号Wave3の場合、一滴目、二滴目及び三滴目のインクが数珠繋がりのように空気中へ放出され、放出された一滴目、二滴目及び三滴目のインクは、互いの表面張力により引き寄せられ、三滴分の分量で一つのインク滴として吐出される。波形信号Wave2の場合も同様である。
In the gray scale mode, as shown in waveform signals Wave1 (1drop), Wave2 (2drop), and Wave3 (3drop) in FIG. 7 to be described later, the waveform signal Wave1 has only the pulse P1 for final driving, and the waveform The signal Wave2 has a pulse P1 and a pulse P2 for initial driving, and the waveform signal Wave3 has a pulse P1, pulses P2 and P3.
The waveform signal Wave1 is equivalent to one drop by one driving with the pulse P1, the waveform signal Wave2 is equivalent to two drops by two driving with the pulses P1 and P2, and the waveform signal Wave3 is three times with the pulses P1, P2, and P3. Three drops of ink are ejected by driving, and the recording medium is printed with inks of different sizes.
For example, in the case of the waveform signal Wave3, the first, second, and third drops of ink are discharged into the air like a daisy chain, and the discharged first, second, and third drops of ink are mutually connected. The ink is drawn by the surface tension of the ink, and is ejected as one ink drop in the amount of three drops. The same applies to the waveform signal Wave2.
(第2実施形態の駆動装置110Aの構成)
図6は、本発明の第2実施形態における駆動装置110Aの構成を示すブロック図である。図6に示す駆動装置110Aは、図3に示す第1実施形態の駆動装置110と比較して、新たに、セレクタ(電源側)131と、タイミング制御部(電源側)132と、セレクタ(GND側)133と、タイミング制御部(GND側)134と、を新たに追加した点が、構成上で異なる。また、図3に示す設定値記憶素子112を設定値記憶素子112Aに変更し、波形生成回路113を波形生成回路113Aに変更し、電流制限値設定部(電源側)114を電流制限値設定部(電源側)114Aに変更し、電流制限値設定部(GND側)115を電流制限値設定部(GND側)115Aに変更し、波形選択回路123を波形選択回路123Aに変更した点が異なる。他の構成は、図3に示す駆動装置110と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Configuration of
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a
図6に示す駆動装置110Aにおいて、設定値記憶素子112Aは、セレクタ111から上述した2ビット信号D2bとシフトCLKとが入力される。この設定値記憶素子112Aは、上記駆動パルスP1に対応する「1ノズル当たりのP1充電(立上り)電流値(基準値)」の情報と、駆動パルスP1に対応する「1ノズル当たりのP1放電(立下り)電流値(基準値)」の情報と、を保持している。
また、設定値記憶素子112Aは、駆動パルスP2に対応する「1ノズル当たりのP2充電(立上り)電流値(基準値)」の情報と、駆動パルスP2に対応する「1ノズル当たりのP2放電(立下り)電流値(基準値)」の情報と、を保持している。
さらに、設定値記憶素子112Aは、駆動パルスP3に対応する「1ノズル当たりのP3充電(立上り)電流値(基準値)」の情報と、駆動パルスP3に対応する「1ノズル当たりのP3放電(立下り)電流値(基準値)」の情報と、を保持している。
In the
In addition, the set
Further, the set
設定値記憶素子112Aは、「1ノズル当たりのP1充電電流値」の情報を電流制限値設定部(電源側)114Aに出力するとともに、「1ノズル当たりのP1放電電流値」の情報を電流制限値設定部(GND側)115Aに出力する。また、設定値記憶素子112Aは、「1ノズル当たりのP2充電電流値」の情報を電流制限値設定部(電源側)114Aに出力するとともに、「1ノズル当たりのP2放電電流値」の情報を電流制限値設定部(GND側)115Aに出力する。さらに、設定値記憶素子112Aは、「1ノズル当たりのP3充電電流値」の情報を電流制限値設定部(電源側)114Aに出力するとともに、「1ノズル当たりのP3放電電流値」の情報を電流制限値設定部(GND側)115Aに出力する。
The set
また、設定値記憶素子112Aは、上記2ビット信号D2bのデータ内容に応じた波形設定値(例えば、波形の個数、波形の高さ、及び波形の出力期間等)の信号を生成し、この波形設定値の信号を波形生成回路113Aに向けて出力する。
The set
波形生成回路113Aは、設定値記憶素子112Aから入力した波形設定値の信号から、波形信号Wave0、Wave1、Wave2、及びWave3のそれぞれの波形信号Waveを生成して波形選択回路123Aに出力する。また、波形生成回路113Aは、後述する負荷検知ゾーンにおいて使用される負荷検知用波形WaveDを生成して波形選択回路123Aに出力する。
The
この波形生成回路113Aが生成する波形信号Wave0は、ノズルからインク滴を吐出させない非噴射時に圧力発生素子PZTに印加すべき波形信号である。例えば、波形信号Wave0は、インクの固着を阻止するために圧力発生素子PZTに印加される波形信号である。
また、波形信号Wave1は、図7に示すように、1滴のインク滴をノズルから吐出させるためのパルスP1の波形信号であり、波形信号Wave2は、2滴のインク滴をノズルから吐出させる際に使用されるパルスP1とパルスP2とに対応する波形信号であり、波形信号Wave3は、3滴のインク滴をノズルから吐出させる際に使用されるパルスP1とパルスP2とパルスP3とに対応する波形信号である。
The waveform signal Wave0 generated by the
Further, as shown in FIG. 7, the waveform signal Wave1 is a waveform signal of a pulse P1 for ejecting one ink droplet from the nozzle, and the waveform signal Wave2 is used when ejecting two ink droplets from the nozzle. The waveform signal Wave3 corresponds to the pulse P1, the pulse P2, and the pulse P3 that are used when three ink droplets are ejected from the nozzle. It is a waveform signal.
