JP2015058582A - Droplet discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液滴吐出装置に係り、特にノズルに連通された圧力室をアクチュエータで膨張/収縮させて、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置に関する。 The present invention relates to a droplet discharge device, and more particularly to a droplet discharge device that discharges droplets from a nozzle by expanding / contracting a pressure chamber communicated with the nozzle with an actuator.
ノズルに連通された圧力室をアクチュエータで膨張/収縮させることにより、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置では、吐出時にサテライト(「ミスト」ともいう)と呼ばれる極微小な液滴が、吐出させた液滴の後に発生することがある。サテライトは、打滴対象物に付着して画質を低下させたり、ノズル面に付着して吐出不良を生じさせたりするという問題がある。 In a droplet discharge device that discharges droplets from a nozzle by expanding / contracting the pressure chamber connected to the nozzle with an actuator, a very small droplet called a satellite (also called “mist”) is discharged during discharge. It may occur after the applied droplet. Satellites have the problem that they adhere to the droplet ejection target and degrade the image quality, or adhere to the nozzle surface and cause ejection defects.
このようなサテライトは、ノズルから吐出させた液滴の後端部分が尾のように伸び、いくつにも分離することにより発生する。特許文献1では、所定波形の駆動信号をアクチュエータに印加することにより、液滴の後端部分が尾のように伸びる現象を抑制し、サテライトの発生を抑制する方法が提案されている。具体的には、アクチュエータに印加する吐出駆動パルスを、圧力室を膨張させてメニスカスを圧力室側に引き込む第1の圧力室膨張要素と、第1の圧力室膨張要素によって膨張された圧力室を収縮させてメニスカスを吐出側に押し出す圧力室収縮要素と、圧力室収縮要素によって収縮された圧力室を膨張させてメニスカスを圧力室側に引き込む第2の圧力室膨張要素とで構成し、かつ、第2の圧力室膨張要素を、圧力室収縮要素によって収縮された圧力室を第1中間膨張容積まで膨張させてメニスカスを圧力室側に引き込む第1の引き込み要素と、圧力室の第1中間膨張容積を一定時間維持する中間維持要素と、第1中間膨張容積から第2中間膨張容積まで膨張させてメニスカスをさらに引き込む第2の引き込み要素とで構成することにより、吐出させた液滴の後端部が尾のように伸びる現象を抑制している。
Such satellites are generated when the rear end portion of a droplet discharged from a nozzle extends like a tail and separates into any number.
しかしながら、特許文献1の方法は、サテライトの防止という観点からは十分に課題解決が図られていなかった。すなわち、特許文献1は、サテライトの防止だけでなく、液滴の微小化を課題としており、その課題を同時に達成すべく吐出駆動パルスの波形を設定しているため、サテライトの発生を十分に抑えられていなかった。
However, the method of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、効果的にサテライトの発生を防止できる液滴吐出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a droplet discharge device that can effectively prevent the generation of satellites.
課題を解決するための手段は、次のとおりである。 Means for solving the problems are as follows.
第1の態様は、ノズルと、ノズルに連通する圧力室と、圧力室を膨張/収縮させるアクチュエータと、を有する液滴吐出ヘッドと、アクチュエータに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、駆動信号生成部が生成する駆動信号は、ノズルから液滴を吐出させる少なくとも1つの吐出パルスと、最終の吐出パルスを印加した後に印加されて、メニスカスを圧力室側に引き込ませる第1の引きパルスと、第1の引きパルスを印加した後に印加されて、メニスカスを圧力室側に引き込ませる第2の引きパルスと、を含み、液滴吐出ヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をTcとしたとき、吐出パルスの幅が、(1/2)×Tc以下に設定され、第1の引きパルスの印加開始点が、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる時点から(1/8)×Tc以内の範囲内に設定され、第2の引きパルスの印加開始点が、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動が吐出側で極大となる時点から(1/4)×Tc以内の範囲内に設定される液滴吐出装置である。 A first aspect includes a droplet discharge head having a nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and an actuator that expands / contracts the pressure chamber, a drive signal generation unit that generates a drive signal to be applied to the actuator, The drive signal generated by the drive signal generation unit is applied after applying the at least one discharge pulse for discharging the droplet from the nozzle and the final discharge pulse, and draws the meniscus to the pressure chamber side. And a second pulling pulse that is applied after applying the first pulling pulse and pulls the meniscus to the pressure chamber side, and the Helmholtz period determined from the structure of the droplet discharge head is Tc In this case, the ejection pulse width is set to (1/2) × Tc or less, and the application start point of the first pulling pulse is generated by applying the ejection pulse. It is set within a range of (1/8) × Tc from the point when the niscus vibration becomes zero crossing, and the application start point of the second pulling pulse is maximized on the ejection side when the meniscus vibration generated by applying the ejection pulse is applied. The droplet discharge device is set within a range of (1/4) × Tc from the time point.
本態様によれば、最終の吐出パルスを印加した後、第1の引きパルスと第2の引きパルスとが印加される。第1の引きパルスは、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる時点から(1/8)×Tc以内の範囲内に設定され、第2の引きパルスは、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動が吐出側で極大となる時点から(1/4)×Tc以内の範囲内に設定される。すなわち、吐出パルスを印加したときのメニスカス振動に基づいて、第1の引きパルスの印加タイミングと第2の引きパルスの印加タイミングとが設定される。第1の引きパルスは、メニスカス位置が圧力室側から吐出側に切り換わるポイント(ゼロクロス点)以降で印加されるように設定され、第2の引きパルスは、メニスカス振動が吐出側で極大となるポイント以降で印加されるように設定される。これにより、メニスカスの振動を利用して、効率よく液滴を分離させることができ、サテライトの発生を効果的に抑制することができる。 According to this aspect, after applying the final ejection pulse, the first pulling pulse and the second pulling pulse are applied. The first pulling pulse is set within a range of (1/8) × Tc from the point in time when the meniscus vibration generated by applying the discharge pulse becomes zero cross, and the second pulling pulse applies the discharge pulse. This is set within a range of (1/4) × Tc from the point in time when the meniscus vibration generated by this is maximized on the discharge side. That is, the application timing of the first pulling pulse and the application timing of the second pulling pulse are set based on the meniscus vibration when the ejection pulse is applied. The first pulling pulse is set so as to be applied after the point at which the meniscus position switches from the pressure chamber side to the discharge side (zero cross point), and the second pulling pulse has maximum meniscus vibration on the discharge side. It is set to be applied after the point. As a result, the droplets can be efficiently separated using the vibration of the meniscus, and the generation of satellites can be effectively suppressed.
なお、最終の吐出パルスとは、たとえば、吐出パルスの数を変えてドットサイズを替えるような場合において、最後に印加される吐出パルスを意味する。 Note that the final ejection pulse means the ejection pulse that is applied last, for example, when the dot size is changed by changing the number of ejection pulses.
第2の態様は、第1の態様の液滴吐出装置において、最終の吐出パルスの幅が(1/2)×Tcより5%から15%狭く設定される態様である。 The second mode is a mode in which the final ejection pulse width is set to be 5% to 15% narrower than (1/2) × Tc in the droplet ejection device of the first mode.
本態様によれば、最終の吐出パルスの幅が(1/2)×Tcより5%から15%狭く設定される。サテライトの抑制効果は、第1の引きパルスを印加するタイミングをゼロクロス点に近づけるほど高くなる。そして、第1の引きパルスを印加するタイミングは、最終の吐出パルスの幅を狭めるほど、すなわち、最終の吐出パルスの終点を早めるほど、ゼロクロス点に近づけることができる。一方、吐出パルスの幅を狭めると、その吐出パルスを印加することによって吐出される液滴の速度が低下する。本態様によれば、十分な滴速度を維持しつつ、可能な限りゼロクロス点に近づけて第1の引きパルスを印加することができ、より効果的にサテライトの発生を抑制することができる。 According to this aspect, the width of the final ejection pulse is set to be 5% to 15% narrower than (1/2) × Tc. The satellite suppression effect increases as the timing at which the first pulling pulse is applied approaches the zero cross point. The timing of applying the first pulling pulse can be closer to the zero cross point as the width of the final ejection pulse is narrowed, that is, as the end point of the final ejection pulse is advanced. On the other hand, when the width of the ejection pulse is narrowed, the speed of the ejected droplet is reduced by applying the ejection pulse. According to this aspect, it is possible to apply the first pulling pulse as close to the zero cross point as possible while maintaining a sufficient droplet velocity, and it is possible to more effectively suppress the generation of satellites.
第3の態様は、第2の態様の液滴吐出装置において、第1の引きパルスの印加開始点が、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる点に設定される態様である。 The third aspect is an aspect in which, in the droplet discharge device of the second aspect, the application start point of the first pulling pulse is set to a point where the meniscus vibration generated by applying the discharge pulse becomes zero cross. is there.
上記のように、第1の引きパルスは、ゼロクロス点の近くで印加するほど、サテライトの抑制効果が高まる。本態様によれば、第1の引きパルスがメニスカス振動のゼロクロス点で印加されるので、より効果的にサテライトの発生を抑制することができる。 As described above, as the first pulling pulse is applied near the zero cross point, the satellite suppression effect is enhanced. According to this aspect, since the first pulling pulse is applied at the zero cross point of the meniscus vibration, the generation of satellites can be more effectively suppressed.
第4の態様は、第3の態様の液滴吐出装置において、第2の引きパルスの印加開始点が、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動が吐出側で極大となる点に設定される態様である。 In the fourth aspect, in the liquid droplet ejection apparatus of the third aspect, the application start point of the second pulling pulse is set to a point where the meniscus vibration generated by applying the ejection pulse is maximized on the ejection side. This is a mode.
本態様によれば、メニスカス位置が吐出側で極大となったところで第2の引きパルスが印加される。メニスカス位置が吐出側で極大となったところで第2の引きパルスを印加することにより、最も効果的にメニスカスを引くことができ、サテライトの発生をより効果的に抑制することができる。 According to this aspect, the second pulling pulse is applied when the meniscus position becomes maximum on the ejection side. By applying the second pulling pulse when the meniscus position becomes maximum on the discharge side, the meniscus can be pulled most effectively and the generation of satellites can be more effectively suppressed.
第5の態様は、ノズルと、ノズルに連通する圧力室と、圧力室を膨張/収縮させるアクチュエータと、を有する液滴吐出ヘッドと、アクチュエータに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、駆動信号生成部が生成する駆動信号は、ノズルから液滴を吐出させる少なくとも1つの吐出パルスと、最終の吐出パルスを印加した後に印加されて、メニスカスを圧力室側に引き込ませる第1の引きパルスと、第1の引きパルスを印加した後に印加されて、メニスカスを圧力室側に引き込ませる第2の引きパルスと、を含み、液滴吐出ヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をTcとしたとき、吐出パルスの幅が、(1/2)×Tc以下に設定され、第1の引きパルスの印加開始点が、最終の吐出パルスの印加開始後、(1/2)×Tc以上、(5/8)×Tc以下の範囲内に設定され、第2の引きパルスの印加開始点が、最終の吐出パルスの印加開始後、(3/4)×Tc以上、Tc未満の範囲内に設定される液滴吐出装置である。 A fifth aspect includes a droplet discharge head having a nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and an actuator that expands / contracts the pressure chamber, a drive signal generation unit that generates a drive signal to be applied to the actuator, The drive signal generated by the drive signal generation unit is applied after applying the at least one discharge pulse for discharging the droplet from the nozzle and the final discharge pulse, and draws the meniscus to the pressure chamber side. And a second pulling pulse that is applied after applying the first pulling pulse and pulls the meniscus to the pressure chamber side, and the Helmholtz period determined from the structure of the droplet discharge head is Tc In this case, the width of the ejection pulse is set to (1/2) × Tc or less, and the application start point of the first pulling pulse is (1/2) after the application start of the final ejection pulse. It is set within the range of not less than × Tc and not more than (5/8) × Tc, and the application start point of the second pulling pulse is not less than (3/4) × Tc and less than Tc after the start of application of the final ejection pulse It is a droplet discharge device set within the range.
本態様によれば、最終の吐出パルスを印加した後、第1の引きパルスと第2の引きパルスとが印加される。第1の引きパルスは、最終の吐出パルスの印加開始後、(1/2)×Tc〜(5/8)×Tcの範囲内で印加され、第2の引きパルスは、最終の吐出パルスの印加開始後、(3/4)×Tc〜Tcの範囲内で印加される。すなわち、最終の吐出パルスを印加したときに生じると推定されるメニスカス振動に基づいて、第1の引きパルスの印加タイミングと第2の引きパルスの印加タイミングとが設定される。第1の引きパルスは、メニスカス位置が圧力室側から吐出側に切り換わると推定されるポイント(最終の吐出パルスの印加開始後、(1/2)×Tcのポイント)以降で印加されるように設定され、第2の引きパルスは、メニスカス振動が吐出側で極大となると推定されるポイント(最終の吐出パルスの印加開始後、(3/4)×Tcのポイント)以降で印加されるように設定される。これにより、メニスカスの振動を利用して、効率よく液滴を分離させることができ、サテライトの発生を効果的に抑制することができる。 According to this aspect, after applying the final ejection pulse, the first pulling pulse and the second pulling pulse are applied. The first pulling pulse is applied within the range of (1/2) × Tc to (5/8) × Tc after the start of the application of the final ejection pulse, and the second pulling pulse is the final ejection pulse. After the start of application, it is applied within the range of (3/4) × Tc to Tc. That is, the application timing of the first pulling pulse and the application timing of the second pulling pulse are set based on the meniscus vibration estimated to occur when the final ejection pulse is applied. The first pulling pulse is applied after the point at which the meniscus position is estimated to switch from the pressure chamber side to the discharge side ((1/2) × Tc point after starting the application of the final discharge pulse). And the second pulling pulse is applied after the point where the meniscus vibration is estimated to be maximum on the discharge side (the point of (3/4) × Tc after starting the application of the final discharge pulse). Set to As a result, the droplets can be efficiently separated using the vibration of the meniscus, and the generation of satellites can be effectively suppressed.
