JP2014034205A - Device for discharging droplet, and ink jet recorder using the same - Google Patents

Device for discharging droplet, and ink jet recorder using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for discharging droplets which can discharge in a stable size of the discharged droplet regardless of sheet speed variation and prevent shifting of a striking position.SOLUTION: A device includes: piezoelectric elements arranged so as to face each of a plurality of pressure chambers via a diaphragm; a sheet conveying encoder; and a control part which sets a period of timing for discharging droplets based on a sheet conveying encoder signal output by the sheet conveying encoder, and outputs a discharge timing signal being a signal of the discharge timing period and data on a drive waveform which drives the piezoelectric elements and corresponds to the discharge timing period. When a change of recording media conveying speed is generated, the control part performs a first correction for correcting the discharge timing so that an integer multiple of the frequency of the discharge timing signal is synchronized with a frequency of a resonant oscillation of the plurality of the pressure chambers, and a second correction for correcting inclination of the drive waveform so as to eliminate the shifting of a striking position of the droplets on the recording media caused by the first correction.

Description

本発明は、インク滴を吐出して画像を形成する液滴吐出装置、及びこれを用いたインクジェット記録装置に関するものである。   The present invention relates to a droplet discharge device that forms an image by discharging ink droplets, and an ink jet recording apparatus using the droplet discharge device.

プリンタ、ファクシミリ、複写機、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドからインク滴を用紙やOHPなどの被記録媒体上に吐出して所望の画像を形成するものである。   As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying machine, or a combination of these, for example, an ink jet recording apparatus is known. This ink jet recording apparatus ejects ink droplets from an ink jet recording head onto a recording medium such as paper or OHP to form a desired image.

インクジェット記録ヘッド(以下、記録ヘッドまたはヘッドともいう)としては、インク流路内のインクを加圧する圧力発生手段として圧電素子を用い、インク流路の壁面を形成する振動板を前記圧電素子で微振動させることにより、インク流路内の容積を変化させてインク滴を吐出させる、いわゆる圧電型のものが知られている。   As an ink jet recording head (hereinafter also referred to as a recording head or a head), a piezoelectric element is used as pressure generating means for pressurizing ink in an ink flow path, and a diaphragm that forms the wall surface of the ink flow path is finely formed by the piezoelectric element. A so-called piezoelectric type in which ink drops are ejected by changing the volume in the ink flow path by vibration is known.

上記のような記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置は近年高速化が進み、高速化実現のために、ライン走査型インクジェット記録装置が提案されている。この装置は、記録用紙(記録媒体)の幅方向に延びる長尺状のインクジェット記録ヘッドを用い、その記録ヘッドには記録用紙の幅方向に沿ってインク粒子吐出用のノズル孔が列状に配置され、構成されている。この記録ヘッドを記録用紙面に対向させた状態で、上述のノズル孔からインク粒子を吐出させ、同時に記録用紙を連続移動させて主走査を行う。主走査とは、記録用紙の移動方向への走査を意味し、各ノズル孔が対向する記録用紙の主走査方向の線を主走査線と呼ぶ。このような制御により、記録用紙の走査線へ選択的に記録ドットを形成し、記録用紙上に記録画像が形成される。   Ink jet recording apparatuses using the recording head as described above have recently been increased in speed, and line scan type ink jet recording apparatuses have been proposed in order to achieve higher speeds. This apparatus uses a long inkjet recording head extending in the width direction of a recording paper (recording medium), and nozzle holes for discharging ink particles are arranged in a row along the width direction of the recording paper in the recording head. Is configured. With the recording head facing the recording paper surface, ink particles are ejected from the nozzle holes described above, and at the same time, the recording paper is continuously moved to perform main scanning. The main scanning means scanning in the moving direction of the recording paper, and a line in the main scanning direction of the recording paper facing each nozzle hole is called a main scanning line. By such control, recording dots are selectively formed on the scanning lines of the recording paper, and a recording image is formed on the recording paper.

このようなライン走査型インクジェット記録装置には、コンティニュアスインクジェット方式の記録ヘッドを使用するものと、オンデマンドインクジェット方式の記録ヘッドを使用するものとがある。オンデマンド方式のインクジェット記録装置は、コンティニュアス方式の記録装置に比べて記録速度では及ばないが、インクシステムが非常に簡単である等のため、普及型の高速記録装置を提供するのに適している。特許文献1には、オンデマンド方式のインクジェット記録装置で使用される代表的な記録ヘッドが開示されている。   Such line scanning ink jet recording apparatuses include those using a continuous ink jet recording head and those using an on-demand ink jet recording head. An on-demand inkjet recording device is not as fast as a continuous recording device, but is suitable for providing a popular high-speed recording device because the ink system is very simple. ing. Patent Document 1 discloses a typical recording head used in an on-demand ink jet recording apparatus.

ライン走査型インクジェット記録装置の場合、画質の安定が見込まれるように、通常は記録媒体が定速に加速した後、或いは減速を開始する前の、安定した定速の用紙搬送が行われている状態で印刷を行う。しかし、特に連続した記録媒体に印刷する場合、加速中或いは減速中に記録ヘッドを通過する記録媒体は印刷されずに無駄紙(損紙)となってしまうため、加速中或いは減速中にも印刷を行うインクジェット記録装置も紹介されている(例えば特許文献2参照)。   In the case of a line scan type ink jet recording apparatus, a stable constant speed paper conveyance is normally performed after the recording medium is accelerated to a constant speed or before the deceleration starts so that the image quality can be stabilized. Print in the state. However, especially when printing on a continuous recording medium, the recording medium passing through the recording head during acceleration or deceleration is not printed and is wasted paper (waste paper), so printing is also performed during acceleration or deceleration. An ink jet recording apparatus that performs the above has also been introduced (see, for example, Patent Document 2).

上記のように一定速度ではない中で印刷を行う場合、記録媒体の速度変動により着弾位置にずれが生じるおそれがある。このような着弾位置ずれを防ぐ目的で、特許文献2のインクジェット記録装置では、記録媒体の搬送速度を検出して、これに基づいてインクの吐出タイミングを設定している。   When printing is performed at a non-constant speed as described above, the landing position may be shifted due to the speed fluctuation of the recording medium. In order to prevent such landing position deviation, the ink jet recording apparatus of Patent Document 2 detects the conveyance speed of the recording medium, and sets the ink ejection timing based on this.

しかしながら、この吐出タイミングの設定を、ヘッド(インクジェット記録ヘッド)の周波数特性に関わらずに行っているため、インクの吐出滴速度や吐出滴サイズが変化し、さらにはサテライトの発生が増大するおそれもある。サテライトとは、主たるインク滴に付随して発生する、不要な微小インク滴のことである。   However, since the ejection timing is set regardless of the frequency characteristics of the head (ink jet recording head), the ejection droplet speed and ejection droplet size of the ink may change, and the generation of satellites may increase. is there. The satellite is an unnecessary minute ink droplet generated accompanying the main ink droplet.

すでに述べた、圧電型の記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置では、ヘッドにおける個別の圧力発生室の共振周波数によりインクに生じる残留振動の影響で、記録媒体の搬送速度が定速に達した後の速度変動に応じて吐出タイミングを設定すると、吐出滴速度や吐出滴サイズが変化する。この現象は高周波領域において顕著になる。   In the ink jet recording apparatus using the piezoelectric recording head described above, after the recording medium conveyance speed reaches a constant speed due to the residual vibration generated in the ink due to the resonance frequency of the individual pressure generating chambers in the head. When the discharge timing is set according to the speed fluctuation, the discharge droplet speed and the discharge droplet size change. This phenomenon becomes remarkable in the high frequency region.