波形選択回路123Aは、ラッチ回路122から入力した各ノズルごとの印字データ(上述の2ビット信号D2bで示される印字データ)の信号に応じて、波形生成回路113Aから出力される波形信号Wave0〜Wave3のいずれかの信号を選択し、レベル変換回路124に向けて出力する。
レベル変換回路124は、波形選択回路123Aから入力した波形信号に応じて、各パルスP1,P2,P3のそれぞれの出力タイミングに応じて、各ノズルを駆動するための信号OUT1〜OUTnを生成して出力する。このレベル変換回路124から出力される駆動信号OUT1〜OUTnによりノズルNZの圧力発生素子PZTが駆動される。
The
The
また、電流制限値設定部(電源側)114Aは、負荷電流検知部116で検出されたノズルの負荷電流(負荷容量)の検出信号Idetと、設定値記憶素子112Aから入力した「パスルP1、P2及びP3の充電電流値/1ノズル」の情報と、を基に、パスルP1に対する制限電流値設定(電源側)の信号A1と、パルスP2に対する制限電流値設定(電源側)の信号A2と、パルスP3に対する制限電流値設定(電源側)の信号A3と、を生成し、これらの信号をセレクタ(電源側)131に出力する。
In addition, the current limit value setting unit (power supply side) 114A receives the detection signal Idet of the nozzle load current (load capacity) detected by the load
また、電流制限値設定部(GND側)115Aは、負荷電流検知部116で検出された負荷電流(負荷容量)の検出信号Idetと、設定値記憶素子112Aから入力した「パルスP1、P2及びP3の放電電流値/1ノズル」の情報と、を基に、パルスP1に対する制限電流値設定(GND側)の信号B1と、パルスP2に対する制限電流値設定(GND側)の信号B2と、パルスP3に対する制限電流値設定(GND側)の信号B3と、を生成し、これらの信号をセレクタ(GND側)133に出力する。
Further, the current limit value setting unit (GND side) 115A receives the detection signal Idet of the load current (load capacity) detected by the load
セレクタ(電源側)131は、電流制限値設定部(電源側)114Aで生成された制限電流値設定(電源側)の信号A1,A2,A3を入力し、これらの制限電流値設定(電源側)信号A1,A2,A3から、各パルスP1,P2,P3に応じた信号を選択し、この選択した信号を基に制限電流値設定(電源側)の信号ILuを生成して、可変充電電流制限部117に出力する。この制限電流値設定(電源側)の信号ILuを生成し出力するタイミングは、タイミング制御部(電源側)132により制御される。
The selector (power supply side) 131 inputs the signal A1, A2, A3 of the limit current value setting (power supply side) generated by the current limit value setting unit (power supply side) 114A, and sets these limit current value (power supply side) ) A signal corresponding to each pulse P1, P2, P3 is selected from the signals A1, A2, A3, a signal ILu for setting a limit current value (power supply side) is generated based on the selected signal, and the variable charging current Output to the limiting
タイミング制御部(電源側)132は、レベル変換回路124からパルスP1,P2,P3の波形が出力されるタイミングを検出し、このパルスP1,P2,P3の出力タイミングに応じて(より正確にはパルスP1,P2,P3が出力される前のタイミングで)、セレクタ(電源側)131を制御し、セレクタ(電源側)131からパルスP1,P2,P3に応じた制限電流値設定(電源側)の信号ILuを出力させる。
The timing control unit (power supply side) 132 detects the timing at which the waveforms of the pulses P1, P2, and P3 are output from the
セレクタ(GND側)133は、電流制限値設定部(GND側)115Aで生成された制限電流値設定(GND側)の信号B1,B2,B3を入力し、これらの制限電流値設定(GND側)の信号B1,B2,B3から、各パルスP1,P2,P3に応じた信号を選択し、この選択した信号を基に制限電流値設定(GND側)の信号ILdを生成して、可変放電電流制限部118に出力する。この制限電流値設定(GND)の信号ILuを生成して出力するタイミングは、タイミング制御部(GND側)134により制御される。
The selector (GND side) 133 inputs the signals B1, B2, and B3 of the limit current value setting (GND side) generated by the current limit value setting unit (GND side) 115A, and these limit current value settings (GND side) ) From the signals B1, B2, and B3, a signal corresponding to each pulse P1, P2, and P3 is selected, and a signal ILd for setting a limited current value (GND side) is generated based on the selected signal, and variable discharge is performed. Output to the
タイミング制御部(GND側)134は、レベル変換回路124からパルスP1,P2,P3の波形が出力されるタイミングを検出し、このパルスP1,P2,P3の出力タイミングに応じて(より正確にはパルスP1,P2,P3が出力される前のタイミングで)、セレクタ(GND側)133を制御し、このセレクタ(GND側)133からパルスP1,P2,P3に応じた制限電流値設定(GND側)の信号ILdを出力させる。
The timing control unit (GND side) 134 detects the timing at which the waveforms of the pulses P1, P2, and P3 are output from the
負荷電流検知部116は、ノズルNZからインク滴の吐出を行う前に、駆動するノズルNZの負荷電流を検出する動作を行う。このノズルNZの負荷電流の検出は、波形信号Wave1,Wave2,Wave3に含まれるパルスP1で駆動されるノズルNZと、パルスP2で駆動されるノズルNZと、パルスP3で駆動されるノズルNZの、それぞれに対して行われる。
この負荷電流検知部116における負荷電流の検出は、波形生成回路113Aから波形選択回路123Aに負荷検知用波形WaveDが出力されるタイミングに同期して行われる。この負荷電流検知部116により検出された負荷電流(負荷容量)の検出値は、負荷電流の検出信号Idetとして、電流制限値設定部(電源側)114A及び電流制限値設定部(GND側)115Aのそれぞれに対して出力される。
The load
The detection of the load current in the load
可変充電電流制限部117は、電流制限値設定部(電源側)114Aから入力した制限電流値設定(電源側)の信号ILuに応じて、ノズルNZ(圧力発生素子PZT)を駆動する際の充電電流値を制限する。また、可変放電電流制限部118は、電流制限値設定部(GND側)115Aから入力した制限電流値設定(GND側)の信号ILdに応じて、ノズル(圧力発生素子PZT)を駆動する際の放電電流値を制限する。
The variable charging current limiting
(負荷容量の検知とインク滴の吐出動作についての説明)
図7は、第2実施形態の駆動装置110Aにおけるインク滴の吐出サイクルを示すタイムチャートであり、グレースケールモードの場合の例である。
(Explanation of load capacity detection and ink droplet ejection)
FIG. 7 is a time chart showing an ink droplet ejection cycle in the
この図7に示すタイムチャートは、横方向に時間の経過を示し、縦方向に、ピクセルCLKと、波形信号Wave1(1drop;パルスP1による1滴吐出時の波形)と、波形信号Wave2(2drop;パルスP1とP2とによる2滴吐出時の波形)と、波形信号Wave3(3drop;パルスP1とP2とP3とによる3滴吐出時の波形)と、制限電流値設定(P3電源側)(P3パルス出力時の電源側制限電流値)と、制限電流値設定(P2電源側)(P2パルス出力時の電源側制限電流値)と、制限電流値設定(P1電源側)(P1パルス出力時の電源側制限電流値)と、制限電流値設定(P3,GND側)(P3パルス出力時のGND側制限電流値)と、制限電流値設定(P2,GND側)(P2パルス出力時のGND側制限電流値)と、制限電流値設定(P1,GND側)(P1パルス出力時のGND側制限電流値)と、制限電流値設定電源側(切り替え後)と、制限電流値設定GND側(切り替え後)と、駆動信号OUT(1drop時)と、駆動信号OUT(2drop時)と、駆動信号OUT(3drop時)と、を並べて示している。 The time chart shown in FIG. 7 shows the passage of time in the horizontal direction, and in the vertical direction, the pixel CLK, the waveform signal Wave1 (1 drop; waveform when one drop is ejected by the pulse P1), and the waveform signal Wave2 (2 drop; Waveform when two drops are ejected using pulses P1 and P2), waveform signal Wave3 (3drop; waveform when ejecting three drops using pulses P1, P2 and P3), and limit current value setting (P3 power supply side) (P3 pulse) Power supply side limit current value at output), limit current value setting (P2 power supply side) (power supply side limit current value at P2 pulse output), limit current value setting (P1 power supply side) (power supply at P1 pulse output) Side limit current value), limit current value setting (P3, GND side) (GND side limit current value at P3 pulse output), limit current value setting (P2, GND side) (GND side control at P2 pulse output) Current value), limit current value setting (P1, GND side) (GND side limit current value at the time of P1 pulse output), limit current value setting power source side (after switching), limit current value setting GND side (after switching) ), Drive signal OUT (during 1 drop), drive signal OUT (during 2 drop), and drive signal OUT (during 3 drop) are shown side by side.