第6の態様は、第5の態様の液滴吐出装置において、最終の吐出パルスの幅が(1/2)×Tcより5%から15%狭く設定される態様である。 The sixth aspect is an aspect in which, in the droplet discharge device of the fifth aspect, the width of the final discharge pulse is set to be narrower by 5% to 15% than (1/2) × Tc.
本態様によれば、最終の吐出パルスの幅が(1/2)×Tcより5%から15%狭く設定される。これにより、十分な滴速度を維持しつつ、可能な限りゼロクロス点に近づけて第1の引きパルスを印加することができ、より効果的にサテライトの発生を抑制することができる。 According to this aspect, the width of the final ejection pulse is set to be 5% to 15% narrower than (1/2) × Tc. Accordingly, the first pulling pulse can be applied as close to the zero cross point as possible while maintaining a sufficient droplet velocity, and the generation of satellites can be more effectively suppressed.
第7の態様は、第6の態様の液滴吐出装置において、第1の引きパルスの印加開始点が、最終の吐出パルスの印加開始後、(1/2)×Tcの点に設定される態様である。 According to a seventh aspect, in the liquid droplet ejection apparatus according to the sixth aspect, the application start point of the first pulling pulse is set to a point of (1/2) × Tc after the application of the final ejection pulse is started. It is an aspect.
本態様によれば、メニスカス振動がゼロクロスになると推定されるポイントで第1の引きパルスが印加されるので、より効果的にサテライトの発生を抑制することができる。 According to this aspect, since the first pulling pulse is applied at the point where the meniscus vibration is estimated to be zero-crossed, the generation of satellites can be more effectively suppressed.
第8の態様は、第7の態様の液滴吐出装置において、第2の引きパルスの印加開始点が、最終の吐出パルスの印加開始後、(3/4)×Tcの点に設定される態様である。 According to an eighth aspect, in the liquid droplet ejection apparatus according to the seventh aspect, the application start point of the second pulling pulse is set to a point of (3/4) × Tc after the application of the final ejection pulse is started. It is an aspect.
本態様によれば、メニスカス位置が吐出側で極大となると推定されるところで第2の引きパルスが印加される。これにより、最も効果的にメニスカスを引くことができ、サテライトの発生をより効果的に抑制することができる。 According to this aspect, the second pulling pulse is applied when the meniscus position is estimated to be maximum on the ejection side. Thereby, the meniscus can be pulled most effectively and the generation of satellites can be more effectively suppressed.
第9の態様は、ノズルと、ノズルに連通する圧力室と、圧力室を膨張/収縮させるアクチュエータと、を有する液滴吐出ヘッドと、アクチュエータに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、駆動信号生成部が生成する駆動信号は、ノズルから液滴を吐出させる少なくとも1つの吐出パルスと、圧力室を第1の容積まで膨張させる第1の圧力室膨張要素と、第1の圧力室膨張要素によって第1の容積まで膨張させた圧力室の容積を維持する維持要素と、圧力室の容積を第1の容積から第2の容積まで膨張させる第2の圧力室膨張要素と、圧力室を収縮させる圧力室収縮要素とを含み、最終の吐出パルスを印加した後に印加されて、メニスカスを圧力室側に段階的に引き込む引きパルスと、を含み、液滴吐出ヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をTcとしたとき、吐出パルスの幅が1/2Tc以下に設定され、第1の圧力室膨張要素の開始点が、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる時点から(1/8)×Tc以内の範囲内に設定され、第2の圧力室膨張要素の開始点が、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動が吐出側で極大となる時点から(1/4)×Tc以内の範囲内に設定される液滴吐出装置である。 A ninth aspect includes a droplet discharge head including a nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and an actuator that expands / contracts the pressure chamber, a drive signal generation unit that generates a drive signal applied to the actuator, The drive signal generated by the drive signal generator includes at least one ejection pulse for ejecting droplets from the nozzle, a first pressure chamber expansion element for expanding the pressure chamber to the first volume, A maintenance element for maintaining the volume of the pressure chamber expanded to the first volume by the pressure chamber expansion element; a second pressure chamber expansion element for expanding the volume of the pressure chamber from the first volume to the second volume; A pressure chamber contraction element that contracts the pressure chamber, and a pulling pulse that is applied after the final ejection pulse is applied to draw the meniscus stepwise toward the pressure chamber, and is obtained from the structure of the droplet ejection head. When the Helmholtz period is Tc, the discharge pulse width is set to ½ Tc or less, and the starting point of the first pressure chamber expansion element is the time when the meniscus vibration generated by applying the discharge pulse becomes zero cross From the time point when the meniscus vibration generated by applying the discharge pulse becomes maximum on the discharge side (1/8) × Tc. / 4) It is a droplet discharge device set within a range of within * Tc.
本態様によれば、最終の吐出パルスを印加した後、引きパルスが印加される。引きパルスは、圧力室を第1の容積まで膨張させる第1の圧力室膨張要素と、第1の圧力室膨張要素によって第1の容積まで膨張させた圧力室の容積を維持する維持要素と、圧力室の容積を第1の容積から第2の容積まで膨張させる第2の圧力室膨張要素と、圧力室を収縮させる圧力室収縮要素とを含み、第1の圧力室膨張要素は、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる時点から(1/8)×Tc以内の範囲内に設定される。また、第2の圧力室膨張要素は、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動が吐出側で極大となる時点から(1/4)×Tc以内の範囲内に設定される。すなわち、吐出パルスを印加したときのメニスカス振動に基づいて、第1の圧力室膨張要素の開始点と第2の圧力室膨張要素の開始点とが設定される。第1の圧力室膨張要素は、メニスカス位置が圧力室側から吐出側に切り換わるポイント(ゼロクロス点)以降で開始されるように設定され、第2の圧力室膨張要素は、メニスカス振動が吐出側で極大となるポイント以降で開始されるように設定される。これにより、メニスカスの振動を利用して、効率よく液滴を分離させることができ、サテライトの発生を効果的に抑制することができる。 According to this aspect, after applying the final ejection pulse, the pulling pulse is applied. The pulling pulse includes a first pressure chamber expansion element that expands the pressure chamber to a first volume, and a maintenance element that maintains the volume of the pressure chamber expanded to the first volume by the first pressure chamber expansion element; A second pressure chamber expansion element that expands the volume of the pressure chamber from the first volume to the second volume; and a pressure chamber contraction element that contracts the pressure chamber, wherein the first pressure chamber expansion element includes a discharge pulse. Is set within a range of (1/8) × Tc from the point in time when the meniscus vibration generated by applying a zero cross. Further, the second pressure chamber expansion element is set within a range of (1/4) × Tc from the point in time at which the meniscus vibration generated by applying the discharge pulse becomes maximum on the discharge side. That is, the start point of the first pressure chamber expansion element and the start point of the second pressure chamber expansion element are set based on the meniscus vibration when the ejection pulse is applied. The first pressure chamber expansion element is set to start after a point (zero cross point) at which the meniscus position switches from the pressure chamber side to the discharge side, and the second pressure chamber expansion element has a meniscus vibration on the discharge side. It is set to start after the point where the maximum is reached. As a result, the droplets can be efficiently separated using the vibration of the meniscus, and the generation of satellites can be effectively suppressed.
第10の態様は、第9の態様の液滴吐出装置において、吐出パルスの幅が(1/2)×Tcより5%から15%狭く設定される態様である。 The tenth aspect is an aspect in which, in the liquid droplet ejection apparatus of the ninth aspect, the width of the ejection pulse is set to be narrower by 5% to 15% than (1/2) × Tc.
本態様によれば、最終の吐出パルスの幅が(1/2)×Tcより5%から15%狭く設定される。これにより、十分な滴速度を維持しつつ、可能な限りゼロクロス点に近づけて第1の圧力室膨張要素を設定することができ、より効果的にサテライトの発生を抑制することができる。 According to this aspect, the width of the final ejection pulse is set to be 5% to 15% narrower than (1/2) × Tc. Accordingly, the first pressure chamber expansion element can be set as close to the zero cross point as possible while maintaining a sufficient droplet velocity, and the generation of satellites can be more effectively suppressed.
第11の態様は、第10の態様の液滴吐出装置において、第1の圧力室膨張要素の開始点が、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる点に設定される態様である。 The eleventh aspect is an aspect in which, in the droplet discharge device of the tenth aspect, the start point of the first pressure chamber expansion element is set to a point where the meniscus vibration generated by applying the discharge pulse becomes zero cross. It is.
本態様によれば、第1の圧力室膨張要素の開始点が、メニスカス振動がゼロクロスになる点に設定されるので、より効果的にサテライトの発生を抑制することができる。 According to this aspect, since the starting point of the first pressure chamber expansion element is set to a point where the meniscus vibration becomes zero cross, generation of satellites can be more effectively suppressed.
第12の態様は、第11の態様の液滴吐出装置において、第2の圧力室膨張要素の開始点が、吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動が吐出側で極大となる点に設定される態様である。 In a twelfth aspect, in the droplet discharge device according to the eleventh aspect, the starting point of the second pressure chamber expansion element is set to a point at which meniscus vibration generated by applying a discharge pulse is maximized on the discharge side. It is an embodiment.
本態様によれば、第2の圧力室膨張要素の開始点が、メニスカス位置が吐出側で極大となる点に設定されるので、より効果的にサテライトの発生を抑制することができる。 According to this aspect, since the starting point of the second pressure chamber expansion element is set to a point where the meniscus position is maximized on the discharge side, the generation of satellites can be more effectively suppressed.
第13の態様は、ノズルと、ノズルに連通する圧力室と、圧力室を膨張/収縮させるアクチュエータと、を有する液滴吐出ヘッドと、アクチュエータに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、駆動信号生成部が生成する駆動信号は、ノズルから液滴を吐出させる少なくとも1つの吐出パルスと、圧力室を第1の容積まで膨張させる第1の圧力室膨張要素と、第1の圧力室膨張要素によって第1の容積まで膨張させた圧力室の容積を維持する維持要素と、圧力室の容積を第1の容積から第2の容積まで膨張させる第2の圧力室膨張要素と、圧力室を収縮させる圧力室収縮要素とを含み、最終の吐出パルスを印加した後に印加されて、メニスカスを圧力室側に段階的に引き込む引きパルスと、を含み、液滴吐出ヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をTcとしたとき、吐出パルスの幅が1/2Tc以下に設定され、第1の圧力室膨張要素の開始点が、最終の吐出パルスの印加開始後、(1/2)×Tc以上、(5/8)×Tc以下の範囲内に設定され、第2の圧力室膨張要素の開始点が、最終の吐出パルスの印加開始後、(3/4)×Tc以上、Tc未満の範囲内に設定される液滴吐出装置である。 A thirteenth aspect includes a droplet discharge head having a nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and an actuator that expands / contracts the pressure chamber, a drive signal generation unit that generates a drive signal applied to the actuator, The drive signal generated by the drive signal generator includes at least one ejection pulse for ejecting droplets from the nozzle, a first pressure chamber expansion element for expanding the pressure chamber to the first volume, A maintenance element for maintaining the volume of the pressure chamber expanded to the first volume by the pressure chamber expansion element; a second pressure chamber expansion element for expanding the volume of the pressure chamber from the first volume to the second volume; A pressure chamber contraction element that contracts the pressure chamber, and a pulling pulse that is applied after the final ejection pulse is applied, and draws the meniscus stepwise toward the pressure chamber, from the structure of the droplet ejection head When the Helmholtz period is Tc, the discharge pulse width is set to 1/2 Tc or less, and the starting point of the first pressure chamber expansion element is (1/2) × It is set within the range of Tc or more and (5/8) × Tc or less, and the start point of the second pressure chamber expansion element is (3/4) × Tc or more and less than Tc after the start of application of the final ejection pulse. It is a droplet discharge device set within the range.
