JP2015006777A - Liquid jet device and control method for the same - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置、及び、その制御方法に関し、特に、液体噴射ヘッドと着弾対象とを相対移動させながら液体を噴射する液体噴射装置、及び、その制御方法に関するものである。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus such as an ink jet recording apparatus, and a control method therefor, and more particularly to a liquid ejecting apparatus that ejects liquid while relatively moving a liquid ejecting head and a landing target, and a control method therefor. It is.
液体噴射装置は、液体を液滴としてノズルから噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッドという)を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクをインク滴として噴射させて記録を行うインクジェット式記録装置(以下、プリンターという)等の画像記録装置を挙げることができる。また、その他、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターに用いられる色材、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイに用いられる有機材料、電極形成に用いられる電極材等、様々な種類の液体の噴射に液体噴射装置が用いられている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。 The liquid ejecting apparatus is an apparatus that includes a liquid ejecting head capable of ejecting liquid as droplets from a nozzle and ejects various liquids from the liquid ejecting head. A typical example of the liquid ejecting apparatus is an ink jet recording that includes an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) and performs recording by ejecting liquid ink as ink droplets from the nozzle of the recording head. An image recording apparatus such as an apparatus (hereinafter referred to as a printer) can be given. In addition, liquid ejecting devices are used for ejecting various types of liquids such as color materials used for color filters such as liquid crystal displays, organic materials used for organic EL (Electro Luminescence) displays, and electrode materials used for electrode formation. It is used. The recording head for the image recording apparatus ejects liquid ink, and the color material ejecting head for the display manufacturing apparatus ejects solutions of R (Red), G (Green), and B (Blue) color materials. The electrode material ejecting head for the electrode forming apparatus ejects a liquid electrode material, and the bioorganic matter ejecting head for the chip manufacturing apparatus ejects a bioorganic solution.
上記のようなプリンターには、記録ヘッドを記録紙等の記録媒体(着弾対象の一種)の幅方向、即ち、主走査方向に移動させて記録を行うものがある。記録ヘッドは、噴射パルス(噴射駆動電圧の一種)を圧電素子(圧力発生手段の一種)に印加して当該圧電素子を駆動することによりノズルから液体状のインクを噴射する。そして、プリンターは、噴射されるインク滴の量がそれぞれ異なる複数種類の噴射パルスを備えており、この噴射パルスの中から必要な噴射パルスを選択的に圧電素子に供給することで異なる大きさのドットを記録媒体(着弾対象の一種)に形成する。 Some printers perform recording by moving the recording head in the width direction of a recording medium such as recording paper (a kind of landing target), that is, in the main scanning direction. The recording head ejects liquid ink from the nozzles by applying an ejection pulse (a kind of ejection drive voltage) to a piezoelectric element (a kind of pressure generating means) and driving the piezoelectric element. The printer has a plurality of types of ejection pulses with different amounts of ejected ink droplets, and by selectively supplying the necessary ejection pulses from the ejection pulses to the piezoelectric element, different sizes are obtained. Dots are formed on a recording medium (a kind of landing target).
このような構成のプリンターでは、記録ヘッドを移動させながらインクの噴射を行うため、噴射されたインク滴が記録ヘッドの移動に起因する慣性力によって記録媒体に対して斜めに飛翔する。このため、飛翔速度が異なるインク滴を噴射する場合、ノズルから記録媒体に着弾するまでの時間が各インク滴で異なる。例えば、小ドットに対応する少量のインク滴と、大ドットに対応する多量のインク滴とでは、空気抵抗等の差に起因して飛翔速度が異なるため、噴射されてから着弾するまでの時間が異なる。その結果、噴射されるインク滴の量(大きさ)によって着弾位置が異なる虞があった。すなわち、インク滴の着弾位置がずれる虞があった。このような着弾位置のずれを調整するため、ドットサイズ(インク滴の量)に応じた調整値に基づき弾位置のずれ量を補正しながら印刷を行う印刷装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In the printer having such a configuration, since the ink is ejected while moving the recording head, the ejected ink droplets fly obliquely with respect to the recording medium due to the inertial force resulting from the movement of the recording head. For this reason, when ink droplets having different flying speeds are ejected, the time required for the ink droplets to land on the recording medium differs for each ink droplet. For example, a small amount of ink droplets corresponding to small dots and a large amount of ink droplets corresponding to large dots have different flight speeds due to differences in air resistance, etc. Different. As a result, the landing position may vary depending on the amount (size) of ejected ink droplets. That is, there is a possibility that the landing position of the ink droplets is shifted. In order to adjust the deviation of the landing position, there has been proposed a printing apparatus that performs printing while correcting the deviation amount of the bullet position based on an adjustment value corresponding to the dot size (ink droplet amount) (for example, a patent). Reference 1).