また、この図7に示すタイムチャートでは、時刻t0〜t4までの間に、負荷容量を検出するステップ(負荷検知ゾーン)が行われ、時刻t5以降においてインク滴の吐出ステップ(インク滴吐出ゾーン)が行われる。 Further, in the time chart shown in FIG. 7, a load capacity detection step (load detection zone) is performed between time t0 and time t4, and an ink droplet ejection step (ink droplet ejection zone) after time t5. Is done.
また、本実施形態の駆動装置110Aは、時刻t1から負荷検知ゾーンを開始する前に、制限電流値設定(P3電源側)を一定値ILu3とし、制限電流値設定(P2電源側)を一定値ILu2とし、制限電流値設定(P1電源側)を一定値ILu1とし、制限電流値設定(P3、GND側)を一定値ILd3とし、制限電流値設定(P2、GND側)を一定値ILd2とし、制限電流値設定(P1、GND側)を一定値ILd1とする。これにより、負荷検知ゾーンにおいて、ノズルNZを駆動する電流制限値を、通常の画像印字を行う場合よりも高めの一定電流制限値に設定する。駆動装置110Aは、この一定値ILu3〜ILu1及びILd1〜ILd3による電流制限状態を、負荷検知ゾーンが終了する時刻t5まで継続する。
In addition, before starting the load detection zone from time t1, the driving
そして、時刻t0においてピクセルCLKが入力されると、このピクセルCLKが入力されから所定時間が経過した時刻t1において、波形生成回路113Aから、ノズルNZ(後にパルスP3で駆動される複数のノズル;以下「P3ノズル」とも呼ぶ)に対する負荷検知用波形WaveD3が波形選択回路123Aに出力される。この負荷検知用波形WaveD3は、P3ノズルからインク滴が吐出しないように、パルス幅が期間ΔTと短く設定される。なお、後述する負荷検知用波形WaveD2及びD1についても同様である。
なお、負荷検知用波形Wave3で駆動されるノズルNZは、後にパルスP3によりインク滴の吐出が行われる全てのノズルNZ(P3ノズル)である。
When the pixel CLK is input at time t0, the nozzle NZ (a plurality of nozzles driven later by the pulse P3; hereinafter) is output from the
The nozzles NZ driven by the load detection waveform Wave3 are all the nozzles NZ (P3 nozzles) to which ink droplets are ejected later by the pulse P3.
波形選択回路123Aは、この負荷検知用波形WaveD3を、P1ノズルのそれぞれに対応させて、レベル変換回路124に出力する。レベル変換回路124は、駆動対象となるP3ノズルに対して、時刻t1からΔTの期間、この負荷検知用波形WaveD3に応じた駆動信号OUT(3drop)を生成して出力する。
The
この負荷検知用波形WaveD3が出力される際に、セレクタ(電源側)131から可変充電電流制限部117に対して、制限電流値設定(P3電源側)の信号ILu3が出力され、P3ノズルに流れる充電電流が一定の電流値ILu3に制限される。また、セレクタ(GND側)133から可変充電電流制限部117に対して、制限電流値設定(GND側)の信号ILd3が出力され、P3ノズルから流れる出る放電電流が一定の電流値ILd3に制限される。すなわち、コンデンサ負荷であるP3ノズルに対して、制限された一定電流ILu3による定電流充電が行われる。
When the load detection waveform WaveD3 is output, a signal ILu3 for limiting current value setting (P3 power supply side) is output from the selector (power supply side) 131 to the variable charging current limiting
そして、P3ノズルは、時刻t1から定電流充電が行われることにより、期間ΔTの間に、電圧V3まで上昇する。すなわち、駆動電流を所定の電流値ILu3に制限して負荷検知用波形WaveD3によってP3ノズルを駆動(定電流充電)し、そのパルス幅の期間ΔTに、P3ノズルの圧力発生素子PZTにチャージされた電圧V3を検出する。このP3ノズルにチャージされた電圧V3は、負荷電流検知部116によりピークホールドされて検出される。
The P3 nozzle rises to the voltage V3 during the period ΔT by performing constant current charging from time t1. That is, the drive current is limited to a predetermined current value ILu3 and the P3 nozzle is driven (constant current charging) by the load detection waveform WaveD3 (charge constant current), and the pressure generation element PZT of the P3 nozzle is charged during the period ΔT of the pulse width. The voltage V3 is detected. The voltage V3 charged in the P3 nozzle is peak-held by the load
負荷電流検知部116は、電流値ILu3と期間ΔTと充電電圧V3とを基に、P3ノズルの合計静電容量C3を以下の式により求めることができる。
P3ノズル合計静電容量C3=ILu3×ΔT/V3、
そして、P3ノズル合計静電容量C3を基に、P3ノズルの駆動に必要な負荷電流I3を以下の式により決定することができる。
P3ノズルの負荷電流I3=a3×C3、ここで、a3は所定の定数、
負荷電流検知部116は、このP3ノズルの負荷電流I3の大きさに応じた負荷電流(負荷容量)の検出信号Idetを生成して、この負荷電流の検出信号Idetを電流制限値設定部(電源側)114A及び電流制限値設定部(GND側)115Aに向けて出力する。
The load
P3 nozzle total capacitance C3 = ILu3 × ΔT / V3,
Based on the total capacitance C3 of the P3 nozzle, the load current I3 required for driving the P3 nozzle can be determined by the following equation.