本態様によれば、最終の吐出パルスを印加した後、引きパルスが印加される。引きパルスは、圧力室を第1の容積まで膨張させる第1の圧力室膨張要素と、第1の圧力室膨張要素によって第1の容積まで膨張させた圧力室の容積を維持する維持要素と、圧力室の容積を第1の容積から第2の容積まで膨張させる第2の圧力室膨張要素と、圧力室を収縮させる圧力室収縮要素とを含み、第1の圧力室膨張要素の開始点は、吐出パルスを印加することにより発生すると推定されるメニスカス振動のゼロクロス点(最終の吐出パルスの印加開始後、(1/2)×Tcの点)以降に設定される。また、第2の圧力室膨張要素の開始点は、吐出パルスを印加することにより発生すると推定されるメニスカス振動の吐出側の極大点(最終の吐出パルスの印加開始後、(3/4)×Tcの点)以降に設定される。すなわち、吐出パルスを印加したときの生じると推定されるメニスカス振動に基づいて、第1の圧力室膨張要素の開始点と第2の圧力室膨張要素の開始点とが設定される。第1の圧力室膨張要素は、メニスカス位置が圧力室側から吐出側に切り換わると推定されるポイント(ゼロクロス点)以降で開始されるように設定され、第2の圧力室膨張要素は、メニスカス振動が吐出側で極大となる推定されるポイント以降で開始されるように設定される。これにより、メニスカスの振動を利用して、効率よく液滴を分離させることができ、サテライトの発生を効果的に抑制することができる。 According to this aspect, after applying the final ejection pulse, the pulling pulse is applied. The pulling pulse includes a first pressure chamber expansion element that expands the pressure chamber to a first volume, and a maintenance element that maintains the volume of the pressure chamber expanded to the first volume by the first pressure chamber expansion element; A second pressure chamber expansion element that expands the pressure chamber volume from the first volume to the second volume; and a pressure chamber contraction element that contracts the pressure chamber, the starting point of the first pressure chamber expansion element is This is set after the zero cross point of the meniscus vibration estimated to be generated by applying the ejection pulse ((1/2) × Tc point after the start of the final ejection pulse application). The starting point of the second pressure chamber expansion element is the maximum point on the discharge side of the meniscus vibration that is estimated to be generated by applying the discharge pulse ((3/4) × after the start of the final discharge pulse application). It is set after the point Tc). That is, the start point of the first pressure chamber expansion element and the start point of the second pressure chamber expansion element are set based on the meniscus vibration estimated to occur when the ejection pulse is applied. The first pressure chamber expansion element is set to start after the point (zero cross point) where the meniscus position is estimated to switch from the pressure chamber side to the discharge side, and the second pressure chamber expansion element is It is set to start after the estimated point where the vibration becomes maximum on the discharge side. As a result, the droplets can be efficiently separated using the vibration of the meniscus, and the generation of satellites can be effectively suppressed.
第14の態様は、第13の態様の液滴吐出装置において、吐出パルスの幅が(1/2)×Tcより5%から15%狭く設定される態様である。 The fourteenth aspect is an aspect in which, in the liquid droplet ejection apparatus of the thirteenth aspect, the width of the ejection pulse is set to be narrower by 5% to 15% than (1/2) × Tc.
本態様によれば、最終の吐出パルスの幅が(1/2)×Tcより5%から15%狭く設定される。これにより、十分な滴速度を維持しつつ、可能な限りゼロクロス点に近づけて第1の圧力室膨張要素を設定することができ、より効果的にサテライトの発生を抑制することができる。 According to this aspect, the width of the final ejection pulse is set to be 5% to 15% narrower than (1/2) × Tc. Accordingly, the first pressure chamber expansion element can be set as close to the zero cross point as possible while maintaining a sufficient droplet velocity, and the generation of satellites can be more effectively suppressed.
第15の態様は、第14の態様の液滴吐出装置において、第1の圧力室膨張要素の開始点が、最終の吐出パルスの印加開始後、(1/2)×Tcの点に設定される態様である。 According to a fifteenth aspect, in the droplet discharge device according to the fourteenth aspect, the start point of the first pressure chamber expansion element is set to a point of (1/2) × Tc after the start of application of the final discharge pulse. This is a mode.
本態様によれば、第1の圧力室膨張要素の開始点が、メニスカス振動のゼロクロス点と推定される点に設定されるので、より効果的にサテライトの発生を抑制することができる。 According to this aspect, since the starting point of the first pressure chamber expansion element is set to a point estimated as the zero cross point of meniscus vibration, the generation of satellites can be more effectively suppressed.
第16の態様は、第15の態様の液滴吐出装置において、第2の圧力室膨張要素の開始点が、最終の吐出パルスの印加開始後、(3/4)×Tcの点に設定される態様である。 According to a sixteenth aspect, in the droplet discharge device according to the fifteenth aspect, the start point of the second pressure chamber expansion element is set to a point of (3/4) × Tc after the start of application of the final discharge pulse. This is a mode.
本態様によれば、第2の圧力室膨張要素の開始点が、メニスカス位置が吐出側で極大となると推定される点に設定されるので、より効果的にサテライトの発生を抑制することができる。 According to this aspect, since the starting point of the second pressure chamber expansion element is set to a point where the meniscus position is estimated to be maximum on the discharge side, the generation of satellites can be more effectively suppressed. .
本発明によれば、効果的にサテライトの発生を防止できる。 According to the present invention, generation of satellites can be effectively prevented.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
《液滴吐出装置の構成》
図1は、本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態を示すシステム構成図である。
<Configuration of droplet discharge device>
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a droplet discharge apparatus according to the present invention.
本実施の形態の液滴吐出装置1は、メディアに画像を記録する画像記録装置として構成され、メディアに液滴を吐出する液滴吐出ヘッド10と、画像処理装置100と、駆動装置200とを備えて構成される。
The
液滴吐出ヘッド10は、圧電方式(PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)に代表される圧電体材料の逆圧電効果(電圧を加えると変位を生じる)を利用して液滴を吐出させる方式)の液滴吐出ヘッドで構成される。詳細は後述するが、液滴吐出ヘッド10は、複数のノズルを備え、各ノズルに連通された圧力室の容積をアクチュエータ20で膨張/収縮させることにより、各ノズルから液滴を吐出させる。
The
画像処理装置100は、メディアに記録する画像の画像データ(たとえば、RGB形式の画像データ)を取得し、液滴吐出ヘッド10で記録可能なデータ形式(ドット配置データ)に変換する。具体的には、取得した画像データに対して、色変換処理、ハーフトーン処理等の所要の信号処理を施して、ドット配置データを生成する。
The
駆動装置200は、駆動波形生成部として機能し、画像処理装置100で生成されたドット配置データに基づいて、液滴吐出ヘッド10の各アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する。
The
《液滴吐出ヘッドの構成》
液滴吐出ヘッド10は、ノズル面12を備え、このノズル面12に多数のノズル14が配列される。
<Configuration of droplet discharge head>
The
図2は、液滴吐出ヘッドのノズル面の平面図である。 FIG. 2 is a plan view of the nozzle surface of the droplet discharge head.
図2に示すように、ノズル面12は矩形状を有し、その長手方向に沿って複数のノズル14が一定ピッチで一列に配列される。液滴吐出ヘッド10の内部には、各ノズル14に対応して圧力室16が備えられる。各ノズル14は、それぞれ対応する圧力室16に個別に連通される。
As shown in FIG. 2, the
図3は、液滴吐出ヘッドの内部の概略構造を示す縦断面図である。 FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic structure inside the droplet discharge head.
図3に示すように、圧力室16は、液体を貯留する空間としてヘッド内部に備えられる。圧力室16の天井部は、振動板18で構成され、上下方向に変形可能に形成される。ノズル14は、この圧力室16の底面部の中央に連通される。
As shown in FIG. 3, the
振動板18の上にはアクチュエータ20としての圧電素子が配置される。アクチュエータ20としての圧電素子は、その上部に備えられた個別電極(不図示)と、共通電極として作用する振動板18との間に駆動電圧を印加することにより駆動され、振動板18を上下に変形させる。これにより、圧力室16が膨張/収縮する(圧力室内の容積が膨張/収縮する)。
A piezoelectric element as the
ノズル14から吐出させる液体は、液滴吐出ヘッド10に循環供給される。図2に示すように、液滴吐出ヘッド10には、液体の供給口22と回収口24とが備えられる。
The liquid discharged from the
液滴吐出ヘッド10の内部には、圧力室16の配列方向(液滴吐出ヘッド10の長手方向)に沿って共通供給流路26と共通回収流路28とが備えられる。共通供給流路26は、供給口22に連通され、共通回収流路28は、回収口24に連通される。各圧力室16は、個別供給流路30を介して共通供給流路26に連通され、個別回収流路32を介して共通回収流路28に連通される。
Inside the
供給口22から液体を供給すると、液体は共通供給流路26及び個別供給流路30を介して各圧力室16に供給される。各圧力室16に供給された液体は、個別回収流路32及び共通回収流路28を介して回収口24から回収される。したがって、供給口22から液体を連続的に供給し、かつ、回収口24から液体を連続的に回収すると、ヘッド内に液体の流れを形成することができ、液滴吐出ヘッド10に液体を循環供給することができる。
When the liquid is supplied from the
ノズル14から吐出させる液体は、図示しない液体供給装置によって液滴吐出ヘッド10に循環供給される。
The liquid discharged from the
《液滴吐出ヘッドの駆動方法》
上記のように、液滴吐出ヘッド10は、各ノズル14に対応して設けられたアクチュエータ20に所定波形の駆動信号を印加することにより、各ノズル14から液滴が吐出される。
<< Driving method of droplet discharge head >>
As described above, the
駆動信号は、一定の打滴周期に従ってアクチュエータ20に印加される。駆動信号が印加されると、アクチュエータ20は、駆動信号が示す駆動波形に従って変形し、対応するノズル14から液滴を吐出させる。
The drive signal is applied to the
駆動装置200は、ドット配置データに基づいて、液滴を吐出させるノズル14のアクチュエータ20に駆動信号を印加する。
The
図4は、駆動装置が生成する1打滴周期分の駆動信号の波形図である。 FIG. 4 is a waveform diagram of a driving signal for one droplet ejection period generated by the driving device.
図4に示すように、アクチュエータ20に印加する駆動信号Wは、ノズルから液滴を吐出させる吐出パルスDPと、2つの引きパルス(第1の引きパルスPP1、及び、第2の引きパルスPP2)と、から構成される。
As shown in FIG. 4, the drive signal W applied to the
吐出パルスDPは、ノズル14から所定量の液滴を吐出させるためのパルスである。吐出パルスDPは、台形状を有し、圧力室16を膨張させる圧力室膨張要素DP−1と、膨張状態を一定期間維持する維持要素DP−2と、圧力室16を収縮させた元の状態に戻す圧力室収縮要素DP−3と、で構成される。この吐出パルスDPがアクチュエータ20に印加されることにより、圧力室16が膨張/収縮して、ノズル14から所定量の液滴が吐出される。
The ejection pulse DP is a pulse for ejecting a predetermined amount of droplets from the
この吐出パルスDPのパルス幅(圧力室膨張要素DP−1の始点から圧力室収縮要素DP−3の終点まで時間)は、液滴吐出ヘッド10の構造から求められるヘルムホルツ周期をTcとすると、(1/2)×Tcに設定される。これにより、効率よく液滴を吐出させることができる。
The pulse width of this discharge pulse DP (the time from the start point of the pressure chamber expansion element DP-1 to the end point of the pressure chamber contraction element DP-3) is expressed as follows, assuming that the Helmholtz period obtained from the structure of the
第1の引きパルスPP1は、メニスカスを圧力室側に引き込ませるパルスであり、吐出パルスDPに続いて印加される。第1の引きパルスPP1は、台形状を有し、圧力室16を膨張させる圧力室膨張要素PP1−1と、膨張状態を一定期間維持する維持要素PP1−2と、圧力室16を収縮させた元の状態に戻す圧力室収縮要素PP1−3とで構成される。この第1の引きパルスPP1がアクチュエータ20に印加されることにより、メニスカスが圧力室側に引き込まれ、吐出パルスDPによって吐出させた液滴の後端部分から尾のように伸びる部分を切る作用が働く。
The first pulling pulse PP1 is a pulse for pulling the meniscus toward the pressure chamber, and is applied subsequent to the ejection pulse DP. The first pulling pulse PP1 has a trapezoidal shape, and the pressure chamber expansion element PP1-1 for expanding the
吐出パルスDPをアクチュエータ20に印加すると、液滴は後端部分が尾のように伸びながらノズル14から吐出される。第1の引きパルスPP1を印加して、メニスカスを圧力室側に引き込ませることにより、尾のように伸びる部分の周囲が圧力室側に引かれて、尾の部分を切るように作用する。
When the ejection pulse DP is applied to the
図4に示す駆動信号Wでは、第1の引きパルスPP1が、吐出パルスDPの印加開始後、(9/16)×Tc経過後に印加されるように設定されている。 In the drive signal W shown in FIG. 4, the first pulling pulse PP1 is set to be applied after (9/16) × Tc has elapsed after the start of application of the ejection pulse DP.