これを防ぐため、特許文献3では、ヘルムホルツ周波数に合わせて上述の吐出タイミングを設定する技術が開示されている。   In order to prevent this, Patent Document 3 discloses a technique for setting the above-described ejection timing in accordance with the Helmholtz frequency.

しかし、記録媒体の搬送速度の変動により、吐出タイミングが離散的になることで着弾位置ずれが生じることが避けられないという問題があった。特に、高速で記録媒体を搬送して印刷する場合にはこの吐出タイミングのずれが着弾位置ずれに与える影響が大きくなる。   However, there has been a problem that landing position deviation is inevitably caused by the discharge timing becoming discrete due to fluctuations in the conveyance speed of the recording medium. In particular, when printing is performed by transporting a recording medium at high speed, the influence of the deviation in the ejection timing on the deviation in the landing position becomes large.

本発明は、記録媒体の速度変動によらずに安定した吐出滴サイズで吐出し、着弾位置のずれを抑えることが可能な液滴吐出装置(インクジェット記録ヘッド)、インクジェット記録装置を提供することを目的とする。   The present invention provides a liquid droplet ejection apparatus (inkjet recording head) and an inkjet recording apparatus that are capable of ejecting with a stable ejection droplet size regardless of the speed fluctuation of the recording medium and suppressing the deviation of the landing position. Objective.

かかる目的を達成するため、請求項1に記載の液滴吐出装置は、複数のノズルに連通して液滴を蓄える複数の圧力室と、圧力室の弾性壁を形成するように複数の圧力室にわたって配置された振動板と、振動板を介して複数の圧力室のそれぞれと対向するように配置された圧力発生素子と、液滴を着弾させる記録媒体の移動距離を等位置間隔で検出し、前記等位置間隔で検出した周期の信号である用紙搬送エンコーダ信号を出力する用紙搬送エンコーダと、用紙搬送エンコーダから出力された用紙搬送エンコーダ信号に基づいて液滴の吐出タイミングの周期を設定し、この吐出タイミングの周期の信号である吐出タイミング信号と、圧力発生素子を駆動する駆動波形であって、吐出タイミングの周期に応じた駆動波形のデータとを出力する制御部と、を備え、記録媒体を搬送する速度に変化が生じた際には、制御部は、吐出タイミング信号の周波数の整数倍が、複数の圧力室の共振振動の周波数と同期するように吐出タイミングを補正する第1の補正と、第1の補正に起因して生じる記録媒体への液滴の着弾位置ずれをなくすように、駆動波形の傾きを補正する第2の補正とを行うものである。   In order to achieve such an object, a droplet discharge device according to claim 1 includes a plurality of pressure chambers that communicate with a plurality of nozzles and store droplets, and a plurality of pressure chambers that form elastic walls of the pressure chambers. Detecting the moving distance of the recording medium on which the liquid droplets are landed, and the pressure generating element disposed so as to face each of the plurality of pressure chambers via the vibration plate, A paper transport encoder that outputs a paper transport encoder signal that is a signal of the period detected at the equiposition interval, and a period of droplet discharge timing are set based on the paper transport encoder signal output from the paper transport encoder, Control that outputs a discharge timing signal that is a signal of a discharge timing period and a drive waveform that drives a pressure generating element and that corresponds to the discharge timing period When the speed at which the recording medium is conveyed changes, the control unit causes the discharge timing so that an integral multiple of the frequency of the discharge timing signal is synchronized with the resonance vibration frequency of the plurality of pressure chambers. And a second correction for correcting the inclination of the drive waveform so as to eliminate the deviation of the landing position of the droplet on the recording medium caused by the first correction. .

本発明によれば、記録媒体の速度変動によらずに安定した吐出滴サイズで吐出し、着弾位置のずれを抑えることができる。   According to the present invention, ejection can be performed with a stable ejection droplet size regardless of the speed fluctuation of the recording medium, and deviation of the landing position can be suppressed.

本発明を適用するオンデマンド方式のライン走査型インクジェット記録装置における全体構成の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an overall configuration of an on-demand line scanning inkjet recording apparatus to which the present invention is applied. 実施の形態のインクジェット記録装置に用いられるヘッド部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the head part used for the inkjet recording device of embodiment. ヘッド部に用いられるインクジェット記録ヘッドの一例を示す拡大平面図である。It is an enlarged plan view showing an example of an ink jet recording head used for a head portion. インクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of an inkjet recording head. 実施の形態に係るインク滴吐出制御部のブロック図である。It is a block diagram of an ink droplet ejection control unit according to an embodiment. 実施の形態の第1の補正に係るインク滴出制御を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the ink drop control which concerns on the 1st correction | amendment of embodiment. インクジェット記録ヘッドの駆動波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the drive waveform of an inkjet recording head. 実施の形態の第2の補正に係る説明図である。It is explanatory drawing which concerns on the 2nd correction | amendment of embodiment.

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.

図1は、本発明の実施の形態に係るオンデマンド方式におけるライン走査型インクジェット記録装置の全体構成を示す概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an on-demand line scanning inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

同図に示すようにインクジェット記録装置1は、用紙供給部2と用紙回収部13の間に配置されている。用紙供給部2から高速で繰り出された連続した用紙mはインクジェット記録装置1で所望のカラー画像が形成され、用紙回収部13で巻き取り回収される。   As shown in FIG. 1, the ink jet recording apparatus 1 is disposed between the paper supply unit 2 and the paper collection unit 13. A desired color image is formed by the ink jet recording apparatus 1 on the continuous paper m fed from the paper supply unit 2 at a high speed, and is wound and collected by the paper collection unit 13.

インクジェット記録装置1内の用紙搬送装置は、用紙供給部2から供給された用紙mの幅方向の位置決めを行う規制ガイド3、従動ローラと駆動ローラで構成されたインフィード部4、用紙mの張力に対応して上下して位置信号を出力するダンサローラ5、用紙mの蛇行を制御するEPC(Edge Position Control)6、蛇行量のフィードバックに使用する蛇行量検出器7、用紙mを設定された速度で搬送するために一定速度で回転する従動ローラと駆動ローラからなるアウトフィード部11、用紙mを装置外に排紙する駆動ローラと従動ローラからなるプラー12などを有している。   The paper transport device in the ink jet recording apparatus 1 includes a regulation guide 3 for positioning the paper m supplied from the paper supply unit 2 in the width direction, an infeed unit 4 composed of a driven roller and a driving roller, and a tension of the paper m. The dancer roller 5 that moves up and down to output a position signal, the EPC (Edge Position Control) 6 that controls the meandering of the paper m, the meandering amount detector 7 that is used for the meandering amount feedback, and the speed at which the paper m is set. And an outfeed unit 11 composed of a driven roller and a driving roller that rotate at a constant speed, and a puller 12 composed of a driving roller and a driven roller for discharging the paper m to the outside of the apparatus.

この用紙搬送装置は、ダンサローラ5の位置検出を行い、インフィード部4の回転を制御して搬送中の用紙mの張力を一定に保つ張力制御型の搬送装置である。   This sheet conveying apparatus is a tension control type conveying apparatus that detects the position of the dancer roller 5 and controls the rotation of the infeed unit 4 to keep the tension of the sheet m being conveyed constant.

またインクジェット記録装置1内には、記録手段8と、その記録手段8と対向するように設けられたプラテン9と、乾燥手段10が設けられている。   In the ink jet recording apparatus 1, a recording unit 8, a platen 9 provided so as to face the recording unit 8, and a drying unit 10 are provided.