P3 nozzle load current I3 = a3 × C3, where a3 is a predetermined constant,
The load
その後、時刻t1から所定時間経過後の時刻t2において、波形生成回路113Aから、ノズルNZ(後にパルスP2で駆動される複数のノズル;以下「P2ノズル」とも呼ぶ)に対する負荷検知用波形WaveD2が波形選択回路123Aに出力される。この負荷検知用波形WaveD2は、P2ノズルからインク滴が吐出しないように、パルス幅が期間ΔTと短く設定される。
Thereafter, at time t2 after a predetermined time has elapsed from time t1, the
波形選択回路123Aは、この負荷検知用波形WaveD2を、P2ノズルのそれぞれに対応させて、レベル変換回路124に出力する。レベル変換回路124は、時刻t2からΔTの期間、負荷検出対象となるP2ノズルに対して、この負荷検知用波形WaveD2に応じた駆動信号OUT(2drop)を生成して出力する。
The
この負荷検知用波形WaveD2が出力される際に、セレクタ(電源側)131から可変充電電流制限部117に対して、制限電流値設定(P2電源側)信号ILu2が出力され、P2ノズルに流れる充電電流が一定の電流値ILu2に制限される。また、セレクタ(GND側)133から可変充電電流制限部117に対して、制限電流値設定(GND側)信号ILd2が出力され、P2ノズルから流れる出る放電電流が一定の電流値ILd2に制限される。すなわち、コンデンサ負荷であるP2ノズルに対して、制限された一定電流ILu2による定電流充電が行われる。
When this load detection waveform WaveD2 is output, a limit current value setting (P2 power supply side) signal ILu2 is output from the selector (power supply side) 131 to the variable charge current limiting
そして、P2ノズルは、時刻t2から定電流充電が行われることにより、期間ΔTの間に、電圧V2まで上昇する。すなわち、駆動電流を所定の電流値ILu2に制限して負荷検知用波形WaveD2によってP2ノズルを駆動(定電流充電)し、そのパルス幅の期間ΔTに、P2ノズルの圧力発生素子PZTにチャージされた電圧V2を検出する。このP2ノズルにチャージされた電圧V2は、負荷電流検知部116によりピークホールドされて検出される。
The P2 nozzle rises to the voltage V2 during the period ΔT by performing constant current charging from time t2. That is, the drive current is limited to a predetermined current value ILu2 and the P2 nozzle is driven (constant current charging) by the load detection waveform WaveD2, and the pressure generation element PZT of the P2 nozzle is charged during the pulse width period ΔT. The voltage V2 is detected. The voltage V2 charged in the P2 nozzle is peak-held by the load
負荷電流検知部116は、電流値ILu2と期間ΔTと充電電圧V2とを基に、P2ノズルの合計静電容量C2を以下の式により求めることができる。
P2ノズル合計静電容量C2=ILu2×ΔT/V2、
そして、P2ノズルの合計静電容量C2を基に、P2ノズルの駆動に必要な負荷電流I2を以下の式により決定することができる。
P2ノズルの負荷電流I2=a2×C2、ここで、a2は所定の定数、
負荷電流検知部116は、このP2ノズルの負荷電流I2の大きさに応じた負荷電流(負荷容量)の検出信号Idetを生成して、この負荷電流の検出信号Idetを電流制限値設定部(電源側)114A及び電流制限値設定部(GND側)115Aに対して出力する。
The load
P2 nozzle total capacitance C2 = ILu2 × ΔT / V2,
Based on the total capacitance C2 of the P2 nozzle, the load current I2 necessary for driving the P2 nozzle can be determined by the following equation.
P2 nozzle load current I2 = a2 × C2, where a2 is a predetermined constant,
The load
その後、時刻t2から所定時間経過後の時刻t3において、波形生成回路113Aから、ノズルNZ(後にパルスP1で駆動される複数のノズル;以下「P1ノズル」とも呼ぶ)に対する負荷検知用波形WaveD1が波形選択回路123Aに出力される。この負荷検知用波形WaveD1は、P1ノズルからインク滴が吐出しないように、パルス幅が期間ΔTと短く設定される。
Thereafter, at a time t3 after a lapse of a predetermined time from the time t2, the
波形選択回路123Aは、この負荷検知用波形WaveD1を、P1ノズルのそれぞれに対応させて、レベル変換回路124に出力する。レベル変換回路124は、負荷検出対象となるP1ノズルに対して、時刻t3からΔTの期間、この負荷検知用波形WaveD1に応じた駆動信号OUT(1drop)を生成して出力する。
The
この負荷検知用波形WaveD1が出力される際に、セレクタ(電源側)131から可変充電電流制限部117に対して、制限電流値設定(P1電源側)の信号ILu1が出力され、P1ノズルに流れる充電電流が一定の電流値ILu1に制限される。また、セレクタ(GND側)133から可変充電電流制限部117に対して、制限電流値設定(GND側)の信号ILd1が出力され、P1ノズルから流れる出る放電電流が一定の電流値ILd1に制限される。すなわち、コンデンサ負荷であるP1ノズルに対して、制限された一定電流ILu1による定電流充電が行われる。
When this load detection waveform WaveD1 is output, a signal ILu1 for limiting current value setting (P1 power supply side) is output from the selector (power supply side) 131 to the variable charging current limiting
そして、P1ノズルは、時刻t3から定電流充電が行われることにより、期間ΔTの間に、電圧V1まで上昇する。すなわち、駆動電流を所定の電流値ILu1に制限して負荷検知用波形WaveD1によってP1ノズルを駆動(定電流充電)し、そのパルス幅の期間ΔTに、P1ノズルの圧力発生素子PZTにチャージされた電圧V1を検出する。このP1ノズルにチャージされた電圧V1は、負荷電流検知部116によりピークホールドされて検出される。
The P1 nozzle rises to the voltage V1 during the period ΔT by performing constant current charging from time t3. That is, the drive current is limited to a predetermined current value ILu1 and the P1 nozzle is driven (constant current charging) by the load detection waveform WaveD1, and the pressure generating element PZT of the P1 nozzle is charged during the pulse width period ΔT. The voltage V1 is detected. The voltage V1 charged in the P1 nozzle is peak-held by the load
負荷電流検知部116は、電流値ILu1と期間ΔTと充電電圧V1とを基に、P1ノズルの合計静電容量C1を以下の式により求めることができる。
P1ノズル合計静電容量C1=ILu1×ΔT/V1、
そして、P1ノズル合計静電容量C1を基に、P1ノズルの駆動に必要な負荷電流I1を以下の式により決定することができる。
P1ノズルの負荷電流I1=a1×C1、ここで、a1は所定の定数、
負荷電流検知部116は、このP1ノズルの負荷電流I1の大きさに応じた負荷電流(負荷容量)の検出信号Idetを生成して、この負荷電流の検出信号Idetを電流制限値設定部(電源側)114A及び電流制限値設定部(GND側)115Aに対して出力する。
The load
P1 nozzle total capacitance C1 = ILu1 × ΔT / V1,
Based on the total capacitance C1 of the P1 nozzle, the load current I1 necessary for driving the P1 nozzle can be determined by the following equation.