第2の引きパルスPP2は、メニスカスを圧力室側に引き込ませるパルスであり、第1の引きパルスPP1に続いて印加される。第2の引きパルスPP2は、台形状を有し、圧力室16を膨張させる圧力室膨張要素PP2−1と、膨張状態を一定期間維持する維持要素PP2−2と、圧力室16を収縮させた元の状態に戻す圧力室収縮要素PP2−3とで構成される。この第2の引きパルスPP2がアクチュエータ20に印加されることにより、再度、メニスカスが圧力室側に引き込まれ、再度、尾の部分を切る作用が発生する。
The second pulling pulse PP2 is a pulse for pulling the meniscus toward the pressure chamber, and is applied subsequent to the first pulling pulse PP1. The second pulling pulse PP2 has a trapezoidal shape, the pressure chamber expansion element PP2-1 for expanding the
図4に示す駆動信号Wでは、第2の引きパルスPP2が、吐出パルスDPの印加開始後、(3/4)×Tc経過後に印加されるように設定されている。 In the drive signal W shown in FIG. 4, the second pulling pulse PP2 is set to be applied after (3/4) × Tc has elapsed after the start of application of the ejection pulse DP.
このように、吐出パルスDPに続いて2つの引きパルス(第1の引きパルスPP1、及び、第2の引きパルスPP2)を印加することにより、吐出時に液滴の後端部分から尾のように伸びる部分を短く切ることができ、サテライトの発生を抑制することができる。 In this way, by applying two pulling pulses (first pulling pulse PP1 and second pulling pulse PP2) subsequent to the discharge pulse DP, the tail from the trailing edge of the droplet during discharge The extending part can be cut short, and the generation of satellites can be suppressed.
さて、上記のように、本実施の形態の駆動信号Wは、吐出パルスDPと、2つの引きパルス(第1の引きパルスPP1、及び、第2の引きパルスPP2)と、で構成されるが、2つの引きパルス(第1の引きパルスPP1、及び、第2の引きパルスPP2)を印加するタイミングは、次のように設定される。すなわち、第1の引きパルスPP1は、吐出パルスDPの印加開始後、(1/2)×Tc以上、(5/8)×Tc以下の範囲内(図4及び図5の範囲A)で印加されるように設定され、第2の引きパルスPP2は、吐出パルスDPの印加開始後、(3/4)×Tc以上、Tc未満の範囲内(図4及び図5の範囲B)で印加されるように設定される。これは、次の理由に基づいている。 As described above, the drive signal W of the present embodiment includes the ejection pulse DP and the two pull pulses (first pull pulse PP1 and second pull pulse PP2). The timing of applying two pull pulses (first pull pulse PP1 and second pull pulse PP2) is set as follows. That is, the first pulling pulse PP1 is applied within the range of (1/2) × Tc or more and (5/8) × Tc or less (the range A in FIGS. 4 and 5) after the application of the ejection pulse DP is started. The second pulling pulse PP2 is applied within the range of (3/4) × Tc or more and less than Tc (range B in FIGS. 4 and 5) after the application of the ejection pulse DP is started. Is set to This is based on the following reason.
図5は、吐出パルスDPを印加したときのメニスカス位置の時間変位を示すグラフである。 FIG. 5 is a graph showing the time displacement of the meniscus position when the ejection pulse DP is applied.
吐出パルスDPを印加したときのメニスカスの挙動を考慮すると、第1の引きパルスPP1は、メニスカス位置が圧力室側から吐出側に切り換わる点、すなわち、メニスカス振動のゼロクロス点WZで印加するのが最も効果が高い。一方、第2の引きパルスは、メニスカス位置が吐出側から圧力室側に切り換わる点、すなわち、メニスカス振動が吐出側で極大となる点(極大点)WPで印加するのが最も効果が高い。すなわち、第1の引きパルスPP1をメニスカス振動のゼロクロス点WZで印加することにより、必要以上に液が吐出されて尾のように伸びるのを防止でき、さらに、第2の引きパルスをメニスカス振動の吐出側の極大点WPで印加することにより、引き側のエネルギを加速させて、効率よく尾の部分を切ることができる。 Considering the behavior of the meniscus when the discharge pulse DP is applied, the first pulling pulse PP1 is applied at the point where the meniscus position switches from the pressure chamber side to the discharge side, that is, at the zero cross point WZ of the meniscus vibration. Most effective. On the other hand, it is most effective to apply the second pulling pulse at a point where the meniscus position is switched from the discharge side to the pressure chamber side, that is, at a point where the meniscus vibration becomes maximum on the discharge side (maximum point) WP. That is, by applying the first pulling pulse PP1 at the zero crossing point WZ of the meniscus vibration, it is possible to prevent the liquid from being discharged more than necessary and extending like a tail, and further, the second pulling pulse is applied to the meniscus vibration. By applying at the maximum point WP on the discharge side, the energy on the pull side can be accelerated and the tail portion can be cut efficiently.
このように、第1の引きパルスPP1は、吐出パルスDPを印加したときに発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる点WZで印加されるように設定し、第2の引きパルスは、メニスカス振動が吐出側で極大となる点WPで印加されるように設定することにより、効率よく尾の部分を切ることができる。 Thus, the first pulling pulse PP1 is set to be applied at the point WZ where the meniscus vibration generated when the discharge pulse DP is applied is zero crossing, and the meniscus vibration is discharged from the second pulling pulse. By setting so as to be applied at a point WP that is maximal on the side, the tail portion can be cut efficiently.
ここで、吐出パルスDPを印加したときのメニスカス振動は、Tcの周期で発生すると考えられるので、メニスカス振動のゼロクロス点WZは、吐出パルスDPの印加開始後、ほぼ(1/2)×Tcの位置で発生すると想定される。また、メニスカス振動が吐出側で極大となる点WPは、吐出パルスDPの印加開始後、ほぼ(3/4)×Tcの位置で発生すると想定される。 Here, since it is considered that the meniscus vibration when the ejection pulse DP is applied is generated at a period of Tc, the zero cross point WZ of the meniscus vibration is approximately (1/2) × Tc after the application of the ejection pulse DP is started. It is assumed that it occurs at a location. Further, the point WP where the meniscus vibration becomes maximum on the discharge side is assumed to occur at a position of approximately (3/4) × Tc after the start of application of the discharge pulse DP.
したがって、第1の引きパルスPP1は、(1/2)×Tcの位置で印加されるように設定することにより、メニスカス振動のゼロクロス点WZで印加したときと、ほぼ同様の作用効果を得ることができると考えられる。また、第2の引きパルスは、(3/4)×Tcの位置で印加されるように設定することにより、メニスカス振動の吐出側の極大点WPで印加されるように設定することにより、同様の作用効果を得ることができると考えられる。 Therefore, by setting the first pulling pulse PP1 to be applied at the position of (1/2) × Tc, the same effect as that obtained when applied at the zero cross point WZ of the meniscus vibration can be obtained. It is thought that you can. Further, the second pulling pulse is set to be applied at a position of (3/4) × Tc, and is set to be applied at the maximum point WP on the ejection side of the meniscus vibration. It is thought that the effect of this can be obtained.
また、2つの引きパルスを印加するタイミング(印加開始時間)は、上記各点から一定の範囲内であれば、同様の作用効果が得られると考えられる。 In addition, if the timing (application start time) at which the two pulling pulses are applied is within a certain range from the above points, it is considered that the same effect can be obtained.
そこで、第1の引きパルスPP1は、吐出パルスDPの印加開始後、(1/2)×Tc以上、(5/8)×Tc以下の範囲内(図4及び図5の範囲A)で印加されるように設定し、第2の引きパルスPP2は、吐出パルスDPの印加開始後、(3/4)×Tc以上、Tc未満の範囲内(図4及び図5の範囲B)で印加されるように設定している。 Therefore, the first pulling pulse PP1 is applied within the range of (1/2) × Tc or more and (5/8) × Tc or less (the range A in FIGS. 4 and 5) after the application of the ejection pulse DP is started. The second pulling pulse PP2 is applied within the range of (3/4) × Tc or more and less than Tc (range B in FIGS. 4 and 5) after the application of the ejection pulse DP is started. It is set so that.
第1の引きパルスPP1を印加タイミングを遅らせていったときのサテライトの発生状況を確認する実験を行った。 An experiment was conducted to confirm the state of satellite generation when the application timing of the first pulling pulse PP1 was delayed.
第1の引きパルスPP1を(1/2)×Tcから遅れる方向に段階的にずらして印加し、サテライトの発生数を検出した。 The first pulling pulse PP1 was applied while being shifted stepwise in a direction delayed from (1/2) × Tc, and the number of satellites generated was detected.
図6は、実験結果を示す表である。 FIG. 6 is a table showing experimental results.
なお、実験に用いた液滴吐出ヘッドのヘルムホルツ周期Tcは5[μs]であり、吐出パルスDPのパルス幅は2.25[μs]とした。 The Helmholtz period Tc of the droplet discharge head used in the experiment was 5 [μs], and the pulse width of the discharge pulse DP was 2.25 [μs].
第1の引きパルスPP1の印加開始時間は、(1)2.50〔(1/2)×Tc〕[μs]、(2)2.81〔(9/16)×Tc〕[μs]、(3)3.13〔(5/8)×Tc〕[μs]、(4)3.44〔(11/16)×Tc〕[μs]、(5)3.75〔(3/4)×Tc〕[μs]とした。 The application start time of the first pulling pulse PP1 is (1) 2.50 [(1/2) × Tc] [μs], (2) 2.81 [(9/16) × Tc] [μs], (3) 3.13 [(5/8) × Tc] [μs], (4) 3.44 [(11/16) × Tc] [μs], (5) 3.75 [(3/4) × Tc] [μs].
実験の結果から(1/2)×Tc〜(5/8)×Tcの範囲では、サテライトが発生しないことが確認できた。 From the experimental results, it was confirmed that no satellite was generated in the range of (1/2) × Tc to (5/8) × Tc.
なお、第2の引きパルスPP2は、圧力室方向に移動するメニスカスの振動を加速させるものであるため、吐出パルスDPの印加開始後、(3/4)×Tc以上、Tc未満の範囲内で印加されるように設定すれば、ほぼ同様の効果が得られる。ただし、(3/4)×Tcに近いほど、より早期に液滴を切る作用を働かせることができるので、より効果を高めることができる。 Note that the second pulling pulse PP2 accelerates the vibration of the meniscus moving in the pressure chamber direction, and therefore, within the range of (3/4) × Tc or more and less than Tc after the start of application of the ejection pulse DP. If it is set to be applied, substantially the same effect can be obtained. However, the closer to (3/4) × Tc, the earlier the action of cutting the droplets can be made, and the effect can be further enhanced.
以上説明したように、アクチュエータ20に印加する駆動信号Wとして、ノズル14から液滴を吐出させる吐出パルスDPに加えて、第1の引きパルスPP1と第2の引きパルスPP2とを組み込み、かつ、その第1の引きパルスの印加開始点を吐出パルスDPの印加開始後、(1/2)×Tc以上、(5/8)×Tc以下の範囲内に設定し、第2の引きパルスPP2の印加開始点を吐出パルスDPの印加開始後、(3/4)×Tc以上、Tc未満の範囲内に設定することにより、効率よく液滴を分離させることができ、サテライトの発生を効果的に抑制することができる。
As described above, the drive signal W applied to the
なお、吐出パルスDPを印加したときのメニスカス振動に基づいて、第1の引きパルスPP1と第2の引きパルスPP2の印加タイミングを設定する場合、第1の引きパルスPP1の印加開始点は、吐出パルスDPを印加することにより発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる時点から(1/8)×Tc以内の範囲内に設定することができ、第2の引きパルスPP2の印加開始点は、吐出パルスDPを印加することにより発生するメニスカス振動が吐出側で極大となる時点から(1/4)×Tc以内の範囲内に第2の引きパルスPP2の印加開始点を設定することができる。 When the application timing of the first pulling pulse PP1 and the second pulling pulse PP2 is set based on the meniscus vibration when the discharge pulse DP is applied, the application start point of the first pulling pulse PP1 is the discharge start point. The meniscus vibration generated by applying the pulse DP can be set within a range of (1/8) × Tc from the time point when the zero crossing occurs, and the application start point of the second pulling pulse PP2 is the discharge pulse DP The application start point of the second pulling pulse PP2 can be set within a range of (1/4) × Tc from the time point at which the meniscus vibration generated by applying the voltage becomes maximum on the ejection side.
また、上記のように、第1の引きパルスPP1は、吐出パルスDPを印加することにより発生するメニスカス振動のゼロクロス点WZ、すなわち、吐出パルスDPの印加開始後、(1/2)×Tcの時点で印加することが最も好ましい。このためには、吐出パルスDPのパルス幅を狭くする必要がある(吐出パルスDPの圧力室収縮要素DP−3の開始点を早める必要がある。)。一方、吐出パルスDPのパルス幅を狭くすると、ノズル14から吐出される液滴の速度(滴速度)が遅くなる。したがって、滴速度を必要以上に遅くしない範囲でパルス幅を狭くすることが好ましく、(1/2)×Tcよりも5%〜15%狭くすることが好ましい。 As described above, the first pulling pulse PP1 is equal to the zero cross point WZ of the meniscus vibration generated by applying the ejection pulse DP, that is, (1/2) × Tc after the start of application of the ejection pulse DP. Most preferably, it is applied at the time. For this purpose, it is necessary to narrow the pulse width of the discharge pulse DP (the start point of the pressure chamber contraction element DP-3 of the discharge pulse DP needs to be advanced). On the other hand, when the pulse width of the ejection pulse DP is narrowed, the speed of the liquid droplet ejected from the nozzle 14 (droplet velocity) is decreased. Therefore, it is preferable to narrow the pulse width within a range in which the droplet speed is not slowed more than necessary, and it is preferably 5% to 15% narrower than (1/2) × Tc.