記録手段8は印字ノズルを印刷幅全域に配置したライン状の記録ヘッドを有し、カラー印刷はクロ、シアン、マゼンダ、イエローの各記録ヘッドにより行われ、各記録ヘッドのノズル面はプラテン9上に所定の隙間を保って支持されている。記録手段8が用紙搬送速度に同期してインク滴吐出を行うことで、用紙m上にカラー画像を形成する。   The recording means 8 has a line-shaped recording head in which printing nozzles are arranged over the entire printing width, and color printing is performed by black, cyan, magenta, and yellow recording heads, and the nozzle surface of each recording head is on the platen 9. Are supported with a predetermined gap. The recording unit 8 ejects ink droplets in synchronization with the paper conveyance speed, thereby forming a color image on the paper m.

乾燥手段10は、記録手段8により印刷されたインクが他の部分へ付着することを防止するためにインクの乾燥・定着を行う。本実施例において乾燥手段10は非接触の乾燥装置を用いているが、接触式の乾燥装置であってもよい。   The drying unit 10 dries and fixes the ink to prevent the ink printed by the recording unit 8 from adhering to other parts. In this embodiment, the drying means 10 uses a non-contact drying apparatus, but may be a contact-type drying apparatus.

次に、本発明の実施の形態の液滴吐出装置について、図2〜図8を用いて説明する。本実施形態に係る液滴吐出装置(インクジェット記録ヘッド、15)は、複数のノズル(16)に連通して液滴を蓄える複数の圧力室(18)と、圧力室の弾性壁を形成するように複数の圧力室にわたって配置された振動板(22)と、振動板を介して複数の圧力室のそれぞれと対向するように配置された圧力発生素子(圧電素子、28)と、液滴を着弾させる記録媒体と該記録媒体を搬送する手段との相対的な位置を等位置間隔で検出し、前記等位置間隔で検出した周期の信号である用紙搬送エンコーダ信号を出力する用紙搬送エンコーダ(33)と、用紙搬送エンコーダから出力された用紙搬送エンコーダ信号に基づいて液滴の吐出タイミングの周期を設定し、この吐出タイミングの周期の信号である吐出タイミング信号と、圧力発生素子を駆動する駆動波形であって、吐出タイミングの周期に応じた駆動波形のデータとを出力する制御部と、を備え、記録媒体を搬送する速度に変化が生じた際には、制御部は、吐出タイミング信号の周波数の整数倍が、複数の圧力室の共振振動の周波数と同期するように吐出タイミングを補正する第1の補正と、第1の補正に起因して生じる記録媒体への液滴の着弾位置ずれをなくすように、駆動波形の傾きを補正する第2の補正とを行うものである。   Next, a droplet discharge apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The droplet discharge device (inkjet recording head, 15) according to the present embodiment forms a plurality of pressure chambers (18) that communicate with a plurality of nozzles (16) and store droplets, and elastic walls of the pressure chambers. A diaphragm (22) disposed over a plurality of pressure chambers, a pressure generating element (piezoelectric element, 28) disposed to face each of the plurality of pressure chambers via the diaphragm, and a droplet landing A paper transport encoder (33) for detecting a relative position between the recording medium to be conveyed and a means for transporting the recording medium at equal intervals and outputting a paper transport encoder signal that is a signal of the period detected at the equal positions And a droplet discharge timing period based on the sheet transfer encoder signal output from the sheet transfer encoder, and a discharge timing signal that is a signal of the discharge timing period and a pressure generating element. And a controller that outputs drive waveform data corresponding to the period of the ejection timing, and when the speed at which the recording medium is conveyed changes, the controller A first correction that corrects the discharge timing so that an integral multiple of the frequency of the discharge timing signal is synchronized with the frequency of resonance vibration of the plurality of pressure chambers, and a droplet on the recording medium caused by the first correction The second correction for correcting the inclination of the drive waveform is performed so as to eliminate the landing position deviation.

本実施の形態では、上述の制御部は、インクの温度やヘッドの特性、さらには後述する吐出滴速度補正に応じてマトリックス的に選択される駆動波形のデータとを出力するマスタコントローラ32と、マスタコントローラ32から受信した駆動波形データをメモリ34に格納し、吐出タイミング信号を受信するとメモリ34から駆動波形データを読み出し出力するスレーブコントローラ35とからなる。   In the present embodiment, the above-described control unit outputs a master controller 32 that outputs ink temperature, head characteristics, and drive waveform data that is selected in a matrix according to ejection droplet speed correction, which will be described later. The drive waveform data received from the master controller 32 is stored in the memory 34, and when the ejection timing signal is received, the drive waveform data is read from the memory 34 and output to the slave controller 35.

図2は、図1の記録手段8を構成する、ヘッド部の構成の一例を示す拡大平面図である。 本実施例の場合ヘッドアレー(ヘッド部)14は、クロ用ヘッドアレー14K、シアン用ヘッドアレー14C、マゼンダ用ヘッドアレー14M、イエロー用ヘッドアレー14Yの集合体により構成されており、各ヘッドアレー14は用紙mの搬送方向(矢印方向)と直交する方向に延びている。   FIG. 2 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of the head portion constituting the recording means 8 of FIG. In the case of this embodiment, the head array (head portion) 14 is constituted by an assembly of a black head array 14K, a cyan head array 14C, a magenta head array 14M, and a yellow head array 14Y. Extends in a direction orthogonal to the conveyance direction (arrow direction) of the paper m.

各ヘッドアレー14は、千鳥状に複数配列されているインクジェット記録ヘッド15により構成されており、本実施例ではインクジェット記録ヘッド15を2列各3個で千鳥状に配列した例を示しており、このようにインクジェット記録ヘッド15をアレー化することにより広域な印刷領域幅を確保している。   Each head array 14 is composed of a plurality of ink jet recording heads 15 arranged in a zigzag pattern, and in this embodiment, an example in which the ink jet recording heads 15 are arranged in a zigzag pattern in two rows each is shown. In this way, the inkjet recording head 15 is arrayed to ensure a wide print area width.

図3は、そのインクジェット記録ヘッド15の一例を示す拡大平面図である。 同図に示すようにインクジェット記録ヘッド15は、千鳥状に配列された多数のノズル16を有しており、本実施例の場合はノズル16を2列各64個千鳥状に配列した例を示している。このように多数のノズル16を千鳥状配列とすることにより、高解像度に対応している。   FIG. 3 is an enlarged plan view showing an example of the inkjet recording head 15. As shown in the figure, the ink jet recording head 15 has a large number of nozzles 16 arranged in a staggered manner. In this embodiment, an example in which 64 nozzles 16 are arranged in two rows in a staggered manner is shown. ing. In this way, a large number of nozzles 16 are arranged in a staggered manner, thereby supporting high resolution.

図4は、上述のインクジェット記録ヘッド15の構成例を示す分解斜視図である。図中の16はノズル、17はノズルプレート、18は圧力室、19は圧力室プレート、20はリストリクタ、21はリストリクタプレート、22は振動板、23はフィルタ、24はダイアフラムプレート、25は共通インク流路、26はハウジング、27は圧電素子群、28は圧電素子、29は支持基板である。   FIG. 4 is an exploded perspective view showing a configuration example of the ink jet recording head 15 described above. In the figure, 16 is a nozzle, 17 is a nozzle plate, 18 is a pressure chamber, 19 is a pressure chamber plate, 20 is a restrictor, 21 is a restrictor plate, 22 is a diaphragm, 23 is a filter, 24 is a diaphragm plate, and 25 is A common ink flow path, 26 is a housing, 27 is a piezoelectric element group, 28 is a piezoelectric element, and 29 is a support substrate.