P1 nozzle load current I1 = a1 × C1, where a1 is a predetermined constant,
The load
電流制限値設定部(電源側)114Aは、P1ノズル、P2ノズル、及びP3ノズルの負荷電流I1,I2,I3の検出値と、「1ノズル当たりのP1,P2、P3充電電流値(基準値)」の情報と、を基にして、パルスP1、パルスP2、及びパルスP3のそれぞれの出力タイミングに応じた制限電流値設定電源側(切り替え後)の信号を生成する。 The current limit value setting unit (power supply side) 114A detects the detected values of the load currents I1, I2, and I3 of the P1, P2, and P3 nozzles, and “P1, P2, and P3 charging current values per nozzle (reference value). ) "Is generated based on the output timings of the pulse P1, the pulse P2, and the pulse P3 on the side of the limit current value setting power source (after switching).
具体的には、電流制限値設定部(電源側)114Aは、制限電流値設定(P3電源側)を、レベルV_R3に設定し、制限電流値設定(P2電源側)を、レベルV_R2に設定し、制限電流値設定(P1電源側)を、レベルV_R1に設定する。
この場合、制限電流値設定(P3電源側)のレベルV_R3は、検出電流I3に比例して設定され、制限電流値設定(P2電源側)のレベルV_R2は、「検出電流I3+検出電流I2」に比例して設定され、制限電流値設定(P1電源側)のレベルV_R1は、「検出電流I3+検出電流I2+検出電流I1」に比例して設定される。
Specifically, the current limit value setting unit (power supply side) 114A sets the limit current value setting (P3 power supply side) to level V_R3, and sets the limit current value setting (P2 power supply side) to level V_R2. The limit current value setting (P1 power supply side) is set to the level V_R1.
In this case, the level V_R3 of the limit current value setting (P3 power supply side) is set in proportion to the detection current I3, and the level V_R2 of the limit current value setting (P2 power supply side) is “detection current I3 + detection current I2”. The level V_R1 of the limit current value setting (P1 power supply side) is set in proportion to “detection current I3 + detection current I2 + detection current I1”.
また、電流制限値設定部(GND側)115Aは、P1ノズル、P2ノズル、及びP3ノズルの負荷電流I1,I2,I3の検出値と、「1ノズル当たりのP1,P2、P3放電電流値(基準値)」の情報と、を基にして、パルスP1、パルスP2、及びパルスP3のそれぞれの出力タイミングに応じた制限電流値設定GND側(切り替え後)の信号を生成する。 In addition, the current limit value setting unit (GND side) 115A is configured to detect the detection values of the load currents I1, I2, and I3 of the P1 nozzle, the P2 nozzle, and the P3 nozzle, and “P1, P2, and P3 discharge current values per nozzle ( Based on the information of “reference value)”, a signal on the limited current value setting GND side (after switching) corresponding to the output timing of each of the pulse P1, the pulse P2, and the pulse P3 is generated.
具体的には、電流制限値設定部(GND側)115Aは、制限電流値設定(P3、GND側)を、レベルV_F3に設定し、制限電流値設定(P2、GND側)を、レベルV_F2に設定し、制限電流値設定(P1、GND側)を、レベルV_F1に設定する。
この場合、制限電流値設定(P3、GND側)のレベルV_F3は、検出電流I3に比例して設定され、制限電流値設定(P2、GND側)のレベルV_F2は、「検出電流I3+検出電流I2」に比例して設定され、制限電流値設定(P1、GND側)のレベルV_F1は、「検出電流I3+検出電流I2+検出電流I1」に比例して設定される。
Specifically, the current limit value setting unit (GND side) 115A sets the limit current value setting (P3, GND side) to level V_F3, and the limit current value setting (P2, GND side) to level V_F2. The limit current value setting (P1, GND side) is set to the level V_F1.
In this case, the limit current value setting (P3, GND side) level V_F3 is set in proportion to the detection current I3, and the limit current value setting (P2, GND side) level V_F2 is “detection current I3 + detection current I2”. The limit current value setting (P1, GND side) level V_F1 is set in proportion to “detection current I3 + detection current I2 + detection current I1”.
そして、セレクタ(電源側)131は、電流制限値設定部(電源側)114Aから、レベルV_R3、レベルV_R2、及びレベルV_R1を示す制限電流値設定(電源側)の信号をそれぞれ入力し、パルスP1、パルスP2、及びパルスP3の出力タイミングに応じて、レベルV_R3、レベルV_R2、またはレベルV_R1のいずれかを選択して、電流制限値設定電源側(切り替え後)の信号として、可変充電電流制限部117に出力する。 The selector (power supply side) 131 receives, from the current limit value setting unit (power supply side) 114A, signals of limit current value setting (power supply side) indicating level V_R3, level V_R2, and level V_R1, respectively, and pulse P1 Depending on the output timing of pulse P2 and pulse P3, one of level V_R3, level V_R2, or level V_R1 is selected, and the variable charge current limiter is used as a current limit value setting power source side (after switching) signal It outputs to 117.
また、セレクタ(GND側)133は、電流制限値設定部(GND側)115Aから、レベルV_F3、レベルV_F2、及びレベルV_F1を示す制限電流値設定(GND)の信号をそれぞれ入力し、パルスP1、パルスP2、及びパルスP3の出力タイミングに応じて、レベルV_F3、レベルV_F2、またはレベルV_F1のいずれかを選択して、制限電流値設定GND側(切り替え後)の信号として、可変放電電流制限部118に出力する。
Further, the selector (GND side) 133 receives, from the current limit value setting unit (GND side) 115A, the limit current value setting (GND) signals indicating the level V_F3, the level V_F2, and the level V_F1, respectively, and the pulses P1, The variable discharge
そして、時刻t5において、電流制限値設定部(電源側)114A及び電流制限値設定部(GND側)115Aにおける制限電流値設定が完了した後、時刻t6から、駆動装置110Aは、パルスP3によるノズルNZ(パルスP3で駆動される複数のノズルNZ)の駆動を開始する。
At time t5, after the setting of the limit current value in the current limit value setting unit (power supply side) 114A and the current limit value setting unit (GND side) 115A is completed, from time t6, the driving
このパルスP3によるノズル駆動の際に、セレクタ(電源側)131は、レベルV_R3を示す制限電流値設定電源側(切り替え後)の信号を可変充電電流制限部117に出力し、セレクタ(GND側)133は、レベルV_F3を示す制限電流値設定GND側(切り替え後)の信号を可変放電電流制限部118に出力する。
これにより、時刻t6から開始されるパルスP3によるインク滴の吐出は、充電電流がレベルV_R3に制限され、放電電流がレベルV_F3に制限される。このため、パルスP3により駆動されるP3ノズルに対して、適正な充電電流を流すことができ、P3ノズルの充電電圧を緩やかに立ち上げることができる。
At the time of nozzle driving by this pulse P3, the selector (power supply side) 131 outputs a signal on the limit current value setting power supply side (after switching) indicating the level V_R3 to the variable charging
Thereby, in the ejection of the ink droplet by the pulse P3 started from time t6, the charging current is limited to the level V_R3, and the discharging current is limited to the level V_F3. For this reason, an appropriate charging current can be supplied to the P3 nozzle driven by the pulse P3, and the charging voltage of the P3 nozzle can be gradually raised.