しかしながら、上記のようなインク滴の量(大きさ)に応じた補正だけでは、着弾位置のずれを十分に抑制することができなかった。その原因としては、様々な要因が考えられる。例えば、複数のノズルを列設してなるノズル列からインクを噴射する際に、同時にインクを噴射するノズルの数によって、インク滴の飛翔速度が変化する。また、駆動信号の周波数の違い、すなわち、連続してノズルからインクを噴射する場合において最初に印加する噴射パルスと次に印加する噴射パルスの間隔によって、インク滴の飛翔速度が変化する。さらに、記録ヘッドと記録媒体との距離によって、インク滴の噴射から記録媒体に着弾するまでの時間が変化する。そして、このような飛翔速度の変化によって、インク滴の着弾位置がずれる虞があった。 However, only the correction according to the amount (size) of ink droplets as described above cannot sufficiently suppress the deviation of the landing position. Various factors can be considered as the cause. For example, when ink is ejected from a nozzle array formed by arranging a plurality of nozzles, the flying speed of ink droplets changes depending on the number of nozzles that eject ink simultaneously. Further, the flying speed of the ink droplet changes depending on the difference in the frequency of the drive signal, that is, the interval between the ejection pulse applied first and the ejection pulse applied next when ejecting ink from the nozzles continuously. Further, the time from the ejection of the ink droplet to the landing on the recording medium varies depending on the distance between the recording head and the recording medium. In addition, the landing position of the ink droplet may be shifted due to such a change in the flying speed.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体噴射ヘッドと着弾対象とを相対移動させながら液体を噴射する液体噴射装置において、液体の着弾位置のずれを抑制できる液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to suppress displacement of a liquid landing position in a liquid ejecting apparatus that ejects liquid while relatively moving a liquid ejecting head and a landing target. An object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus and a method for controlling the liquid ejecting apparatus.
本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、複数のノズルを列設してなるノズル群を有し、噴射パルスの印加により圧力発生手段を駆動することでノズルから液体を噴射して着弾対象に着弾させる液体噴射ヘッドと、
前記噴射パルスを複数含む駆動信号を繰り返し発生可能な駆動信号発生部と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記噴射パルスを前記圧力発生手段に対して選択的に印加することで、前記ノズルから噴射する液体の大きさを制御可能な制御手段と、
液体の噴射制御に関する制御情報が示された制御テーブルを記憶する記憶手段と、
を備え、
前記制御テーブルは、前記ノズルから噴射する液体の大きさ、前記ノズル群のうち同時に液体を噴射するノズルの数、前記駆動信号の周波数、および、前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象との距離、の組み合わせに対応する制御情報を有し、
前記制御手段は、前記制御テーブルの制御情報に基づいて、前記液体噴射ヘッドによる液体噴射を制御することを特徴とする。
The liquid ejecting apparatus of the present invention has been proposed in order to achieve the above-described object. The liquid ejecting apparatus has a nozzle group in which a plurality of nozzles are arranged, and drives the pressure generating means by applying an ejection pulse. A liquid ejecting head that ejects liquid from a nozzle to land on a landing target;
A drive signal generator capable of repeatedly generating a drive signal including a plurality of ejection pulses;
Moving means for relatively moving the liquid ejecting head and the landing target;
Control means capable of controlling the size of the liquid ejected from the nozzle by selectively applying the ejection pulse to the pressure generating means;
Storage means for storing a control table in which control information relating to liquid ejection control is indicated;
With
The control table includes the size of the liquid ejected from the nozzle, the number of nozzles that simultaneously eject liquid in the nozzle group, the frequency of the drive signal, and the distance between the liquid ejecting head and the landing target. It has control information corresponding to the combination,
The control means controls liquid ejection by the liquid ejection head based on control information in the control table.
上記構成において、前記制御情報は、液体の着弾位置のずれを補正する補正値であり、
前記制御手段は、当該補正値に基づいて、前記噴射パルスの波形または当該噴射パルスの前記圧力発生手段への印可タイミングを補正することが望ましい。
In the above configuration, the control information is a correction value for correcting a shift in the landing position of the liquid,
The control means preferably corrects the waveform of the injection pulse or the timing of applying the injection pulse to the pressure generating means based on the correction value.