多数個のノズル16が千鳥状に配列されたノズルプレート17と、各ノズル16に対応する圧力室18が形成した圧力室プレート19と、共通インク流路25と圧力室18を連通して圧力室18へのインク流量を制御するリストリクタ20を形成したリストリクタプレート21と、振動板22とフィルタ23を設けたダイアフラムプレート24とを順次重ねて位置決めして接合することにより流路基板を構成する。   A nozzle plate 17 in which a large number of nozzles 16 are arranged in a staggered manner, a pressure chamber plate 19 formed by a pressure chamber 18 corresponding to each nozzle 16, a common ink flow path 25, and a pressure chamber 18 communicate with each other. A flow path substrate is formed by sequentially positioning and joining a restrictor plate 21 having a restrictor 20 that controls the flow rate of ink to a plate 18 and a diaphragm plate 24 having a diaphragm 22 and a filter 23. .

この流路基板をハウジング26に接合して、フィルタ23を共通インク流路25の開口部と対向させる。31は、ハウジング26の共通インク流路25に接続されたインク導入パイプである。   The flow path substrate is joined to the housing 26 so that the filter 23 faces the opening of the common ink flow path 25. Reference numeral 31 denotes an ink introduction pipe connected to the common ink flow path 25 of the housing 26.

支持基板29上に圧電素子28を多数個配列して構成した圧電素子群27を、ハウジング26に設けられている挿入開口部30から挿入し、各圧電素子28の自由端を振動板22に接着固定することにより、インクジェット記録ヘッド15が構成される。   A piezoelectric element group 27 configured by arranging a large number of piezoelectric elements 28 on a support substrate 29 is inserted from an insertion opening 30 provided in the housing 26, and the free ends of the piezoelectric elements 28 are bonded to the diaphragm 22. By fixing, the ink jet recording head 15 is configured.

なお、図4では図面の簡略化のためにノズル16、圧力室18、リストリクタ20、圧電素子28などの数を減らして図示している。また、このインクジェット記録ヘッド15におけるインク滴の吐出動作は従来のものと同じであるから、その動作説明は省略する。   In FIG. 4, the number of nozzles 16, pressure chambers 18, restrictors 20, piezoelectric elements 28, and the like are reduced to simplify the drawing. Further, since the ink droplet ejection operation in the inkjet recording head 15 is the same as that of the conventional one, the description of the operation is omitted.

以上のように構成されたインクジェット記録ヘッド15は、ノズル16の開口や圧力室18の形状、及びリストラクタ20により形成されるインク供給口により決まるコンプライアンスやイナータンスに支配されるヘルムホルツ固有振動を有している。インクジェット記録ヘッド15よりインク滴を吐出させるには、図示しない個別電極及び共通電極に対し外部駆動電源より電気信号を印加し、圧電素子28を変位させる。   The ink jet recording head 15 configured as described above has Helmholtz natural vibration controlled by compliance and inertance determined by the opening of the nozzle 16 and the shape of the pressure chamber 18 and the ink supply port formed by the restrictor 20. ing. In order to eject ink droplets from the inkjet recording head 15, an electrical signal is applied from an external driving power source to individual electrodes and common electrodes (not shown), and the piezoelectric element 28 is displaced.

この変位が振動板22を介し圧力室18の体積変化となり、満たされるインクの圧力変化となる。この圧力変化でインクはオリフィスよりインク滴として吐出する。一般に、圧力変化は、圧力室18の体積を膨張させてノズル16内のメニスカスと呼ばれるインク先端部の位置を圧力室18の方向に一旦引き込み、圧力室18を収縮させてインク滴を吐出させる方法が多く提案されている。   This displacement becomes a volume change of the pressure chamber 18 through the vibration plate 22 and a pressure change of the filled ink. This pressure change causes ink to be ejected as ink droplets from the orifice. In general, the pressure change is a method in which the volume of the pressure chamber 18 is expanded, the position of an ink tip called a meniscus in the nozzle 16 is once drawn in the direction of the pressure chamber 18, and the pressure chamber 18 is contracted to eject ink droplets. Many have been proposed.

圧力室18を膨張させると、メニスカスは圧力室18の方向に一旦引き込む。その後、メニスカスが最も引き込まれた後、ヘルムホルツ固有振動を伴いながら元の位置に戻ってくる。インクを吐出するために圧力室18を収縮させるが、そのタイミングは高品質の印刷を行なうためには重要である。それは、メニスカスの位置により吐出されるインク滴の大きさが、メニスカスの速度によりインク滴の速度が大きく影響されるためである。   When the pressure chamber 18 is expanded, the meniscus is once pulled in the direction of the pressure chamber 18. Then, after the meniscus is drawn in most, it returns to its original position with Helmholtz natural vibration. The pressure chamber 18 is contracted in order to eject ink, but the timing is important for high-quality printing. This is because the size of the ink droplets ejected depending on the position of the meniscus is greatly influenced by the speed of the meniscus.

図5は、本発明の実施の形態のインクジェット記録装置1のインクの吐出動作に係るインク滴の吐出制御部のブロック図である。
同図に示されているようにインク滴吐出制御部は、マスタコントローラ32と、用紙搬送エンコーダ33と、駆動波形生成部39から構成されている。駆動波形生成部39は、駆動波形を出力する単位毎に配置されるため、ヘッド15に対して複数個設けられることもあり、本実施例においては、図3のようにノズルが2列ある状態を想定し、ヘッド15に対し2回路を有する構成としている。
FIG. 5 is a block diagram of an ink droplet ejection control unit related to the ink ejection operation of the inkjet recording apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the ink droplet ejection control unit includes a master controller 32, a paper transport encoder 33, and a drive waveform generation unit 39. Since the drive waveform generation unit 39 is arranged for each unit for outputting the drive waveform, a plurality of drive waveform generation units 39 may be provided for the head 15. In this embodiment, there are two rows of nozzles as shown in FIG. As a result, the head 15 has two circuits.

さらに駆動波形生成部39は、スレーブコントローラ35と、メモリ34と、D/Aコンバータ36と、電圧増幅器37と、電流増幅器38とから構成されている。   Further, the drive waveform generation unit 39 includes a slave controller 35, a memory 34, a D / A converter 36, a voltage amplifier 37, and a current amplifier 38.

図に示すようにマスタコントローラ32からは、各スレーブコントローラ35に対し、駆動波形の形状を示す駆動波形データと吐出タイミング信号と各ノズル16のインク滴サイズを示す印写データが送信される。   As shown in the figure, the master controller 32 transmits drive waveform data indicating the shape of the drive waveform, ejection timing signals, and printing data indicating the ink droplet size of each nozzle 16 to each slave controller 35.

ここで、吐出タイミング信号及び駆動波形データについて説明をする。吐出タイミング信号は、用紙搬送エンコーダ信号に基づいて設定される。用紙搬送エンコーダ33は、たとえば、インク滴を着弾させる記録媒体mの移動距離を等位置間隔で検出し、等位置間隔で検出した周期の信号である用紙搬送エンコーダ信号を出力する。用紙搬送エンコーダ33は、たとえば、用紙搬送エンコーダフィルム(不図示)と用紙搬送エンコーダセンサ(不図示)とから構成されており、この用紙搬送エンコーダセンサは、インクジェット記録ヘッド15の移動に伴い、用紙搬送エンコーダフィルムの主走査方向に配列された複数のスリットを光学的に検出する。そして、これらのスリットの周期に対応した信号である、用紙搬送エンコーダ信号を出力する。   Here, the ejection timing signal and the drive waveform data will be described. The ejection timing signal is set based on the paper transport encoder signal. For example, the paper transport encoder 33 detects the movement distance of the recording medium m on which the ink droplets are landed at equal position intervals, and outputs a paper transport encoder signal that is a signal with a period detected at the equal position intervals. The paper transport encoder 33 is composed of, for example, a paper transport encoder film (not shown) and a paper transport encoder sensor (not shown). The paper transport encoder sensor transports the paper as the inkjet recording head 15 moves. A plurality of slits arranged in the main scanning direction of the encoder film are optically detected. And the paper conveyance encoder signal which is a signal corresponding to the period of these slits is output.