その後、時刻t6〜時刻t7の間に、時刻t7以降に吐出するインクがパルスP3によりP3ノズルに充填される。この時刻t7におけるインク滴の吐出の開始は、パルスP3で駆動されたノズルNZの充電電荷を放電させることにより行われる。このノズルNZの充電電荷を放電させる際に、放電電流は、レベルV_F3により制限される。このため、パルスP3により駆動されたP3ノズルから、適正な放電電流を流すことができ、P3ノズルの充電電圧を所望の波形に応じて緩やかに立ち下げることができる。 Thereafter, between time t6 and time t7, ink ejected after time t7 is filled into the P3 nozzle by the pulse P3. Ink droplet ejection starts at time t7 by discharging the charge of the nozzle NZ driven by the pulse P3. When discharging the charge of the nozzle NZ, the discharge current is limited by the level V_F3. For this reason, an appropriate discharge current can be supplied from the P3 nozzle driven by the pulse P3, and the charging voltage of the P3 nozzle can be gradually lowered according to a desired waveform.
上記パルスP3によるインク滴の吐出が完了した後、時刻t8に至ると、パルスP2によるP2ノズル(パルスP2で駆動される複数のノズルNZ)からのインク滴の吐出が開始される。このパルスP2によるインク滴の吐出の際には、前回のパルスP3により駆動されたノズルNZと、新たにパルスP2により駆動されるノズルNZとの両方が駆動されるため、制限電流値設定電源側(切り替え後)は、レベルV_R2に設定され、制限電流値設定GND側(切り替え後)は、レベルV_F2に設定される。 After the ink droplet ejection by the pulse P3 is completed, at time t8, ink droplet ejection from the P2 nozzle (a plurality of nozzles NZ driven by the pulse P2) by the pulse P2 is started. When the ink droplet is ejected by the pulse P2, both the nozzle NZ driven by the previous pulse P3 and the nozzle NZ newly driven by the pulse P2 are driven. (After switching) is set to level V_R2, and the limit current value setting GND side (after switching) is set to level V_F2.
このパルスP2によるノズル駆動の際に、セレクタ(電源側)131は、レベルV_R2を示す制限電流値設定電源側(切り替え後)の信号を可変充電電流制限部117に出力し、セレクタ(GND側)133は、レベルV_F2を示す制限電流値設定GND側(切り替え後)の信号を可変放電電流制限部118に出力する。
これにより、時刻t8から開始されるパルスP2によるインク滴の吐出は、充電電流がレベルV_R2に制限され、放電電流がレベルV_F2に制限される。このため、パルスP2により駆動されるP2ノズルに対して、適正な充電電流を流し、P2ノズルの充電電圧を緩やかに立ち上げることができる。
At the time of nozzle driving by this pulse P2, the selector (power supply side) 131 outputs a signal on the limit current value setting power supply side (after switching) indicating the level V_R2 to the variable charging
Thereby, in the ejection of the ink droplet by the pulse P2 started from time t8, the charging current is limited to the level V_R2, and the discharging current is limited to the level V_F2. For this reason, an appropriate charging current can be supplied to the P2 nozzle driven by the pulse P2, and the charging voltage of the P2 nozzle can be gradually raised.
その後、時刻t8〜時刻t9の間に、時刻t9以降に吐出するインクがパルスP2によりP2ノズルに充填される。この時刻t9におけるインク滴の吐出の開始は、P2ノズルの充電電荷を放電させることにより行われる。このP2ノズルの充電電荷を放電させる際に、放電電流はレベルV_F2により制限される。このため、パルスP2により駆動されたP2ノズルから、適正な放電電流を流すことができ、P2ノズルの充電電圧を所望の波形に応じて緩やかに立ち下げることができる。 Thereafter, between time t8 and time t9, ink ejected after time t9 is filled into the P2 nozzle by the pulse P2. Ink droplet ejection starts at time t9 by discharging the charge of the P2 nozzle. When discharging the charge of the P2 nozzle, the discharge current is limited by the level V_F2. For this reason, an appropriate discharge current can be supplied from the P2 nozzle driven by the pulse P2, and the charging voltage of the P2 nozzle can be gently lowered according to a desired waveform.
上記パルスP2によるP2ノズルのインク滴の吐出が完了した後、時刻t10に至ると、パルスP1によるP1ノズル(パルスP1で駆動される複数のノズルNZ)からのインク滴の吐出が開始される。このパルスP1によるインク滴の吐出の際には、パルスP3により駆動されたノズルNZと、パルスP2により駆動されたノズルNZと、新たにパルスP1で駆動されるノズルNZとが駆動されるため、制限電流値設定電源側(切り替え後)は、レベルV_R1に設定され、制限電流値設定GND側(切り替え後)は、レベルV_F1に設定される。 After the ejection of the ink droplets from the P2 nozzle by the pulse P2, the ejection of ink droplets from the P1 nozzle (a plurality of nozzles NZ driven by the pulse P1) by the pulse P1 is started at time t10. When the ink droplet is ejected by the pulse P1, the nozzle NZ driven by the pulse P3, the nozzle NZ driven by the pulse P2, and the nozzle NZ newly driven by the pulse P1 are driven. The limit current value setting power supply side (after switching) is set to level V_R1, and the limit current value setting GND side (after switching) is set to level V_F1.
このパルスP1によるノズル駆動の際に、セレクタ(電源側)131は、レベルV_R1を示す制限電流値設定電源側(切り替え後)の信号を可変充電電流制限部117に出力し、セレクタ(GND側)133は、レベルV_F1を示す制限電流値設定GND側(切り替え後)の信号を可変放電電流制限部118に出力する。
これにより、時刻t10から開始されるパルスP1によるインク滴の吐出は、充電電流がレベルV_R1に制限され、放電電流がレベルV_F1に制限される。このため、パルスP1により駆動されるP1ノズルに対して、適正な充電電流を流し、P1ノズルの充電電圧を緩やかに立ち上げることができる。
At the time of nozzle driving by this pulse P1, the selector (power supply side) 131 outputs a signal on the limit current value setting power supply side (after switching) indicating the level V_R1 to the variable charging
Thereby, in the ejection of the ink droplet by the pulse P1 started from time t10, the charging current is limited to the level V_R1, and the discharging current is limited to the level V_F1. For this reason, an appropriate charging current can be supplied to the P1 nozzle driven by the pulse P1, and the charging voltage of the P1 nozzle can be gradually raised.