図7は、吐出パルスDPのパルス幅を変えて吐出させたときの滴速度とサテライトの発生状況を示す実験の結果を示す表である。 FIG. 7 is a table showing the results of an experiment showing the droplet velocity and the satellite generation status when the ejection pulse DP is ejected while changing the pulse width.
実験は、吐出パルスDPのパルス幅を(1)2.50[μs]、(2)2.38[μs]、(3)2.25[μs]、(4)2.13[μs]、(5)2.00[μs]として、滴速度と、サテライトの発生数とを検出した。 In the experiment, the pulse width of the ejection pulse DP is (1) 2.50 [μs], (2) 2.38 [μs], (3) 2.25 [μs], (4) 2.13 [μs], (5) The drop velocity and the number of satellites generated were detected as 2.00 [μs].
なお、実験に用いた液滴吐出ヘッドのヘルムホルツ周期Tcは5[μs]であり、25[V]、1[kHz]の周期で吐出させた。 The Helmholtz period Tc of the droplet discharge head used in the experiment was 5 [μs], and was discharged at a period of 25 [V] and 1 [kHz].
実験から、パルス幅を狭くする割合を(1/2)×Tcの5%以下とすると、サテライトを減らすことができず、逆に、(1/2)×Tcの15%以上とすると、滴速度が遅くなりすぎることが確認された。 From the experiment, if the rate of narrowing the pulse width is 5% or less of (1/2) × Tc, the satellite cannot be reduced. Conversely, if the rate of reducing the pulse width is 15% or more of (1/2) × Tc, It was confirmed that the speed was too slow.
したがって、サテライトの抑制効果を高めつつ、所望の滴速度を確保するためには、吐出パルスDPのパルス幅を(1/2)×Tcよりも5%〜15%狭くすることが好ましい。 Therefore, in order to secure the desired droplet velocity while enhancing the satellite suppression effect, it is preferable to make the pulse width of the ejection pulse DP narrower by 5% to 15% than (1/2) × Tc.
《駆動信号の変形例》
図8は、駆動装置が生成する1打滴周期分の駆動信号の変形例を示す波形図である。
<< Modification of drive signal >>
FIG. 8 is a waveform diagram showing a modified example of the drive signal for one droplet ejection period generated by the drive device.
同図に示すように、本例の駆動信号W1は、引きパルスが1パルスで構成されており、この点で上述した実施の形態の駆動信号Wと相違している。すなわち、本例の駆動信号W1は、1つの吐出パルスDPと、1つの引きパルスPPと、から構成される。 As shown in the figure, the drive signal W1 of this example is composed of one pulling pulse, and this is different from the drive signal W of the above-described embodiment. That is, the drive signal W1 of this example is composed of one ejection pulse DP and one pulling pulse PP.
吐出パルスDPは、上記実施の形態の駆動信号Wの吐出パルスDPと同じであり、ノズル14から所定量の液滴を吐出させるためのパルスである。この吐出パルスDPのパルス幅は、(1/2)×Tcに設定される。
The ejection pulse DP is the same as the ejection pulse DP of the drive signal W in the above embodiment, and is a pulse for ejecting a predetermined amount of droplets from the
引きパルスPPは、メニスカスを圧力室側に段階的に引き込ませるパルスであり、吐出パルスDPに続いて印加される。この引きパルスPPは、圧力室16を第1の容積まで膨張させる第1の圧力室膨張要素PP−1と、第1の圧力室膨張要素PP−1によって第1の容積まで膨張させた圧力室16の容積を維持する維持要素PP−2と、圧力室16の容積を第1の容積から第2の容積まで膨張させる第2の圧力室膨張要素PP−3と、圧力室16を収縮させる圧力室収縮要素PP−4とで構成される。
The pulling pulse PP is a pulse that draws the meniscus in a stepwise manner toward the pressure chamber, and is applied following the ejection pulse DP. The pulling pulse PP includes a first pressure chamber expansion element PP-1 that expands the
第1の圧力室膨張要素PP−1が、上記実施の形態の駆動信号Wの第1の引きパルスPP1の圧力室膨張要素PP1−1と同じ機能を有し、第2の圧力室膨張要素PP−3が、上記実施の形態の駆動信号Wの第2の引きパルスPP2の圧力室膨張要素PP2−1と同じ機能を有する。 The first pressure chamber expansion element PP-1 has the same function as the pressure chamber expansion element PP1-1 of the first pulling pulse PP1 of the drive signal W in the above embodiment, and the second pressure chamber expansion element PP. -3 has the same function as the pressure chamber expansion element PP2-1 of the second pulling pulse PP2 of the drive signal W of the above embodiment.
したがって、第1の圧力室膨張要素PP−1の開始点は、吐出パルスDPの印加開始後、(1/2)×Tc以上、(5/8)×Tc以下の範囲内(図8の範囲A)で設定され、第2の圧力室膨張要素PP−3の開始点は、吐出パルスDPの印加開始後、(3/4)×Tc以上、Tc未満の範囲内(図8の範囲B)に設定される。 Therefore, the starting point of the first pressure chamber expansion element PP-1 is within the range of (1/2) × Tc or more and (5/8) × Tc or less after the start of application of the ejection pulse DP (the range of FIG. 8). A) and the start point of the second pressure chamber expansion element PP-3 is within the range of (3/4) × Tc or more and less than Tc after the start of application of the ejection pulse DP (range B in FIG. 8). Set to
あるいは、第1の圧力室膨張要素PP−1の開始点は、吐出パルスDPを印加することにより発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる時点WZから(1/8)×Tc以内の範囲内に設定され、第2の圧力室膨張要素PP−3の印加開始点は、吐出パルスDPを印加することにより発生するメニスカス振動が吐出側で極大となる時点から(1/4)×Tc以内の範囲内に設定される。 Alternatively, the starting point of the first pressure chamber expansion element PP-1 is set within a range of (1/8) × Tc from the time point WZ at which the meniscus vibration generated by applying the ejection pulse DP becomes zero cross. The application start point of the second pressure chamber expansion element PP-3 is within a range of (1/4) × Tc from the time point when the meniscus vibration generated by applying the discharge pulse DP becomes maximum on the discharge side. Is set.
図8に示す駆動信号W1では、引きパルスPPの第1の圧力室膨張要素PP−1の開始点を吐出パルスDPの印加開始後、(9/16)×Tcの点に設定し、第2の圧力室膨張要素PP−3の開始点を吐出パルスDPの印加開始後、(7/8)×Tcの点に設定している。 In the drive signal W1 shown in FIG. 8, the start point of the first pressure chamber expansion element PP-1 of the pull pulse PP is set to a point of (9/16) × Tc after the start of application of the discharge pulse DP, and the second The start point of the pressure chamber expansion element PP-3 is set to a point of (7/8) × Tc after the start of application of the ejection pulse DP.
このように、引きパルスPPを第1の圧力室膨張要素PP−1と第2の圧力室膨張要素PP−3とを有する1パルスで構成した場合も上記実施の形態の駆動信号Wと同様の効果を得ることができる。 As described above, even when the pulling pulse PP is constituted by one pulse having the first pressure chamber expansion element PP-1 and the second pressure chamber expansion element PP-3, the same as the drive signal W of the above embodiment. An effect can be obtained.
なお、この場合も、サテライトの抑制効果を高めつつ、所望の滴速度を確保するためには、吐出パルスDPのパルス幅を(1/2)×Tcよりも5%〜15%狭くすることが好ましい。 In this case as well, in order to increase the satellite suppression effect and secure a desired droplet velocity, the pulse width of the ejection pulse DP may be narrowed by 5% to 15% than (1/2) × Tc. preferable.
《他の実施の形態》
上記実施の形態では、駆動信号に吐出パルスを1つだけ組み込む構成しているが、複数の吐出パルスを組み込む構成としてもよい(たとえば、一定の間隔で複数の吐出パルスを組み込む。)。この場合、引きパルスは、最終の吐出パルスの後に組み込むものとする。また、パルス幅を調整する場合(狭くする場合)は、最終の吐出パルスについてのみ実施するものとする。
<< Other Embodiments >>
In the above embodiment, only one ejection pulse is incorporated in the drive signal, but a plurality of ejection pulses may be incorporated (for example, a plurality of ejection pulses are incorporated at a constant interval). In this case, the pulling pulse is incorporated after the final ejection pulse. Further, when adjusting the pulse width (when narrowing), it is performed only for the final ejection pulse.
複数の吐出パルスを組み込む場合は、波高値が漸次増大するように設定してもよい。このように、インク吐出時の駆動波形に複数の吐出パルスを組み込む場合において、各吐出パルスの波高値が漸次増大するように設定することにより、後に吐出したインク滴が、先に吐出したインク滴に追い付いて、着弾の際に1滴の状態でメディアに着弾させることができるようになる。吐出させたインク滴は、1滴の状態で着弾させた方が、着弾形状がきれいになるので、より高品質な画像を記録することができるようになる。 When incorporating a plurality of ejection pulses, the crest value may be set to gradually increase. As described above, when a plurality of ejection pulses are incorporated in the drive waveform during ink ejection, the peak value of each ejection pulse is set so as to gradually increase, so that the ink droplet ejected later becomes the ink droplet ejected earlier. It is possible to catch up with the media and land on the media in a single drop when landing. When the ejected ink droplets are landed in a single droplet state, the landed shape becomes clear, so that a higher quality image can be recorded.
さらに、複数の吐出パルスを組み込む場合は、組み込む吐出パルスの数を変えることにより、用紙上に打滴するインク滴のドット径を変えるようにしてもよい。 Further, when a plurality of ejection pulses are incorporated, the dot diameter of the ink droplets ejected onto the paper may be changed by changing the number of ejection pulses incorporated.
図9は、1打滴周期内で同じ波高値(電圧)の吐出パルスを複数組み込む場合であって、組み込む吐出パルスの数を変えることにより、ドット径を変える場合の駆動信号の例を示す波形図である。同図(A)は小ドット、同図(B)は中ドット、同図(C)は大ドットを打滴するときの駆動波形を示している。 FIG. 9 is a waveform showing an example of a drive signal when a plurality of ejection pulses having the same peak value (voltage) are incorporated within one droplet ejection cycle, and the dot diameter is changed by changing the number of ejection pulses incorporated. FIG. FIG. 6A shows a drive waveform when a small dot is ejected, FIG. 5B is a medium dot, and FIG.
図9(A)〜(C)に示すように、吐出パルスは、一定間隔で組み込まれる。そして、1つ組み込むことにより小ドット、2つ組み込むことにより中ドット、3つ組み込むことにより大ドットを形成するようにしている。このように、大きさの異なる複数種類のドットを形成できるようにすることにより、階調記録を行うことが可能になる。 As shown in FIGS. 9A to 9C, the ejection pulses are incorporated at regular intervals. A small dot is incorporated by incorporating one, a medium dot is incorporated by incorporating two, and a large dot is formed by incorporating three. As described above, gradation recording can be performed by forming a plurality of types of dots having different sizes.
なお、図9の駆動信号では、最終の吐出パルスの後に組み込む引きパルスを2パルスで構成しているが、引きパルスは1パルスで構成することもできる(図8参照)。 In the drive signal of FIG. 9, the pulling pulse incorporated after the final ejection pulse is composed of two pulses, but the pulling pulse can be composed of one pulse (see FIG. 8).
《インクジェット記録装置への適用例》
上述した液滴吐出装置を適用したインクジェット記録装置について説明する。
<< Application example to inkjet recording apparatus >>
An ink jet recording apparatus to which the above-described liquid droplet ejection apparatus is applied will be described.