上述の用紙搬送エンコーダ信号に基づいて、インク滴の吐出タイミングの周期を設定し、この吐出タイミングの周期の信号である吐出タイミング信号と、圧電素子28を駆動する駆動波形であって、吐出タイミングの周期に応じた駆動波形のデータとを出力する。
上述の駆動波形データは、インクの温度やインクジェット記録ヘッド15の特性、さらには後述する第1及び第2の補正に応じてマトリックス的に選択される。
Based on the paper transport encoder signal described above, the period of ink droplet ejection timing is set, and the ejection timing signal, which is a signal of the ejection timing period, and the drive waveform for driving the piezoelectric element 28, Drive waveform data corresponding to the cycle is output.
The drive waveform data described above is selected in a matrix form according to the ink temperature, the characteristics of the ink jet recording head 15, and the first and second corrections described later.

スレーブコントローラ35は、マスタコントローラ32から受信した駆動波形データを一度メモリ34に格納し、マスタコントローラ32からの吐出タイミング信号を受信するとメモリ34から駆動波形データを引き出し、引き出した駆動波形データに補正値を乗じた上でD/Aコンバータ36に出力する。   The slave controller 35 once stores the drive waveform data received from the master controller 32 in the memory 34. When the slave controller 35 receives the ejection timing signal from the master controller 32, the slave controller 35 extracts the drive waveform data from the memory 34 and corrects the extracted drive waveform data to the correction value. And then output to the D / A converter 36.

D/Aコンバータ36は受信した補正済みの駆動波形データをアナログ電圧に変換し、電圧増幅器37に出力する。電圧増幅器37はアナログ電圧を電圧増幅し、電流増幅器38に出力する。電流増幅器38は、電圧増幅されたアナログ信号を電流増幅し、最終的な駆動波形としてインクジェット記録ヘッド15に出力する。インクジェット記録ヘッド15はこの駆動波形により、後述の図6で説明する手段で印写データに基いた波形を生成し、圧電素子28を駆動する。   The D / A converter 36 converts the received corrected drive waveform data into an analog voltage and outputs it to the voltage amplifier 37. The voltage amplifier 37 amplifies the analog voltage and outputs it to the current amplifier 38. The current amplifier 38 amplifies the voltage-amplified analog signal and outputs it to the ink jet recording head 15 as a final drive waveform. The ink jet recording head 15 generates a waveform based on the printing data by means described later with reference to FIG. 6, and drives the piezoelectric element 28.

メモリ34、スレーブコントローラ35、D/Aコンバータ36、電圧増幅器37、電流増幅器38により構成される前記駆動波形生成部39は、駆動波形を出力する単位毎に配置され、本実施形態では図3に示すように、1つのインクジェット記録ヘッド15にノズル列が2列設けられているから、駆動波形生成部39は2回路を備えている。すなわち、1つのノズル列に対して1つの駆動波形生成部39から共通の駆動波形を供給する構成になっている。   The drive waveform generation unit 39 including a memory 34, a slave controller 35, a D / A converter 36, a voltage amplifier 37, and a current amplifier 38 is arranged for each unit that outputs a drive waveform. In this embodiment, FIG. As shown in the figure, since two nozzle rows are provided in one ink jet recording head 15, the drive waveform generator 39 has two circuits. That is, a common drive waveform is supplied from one drive waveform generation unit 39 to one nozzle row.

従って、図2に示すヘッドアレー14の場合、使用するインクジェット記録ヘッド15の数に2回路を乗じた駆動波形生成部39を有することになる。すなわち、インクジェット記録ヘッド15が(6×4=)24個配置されているので、駆動波形生成部39はその2倍の48回路を有するものとする。   Therefore, in the case of the head array 14 shown in FIG. 2, the drive waveform generation unit 39 is obtained by multiplying the number of inkjet recording heads 15 to be used by two circuits. That is, since 24 (6 × 4 =) inkjet recording heads 15 are arranged, it is assumed that the drive waveform generation unit 39 has 48 circuits that is twice as many.

次に、本実施形態のインクジェット記録装置1のインクジェット記録ヘッド15における、インク吐出タイミングについて説明する。図6は、後述する第1の補正に係る、インクジェット記録ヘッド15の液滴(インク、インク滴)の吐出制御を説明するためのタイミングチャートである。   Next, the ink discharge timing in the ink jet recording head 15 of the ink jet recording apparatus 1 of the present embodiment will be described. FIG. 6 is a timing chart for explaining ejection control of droplets (ink, ink droplets) of the inkjet recording head 15 according to the first correction described later.

以下、第1の補正について説明をする。マスタコントローラ32(図5)は、図6に示すように、吐出タイミング信号P1と用紙搬送エンコーダ信号P2とは別に、圧力室18の共振振動(ヘルムホルツ周波数)と同じ周波数のメニスカス同期信号P3を生成する。用紙搬送が安定している時の駆動周波数(吐出タイミング信号P1の周波数)をxHz、用紙搬送エンコーダ信号P2の周波数をyHz、ヘルムホルツ周波数(メニスカス同期信号P3の周波数)をzHzとし、y=ax(aは整数、ここではa=20)、z=bx(bは整数、ここではb=10)が成り立つものとする。   Hereinafter, the first correction will be described. As shown in FIG. 6, the master controller 32 (FIG. 5) generates a meniscus synchronization signal P3 having the same frequency as the resonance vibration (Helmholtz frequency) of the pressure chamber 18 separately from the ejection timing signal P1 and the paper transport encoder signal P2. To do. When the paper conveyance is stable, the driving frequency (frequency of the ejection timing signal P1) is xHz, the frequency of the paper conveyance encoder signal P2 is yHz, the Helmholtz frequency (frequency of the meniscus synchronization signal P3) is zHz, and y = ax ( It is assumed that a is an integer, here a = 20), and z = bx (b is an integer, here b = 10).

ここで、用紙搬送速度が速くなり、用紙搬送エンコーダ信号P2の周波数がy×1.33Hzとなった時点を図中Aに示す。このとき、上述したように用紙搬送エンコーダ信号P2の周期と吐出タイミング信号P1の周期とが同期するように設定する場合、z≠cx×1.33(cは整数)であると仮定すると、駆動周波数がヘルムホルツ周波数と同期しないため、吐出滴速度や吐出滴サイズが変動してしまう。そこで、駆動周波数とヘルムホルツ周波数が同期するように、制御部(本実施の形態においてはマスタコントローラ32)は以下に示すような形で吐出タイミングの補正(第1の補正)を行う。   Here, a point in time when the paper conveyance speed is increased and the frequency of the paper conveyance encoder signal P2 is y × 1.33 Hz is shown in FIG. At this time, when the cycle of the paper transport encoder signal P2 and the cycle of the ejection timing signal P1 are set to be synchronized as described above, it is assumed that z ≠ cx × 1.33 (c is an integer). Since the frequency does not synchronize with the Helmholtz frequency, the ejection droplet speed and ejection droplet size vary. Therefore, the control unit (the master controller 32 in the present embodiment) corrects the ejection timing (first correction) in the following manner so that the drive frequency and the Helmholtz frequency are synchronized.