そして、本発明の液体噴射装置の制御方法は、複数のノズルを列設してなるノズル群を有し、噴射パルスの印加により圧力発生手段を駆動することでノズルから液体を噴射して着弾対象に着弾させる液体噴射ヘッドと、
前記噴射パルスを複数含む駆動信号を繰り返し発生可能な駆動信号発生部と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記噴射パルスを前記圧力発生手段に対して選択的に印加することで、前記ノズルから噴射する液体の大きさを制御可能な制御手段と、
液体の噴射制御に関する制御情報が示された制御テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えた液体噴射装置の制御方法であって、
前記ノズルから噴射する液体の大きさ、前記ノズル群のうち同時に液体を噴射するノズルの数、前記駆動信号の周波数、および、前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象との距離、の組み合わせに対応する前記制御テーブルの制御情報に基づいて、前記液体噴射ヘッドによる液体噴射を制御することを特徴とする。
The control method of the liquid ejecting apparatus of the present invention includes a nozzle group in which a plurality of nozzles are arranged in a row, and the liquid is ejected from the nozzles by driving the pressure generating means by applying the ejecting pulses to be landed. A liquid ejecting head to land on,
A drive signal generator capable of repeatedly generating a drive signal including a plurality of ejection pulses;
Moving means for relatively moving the liquid ejecting head and the landing target;
Control means capable of controlling the size of the liquid ejected from the nozzle by selectively applying the ejection pulse to the pressure generating means;
Storage means for storing a control table in which control information relating to liquid ejection control is indicated;
A control method for a liquid ejecting apparatus comprising:
The size corresponding to the combination of the size of the liquid ejected from the nozzles, the number of nozzles that simultaneously eject liquid in the nozzle group, the frequency of the drive signal, and the distance between the liquid ejecting head and the landing target The liquid ejecting by the liquid ejecting head is controlled based on the control information in the control table.
本発明によれば、ノズルから噴射された液体が着弾対象上の本来目標とする位置からずれることを抑制できる。これにより、着弾対象上に形成される画像等の画質の悪化を抑制できる。また、制御テーブルに基づいて液体噴射ヘッドによる液体の噴射を制御するので、制御情報を液体の噴射ごとに計算する必要がない。このため、制御手段の負荷を軽減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the liquid injected from the nozzle slip | deviates from the original target position on a landing target. Thereby, deterioration of image quality, such as an image formed on the landing target, can be suppressed. In addition, since the liquid ejection by the liquid ejection head is controlled based on the control table, it is not necessary to calculate control information for each liquid ejection. For this reason, the load of the control means can be reduced.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッド)を搭載したインクジェット式プリンター(以下、プリンター)を例に挙げて行う。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following description, an ink jet printer (hereinafter referred to as a printer) equipped with an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) is taken as an example of the liquid ejecting apparatus of the present invention.
プリンター1の構成について、図1を参照して説明する。プリンター1は、記録紙等の記録媒体2(着弾対象の一種)の表面に対して液体状のインクを噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター1は、インクを噴射する記録ヘッド3、この記録ヘッド3が取り付けられるキャリッジ4、キャリッジ4を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構5(本発明における移動手段に相当)、記録媒体2を副走査方向に移送する搬送機構6等を備えている。上記のインクは、液体供給源としてのインクカートリッジ7に貯留されている。このインクカートリッジ7は、記録ヘッド3に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジ7がプリンター1の本体側に配置され、当該インクカートリッジ7からインク供給チューブを通じて記録ヘッド3に供給される構成を採用することもできる。