(インクジェット記録装置の全体構成の説明)
図10は、インクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すインクジェット記録装置310は、枚葉紙であるメディア314にマゼンダ(M)、クロ(K)、シアン(C)、イエロー(Y)の4色のカラーインクを用いてカラー画像を記録するカラープリンタである。
(Description of overall configuration of inkjet recording apparatus)
FIG. 10 is an overall configuration diagram of the ink jet recording apparatus. The ink
インクジェット記録装置310は、主として、給紙部320、処理液塗布部330、描画部340、乾燥処理部350、定着処理部360、及び排出部370を備えて構成される。処理液塗布部330、描画部340、乾燥処理部350、定着処理部360の前段に搬送されるメディア314の受け渡しを行う手段として中間搬送ドラム332、342、352、362が設けられるとともに、処理液塗布部330、描画部340、乾燥処理部350、定着処理部360のそれぞれにメディア314を保持しながら搬送する手段として、搬送ドラム334、344、354、364が設けられている。
The ink
中間搬送ドラム332、342、352、362及び搬送ドラム334、344、354、364は、外周面の所定位置にメディア314の先端部(又は後端部)を挟んで保持するグリッパ380A、380Bが設けられている。グリッパ380Aとグリッパ380Bにおけるメディア314の先端部を挟んで保持する構造、及び他の搬送ドラム又は中間搬送ドラムに備えられるグリッパとの間でメディア314の受け渡しを行う構造を同一であり、かつ、グリッパ380Aとグリッパ380Bは、搬送ドラム334の外周面の搬送ドラム334の回転方向について180°移動させた対称位置に配置されている。
The
グリッパ380A、380Bによりメディア314の先端部を狭持した状態で中間搬送ドラム332、342、352、362及び搬送ドラム334、344、354、364を所定の方向に回転させると、中間搬送ドラム332、342、352、362及び搬送ドラム334、344、354、364の外周面に沿ってメディア314が回転搬送される。
When the
なお、図10中、搬送ドラム334に備えられるグリッパ380A、380Bのみ符号を付し、他の搬送ドラム及び中間搬送ドラムのグリッパの符号は省略する。
In FIG. 10, only the
給紙部320に収容されているメディア314が処理液塗布部330に給紙されると、搬送ドラム334の外周面に保持されたメディア314の記録面に、凝集処理液(以下、単に「処理液」と記載することがある。)が付与される。なお、「メディア314の記録面」とは、搬送ドラム334、344、354、364の保持された状態における外側面であり、搬送ドラム334、344、354、364に保持される面と反対面である。
When the medium 314 stored in the
その後、凝集処理液が付与されたメディア314は描画部340に送り出され、描画部340において記録面の凝集処理液が付与された領域に色インクが付与され、所望の画像が形成される。
Thereafter, the medium 314 to which the aggregation processing liquid has been applied is sent out to the
さらに、該色インクによる画像が形成されたメディア314は乾燥処理部350に送られ、乾燥処理部350において乾燥処理が施されるとともに、乾燥処理後に定着処理部360に送られ、定着処理が施される。乾燥処理及び定着処理が施されることで、メディア314上に形成された画像が堅牢化される。このようにして、メディア314の記録面に所望の画像が形成され、該画像がメディア314の記録面に定着した後に、排出部370から装置外部に搬送される。
Further, the medium 314 on which the image of the color ink is formed is sent to the drying
以下、インクジェット記録装置310の各部(給紙部320、処理液塗布部330、描画部340、乾燥処理部350、定着処理部360、排出部370)について詳細に説明する。
Hereinafter, each part (the
(給紙部)
給紙部320は、給紙トレイ322と不図示の送り出し機構が設けられ、メディア314は給紙トレイ322から一枚ずつ送り出されるように構成されている。給紙トレイ322から送り出されたメディア314は、中間搬送ドラム(給紙ドラム)332のグリッパ(不図示)の位置に先端部が位置するように不図示のガイド部材によって位置決めされて一旦停止する。
(Paper Feeder)
The
(処理液塗布部)
処理液塗布部330は、給紙ドラム332から受け渡されたメディア314を外周面に保持してメディア314を所定の搬送方向へ搬送する搬送ドラム(処理液ドラム)334と、処理液ドラム334の外周面に保持されたメディア314の記録面に処理液を付与する処理液塗布装置336と、含んで構成されている。処理液ドラム334を図10における反時計回りに回転させると、メディア314は処理液ドラム334の外周面に沿って反時計回り方向に回転搬送される。
(Processing liquid application part)
The treatment
図10に示す処理液塗布装置336は、処理液ドラム334の外周面(メディア保持面)と対向する位置に設けられている。処理液塗布装置336の構成例として、処理液が貯留される処理液容器と、処理液容器の処理液に一部が浸漬され、処理液容器内の処理液を汲み上げる汲み上げローラと、汲み上げローラにより汲み上げられた処理液をメディア314上に移動させる塗布ローラ(ゴムローラ)と、を含んで構成される態様が挙げられる。
The processing
なお、該塗布ローラを上下方向(処理液ドラム334の外周面の法線方向)に移動させる塗布ローラ移動機構を備え、該塗布ローラとグリッパ380A、380Bとの衝突を回避可能に構成する態様が好ましい。
In addition, there is an aspect in which a coating roller moving mechanism that moves the coating roller in the vertical direction (normal direction of the outer peripheral surface of the treatment liquid drum 334) is provided, and the collision between the coating roller and the
処理液塗布部330によりメディア314に付与される処理液は、描画部340で付与されるインク中の色材(顔料)を凝集させる色材凝集剤を含有し、メディア314上で処理液とインクとが接触すると、インク中の色材と溶媒との分離が促進される。
The treatment liquid applied to the medium 314 by the treatment
処理液塗布装置336は、メディア314に塗布される処理液量を計量しながら塗布することが好ましく、メディア314上の処理液の膜厚は、描画部340から打滴されるインク液滴の直径より十分に小さくすることが好ましい。
The treatment
(描画部)
描画部340は、メディア314を保持して搬送する搬送ドラム(描画ドラム)344と、メディア314を描画ドラム344に密着させるための用紙抑えローラ346と、メディア314にインクを付与するインクジェットヘッド(液滴吐出ヘッド)348M、348K、348C、348Yを備えている。なお、描画ドラム344の基本構造は、先に説明した処理液ドラム334と共通しているので、ここでの説明は省略する。
(Drawing part)
The
用紙抑えローラ346は、描画ドラム344の外周面にメディア314を密着させるためのガイド部材であり、描画ドラム344の外周面に対向し、中間搬送ドラム342と描画ドラム344とのメディア314の受渡位置よりもメディア314の搬送方向下流側であり、かつ、インクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yよりもメディア314の搬送方向上流側に配置される。
The
中間搬送ドラム342から描画ドラム344に受け渡されたメディア314は、グリッパ(符号省略)によって先端が保持された状態で回転搬送される際に、用紙抑えローラ346によって押圧され、描画ドラム344の外周面に密着する。このようにして、メディア314を描画ドラム344の外周面に密着させた後に、描画ドラム344の外周面から浮き上がりのない状態で、インクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yの直下の印字領域に送られる。
The medium 314 transferred from the intermediate transport drum 342 to the
インクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yはそれぞれ、マゼンダ(M)、クロ(K)、シアン(C)、イエロ(Y)の4色のインクに対応しており、描画ドラム344の回転方向(図10における反時計回り方向)に上流側から順に配置されるとともに、インクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yのノズル面(インク吐出面)が描画ドラム344に保持されたメディア314の記録面と対向するように配置される。
The inkjet heads 348M, 348K, 348C, and 348Y correspond to inks of four colors, magenta (M), black (K), cyan (C), and yellow (Y), respectively, and the rotation direction of the drawing drum 344 (see FIG. 10 in the counterclockwise direction), and the nozzle surfaces (ink ejection surfaces) of the inkjet heads 348M, 348K, 348C, and 348Y face the recording surface of the medium 314 held on the
また、図10に示すインクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yは、描画ドラム344の外周面に保持されたメディア314の記録面とインクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yのノズル面が略平行となるように、水平面に対して傾けられて配置されている。
Further, in the inkjet heads 348M, 348K, 348C, and 348Y shown in FIG. 10, the recording surface of the medium 314 held on the outer peripheral surface of the
インクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yは、メディア314における画像形成領域の最大幅(メディア314の搬送方向と直交する方向の長さ)に対応する長さを有するフルライン型のヘッドであり、メディア314の搬送方向と直交する方向に延在するように固定設置される。
The inkjet heads 348M, 348K, 348C, and 348Y are full-line heads having a length corresponding to the maximum width of the image forming area in the medium 314 (the length in the direction orthogonal to the conveyance direction of the medium 314). It is fixedly installed so as to extend in a direction orthogonal to the
インクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yのノズル面には、メディア314の画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルがマトリクス配置されて形成されている。 On the nozzle surfaces of the inkjet heads 348M, 348K, 348C, and 348Y, nozzles for discharging ink are formed in a matrix arrangement over the entire width of the image forming area of the medium 314.
メディア314がインクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yの直下の印字領域に搬送されると、インクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yからメディア314の凝集処理液が付与された領域に画像データに基づいて各色のインクが打滴される。
When the
インクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yから、対応する色インクの液滴が、描画ドラム344の外周面に保持されたメディア314の記録面に向かって吐出されると、メディア314上で処理液とインクが接触し、インク中に分散する色材(顔料系色材)又は不溶化する色材(染料系色材)の凝集反応が発現し、色材凝集体が形成される。これにより、メディア314上に形成された画像における色材の移動(ドットの位置ズレ、ドットの色ムラ)が防止される。
When the droplets of the corresponding color ink are ejected from the inkjet heads 348M, 348K, 348C, 348Y toward the recording surface of the medium 314 held on the outer peripheral surface of the
また、描画部340の描画ドラム344は、処理液塗布部330の処理液ドラム334に対して構造上分離しているので、インクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yに処理液が付着することがなく、インクの吐出異常の要因を低減することができる。
In addition, since the
なお、本例では、CMYKの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。たとえば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。 In this example, the configuration of CMYK standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink, dark ink, and special colors are used as necessary. Ink may be added. For example, it is possible to add an ink jet head that discharges light ink such as light cyan and light magenta, and the arrangement order of the color heads is not particularly limited.
(乾燥処理部)
乾燥処理部350は、画像形成後のメディア314を保持して搬送する搬送ドラム(乾燥ドラム)354と、該メディア314上の水分(液体成分)を蒸発させる乾燥処理を施す溶媒乾燥装置356を備えている。なお、乾燥ドラム354の基本構造は、先に説明した処理液ドラム334及び描画ドラム344と共通しているので、ここでの説明は省略する。
(Dry processing part)
The drying
溶媒乾燥装置356は、乾燥ドラム354の外周面に対向する位置に配置され、メディア314に存在する水分を蒸発させる処理部である。描画部340によりメディア314にインクが付与されると、処理液とインクとの凝集反応により分離したインクの液体成分(溶媒成分)及び処理液の液体成分(溶媒成分)がメディア314上に残留してしまうので、かかる液体成分を除去する必要がある。
The
溶媒乾燥装置356は、ヒータによる加熱、ファンによる送風、又はこれらを併用してメディア314上に存在する液体成分を蒸発させる乾燥処理を施し、メディア314上の液体成分を除去するための処理部である。メディア314に付与される加熱量及び送風量は、メディア314上に残留する水分量、メディア314の種類、及びメディア314の搬送速度(干渉処理時間)等のパラメータに応じて適宜設定される。
The
溶媒乾燥装置356による乾燥処理が行われる際に、乾燥処理部350の乾燥ドラム354は、描画部340の描画ドラム344に対して構造上分離しているので、インクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yにおいて、熱又は送風によるヘッドメニスカス部の乾燥によるインクの吐出異常の要因を低減することができる。
When the drying process by the
メディア314のコックリングの矯正効果を発揮させるために、乾燥ドラム354の曲率を0.002(1/mm)以上とするとよい。また、乾燥処理後のメディアの湾曲(カール)を防止するために、乾燥ドラム354の曲率を0.0033(1/mm)以下とするとよい。
In order to exhibit the effect of correcting cockling of the
また、乾燥ドラム354の表面温度を調整する手段(たとえば、内蔵ヒータ)を備え、該表面温度を50℃以上に調整するとよい。メディア314の裏面から加熱処理を施すことによって乾燥が促進され、次段の定着処理時における画像破壊が防止される。かかる態様において、乾燥ドラム354の外周面にメディア314を密着させる手段を具備するとさらに効果的である。メディア314を密着させる手段の一例として、真空吸着、静電吸着などが挙げられる。
In addition, a means (for example, a built-in heater) for adjusting the surface temperature of the drying
なお、乾燥ドラム354の表面温度の上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム354の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性(高温による火傷防止)の観点から75℃以下(より好ましくは60℃以下)に設定されることが好ましい。
The upper limit of the surface temperature of the drying
このように構成された乾燥ドラム354の外周面に、メディア314の記録面が外側を向くように(すなわち、メディア314の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で)保持し、回転搬送しながら乾燥処理を施すことで、メディア314のシワや浮きに起因する乾燥ムラが確実に防止される。
Holding and rotating on the outer peripheral surface of the drying
(定着処理部)
定着処理部360は、メディア314を保持して搬送する搬送ドラム(定着ドラム)364と、画像形成がされ、さらに、液体が除去されたメディア314に加熱処理を施すヒータ366と、該メディア314を記録面側から押圧する定着ローラ368と、を備えて構成される。なお、定着ドラム364の基本構造は処理液ドラム334、描画ドラム344、及び乾燥ドラム354と共通しているので、ここでの説明は省略する。ヒータ366及び定着ローラ368は、定着ドラム364の外周面に対向する位置に配置され、定着ドラム364の回転方向(図10において反時計回り方向)の上流側から順に配置される。
(Fixing processing part)
The fixing
定着処理部360では、メディア314の記録面に対してヒータ366による予備加熱処理が施されるとともに、定着ローラ368による定着処理が施される。ヒータ366の加熱温度はメディアの種類、インクの種類(インクに含有するポリマー微粒子の種類)などに応じて適宜設定される。たとえば、インクに含有するポリマー微粒子のガラス転移点温度や最低造膜温度とする態様が考えられる。
In the fixing
定着ローラ368は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、メディア314を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ368は、定着ドラム364に対して圧接するように配置されており、定着ドラム364との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、メディア314は、定着ローラ368と定着ドラム364との間に挟まれ、所定のニップ圧でニップされ、定着処理が行われる。
The fixing
定着ローラ368の構成例として、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成する態様が挙げられる。かかる加熱ローラでメディア314を加熱することによって、インクに含まれるポリマー微粒子のガラス転移点温度以上の熱エネルギーが付与されると、該ポリマー微粒子が溶融して画像の表面に透明の被膜が形成される。
As an example of the configuration of the fixing
この状態でメディア314の記録面に加圧を施すと、メディア314の凹凸に溶融したポリマー微粒子が押し込み定着されるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、好ましい光沢性を得ることができる。なお、画像層の厚みやポリマー微粒子のガラス転移点温度特性に応じて、定着ローラ368を複数段設けた構成も好ましい。
When pressure is applied to the recording surface of the medium 314 in this state, the polymer fine particles melted into the unevenness of the medium 314 are pressed and fixed, and the unevenness of the image surface is leveled, so that preferable glossiness can be obtained. A configuration in which a plurality of fixing