その後、時刻t10〜時刻t11の間に、時刻t11以降に吐出するインクがパルスP1によりP1ノズルに充填される。この時刻t11におけるインク滴の吐出の開始は、P1ノズルの充電電荷を放電させることにより行われる。このP1ノズルの充電電荷を放電させる際に、放電電流はレベルV_F1により制限される。このため、P1ノズルから、適正な放電電流を流すことができ、P1ノズルの充電電圧を所望の波形に応じて緩やかに立ち下げることができる。 Thereafter, between time t10 and time t11, ink ejected after time t11 is filled into the P1 nozzle by the pulse P1. The ejection of ink droplets at the time t11 is started by discharging the charged charge of the P1 nozzle. When discharging the charge of the P1 nozzle, the discharge current is limited by the level V_F1. For this reason, an appropriate discharge current can be flowed from the P1 nozzle, and the charging voltage of the P1 nozzle can be gradually lowered according to a desired waveform.
上述したように、駆動装置110Aは、パルスP1、パルスP2、及びパルスP3のそれぞれをノズルNZに印加する際に、圧力発生素子PZTに印加する充電電圧を滑らかに立ち上げることができるとともに、各パルスP1、P2、P3のそれぞれを、圧力発生素子PZTを印加する際の充電波形(立上り波形)を揃えることができる。また、駆動装置110Aは、ノズルNZの充電電荷を放電させる際に、ノズルNZの充電電圧を滑らかに立ち上げることができるとともに、各ノズル間における放電波形(立下り波形)を揃えることができる。
これにより、駆動装置110Aは、グレースケールモードにおいて、パルスP1、パルスP2、及びパルスP3のそれぞれに適した充電及び放電波形を設定することができ、ノズルNZの内部で急激な圧力変化が生じることがなく、キャビテーションやミスト等の発生を抑制できる。したがって、溶存気体量の高いインクを連続的に吐出してもドット抜け等の吐出不良が発生することがなく吐出安定度が向上する。
As described above, the driving
Accordingly, the driving
なお、上述した第2実施形態の駆動装置110Aは、ノズルNZの負荷容量を検出する場合に、圧力発生素子PZTを、一定値に制限された電流により定電流充電し、所定の期間ΔTが経過した時点での充電電圧を検出し、この充電電圧の値を基に圧力発生素子PZTの負荷容量を検出する方法を用いている。この圧力発生素子PZTの負荷容量を検出する方法は、これに限定されず、例えば、定電流充電を行う際の電圧上昇の傾きを基に、圧力発生素子PZTの負荷容量を検出することもできる。
In addition, when detecting the load capacity of the nozzle NZ, the driving
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここで本発明と上述した実施形態との対応関係について補足して説明する。上記実施形態において、本発明における駆動装置は、図3に示す駆動装置110、または図6に示す駆動装置110Aが対応する。また、本発明における圧力発生素子は、圧力発生素子PZTが対応し、本発明における駆動部は、レベル変換回路124が対応し、本発明における検出部は、負荷電流検知部116が対応し、本発明における設定部は、図3に示す電流制限値設定部(電源側)114及び電流制限値設定部(GND側)115、または、図6に示す電流制限値設定部(電源側)114A及び電流制限値設定部(GND側)115Aが対応する。また、本発明における制限部は、可変充電電流制限部117及び可変放電電流制限部118が対応する。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the correspondence between the present invention and the above-described embodiments will be supplementarily described here. In the above embodiment, the driving device in the present invention corresponds to the
そして、上記実施形態において、駆動装置110は、複数のノズル開口(ノズル孔)が列設されてなる複数のノズルNZと、各ノズル開口(ノズル孔)に連通する圧力発生室と、駆動信号が入力されることにより圧力発生室内の圧力変動を発生させる圧力発生素子PZTとを有し、圧力変動によりノズル開口(ノズル孔)からインク滴を吐出させる液体噴射ヘッド4を駆動する駆動装置110であって、圧力発生素子PZTをそれぞれ駆動する複数の駆動部(レベル変換回路124)と、複数の駆動部(レベル変換回路124)によってそれぞれ駆動される圧力発生素子PZTが有している負荷容量の大きさを検出する検出部(負荷電流検知部116)と、負荷容量の大きさに応じて、複数の駆動部(レベル変換回路124)に供給される電流を制限する制限値を設定する設定部(電流制限値設定部(電源側)114及び電流制限値設定部(GND側)115)と、制限値に従って、複数の駆動部(レベル変換回路124)にそれぞれ供給される電流を制限する電流制限部(可変充電電流制限部117及び可変充電電流制限部117)と、を備える。
In the above-described embodiment, the driving
このような構成の駆動装置110は、駆動対象となるノズルNZ(圧力発生素子PZT)が有している負荷容量の大きさを予め検出し、この検出された負荷容量の大きさに応じて、ノズルNZに供給される駆動電流を制限するようにしたので、これにより、液体噴射ヘッドを駆動する際に、駆動するノズルの個数が変化しても、ノズルにおけるキャビテーション等の不具合の発生を回避することができる。
The
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の駆動装置110及び110Aは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the driving
1…液体噴射記録装置、4…液体噴射ヘッド、73…液体噴射ヘッドチップ、100…駆動部、110,110A…駆動装置、111…セレクタ、112,112A…設定値記憶素子、113,113A…波形生成回路、114,114A…電流制限値設定部(電源側)、115,115A…電流制限値設定部(GND側)、116…負電流検知部、117…可変充電電流制限部、118…可変放電電流制限部、121…シフトレジスタ、122…ラッチ回路、123,123A…波形選択回路、124…レベル変換回路、131…セレクタ(電源側)、132…タイミング制御部(電源側)、133…セレクタ(GND側)、134…タイミング制御部(GND側)
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記圧力発生素子をそれぞれ駆動する複数の駆動部と、
前記複数の駆動部によってそれぞれ駆動される圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを検出する検出部と、
前記負荷容量の大きさに応じて、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する設定部と、
前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流を制限する電流制限部と、
を備えることを特徴とする駆動装置。 A plurality of nozzles in which a plurality of nozzle openings are arranged, a pressure generating chamber communicating with each nozzle opening, and a pressure generating element that generates a pressure fluctuation in the pressure generating chamber when a drive signal is input. A driving device that drives a liquid ejecting head that discharges ink droplets from the nozzle opening by the pressure fluctuation,
A plurality of driving units for respectively driving the pressure generating elements;
A detection unit for detecting the magnitude of a load capacity of each pressure generating element driven by each of the plurality of driving units;
A setting unit for setting a limit value for limiting the current supplied to the plurality of driving units according to the size of the load capacity;
A current limiting unit that limits a current supplied to each of the plurality of driving units according to the limit value;
A drive device comprising:
前記複数の駆動部によって駆動される前記圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを前記駆動部に供給される電流値に基づいて検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 The detector is
The drive according to claim 1, wherein a magnitude of a load capacity of the pressure generating element driven by the plurality of drive units is detected based on a current value supplied to the drive unit. apparatus.