The configuration of the
上記のキャリッジ移動機構5はタイミングベルト8を備えている。そして、このタイミングベルト8はDCモーター等のパルスモーター9により駆動される。従ってパルスモーター9が作動すると、キャリッジ4は、プリンター1に架設されたガイドロッド10に案内されて、主走査方向(記録媒体2の幅方向)に往復移動する。キャリッジ4の主走査方向の位置は、位置情報検出手段の一種であるリニアエンコーダー11によって検出される。リニアエンコーダー11は、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス(位置情報の一種)をプリンター1の制御部41(図3参照)に送信する。
The
次に記録ヘッド3について説明する。図2は記録ヘッド3の概略断面図である。なお、図2では、他方のノズル列に対応する主要部分の構成が、図示されたものと左右方向に対称であるため省略されている。本実施形態における記録ヘッド3は、図2に示すように、圧力発生ユニット17および流路ユニット18を備え、これらの部材が積層された状態でケース23に取り付けて構成されている。
Next, the
ケース23は、合成樹脂等によって形成される箱体状部材である。図2に示すように、このケース23の中心部分にはノズル列方向に沿って長尺な貫通空部34が、ケース23の高さ方向を貫通する状態で形成されている。そして、この貫通空部34には、図示しないフレキシブルケーブルの一端部が収容される。また、ケース23には、インク導入路35が形成されている。このインク導入路35は、その上端が上流側の流路と接続され、下端が流路ユニット18の共通液室29(リザーバー)に接続されている。これによりインクカートリッジ7からのインクは、インク導入路35を介して共通液室29に導入される。
The
流路ユニット18は、複数のノズル24を直線状(列状)に開設したノズルプレート19(ノズル形成部材の一種)、及び、共通液室29が設けられた連通基板20を有している。この列設された複数のノズル24は、一端側のノズル24から他端側のノズル24までドット形成密度に対応したピッチで等間隔に設けられている。本実施形態では、360dpiに対応するピッチで360個のノズル24を列設することでノズル列(ノズル群の一種)が構成されている。また、本実施形態では、当該ノズルプレート19に2列のノズル列が形成されている。共通液室29は、ノズル列方向に沿って一連に形成された空部であり、2列のノズル列に対応して、2列形成されている。この共通液室29のノズル24側(圧力室28側)には、圧力室28と連通する液体導入口30が各圧力室28に対応して複数開設されている。
The
圧力発生ユニット17は、圧力室28が形成された圧力室形成基板26(圧力室形成部材の一種)、弾性膜27、圧電素子31、および保護基板21が積層されてユニット化されている。そして、共通液室29から液体導入口30を介して圧力室28にインクを導入し、制御部41からの駆動信号を、フレキシブルケーブルを介して圧電素子31に供給することで、圧電素子31を駆動させて圧力室28に圧力変動を生じさせる。この圧力変動を利用することで、連通基板20に貫通したノズル連通路32を介してノズル24からインク滴を噴射させている。
The
そして、インクカートリッジ7からインク導入路35を介して共通液室29内に導入されたインクは、液体導入口30を通じて圧力室28に導入される。圧力室28にインクが充填された状態で、制御部41からの駆動信号を圧電素子31に供給すると、圧電素子31が撓み、圧力室28内に圧力変動が生じる。記録ヘッド3は、この圧力変動を利用することでノズル24からインク滴を噴射させている。
Then, the ink introduced from the
次に、プリンター1の電気的構成を説明する。図3は、プリンター1の電気的な構成を説明するブロック図である。本実施形態におけるプリンター1は、キャリッジ移動機構5、搬送機構6、リニアエンコーダー11、記録ヘッド3、及び、制御部41を有する。なお、外部装置40は、例えばコンピューターやデジタルカメラなどの画像を取り扱う電子機器である。この外部装置40は、プリンター1の制御部41と通信可能に接続されており、プリンター1において記録媒体2に画像やテキストを印刷させるため、その画像等に応じた印刷データをプリンター1に送信する。
Next, the electrical configuration of the
制御部41は、プリンター1の各部の制御を行うための制御ユニットであり、インターフェース(I/F)部44と、CPU45と、記憶部46(本発明における記憶手段に相当)と、駆動信号生成部47(本発明における駆動信号発生部に相当)と、を有する。インターフェース部44は、外部装置40からプリンター1へ送信される印刷データや印刷命令を受信したり、外部装置40にプリンター1の状態情報を送信したりする等、プリンター1とのデータの送受信を行う。CPU45は、プリンター1全体の制御を行うための演算処理装置であり、記憶部46に記憶されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。また、CPU45は、リニアエンコーダー11から出力されるエンコーダーパルスからタイミングパルスPTSを生成するタイミングパルス生成手段として機能する。そして、CPU45は、このタイミングパルスPTSに同期させて印刷データの送信や、駆動信号生成部47による駆動信号COMの生成等を制御する。
The
さらに、CPU45は、上記印刷データに基づき、記録ヘッド3の噴射制御に用いる噴射データを生成する。この噴射データは、印刷される画像の画素に関するデータである。ここで、画素とは、記録媒体2上に仮想的に定められたドット形成領域を示す。そして、本発明に係る噴射データは、記録媒体2上に形成されるドットの有無(又はインクの噴射の有無)及びドットの大きさ(又は噴射されるインクの量)に関する階調データからなる。本実施形態において、噴射データは合計2ビットの2値階調データによって構成されている。2ビットの階調値には、インクを噴射しない非記録に対応する[00]と、小ドットの記録に対応する[01]と、中ドットの記録に対応する[10]と、大ドットの記録に対応する[11]とがある。従って、本実施形態におけるプリンター1は4階調で記録ができる。
Further, the