マスタコントローラ32は、用紙搬送エンコーダ信号P2のパルスを規定回数(前述b、図7ではb=10)検出したタイミングT1から、最も近いメニスカス同期信号P3(ヘルムホルツ周波数)の周期と同期するように吐出タイミングP1を出力する第1の補正を行うことが、正確さを期す上では望ましい。これは、記録媒体mを搬送する速度に変化が生じた際に、速度が安定している際に予め設定された、吐出タイミング信号P1の一回分に対応する用紙搬送エンコーダ信号P2の回数分をカウントしたタイミングに最も近いタイミングにおいて、共振振動の周波数と同期するタイミングを吐出タイミングとするように第1の補正を行うということである。   The master controller 32 discharges so as to synchronize with the cycle of the nearest meniscus synchronization signal P3 (Helmholtz frequency) from the timing T1 when the pulse of the paper transport encoder signal P2 is detected a predetermined number of times (b = 10 in FIG. 7 described above). It is desirable for the sake of accuracy to perform the first correction for outputting the timing P1. This is because the number of times of the paper conveyance encoder signal P2 corresponding to one time of the ejection timing signal P1 preset when the speed is stable when the speed at which the recording medium m is conveyed changes. That is, the first correction is performed so that the timing synchronized with the frequency of the resonance vibration is set as the ejection timing at the timing closest to the counted timing.

本実施形態では、第1の補正を容易に行うことが可能な例として、マスタコントローラ32は、用紙搬送エンコーダ信号P2のパルスを規定回数(前述b、図7ではb=20)検出したタイミングT1の後の、最初のメニスカス同期信号P3を検出したタイミングT2を吐出タイミングP1として出力することとした。これは、記録媒体mを搬送する速度に変化が生じた際に、速度が安定している際に予め設定された、吐出タイミング信号P1の一回分に対応する用紙搬送エンコーダ信号P2の回数分をカウントしたタイミングの後の最初のタイミングにおいて、共振振動の周波数と同期するタイミングを吐出タイミングとするように第1の補正を行うということである。   In the present embodiment, as an example in which the first correction can be easily performed, the master controller 32 detects the pulse of the paper transport encoder signal P2 a specified number of times (b described above, b = 20 in FIG. 7) T1. Thereafter, the timing T2 at which the first meniscus synchronization signal P3 is detected is output as the ejection timing P1. This is because the number of times of the paper conveyance encoder signal P2 corresponding to one time of the ejection timing signal P1 preset when the speed is stable when the speed at which the recording medium m is conveyed changes. In the first timing after the counted timing, the first correction is performed so that the timing synchronized with the frequency of the resonance vibration is set as the ejection timing.

同様に、用紙搬送速度が遅くなり、用紙搬送エンコーダ信号P2のパルスがy×0.75Hzになった時点を図中Bに示す。このときも同様に、用紙搬送エンコーダ信号P2の周期と吐出タイミング信号P1の周期の同期であるタイミングT3は、z≠cx×0.75(cは整数)であると仮定した場合に、駆動周波数がヘルムホルツ周波数と同期しない。   Similarly, the time point when the paper transport speed becomes slow and the paper transport encoder signal P2 pulse becomes y × 0.75 Hz is shown in FIG. Similarly, at this time, when it is assumed that the timing T3, which is the synchronization of the cycle of the paper transport encoder signal P2 and the cycle of the ejection timing signal P1, is z ≠ cx × 0.75 (c is an integer), the drive frequency Is not synchronized with the Helmholtz frequency.

このため、同様に用紙搬送エンコーダ信号P2のパルスを規定回数(前述b、図7ではb=20)検出したタイミングT3の後の、最初のメニスカス同期信号P3を検出したタイミングT4を吐出タイミングとして出力する。以上のような処理により、吐出タイミング信号P1の周波数の整数倍が、複数の圧力室18の共振振動の周波数(ヘルムホルツ周波数、メニスカス同期信号P3)と同期するように吐出タイミングを補正する、すなわち第1の補正を行うことができる。   Therefore, similarly, the timing T4 at which the first meniscus synchronization signal P3 is detected after the timing T3 at which the pulse of the paper transport encoder signal P2 is detected a predetermined number of times (b = 20 in FIG. 7) is output as the ejection timing. To do. Through the processing as described above, the discharge timing is corrected so that the integral multiple of the frequency of the discharge timing signal P1 is synchronized with the resonant vibration frequency (Helmholtz frequency, meniscus synchronization signal P3) of the plurality of pressure chambers 18, that is, the first 1 correction can be performed.

上述の第1の補正、すなわち、ヘルムホルツ周波数に合わせてインクの吐出タイミングの設定の補正を行うと、吐出タイミングは離散的になり、実際には着弾位置がずれることが懸念される。このため、本発明では上記第1の補正に伴い、圧電素子(圧力発生素子)28を駆動する駆動波形の傾きを調整する補正(第2の補正)を行う。   When the first correction described above, that is, the correction of the ink ejection timing setting in accordance with the Helmholtz frequency is performed, the ejection timing becomes discrete, and there is a concern that the landing position may actually shift. For this reason, in the present invention, a correction (second correction) for adjusting the slope of the drive waveform for driving the piezoelectric element (pressure generating element) 28 is performed in accordance with the first correction.

まず、図7(a)〜(e)を用いて、本発明の実施の形態に係る駆動波形の一例について説明する。ここで示す駆動波形は、すでに述べた吐出タイミング信号P1の周期(一つの周期)を構成する駆動波形であるものとする。本実施形態では、大中小の3種類の大きさのインク滴を吐出する際の駆動波形と微駆動パルスの波形を示している。   First, an example of a drive waveform according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The drive waveform shown here is assumed to be a drive waveform constituting the cycle (one cycle) of the ejection timing signal P1 described above. In the present embodiment, a driving waveform and a waveform of a fine driving pulse when ejecting ink droplets of three sizes of large, medium, and small are shown.

印刷の際には、入力された画像データに対して図示しない制御テーブルに基づきスイッチングが行なわれ、所望のパルスが選択されて出力される。例えばサイズの大きいドットを印刷する場合は、同図(a)において時間S2と時間S3と時間S4でスイッチ回路(図示せず)に加わる印字データを「1」にし、時間S2から時間S4までは印字データを「0」にすることで、同図(b)のように第一パルスと第二パルスと第三パルスが圧電素子に供給されて、サイズの大きいドットを印刷する。   At the time of printing, the input image data is switched based on a control table (not shown), and a desired pulse is selected and output. For example, when printing a large dot, the print data applied to the switch circuit (not shown) at time S2, time S3, and time S4 in FIG. 4A is set to “1”, and from time S2 to time S4. By setting the print data to “0”, the first pulse, the second pulse, and the third pulse are supplied to the piezoelectric element as shown in FIG.

中サイズのドットを印刷する場合は、図7(c)のように第二パルスと第三パルスが圧電素子に供給され、小サイズのドットを印刷する場合は、図7(d)のように第一パルスのみが圧電素子に供給されて、所望するサイズのドットを印刷する。同図(e)の微駆動パルスは、インク滴を吐出させずにメニスカスを微振動させてインクを攪拌する機能を実現するものであり、インク滴を吐出するための駆動パルス(第一ないし第三パルス)に比べて電圧振幅が低い。   When printing a medium-sized dot, the second pulse and the third pulse are supplied to the piezoelectric element as shown in FIG. 7C, and when printing a small-sized dot, as shown in FIG. 7D. Only the first pulse is supplied to the piezoelectric element to print a dot of the desired size. The fine drive pulse shown in FIG. 5 (e) realizes a function of stirring the ink by slightly vibrating the meniscus without ejecting the ink droplet. The drive pulse (first through second) for ejecting the ink droplet is realized. The voltage amplitude is lower than that of (three pulses).