また、定着ローラ368の表面硬度は71°以下であることが好ましい。定着ローラ368の表面をより軟質化することで、コックリングにより生じたメディア314の凹凸に対して追随効果を期待でき、メディア314の凹凸に起因する定着ムラがより効果的に防止される。
The surface hardness of the fixing
図10に示すインクジェット記録装置310は、定着処理部360の処理領域の後段(メディア搬送方向の下流側)には、インラインセンサ382が設けられている。インラインセンサ382は、メディア314に形成された画像(又はメディア314の余白領域に形成されたチェックパターン)を読み取るためのセンサであり、CCD(Charged Coupled Device)ラインセンサが好適に用いられる。
In the ink
本例に示すインクジェット記録装置310は、インラインセンサ382の読取結果に基づいてインクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yの吐出異常の有無が判断される(詳細後述)。また、インラインセンサ382は、水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段を含む態様も可能である。かかる態様において、水分量、表面温度、光沢度の読取結果に基づいて、乾燥処理部350の処理温度や定着処理部360の加熱温度及び加圧圧力などのパラメータを適宜調整し、装置内部の温度変化や各部の温度変化に対応して、上記制御パラメータが適宜調整される。
In the ink
(排出部)
図10に示すように、定着処理部360に続いて排出部370が設けられている。排出部370は、張架ローラ372A、372Bに巻きかけられた無端状の搬送ベルト374と、画像形成後のメディア314が収容される排出トレイ376と、を備えて構成されている。
(Discharge part)
As shown in FIG. 10, a
定着処理部360から送り出された定着処理後のメディア314は、搬送ベルト374によって搬送され、排出トレイ376に排出される。
The medium 314 after the fixing process sent out from the fixing
(インクジェットヘッドの構造の説明)
図11は、インクジェットヘッドの概略構成図であり、同図はインクジェットヘッドからメディアの記録面を見た図(ヘッドの平面透視図)となっている。なお、各色のインクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yは、同一構造を有しているので、以下の説明ではインクジェットヘッド348M、348K、348C、348Yを区別する必要がない場合は、これらを総称して「インクジェットヘッド348」と記載する。
(Description of structure of inkjet head)
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of the ink jet head, which is a diagram (a plan perspective view of the head) of the recording surface of the medium as viewed from the ink jet head. In addition, since the inkjet heads 348M, 348K, 348C, and 348Y of the respective colors have the same structure, in the following description, the inkjet heads 348M, 348K, 348C, and 348Y are collectively referred to when it is not necessary to distinguish them. Will be referred to as “
同図に示すインクジェットヘッド348は、n個のヘッドモジュール348‐i(iは1からnの整数)を一列につなぎ合わせてマルチヘッドを構成している。また、各ヘッドモジュール348‐iは、インクジェットヘッド348の短手方向の両側からヘッドカバー349A、349Bによって支持されている。なお、ヘッドモジュール348を千鳥状に配置してマルチヘッドを構成することも可能である。
The
複数のヘッドモジュールにより構成されるマルチヘッドの適用例として、メディアの全幅に対応したフルライン型ヘッドが挙げられる。フルライン型ヘッドは、メディアの移動方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に沿って、メディアの主走査方向における長さ(幅)に対応して、複数のノズルが並べられた構造を有している。かかる構造を有するインクジェットヘッド348とメディアとを相対的に一回だけ走査させて画像記録を行う、いわゆるシングルパス画像記録方式により、メディアの全面にわたって画像を形成し得る。
As an application example of a multi-head configured by a plurality of head modules, a full-line head corresponding to the full width of a medium can be given. In the full-line head, a plurality of nozzles are arranged along the direction (main scanning direction) perpendicular to the moving direction (sub-scanning direction) of the medium, corresponding to the length (width) in the main scanning direction of the medium. Have a structure. An image can be formed on the entire surface of the medium by a so-called single-pass image recording method in which the
図12は、インクジェットヘッドの一部拡大図である。同図に示すように、ヘッドモジュール348は、略平行四辺形の平面形状を有し、隣接するヘッドモジュール間にオーバーラップ部が設けられている。オーバーラップ部とは、ヘッドモジュールのつなぎ部分であり、ヘッドモジュール348‐iの並び方向(図11における左右方向、図13に図示する主走査方向X)に隣接するドットが異なるヘッドモジュールに属するノズルによって形成される。
FIG. 12 is a partially enlarged view of the inkjet head. As shown in the figure, the
図13は、ヘッドモジュール348‐iのノズル配列を示す平面図である。同図に示すように、各ヘッドモジュール348‐iは、ノズル328が二次元状に並べられた構造を有し、かかるヘッドモジュール348‐iを備えたヘッドは、いわゆるマトリクスヘッドと呼ばれるものである。
FIG. 13 is a plan view showing the nozzle arrangement of the head module 348-i. As shown in the figure, each head module 348-i has a structure in which
図13に示したヘッドモジュール348‐iは、副走査方向Yに対して角度αをなす列方向W、及び主走査方向Xに対して角度βをなす行方向Vに沿って多数のノズル328が並べられた構造を有し、主走査方向Xの実質的なノズル配置密度が高密度化されている。図13では、行方向Vに沿って並べられたノズル群(ノズル行)は符号328Vを付し、列方向Wに沿って並べられたノズル群(ノズル列)は符号328Wを付して図示されている。
The head module 348-i shown in FIG. 13 has a large number of
かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をLsとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル328が一定のピッチP=Ls/tanθで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。
In this matrix arrangement, when the interval between adjacent nozzles in the sub-scanning direction is Ls, in the main scanning direction, each
インクジェットヘッド348の内部には、ノズル328ごとに圧力室が備えられる。各圧力室には、アクチュエータとしての圧電素子が備えられ、この圧電素子を駆動(駆動信号を印加)することにより、圧力室が膨張/収縮して、ノズル328からインク滴が吐出される。
A pressure chamber is provided for each
(制御系の説明)
図14は、インクジェット記録装置の制御系のシステム構成を示すブロック図である。図14に示すように、インクジェット記録装置310は、通信インターフェース440、システム制御部442を備え、システム制御部442により装置各部の統括的な制御が行われる。
(Description of control system)
FIG. 14 is a block diagram showing a system configuration of a control system of the ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 14, the
通信インターフェース440は、ホストコンピュータ454から送られてくる画像データを受信するインターフェース部(画像入力手段)である。通信インターフェース440にはUSB(Universal Serial Bus)、イーサネット(登録商標)、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
The
システム制御部442は、中央演算処理装置(CPU:Central Processing Unit)及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置310の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。また、搬送制御部444、画像処理部446、ヘッド駆動部448などを制御する制御信号を生成し、画像メモリ450、ROM(Read Only Memory)452のメモリコントローラとしての機能を有している。
The
画像処理部446は、画像データに所定の処理を施す処理ブロックであり、画像処理機能を有するプロセッサが含まれる。ホストコンピュータ454から送り出された画像データは通信インターフェース440を介してインクジェット記録装置310に取り込まれ、一旦画像メモリ450に記憶される。画像メモリ450は、通信インターフェース440を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システム制御部442を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ450は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
The
画像メモリ450には、システム制御部442のCPUが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ(テストチャートを打滴するためのデータ、異常ノズル情報などを含む)が格納されている。画像メモリ450は、書換不能な記憶手段であってもよいし、フラッシュメモリのような書換可能な記憶手段であってもよい。
The
不図示の一時記憶部は、画像データや各種データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域としても利用される。 A temporary storage unit (not shown) is used as a temporary storage area for image data and various data, and is also used as a program development area and a calculation work area for the CPU.
画像処理部446は、システム制御部442の制御に従い、画像メモリ内の画像データ(多値の入力画像のデータ)に各種信号処理を施して、打滴制御用のドット配置データを生成する(上述した液滴吐出装置1の画像処理装置100に相当する。)。
The
画像処理部446は、濃度データ生成部、補正処理部、ドット配置データ生成部といった機能ブロックを含んで構成される。これら各機能ブロックは、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やソフトウエア又は適宜の組み合わせによって実現可能である。
The
濃度データ生成部は、入力画像のデータからインク色別の初期の濃度データを生成する信号処理手段であり、濃度変換処理(UCR(Under Color Removal)処理や色変換を含む)及び必要な場合には画素数変換処理を行う。補正処理部は、濃度補正係数を用いて濃度補正の演算を行う処理手段であり、ムラ補正処理を行う。 The density data generation unit is a signal processing unit that generates initial density data for each ink color from input image data, and includes density conversion processing (including UCR (Under Color Removal) processing and color conversion) and when necessary. Performs a pixel number conversion process. The correction processing unit is a processing unit that performs density correction using the density correction coefficient, and performs unevenness correction processing.
ドット配置データ生成部は、補正処理部で生成された補正後の画像データ(濃度データ)から二値又は多値のドット配置データに変換するハーフトーニング処理手段を含む信号処理手段であり、二値(多値)化処理を行う。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般に、M値(M≧3)の階調画像データをMよりも小さい二値又は多値の階調画像データに変換する。最も単純な例では、二値(ドットのオン/オフ)のドット配置データに変換するが、ハーフトーン処理において、上記の実施形態のようにドットサイズの種類(たとえば、大サイズ、中サイズ、小サイズなどの3種類)に対応した多値の量子化を行うことができる。 The dot arrangement data generation unit is a signal processing unit including a halftoning processing unit that converts the corrected image data (density data) generated by the correction processing unit into binary or multi-value dot arrangement data. (Multi-value) processing is performed. Various known means such as an error diffusion method, a dither method, a threshold matrix method, and a density pattern method can be applied as the halftone processing means. In the halftone process, generally, gradation image data having an M value (M ≧ 3) is converted into binary or multi-value gradation image data smaller than M. In the simplest example, the data is converted into binary (dot on / off) dot arrangement data. However, in halftone processing, the dot size type (for example, large size, medium size, small size) is used as in the above embodiment. Multi-level quantization corresponding to three types such as size can be performed.
画像処理部446には不図示の画像バッファメモリが備えられており、画像処理部446における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリに一時的に格納される。なお、画像バッファメモリは画像処理部446に付随する態様でもよいし、画像メモリと兼用することも可能である。また、画像処理部446はシステム制御部442と統合されて、1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
The
画像処理部446で生成されたドット配置データは、ヘッド駆動部448に与えられ、インクジェットヘッド348のインク吐出動作が制御される。
The dot arrangement data generated by the
ヘッド駆動部448は、インクジェットヘッド348の各ノズル328に対応したアクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部として機能する(図1の液滴吐出装置1の駆動装置200に相当する。)。
The
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース440を介して外部から入力され、画像メモリに蓄えられる。この段階では、たとえば、RGBの多値の画像データが画像メモリに記憶される。
An overview of the flow of processing from image input to print output is as follows. Image data to be printed is input from the outside via the
インクジェット記録装置310では、インク(色材)による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調(画像の濃淡)をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、画像メモリに蓄えられた元画像(RGB)のデータは、システム制御部442を介して画像処理部446に送られ、濃度データ生成部、補正処理部、ドット配置データ生成部による処理を経てインク色ごとのドット配置データに変換される。
In the ink
すなわち、画像処理部446は、入力されたRGB画像データをM、K、C、Yの4色のドットデータに変換する処理を行う。こうして画像処理部446で生成されたドット配置データは、画像バッファメモリに蓄えられる。この色別ドットデータは、インクジェットヘッド348のノズルからインクを吐出するためのMKCY打滴データに変換され、印字されるドット配置データ(各ノズルの駆動タイミングと各ノズルにおける駆動タイミングごとのドットサイズ(吐出量))が確定する。
That is, the
ヘッド駆動部448は、ドット配置データに基づき、印字内容に応じてインクジェットヘッド348の各ノズル328に対応するアクチュエータを駆動するための駆動信号を出力する。ヘッド駆動部448にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
The
こうして、ヘッド駆動部448から出力された駆動信号がインクジェットヘッド348に加えられることによって、該当するノズル328からインクが吐出される。メディア314の搬送速度に同期してインクジェットヘッド348からのインク吐出を制御することにより、メディア314上に画像が形成される。
In this way, the drive signal output from the
上記のように、画像処理部446における所要の信号処理を経て生成されたドット配置データに基づき、ヘッド駆動部448を介して各ノズルからのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
As described above, the ejection amount and ejection timing of ink droplets from each nozzle are controlled via the
図14に図示したインライン検出部470は、ノズル検知パターンの読み取り、読取データの処理、異常ノズルの判断の処理を経て、異常ノズルに関する情報をシステム制御部442へ提供する機能ブロックである。インライン検出部470は図10に図示したインラインセンサ382が含まれる。
The in-
システム制御部442は、インライン検出部470から得られる異常ノズルに関する情報や、その他の情報に基づいてインクジェットヘッド348に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作(ノズル回復動作)を実施する制御を行う。
The
図示を省略するが、クリーニング動作を実行する手段として、インク受け、吸引キャップ、吸引ポンプ、ワイパーブレードなど、ヘッドメンテナンスに必要な部材を含んで構成されるメンテナンス処理部が備えられている。 Although not shown, a maintenance processing unit including members necessary for head maintenance such as an ink receiver, a suction cap, a suction pump, and a wiper blade is provided as means for executing the cleaning operation.