記憶部46は、CPU45のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素子であり、ROM、RAM、NVRAM(不揮発性記憶素子)を含む。また、記憶部46には、インクの噴射制御に関する制御情報が示された制御テーブルが予め記憶されている。本実施形態では、制御情報として、インクの着弾位置のずれを補正する補正値(タイミング補正値)が記憶されている。各補正値は、図5に示すように、ノズル24から噴射するインクの大きさ(ドットサイズ)、ノズル列において同時にインクを噴射するノズル24の数(同時吐出ノズル数)、駆動信号の周波数(駆動周波数)、および、記録媒体2の厚さ(記録媒体の厚さ)の組み合わせに応じた値が予め定められて記憶されている。CPU45は、これら4つのパラメーターに応じた補正値を記憶部46から読み込み、この補正値に基づいてノズル24から噴射するインクのタイミング、すなわち、噴射パルスの圧電素子31への印可タイミングを補正(制御)する。なお、インクの噴射タイミングの補正については、後で詳しく説明する。
The memory |
駆動信号生成部47は、駆動信号COMの波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成する。また、駆動信号生成部47は、この電圧信号を電力増幅し、駆動信号COMを生成する。ここで、駆動信号COMは、当該駆動信号COMの生成繰り返し周期である単位期間T内に、複数の噴射パルスを含む一連の信号である。噴射パルスは、記録ヘッド3のノズル24らインクを噴射する記録動作を行わせるために、圧電素子31に所定の動作を行わせる駆動電圧の一種である。例えば、駆動信号COMは、大ドットに対応する噴射パルス、中ドットに対応する噴射パルス、および小ドットに対応する噴射パルスを一連に含んでいる。なお、駆動信号COMの繰り返し周期である単位周期Tは、記録ヘッド3が記録媒体2に対して相対的に移動しながらインクの噴射を行う際に、ノズル24が画素の幅に対応する距離だけ移動する時間に相当し、例えば、数十μsに設定されている。即ち、この場合、駆動信号の繰り返し周波数は数十kHzである。
The drive
図4は、噴射パルスの一例を説明する波形図である。なお、図4の縦軸は電圧を表わし、横軸は時間を表わしている。噴射パルスは、膨張要素p1、膨張維持要素p2、収縮要素p3、収縮維持要素p4、および、復帰要素p5を含んでいる。膨張要素p1は、基準電位(中間電位)VBから最小電位(最小電圧)VLまでマイナス側に電位が変化して圧力室28を膨張させる。膨張維持要素p2は、最小電位VLを一定時間維持する。収縮要素p3は、最小電位VLから最大電位(最大電圧)VHまでプラス側に電位が変化して圧力室28を急激に収縮させる。収縮維持要素p4は、最大電位VHを一定時間維持する。復帰要素p5は、最大電位VHから基準電位VBまで電位を復帰する。このような噴射パルスでは、最小電位VLと最大電位VHの電位差Vd(収縮要素p3の電圧変化量)によって、ノズル24から噴射するインクの量が変化する。例えば、ノズル24から噴射するインクの量を多くしたい場合(大ドットの場合)、最小電位VLと最大電位VHの電位差Vdが大きい噴射パルスが用いられる。一方、ノズル24から噴射するインクの量を少なくしたい場合(小ドットの場合)、最小電位VLと最大電位VHの電位差Vdが小さい噴射パルスが用いられる。なお、噴射パルスは例示した波形に限らす、その他、種々の構成の波形を用いて、各ドットサイズに対応するインクを噴射する噴射パルスとすることもできる。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining an example of the injection pulse. In FIG. 4, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. The injection pulse includes an expansion element p1, an expansion maintenance element p2, a contraction element p3, a contraction maintenance element p4, and a return element p5. The expansion element p1 expands the
ヘッド制御部43は、CPU45からのヘッド制御信号に基づき、記録ヘッド3の圧電素子31に対する駆動信号COMの印加制御等を行う。また、ヘッド制御部43は、CPU45からの噴射データに基づき、パルス選択データを生成する。このパルス選択データによって、駆動信号COMからドットサイズに対応する噴射パルスが選択される。そして、噴射パルスが圧電素子31に印加されると、所定の量(設計上目標とする量)のインクが一定の速度でノズル24から噴射されるように設計されている。これにより、記録媒体2上のドット形成領域にインクが着弾し、選択した噴射パルスに対応する大きさのドットを形成する。なお、制御部41およびヘッド制御部43が本発明における制御手段に相当する。
The
ところで、噴射パルスの印加タイミングの補正を行わない従来のプリンターでは、ノズル24から噴射されたインクが記録媒体2上の本来目標とする位置からずれることがあった。記録ヘッド3(キャリッジ4)は、記録媒体2に対して相対移動しながらインク滴を噴射すため、噴射されたインク滴が慣性力によって記録媒体2に対して斜めに飛翔する。このため、ノズル24から噴射されたインク滴が本来目標とする飛翔速度からずれると、記録媒体2に着弾するまでの時間がずれて、インク滴の着弾位置が本来目標とする位置からずれる。ここで、インク滴の飛翔速度(ノズル24から噴射されてから着弾対象に着弾するまでのインク滴の平均速度)は、ノズル24から噴射するインクの大きさ、ノズル列において同時にインクを噴射するノズル24の数、駆動信号の周波数、および、記録媒体2の厚さによって変化する虞がある。
By the way, in a conventional printer that does not correct the ejection pulse application timing, the ink ejected from the
インク滴の飛翔速度の変化について、より詳しく説明する。ノズル24から噴射するインク滴の大きさ(インク滴の量)が異なると、インク滴に働く重力、インク滴が飛翔中に受ける空気抵抗等が異なる。このため、インク滴の大きさによって、インク滴の飛翔速度が変化し、着弾位置がずれる。また、ノズル列において同時にインクを噴射するノズル24の数(ノズル列を構成する全ノズル24に対する同時にインクを噴射するノズル24の割合)によって、所謂クロストークが発生するため、インク滴の飛翔速度が変わる。このクロストークは、インクを噴射する際に、圧力室28の内圧が上昇することによって、圧力室28同士を区画する隔壁が撓むことに起因する。例えば、ノズル列を構成するノズル24のうち1つのノズル24のみからインクを噴射する場合、上記の隔壁が外側に歪むことによって、圧力損失が生じ、飛翔速度が遅くなる。一方、ノズル列を構成する複数のノズル24からインクを噴射する場合、隣接する圧力室28を通じて、噴射する他のノズル24からの圧力が伝わり、隔壁の歪みが抑制される。その結果、圧力損失が抑制される。このため、ノズル列において同時にインクを噴射するノズル24の数が多いほどインク滴の飛翔速度が速くなり、少ないほどインク滴の飛翔速度が遅くなる傾向がある。この飛翔速度の違いにより、インク滴の着弾位置がずれる虞がある。