上述したように、メニスカス同期信号(ヘルムホルツ周波数)P3に合わせて吐出タイミングを補正することで、圧力室18に発生する共振振動数(ヘルムホルツ周波数)の残留振動によりインクジェット記録ヘッド15のノズル16のメニスカス位置が変動していても、ヘルムホルツ周波数に対して同じ位相で圧電素子28の駆動ができるため、搬送される記録媒体mの速度に変動が生じても、インク滴の吐出速度やインク滴のサイズの変動を抑えることができる。しかしその一方、吐出タイミングが離散的になるため、実際には着弾位置がずれることになる。   As described above, by correcting the ejection timing in accordance with the meniscus synchronization signal (Helmholtz frequency) P3, the meniscus of the nozzle 16 of the inkjet recording head 15 is caused by the residual vibration of the resonance frequency (Helmholtz frequency) generated in the pressure chamber 18. Even if the position fluctuates, the piezoelectric element 28 can be driven with the same phase with respect to the Helmholtz frequency. Therefore, even if the speed of the recording medium m being conveyed fluctuates, the ink droplet ejection speed and the ink droplet size Fluctuations can be suppressed. However, since the discharge timing becomes discrete, the landing positions are actually shifted.

そこで、本発明によれば、上述の第1の補正に伴い、第1の補正に起因して生じる、前記記録媒体への前記液滴の着弾位置ずれが0となるように、駆動波形の傾きを補正する。   Therefore, according to the present invention, in accordance with the first correction described above, the inclination of the drive waveform is set so that the deviation of the landing position of the droplet on the recording medium caused by the first correction becomes zero. Correct.

ここで、用紙速度をVp、吐出タイミングのズレをΔtとすると、着弾位置ずれΔxは以下の(1)式で表される。
Δx=Vp×Δt ・・・(1)
Here, assuming that the paper speed is Vp and the deviation of the ejection timing is Δt, the landing position deviation Δx is expressed by the following equation (1).
Δx = Vp × Δt (1)

これに対し、本実施形態では、吐出滴速度を調整することでΔx=0となるように補正する。ヘッドと用紙のギャップをL、規定の吐出滴速度をVj、Δx=0となるときの吐出滴速度の補正量をΔVjとすると、Δxは以下の(2)式のように表され、ΔVjは以下の(3)式のように表される。
Δx=Vp×Δt−Vp×L×[ΔVj/{Vj×(Vj+ΔVj)}]=0 ・・・(2)
ΔVj=Vj×Vp×Δt/(Vp×L−Vj×Vp×Δt) ・・・(3)
On the other hand, in this embodiment, it correct | amends so that it may be set to (DELTA) x = 0 by adjusting the discharge droplet speed. Assuming that the gap between the head and the paper is L, the specified ejection droplet velocity is Vj, and the ejection droplet velocity correction amount when Δx = 0 is ΔVj, Δx is expressed as the following equation (2), and ΔVj is It is expressed as the following equation (3).
Δx = Vp × Δt−Vp × L × [ΔVj / {Vj × (Vj + ΔVj)}] = 0 (2)
ΔVj = Vj 2 × Vp × Δt / (Vp × L−Vj × Vp × Δt) (3)

次に、本実施形態における、上述の駆動波形の傾きを調整する補正(第2の補正)について、図8を用いて説明する。図8(a)は第2の補正前の駆動波形、図8(b)は第2の補正後の駆動波形である。   Next, correction (second correction) for adjusting the slope of the drive waveform described above in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows a drive waveform before the second correction, and FIG. 8B shows a drive waveform after the second correction.

ここで、駆動波形は、その傾きを大きくすると吐出滴速度は速くなり、駆動波形の傾きを小さくすると吐出滴速度は遅くなる。また、駆動波形の傾きを変えると吐出滴速度が変化するが、吐出滴サイズの変化は少ない。すなわち、吐出滴速度を独立して補正することが可能である。上述の(3)式から求められたΔx=0となるときの吐出滴速度の補正量により上記の吐出滴速度を設定し、駆動波形を図8の補正部分Rに示すように補正する。   Here, when the inclination of the driving waveform is increased, the ejection droplet speed is increased, and when the inclination of the driving waveform is decreased, the ejection droplet speed is decreased. Further, when the inclination of the drive waveform is changed, the discharge droplet speed changes, but the change in the discharge droplet size is small. That is, it is possible to independently correct the ejection droplet speed. The above-described ejection droplet velocity is set according to the ejection droplet velocity correction amount obtained when Δx = 0 obtained from the above equation (3), and the drive waveform is corrected as indicated by the correction portion R in FIG.

図8(a)の第2の補正前と比較して図8(b)の補正部分Rに示されるように、第2の補正後は駆動波形の傾きを大きくしている。すなわち、用紙搬送エンコーダの信号P1を規定回数検出した後の最初のメニスカス同期信号P3を検出したタイミングで吐出タイミング信号を出力すると、吐出タイミングは理想のタイミング(理想の着弾位置となるインクの吐出タイミング)からは、実際には遅れることになるため、駆動波形を補正して吐出滴速度を速くすることにより、着弾位置が所望の位置となるように補正することができる。   The slope of the drive waveform is increased after the second correction, as shown in the correction portion R of FIG. 8B, as compared to before the second correction in FIG. 8A. That is, when the ejection timing signal is output at the timing when the first meniscus synchronization signal P3 is detected after detecting the signal P1 of the paper transport encoder a specified number of times, the ejection timing is the ideal timing (the ejection timing of the ink at the ideal landing position). ), The actual landing position is delayed, so that the landing position can be corrected to a desired position by correcting the drive waveform and increasing the ejection droplet speed.

本実施形態のように、前記駆動波形が前記吐出タイミングの周期を複数のパルスで構成している場合(複数のパルスにより一つのドットを形成する場合)には、第2の補正である駆動波形の傾きの調整は、図8の補正部分Rに示すように、複数のパルスのうちの最後のパルスのみにおいて行うことで、全体としての吐出滴速度を上げることができる。   As in this embodiment, when the drive waveform is composed of a plurality of pulses in the period of the ejection timing (when one dot is formed by a plurality of pulses), the drive waveform that is the second correction As shown in the correction portion R of FIG. 8, the adjustment of the inclination of is performed only for the last pulse of the plurality of pulses, so that the ejection droplet speed as a whole can be increased.

以上のことからも明らかなように、本実施形態のインクジェット記録ヘッド15によれば、記録媒体を搬送する速度に変化が生じた際には、マスタコントローラ32は、吐出タイミング信号P2の周波数の整数倍がメニスカス同期信号P3(ヘルムホルツ周波数)の周波数と同期するように吐出タイミングを補正する第1の補正と、この第1の補正に伴い、第1の補正に起因して生じる、記録媒体mへのインク滴の着弾位置ずれが0となるように、駆動波形の傾きを補正する第2の補正とを行う。これにより、搬送される記録媒体mの速度に変動が生じても、インク滴の吐出速度やインク滴のサイズの変動を抑えることができる上に、吐出タイミングが離散的となることで生じる着弾位置ずれを抑えることができる。   As is clear from the above, according to the ink jet recording head 15 of the present embodiment, when a change occurs in the speed at which the recording medium is conveyed, the master controller 32 is an integer of the frequency of the ejection timing signal P2. A first correction that corrects the ejection timing so that the frequency is synchronized with the frequency of the meniscus synchronization signal P3 (Helmholtz frequency), and the recording medium m caused by the first correction accompanying the first correction. The second correction for correcting the inclination of the drive waveform is performed so that the landing position deviation of the ink droplet becomes zero. As a result, even if fluctuations occur in the speed of the recording medium m being conveyed, fluctuations in ink droplet ejection speed and ink droplet size can be suppressed, and landing positions caused by discrete ejection timings Deviation can be suppressed.