前記複数の駆動部に供給される電流の値を検出する
ことを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。 The detector is
The drive device according to claim 2, wherein a value of a current supplied to the plurality of drive units is detected.
前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を検出する
ことを特徴とする請求項3に記載の駆動装置。 The detector is
The drive device according to claim 3, wherein a total value of currents supplied to the plurality of drive units is detected.
前記複数の駆動部に供給される電流の値を制限する制限値を設定し、
前記電流制限部は、
前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流の合計値を制限する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の駆動装置。 The setting unit
Set a limit value to limit the value of the current supplied to the plurality of drive units,
The current limiting unit is
4. The drive device according to claim 1, wherein a total value of currents respectively supplied to the plurality of drive units is limited according to the limit value. 5.
前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を制限する制限値を設定する
ことを特徴とする請求項5に記載の駆動装置。 The setting unit
The driving apparatus according to claim 5, wherein a limit value for limiting a total value of currents supplied to the plurality of driving units is set.
前記負荷容量の大きさに比例して、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する
ことを特徴とする請求項5に記載の駆動装置。 The setting unit
The drive device according to claim 5, wherein a limit value for limiting a current supplied to the plurality of drive units is set in proportion to a size of the load capacity.
前記検出部が前記負荷容量の大きさを検出する際に、前記複数の駆動部に供給される電流を、前記電流制限部が制限するような所定の値に設定し、
前記検出部は、
前記電流により前記圧力発生素子が充電され、前記圧力発生素子に充電された電圧において、所定の期間に変化した電圧の値に基づいて、前記複数の駆動部に供給される電流の合計値を検出する
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の駆動装置。 The setting unit
When the detection unit detects the magnitude of the load capacity, the current supplied to the plurality of driving units is set to a predetermined value that the current limiting unit limits,
The detector is
The pressure generating element is charged by the current, and a total value of currents supplied to the plurality of driving units is detected based on a voltage value changed in a predetermined period in the voltage charged in the pressure generating element. The drive device according to any one of claims 1 to 7, wherein:
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head, which is driven by the driving device according to claim 1.
を備えることを特徴とする液体噴射記録装置。 A liquid jet recording apparatus comprising the liquid jet head according to claim 9.
複数の駆動部が、前記圧力発生素子をそれぞれ駆動する過程と、
前記複数の駆動部によってそれぞれ駆動される前記圧力発生素子が有している負荷容量の大きさを検出する過程と、
前記負荷容量の大きさに応じて、前記複数の駆動部に供給される電流を制限する制限値を設定する過程と、
前記制限値に従って、前記複数の駆動部にそれぞれ供給される電流を制限する過程と、
を含むことを特徴とする駆動方法。 A plurality of nozzles in which a plurality of nozzle openings are arranged, a pressure generating chamber communicating with each nozzle opening, and a pressure generating element that generates a pressure fluctuation in the pressure generating chamber when a drive signal is input. A driving method of driving a liquid ejecting head that discharges ink droplets from a nozzle opening by the pressure fluctuation,
A plurality of driving units respectively driving the pressure generating elements;
Detecting a load capacity of the pressure generating element driven by each of the plurality of driving units;
Setting a limit value for limiting a current supplied to the plurality of driving units according to the size of the load capacity;
Limiting the current supplied to each of the plurality of driving units according to the limit value;
A driving method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012087514A JP2013215958A (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Driving device, liquid jetting head, liquid jetting recorder and driving method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012087514A JP2013215958A (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Driving device, liquid jetting head, liquid jetting recorder and driving method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013215958A true JP2013215958A (en) | 2013-10-24 |
Family
ID=49588697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012087514A Pending JP2013215958A (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Driving device, liquid jetting head, liquid jetting recorder and driving method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013215958A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108215488A (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-29 | 精工爱普生株式会社 | The manufacturing method of head unit, liquid ejection apparatus and head unit |
KR20200136193A (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-07 | 엘지전자 주식회사 | Air conditioner and method for controlling for the same |
-
2012
- 2012-04-06 JP JP2012087514A patent/JP2013215958A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108215488A (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-29 | 精工爱普生株式会社 | The manufacturing method of head unit, liquid ejection apparatus and head unit |
CN108215488B (en) * | 2016-12-22 | 2019-10-29 | 精工爱普生株式会社 | The manufacturing method of head unit, liquid ejection apparatus and head unit |
KR20200136193A (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-07 | 엘지전자 주식회사 | Air conditioner and method for controlling for the same |
KR102699130B1 (en) | 2019-05-27 | 2024-08-23 | 엘지전자 주식회사 | Air conditioner and method for controlling for the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7984956B2 (en) | Liquid jet apparatus and printing apparatus | |
CN115489207A (en) | Ink jet head | |
US9387671B2 (en) | Head driving device, recording head unit, and image forming apparatus | |
US8596740B2 (en) | Liquid jet apparatus and printing apparatus | |
JP6369057B2 (en) | Semiconductor device, liquid discharge head, and liquid discharge device | |
JP6088150B2 (en) | Drive device, liquid jet head, liquid jet recording apparatus, and drive method | |
KR100830109B1 (en) | Driving method of liquid droplet ejecting head, driving circuit of a piezoelectric element, and liquid droplet ejecting device | |
JP2013215958A (en) | Driving device, liquid jetting head, liquid jetting recorder and driving method | |
JP2013215959A (en) | Driving device, liquid jetting head, liquid jetting recorder and driving method | |
US11059288B2 (en) | Drive circuit for liquid ejecting device and liquid ejecting device | |
US11331913B2 (en) | Drive circuit for liquid ejecting device and liquid ejecting device | |
JP2007268754A (en) | Driving device for liquid droplet discharging head, driving method, and liquid droplet discharging device | |
JP5998444B2 (en) | Droplet discharge head driving apparatus, droplet discharge apparatus, and droplet discharge head driving method | |
US10363738B2 (en) | Liquid ejecting device, head unit, and method for controlling liquid ejecting device | |
JP2006035670A (en) | Ink-jet recording device | |
JP5440684B2 (en) | Driving circuit | |
US20210122156A1 (en) | Liquid ejecting apparatus | |
JP2010228197A (en) | Liquid discharge device, and control method of liquid discharge device | |
JP2023103777A (en) | Liquid discharge head | |
JP2024031599A (en) | liquid discharge head | |
JP2020146861A (en) | Drive circuit for recording head and image forming apparatus | |
JP2015174239A (en) | Semiconductor device, liquid discharge head and liquid discharge apparatus | |
JPH1110867A (en) | Ink jet recording device | |
JP2015009406A (en) | Droplet discharge device and droplet discharge method | |
JP2009226628A (en) | Liquid jetting device |