The change in the flying speed of the ink droplet will be described in more detail. When the size of ink droplets ejected from the nozzle 24 (the amount of ink droplets) is different, the gravity acting on the ink droplets, the air resistance received by the ink droplets during flight, and the like are different. For this reason, the flying speed of the ink droplet changes depending on the size of the ink droplet, and the landing position is shifted. In addition, since the so-called crosstalk occurs depending on the number of
さらに、駆動信号の周波数(駆動信号の周期)によっては、インク滴の飛翔速度が変わる虞がある。これは、連続してノズル24からインクを噴射する場合において、最初に噴射したインクの残留振動が、次に噴射するインクに影響を及ぼすためである。すなわち、インク滴を噴射した後の圧力室28には残留振動が残り、メニスカスの挙動が乱れるため、次のインク滴の噴射に影響を及ぼす。特に、非常に短い時間で連続的にインク滴を噴射する場合、この残留振動の影響が顕著になり、飛翔速度が変化し易くなる。また、この場合、圧力室28に供給されるインクの量も少なくなり、インク滴の量および飛翔速度が変化する虞もある。これにより、インク滴の着弾位置がずれる虞がある。そして、記録媒体2の厚さによっても、インク滴の飛翔速度が変わる。記録媒体2の厚さが変わると、記録ヘッド3と記録媒体2との距離(ノズルプレート19と記録媒体2との間隔)が変化し、インク滴の噴射から記録媒体2に着弾するまでの時間が変化する。すなわち、インク滴の平均の飛翔速度が変化する。このため、インク滴の着弾位置がずれる。
Furthermore, the flying speed of ink droplets may change depending on the frequency of the drive signal (cycle of the drive signal). This is because, when ink is continuously ejected from the
このような飛翔速度の変化に起因する着弾位置ずれを抑制するため、本発明では、ノズル24から噴射するインクの大きさ、ノズル列において同時にインクを噴射するノズル24の数、駆動信号の周波数、および、記録媒体2の厚さ(記録ヘッド3と記録媒体2との距離)の組み合わせに対応する補正値を制御テーブルとして記憶部46に記憶しておき、この補正値に基づいて噴射パルスの圧電素子31への印可タイミングを補正(制御)している。本実施形態では、図5に示すように、ノズル24から噴射するインクの大きさ(ドットサイズ)が、「大」、「中」、「小」の場合に対応してそれぞれ補正値を変更している。また、ノズル列において同時にインクを噴射するノズル24の数(同時吐出ノズル数)が「多い」、「少ない」の2通りに分けて補正値を変更している。例えば、予め印刷データから使用(噴射)するノズルの数を計算し、ノズル列を構成するノズル24の数の半分を基準として、これより多い場合と、これ以下の場合とで補正値を変更する。
In order to suppress the landing position deviation due to such a change in flying speed, in the present invention, the size of the ink ejected from the
さらに、駆動信号の周波数(駆動周波数)が「高い」、「低い」の2通りに分けて補正値を変更している。例えば、プリンター1の設定が、駆動周波数の高い低画質なモードに設定された場合と、駆動周波数の低い高画質なモードに設定された場合とで補正値を変更する。また、記録媒体2の厚さが「厚い」、「薄い」の2通りに分けて補正値を変更している。例えば、プリンター1の設定が、はがき等の厚い記録媒体2に印刷するモードに設定された場合と、コピー紙などの薄い記録媒体2に印刷するモードに設定された場合とで補正値を変更している。なお、プリンター1に記録ヘッド3(ノズルプレート19)から記録媒体2までの間隔を測定する測定手段を設け、この測定結果に応じて補正値を変更することもできる。
Further, the correction value is changed in two ways of “high” and “low” of the frequency of the drive signal (drive frequency). For example, the correction value is changed when the setting of the
このように、本実施形態の制御テーブルでは、「ドットサイズ」が3通り、「同時吐出ノズル数」が2通り、「駆動周波数」が2通り、「記録媒体の厚さ」が2通りあるため、これらの組み合わせに対応する補正値が24通り(ΔT1〜ΔT24)設定されている。そして、これらの値は、制御テーブルとして記憶部46に記憶されている。なお、各補正値は、ノズル24から噴射されたインク滴が記録媒体2上の本来目標とする位置に着弾するように、予め実験やシミュレーション等によって求めることができる。そして、CPU45は、「ドットサイズ」、「同時吐出ノズル数」、「駆動周波数」、および「記録媒体の厚さ」の組み合わせから対応する補正値を記憶部46から読み込み、ヘッド制御部43を制御して噴射パルスの圧電素子31への印加タイミングを制御(補正)する。例えば、補正値がプラスの値であった場合、噴射パルスのタイミングを当該補正値の値に応じて所定の基準タイミングよりも遅くするように、噴射パルスの圧電素子31への印可タイミングを補正する。補正値がマイナスの値であった場合、噴射パルスのタイミングを当該補正値の値に応じて所定の基準タイミングよりも早くするよう、に噴射パルスの圧電素子31への印可タイミングを補正する。なお、タイミング補正値がゼロの場合は、噴射パルスのタイミング補正を行わず、所定の基準タイミングどおりに圧電素子31へ噴射パルスを印可する。