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに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において種々変形実施可能である。たとえば、駆動波形の傾きと吐出滴速度の関係はヘッドの特性や駆動波形によっても異なるので、それらに依存した好適な駆動周波数の補正及び駆動波形の調整を適用することができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。   The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, since the relationship between the slope of the drive waveform and the ejection droplet velocity varies depending on the characteristics of the head and the drive waveform, it is possible to apply a suitable correction of the drive frequency and adjustment of the drive waveform depending on them. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 インクジェット記録装置
2 用紙供給部
3 規制ガイド
4 インフィード部
5 ダンサローラ
6 EPC(Edge Position Control)
7 蛇行量検出器
8 記録手段
9 プラテン
10 乾燥手段
11 アウトフィード部
12 プラー
13 用紙回収部
14 ヘッド部
15 インクジェット記録ヘッド(液滴吐出装置)
16 ノズル
17 ノズルプレート
18 圧力室
19 圧力室プレート
20 リストリクタ
21 リストリクタプレート
22 振動板
23 フィルタ
24 ダイアフラムプレート
25 共通インク流路
26 ハウジング
27 圧電素子群
28 圧電素子(圧力発生素子)
29 支持基板
30 挿入開口部
32 マスタコントローラ(制御部)
33 用紙搬送エンコーダ
34 メモリ
35 スレーブコントローラ
36 D/Aコンバータ
37 電圧増幅器
38 電流増幅器
39 駆動波形生成部
m 用紙(記録媒体)
P1 吐出タイミング信号
P2 用紙搬送エンコーダ信号
P3 メニスカス同期信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet recording device 2 Paper supply part 3 Regulation | regulation guide 4 Infeed part 5 Dancer roller 6 EPC (Edge Position Control)
7 Meandering amount detector 8 Recording means 9 Platen 10 Drying means 11 Outfeed part 12 Puller 13 Paper recovery part 14 Head part 15 Inkjet recording head (droplet ejection device)
16 Nozzle 17 Nozzle plate 18 Pressure chamber 19 Pressure chamber plate 20 Restrictor 21 Restrictor plate 22 Vibration plate 23 Filter 24 Diaphragm plate 25 Common ink flow path 26 Housing 27 Piezoelectric element group 28 Piezoelectric element (pressure generating element)
29 Support substrate 30 Insertion opening 32 Master controller (control unit)
33 Paper transport encoder 34 Memory 35 Slave controller 36 D / A converter 37 Voltage amplifier 38 Current amplifier 39 Drive waveform generation unit m Paper (recording medium)
P1 Discharge timing signal P2 Paper transport encoder signal P3 Meniscus synchronization signal

特開平11−78013号公報JP-A-11-78013 特許第3635756号公報Japanese Patent No. 3635756 特開2000−135829号公報JP 2000-135829 A

Claims (6)

複数のノズルに連通して液滴を蓄える複数の圧力室と、
前記圧力室の弾性壁を形成するように前記複数の圧力室にわたって配置された振動板と、
前記振動板を介して前記複数の圧力室のそれぞれと対向するように配置された圧力発生素子と、
前記液滴を着弾させる記録媒体の移動距離を等位置間隔で検出し、前記等位置間隔で検出した周期の信号である用紙搬送エンコーダ信号を出力する用紙搬送エンコーダと、
前記用紙搬送エンコーダから出力された前記用紙搬送エンコーダ信号に基づいて前記液滴の吐出タイミングの周期を設定し、該吐出タイミングの周期の信号である吐出タイミング信号と、前記圧力発生素子を駆動する駆動波形であって、前記吐出タイミングの周期に応じた駆動波形のデータとを出力する制御部と、
を備え、
前記記録媒体を搬送する速度に変化が生じた際には、
前記制御部は、
前記吐出タイミング信号の周波数の整数倍が、前記複数の圧力室の共振振動の周波数と同期するように吐出タイミングを補正する第1の補正と、
前記第1の補正に起因して生じる前記記録媒体への前記液滴の着弾位置ずれをなくすように前記駆動波形の傾きを補正する第2の補正と
を行う
ことを特徴とする液滴吐出装置。
A plurality of pressure chambers communicating with a plurality of nozzles for storing droplets;
A diaphragm disposed across the plurality of pressure chambers to form an elastic wall of the pressure chamber;
A pressure generating element disposed to face each of the plurality of pressure chambers via the diaphragm;
A paper transport encoder that detects a movement distance of the recording medium on which the droplets are landed at equal position intervals, and outputs a paper transport encoder signal that is a signal of the period detected at the equal position intervals;
Based on the paper transport encoder signal output from the paper transport encoder, the droplet discharge timing period is set, and a discharge timing signal that is a signal of the discharge timing period and a drive for driving the pressure generating element A control unit for outputting drive waveform data corresponding to a period of the ejection timing, the waveform,
With
When a change occurs in the speed at which the recording medium is conveyed,
The controller is
A first correction for correcting the discharge timing such that an integral multiple of the frequency of the discharge timing signal is synchronized with the frequency of resonance vibration of the plurality of pressure chambers;
And a second correction for correcting an inclination of the drive waveform so as to eliminate a deviation of a landing position of the droplet on the recording medium caused by the first correction. .
前記第1の補正は、
前記記録媒体を搬送する速度に変化が生じた際に、
前記速度に変化が生じる前の前記速度が安定している際に予め設定された、前記吐出タイミング信号の一回分に対応する前記用紙搬送エンコーダ信号の回数分をカウントしたタイミングに最も近いタイミングにおいて、前記共振振動の周波数と同期するタイミングを吐出タイミングとするように行う
ことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
The first correction is:
When a change occurs in the speed at which the recording medium is conveyed,
At a timing closest to the timing of counting the number of times of the paper transport encoder signal corresponding to one time of the ejection timing signal, which is set in advance when the speed before the change in speed is stable, The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1, wherein a timing synchronized with a frequency of the resonance vibration is set as a ejection timing.
前記第1の補正は、
前記記録媒体を搬送する速度に変化が生じた際に、
前記速度に変化が生じる前の前記速度が安定している際に予め設定された、前記吐出タイミング信号の一回分に対応する前記用紙搬送エンコーダ信号の回数分をカウントしたタイミングの後の最初のタイミングにおいて、前記共振振動の周波数と同期するタイミングを吐出タイミングとするように行う
ことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
The first correction is:
When a change occurs in the speed at which the recording medium is conveyed,
The first timing after the timing of counting the number of times of the paper transport encoder signal corresponding to one time of the ejection timing signal, which is preset when the speed before the change in speed is stable 2. The droplet discharge device according to claim 1, wherein a timing synchronized with the frequency of the resonance vibration is set as a discharge timing.
前記第2の補正は、前記駆動波形が前記吐出タイミングの周期を複数のパルスで構成している場合には、前記複数のパルスのうちの最後のパルスにおいて行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の液滴吐出装置。   2. The second correction is performed in the last pulse among the plurality of pulses when the drive waveform is composed of a plurality of pulses in the period of the ejection timing. The droplet discharge device according to claim 3. 前記共振振動の周波数はヘルムホルツ周波数であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の液滴吐出装置。   5. The droplet discharge device according to claim 1, wherein the frequency of the resonance vibration is a Helmholtz frequency. 6. 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の液滴吐出装置を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。   An ink jet recording apparatus comprising the liquid droplet ejection apparatus according to claim 1.
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