As described above, in the control table of the present embodiment, there are three “dot sizes”, two “number of simultaneous ejection nozzles”, two “drive frequencies”, and two “recording medium thicknesses”. The correction values corresponding to these combinations are set in 24 ways (ΔT1 to ΔT24). These values are stored in the
これにより、ノズル24から噴射されたインクが記録媒体2上の本来目標とする位置からずれることを抑制できる。その結果、記録媒体2上に形成される画像等の画質の悪化を抑制できる。また、制御テーブルに基づいて記録ヘッド3によるインクの噴射を制御するので、補正値をインクの噴射ごとに計算する必要がない。このため、制御部41(CPU45)の負荷を軽減することができる。その結果、印刷処理等の液体噴射処理の高速化に寄与することが可能となる。
Thereby, it is possible to suppress the ink ejected from the
ところで、上記実施形態では、噴射パルスのタイミングを補正する補正値を例示したが、これには限られない。例えば、噴射パルスの波形を補正する補正値であってもよい。具体的には、補正値に基づいて噴射パルスの収縮要素p3の傾きを補正することによって、インク滴の飛翔速度を変更することができる。例えば、飛翔速度を早くして、インク滴の着弾位置を記録ヘッドの移動方向(主走査方向)の手前側にしたい場合は、収縮要素p3の傾きが急峻になるように補正する補正値を制御テーブルとして記憶部に記憶する。一方、飛翔速度を遅くして、インク滴の着弾位置を記録ヘッドの移動方向(主走査方向)の奥側にしたい場合は、収縮要素p3の傾きが緩やかになるように補正する補正値を制御テーブルとして記憶部に記憶する。この補正値に基づいて、駆動信号COMの波形を生成する。 By the way, in the said embodiment, although the correction value which correct | amends the timing of an injection pulse was illustrated, it is not restricted to this. For example, it may be a correction value for correcting the waveform of the injection pulse. Specifically, the flying speed of the ink droplet can be changed by correcting the inclination of the contraction element p3 of the ejection pulse based on the correction value. For example, when it is desired to increase the flying speed so that the landing position of the ink droplet is closer to the recording head movement direction (main scanning direction), the correction value for correcting the inclination of the contraction element p3 to be steep is controlled. It memorize | stores in a memory | storage part as a table. On the other hand, when the flying speed is slowed down and the landing position of the ink droplet is desired to be the back side in the recording head movement direction (main scanning direction), the correction value for correcting the inclination of the contraction element p3 to be gentle is controlled. It memorize | stores in a memory | storage part as a table. Based on this correction value, the waveform of the drive signal COM is generated.
また、上記実施形態の制御テーブルでは、飛翔速度の変化に関連する4つのパラメーター(ノズルから噴射するインクの大きさ、ノズル列において同時にインクを噴射するノズルの数、駆動信号の周波数、および、記録ヘッドと記録媒体との距離(記録媒体の厚さ))の組み合わせが24通りに設定されたが、すなわち、補正値が24通りに設定されたが、これには限られない。例えば、各パラメーターの場合分けをより細かく設定して、さらに多くの組み合わせからなる制御テーブルを記憶部に記憶するようにしてもよい。 In the control table of the above embodiment, four parameters related to the change in flying speed (the size of ink ejected from the nozzles, the number of nozzles ejecting ink simultaneously in the nozzle array, the frequency of the drive signal, and the recording) Although 24 combinations of the distance between the head and the recording medium (thickness of the recording medium) are set, that is, 24 correction values are set, this is not restrictive. For example, the case classification of each parameter may be set more finely, and a control table composed of more combinations may be stored in the storage unit.
さらに、以上では、圧力発生手段として、所謂撓み振動型の圧電素子31を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子を採用することも可能である。この場合、上記実施形態で例示した噴射パルスに関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。その他、圧力発生手段としては、発熱によりインク内に気泡を発生させることで圧力変動を生じさせる発熱素子や、静電気力により圧力室の区画壁を変位させることで圧力変動を生じさせる静電アクチュエーターなどの圧力発生手段を採用する構成においても本発明を適用することが可能である。
Furthermore, although the so-called flexural vibration type
1…プリンター,2…記録媒体,3…記録ヘッド,4…キャリッジ,5…キャリッジ移動機構,6…搬送機構,7…インクカートリッジ,8…タイミングベルト,11…リニアエンコーダー,17…圧力発生ユニット,18…流路ユニット,19…ノズルプレート,20…連通基板,21…保護基板,23…ケース,24…ノズル,26…圧力室形成基板,27…弾性膜,28…圧力室,29…共通液室,30…液体導入口,31…圧電素子,32…ノズル連通路,34…貫通空部,35…インク導入路,41…制御部,43…ヘッド制御部,45…CPU,46…記憶部,47…駆動信号生成部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記噴射パルスを複数含む駆動信号を繰り返し発生可能な駆動信号発生部と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記噴射パルスを前記圧力発生手段に対して選択的に印加することで、前記ノズルから噴射する液体の大きさを制御可能な制御手段と、
液体の噴射制御に関する制御情報が示された制御テーブルを記憶する記憶手段と、
を備え、
前記制御テーブルは、前記ノズルから噴射する液体の大きさ、前記ノズル群のうち同時に液体を噴射するノズルの数、前記駆動信号の周波数、および、前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象との距離、の組み合わせに対応する制御情報を有し、
前記制御手段は、前記制御テーブルの制御情報に基づいて、前記液体噴射ヘッドによる液体噴射を制御することを特徴とする液体噴射装置。 A liquid ejecting head having a nozzle group in which a plurality of nozzles are arranged, and ejecting liquid from the nozzles by driving the pressure generating means by applying an ejection pulse to land on a landing target;
A drive signal generator capable of repeatedly generating a drive signal including a plurality of ejection pulses;
Moving means for relatively moving the liquid ejecting head and the landing target;
Control means capable of controlling the size of the liquid ejected from the nozzle by selectively applying the ejection pulse to the pressure generating means;
Storage means for storing a control table in which control information relating to liquid ejection control is indicated;
With
The control table includes the size of the liquid ejected from the nozzle, the number of nozzles that simultaneously eject liquid in the nozzle group, the frequency of the drive signal, and the distance between the liquid ejecting head and the landing target. It has control information corresponding to the combination,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls liquid ejection by the liquid ejecting head based on control information in the control table.
前記制御手段は、当該補正値に基づいて、前記噴射パルスの波形または当該噴射パルスの前記圧力発生手段への印可タイミングを補正することを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。 The control information is a correction value for correcting the deviation of the landing position of the liquid,
2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the control unit corrects a waveform of the ejection pulse or an application timing of the ejection pulse to the pressure generating unit based on the correction value. 3.
前記噴射パルスを複数含む駆動信号を繰り返し発生可能な駆動信号発生部と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記噴射パルスを前記圧力発生手段に対して選択的に印加することで、前記ノズルから噴射する液体の大きさを制御可能な制御手段と、
液体の噴射制御に関する制御情報が示された制御テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えた液体噴射装置の制御方法であって、
前記ノズルから噴射する液体の大きさ、前記ノズル群のうち同時に液体を噴射するノズルの数、前記駆動信号の周波数、および、前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象との距離、の組み合わせに対応する前記制御テーブルの制御情報に基づいて、前記液体噴射ヘッドによる液体噴射を制御することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。 A liquid ejecting head having a nozzle group in which a plurality of nozzles are arranged, and ejecting liquid from the nozzles by driving the pressure generating means by applying an ejection pulse to land on a landing target;
A drive signal generator capable of repeatedly generating a drive signal including a plurality of ejection pulses;
Moving means for relatively moving the liquid ejecting head and the landing target;
Control means capable of controlling the size of the liquid ejected from the nozzle by selectively applying the ejection pulse to the pressure generating means;
Storage means for storing a control table in which control information relating to liquid ejection control is indicated;
A control method for a liquid ejecting apparatus comprising:
The size corresponding to the combination of the size of the liquid ejected from the nozzles, the number of nozzles that simultaneously eject liquid in the nozzle group, the frequency of the drive signal, and the distance between the liquid ejecting head and the landing target A liquid ejecting apparatus control method, comprising: controlling liquid ejection by the liquid ejecting head based on control information in a control table.
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WO2017010353A1 (en) * | 2015-07-10 | 2017-01-19 | コニカミノルタ株式会社 | Inkjet recording device and inkjet recording method |
-
2013
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JPWO2017010353A1 (en) * | 2015-07-10 | 2018-04-19 | コニカミノルタ株式会社 | Inkjet recording apparatus and inkjet recording method |
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