また、ユーザインターフェースとしての操作部を備え、該操作部はオペレータ(ユーザ)が各種入力を行うための入力装置468と表示部(ディスプレイ)466を含んで構成される。入力装置468には、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタンなど各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置468を操作することにより、印刷条件の入力、画質モードの選択、付属情報の入力・編集、情報の検索などを行うことができ、入力内容や検索結果など等の各種情報は表示部466の表示を通じて確認することができる。この表示部466はエラーメッセージなどの警告を表示する手段としても機能する。
In addition, an operation unit as a user interface is provided, and the operation unit includes an
本例のインクジェット記録装置310は、複数の画質モードを有しており、ユーザの選択操作により、又は、プログラムによる自動選択により、画質モードが設定される。この設定された画質モードで要求される出力画質レベルに応じて、異常ノズルを判断する基準が変更される。要求品質が高いほど、判定基準は厳しい方向に設定される。
The
各画質モードの印刷条件並びに異常ノズル判定基準に関する情報は画像メモリ450に格納されている。
Information relating to printing conditions in each image quality mode and abnormal nozzle determination criteria is stored in the
〔他の装置への応用例〕
上記の実施形態では、枚葉紙へのカラー印刷を行うインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲は、この例に限定されない。たとえば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルタ製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液滴を打滴して様々な形状やパターンを得る液滴吐出装置にも広く適用できる。
[Example of application to other devices]
In the above embodiment, application to an inkjet recording apparatus that performs color printing on a sheet of paper has been described as an example, but the scope of application of the present invention is not limited to this example. For example, a wiring drawing device for drawing a wiring pattern of an electronic circuit, a manufacturing device for various devices, a resist printing device using a resin liquid as a functional liquid for ejection, a color filter manufacturing device, and a fine material using a material for material deposition The present invention can be widely applied to a droplet discharge device that forms various shapes and patterns by ejecting droplets, such as a fine structure forming device that forms structures.
1…液滴吐出装置、10…液滴吐出ヘッド、12…ノズル面、14…ノズル、16…圧力室、18…振動板、20…アクチュエータ、22…供給口、24…回収口、26…共通供給流路、28…共通回収流路、30…個別供給流路、32…個別回収流路、100…画像処理装置、200…駆動装置、310…インクジェット記録装置、314…メディア、320…給紙部、322…給紙トレイ、328…ノズル、330…処理液塗布部、332…給紙ドラム、334…処理液ドラム、336…処理液塗布装置、340…描画部、342…中間搬送ドラム、344…描画ドラム、346…用紙抑えローラ、348(348M、348K、348C、348Y)…インクジェットヘッド、349A、349B…ヘッドカバー、350…乾燥処理部、352…中間搬送ドラム、354…乾燥ドラム、356…溶媒乾燥装置、360…定着処理部、362…中間搬送ドラム、364…定着ドラム、366…ヒータ、368…定着ローラ、370…排出部、372A、372B…張架ローラ、354…搬送ベルト、376…排出トレイ、380A、380B…グリッパ、440…通信インターフェース、442…システム制御部、444…搬送制御部、446…画像処理部、448…ヘッド駆動部、450…画像メモリ、452…ROM、454…ホストコンピュータ、466…表示部、468…入力装置、470…インライン検出部、DP…吐出パルス、DPー1…吐出パルスの圧力室膨張要素、DP−2…吐出パルスの維持要素、DP−3…吐出パルスの圧力室収縮要素、PP…引きパルス、PP−1…引きパルスの第1の圧力室膨張要素、PP−2…引きパルスの維持要素、PP−3…引きパルスの第2の圧力室膨張要素、PP−4…引きパルスの圧力室収縮要素、PP1…第1の引きパルス、PP1−1…第1の引きパルスの圧力室膨張要素、PP1−2…第1の引きパルスの維持要素、PP1−3…第1の引きパルスの圧力室収縮要素、PP2…第2の引きパルス、PP2−1…第2の引きパルスの圧力室膨張要素、PP2−2…第2の引きパルスの維持要素、PP2−3…第2の引きパルスの圧力室収縮要素、W…駆動信号、W1…駆動信号、WP…メニスカス振動の吐出側の極大点、WZ…メニスカス振動のゼロクロス点
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記アクチュエータに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記駆動信号生成部が生成する駆動信号は、
前記ノズルから液滴を吐出させる少なくとも1つの吐出パルスと、
最終の前記吐出パルスを印加した後に印加されて、メニスカスを前記圧力室側に引き込ませる第1の引きパルスと、
前記第1の引きパルスを印加した後に印加されて、メニスカスを前記圧力室側に引き込ませる第2の引きパルスと、
を含み、
前記液滴吐出ヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をTcとしたとき、
前記吐出パルスの幅が、(1/2)×Tc以下に設定され、
前記第1の引きパルスの印加開始点が、前記吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる時点から(1/8)×Tc以内の範囲内に設定され、
前記第2の引きパルスの印加開始点が、前記吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動が吐出側で極大となる時点から(1/4)×Tc以内の範囲内に設定される液滴吐出装置。 A droplet discharge head having a nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and an actuator for expanding / contracting the pressure chamber;
A drive signal generator for generating a drive signal to be applied to the actuator;
With
The drive signal generated by the drive signal generator is
At least one ejection pulse for ejecting droplets from the nozzle;
A first pulling pulse that is applied after applying the final ejection pulse and draws the meniscus toward the pressure chamber;
A second pulling pulse that is applied after applying the first pulling pulse and pulls the meniscus toward the pressure chamber;
Including
When the Helmholtz period obtained from the structure of the droplet discharge head is Tc,
The ejection pulse width is set to (1/2) × Tc or less;
The application start point of the first pulling pulse is set within a range of (1/8) × Tc from the time when the meniscus vibration generated by applying the ejection pulse becomes zero crossing,
A droplet in which the application start point of the second pulling pulse is set within a range of (1/4) × Tc from the point in time at which the meniscus vibration generated by applying the discharge pulse becomes maximum on the discharge side Discharge device.
前記アクチュエータに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記駆動信号生成部が生成する駆動信号は、
前記ノズルから液滴を吐出させる少なくとも1つの吐出パルスと、
最終の前記吐出パルスを印加した後に印加されて、メニスカスを前記圧力室側に引き込ませる第1の引きパルスと、
前記第1の引きパルスを印加した後に印加されて、メニスカスを前記圧力室側に引き込ませる第2の引きパルスと、
を含み、
前記液滴吐出ヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をTcとしたとき、
前記吐出パルスの幅が、(1/2)×Tc以下に設定され、
前記第1の引きパルスの印加開始点が、最終の前記吐出パルスの印加開始後、(1/2)×Tc以上、(5/8)×Tc以下の範囲内に設定され、
前記第2の引きパルスの印加開始点が、最終の前記吐出パルスの印加開始後、(3/4)×Tc以上、Tc未満の範囲内に設定される液滴吐出装置。 A droplet discharge head having a nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and an actuator for expanding / contracting the pressure chamber;
A drive signal generator for generating a drive signal to be applied to the actuator;
With
The drive signal generated by the drive signal generator is
At least one ejection pulse for ejecting droplets from the nozzle;
A first pulling pulse that is applied after applying the final ejection pulse and draws the meniscus toward the pressure chamber;
A second pulling pulse that is applied after applying the first pulling pulse and pulls the meniscus toward the pressure chamber;
Including
When the Helmholtz period obtained from the structure of the droplet discharge head is Tc,
The ejection pulse width is set to (1/2) × Tc or less;
The application start point of the first pulling pulse is set within the range of (1/2) × Tc or more and (5/8) × Tc or less after the final application of the ejection pulse,
A droplet discharge device in which the application start point of the second pulling pulse is set within a range of (3/4) × Tc or more and less than Tc after the start of application of the final discharge pulse.
前記アクチュエータに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記駆動信号生成部が生成する駆動信号は、
前記ノズルから液滴を吐出させる少なくとも1つの吐出パルスと、
前記圧力室を第1の容積まで膨張させる第1の圧力室膨張要素と、前記第1の圧力室膨張要素によって前記第1の容積まで膨張させた前記圧力室の容積を維持する維持要素と、前記圧力室の容積を前記第1の容積から第2の容積まで膨張させる第2の圧力室膨張要素と、前記圧力室を収縮させる圧力室収縮要素とを含み、最終の前記吐出パルスを印加した後に印加されて、メニスカスを前記圧力室側に段階的に引き込む引きパルスと、
を含み、
前記液滴吐出ヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をTcとしたとき、
前記吐出パルスの幅が1/2Tc以下に設定され、
前記第1の圧力室膨張要素の開始点が、前記吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動がゼロクロスとなる時点から(1/8)×Tc以内の範囲内に設定され、
前記第2の圧力室膨張要素の開始点が、前記吐出パルスを印加することにより発生するメニスカス振動が吐出側で極大となる時点から(1/4)×Tc以内の範囲内に設定される液滴吐出装置。 A droplet discharge head having a nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and an actuator for expanding / contracting the pressure chamber;
A drive signal generator for generating a drive signal to be applied to the actuator;
With
The drive signal generated by the drive signal generator is
At least one ejection pulse for ejecting droplets from the nozzle;
A first pressure chamber expansion element that expands the pressure chamber to a first volume; and a maintenance element that maintains the volume of the pressure chamber expanded to the first volume by the first pressure chamber expansion element; The pressure chamber includes a second pressure chamber expansion element that expands the volume of the pressure chamber from the first volume to the second volume, and a pressure chamber contraction element that contracts the pressure chamber, and the final ejection pulse is applied. A pulling pulse that is applied later to pull the meniscus stepwise into the pressure chamber;
Including
When the Helmholtz period obtained from the structure of the droplet discharge head is Tc,
A width of the ejection pulse is set to 1/2 Tc or less;
The starting point of the first pressure chamber expansion element is set within a range of (1/8) × Tc from the time point when the meniscus vibration generated by applying the ejection pulse becomes zero cross,
A liquid in which the starting point of the second pressure chamber expansion element is set within a range of (1/4) × Tc from the point in time at which the meniscus vibration generated by applying the discharge pulse becomes maximum on the discharge side Drop ejection device.
前記アクチュエータに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記駆動信号生成部が生成する駆動信号は、
前記ノズルから液滴を吐出させる少なくとも1つの吐出パルスと、
前記圧力室を第1の容積まで膨張させる第1の圧力室膨張要素と、前記第1の圧力室膨張要素によって前記第1の容積まで膨張させた前記圧力室の容積を維持する維持要素と、前記圧力室の容積を前記第1の容積から第2の容積まで膨張させる第2の圧力室膨張要素と、前記圧力室を収縮させる圧力室収縮要素とを含み、最終の前記吐出パルスを印加した後に印加されて、メニスカスを前記圧力室側に段階的に引き込む引きパルスと、
を含み、
前記液滴吐出ヘッドの構造から求められるヘルムホルツ周期をTcとしたとき、
前記吐出パルスの幅が1/2Tc以下に設定され、
前記第1の圧力室膨張要素の開始点が、最終の前記吐出パルスの印加開始後、(1/2)×Tc以上、(5/8)×Tc以下の範囲内に設定され、
前記第2の圧力室膨張要素の開始点が、最終の前記吐出パルスの印加開始後、(3/4)×Tc以上、Tc未満の範囲内に設定される液滴吐出装置。 A droplet discharge head having a nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and an actuator for expanding / contracting the pressure chamber;
A drive signal generator for generating a drive signal to be applied to the actuator;
With
The drive signal generated by the drive signal generator is
At least one ejection pulse for ejecting droplets from the nozzle;
A first pressure chamber expansion element that expands the pressure chamber to a first volume; and a maintenance element that maintains the volume of the pressure chamber expanded to the first volume by the first pressure chamber expansion element; The pressure chamber includes a second pressure chamber expansion element that expands the volume of the pressure chamber from the first volume to the second volume, and a pressure chamber contraction element that contracts the pressure chamber, and the final ejection pulse is applied. A pulling pulse that is applied later to pull the meniscus stepwise into the pressure chamber;
Including
When the Helmholtz period obtained from the structure of the droplet discharge head is Tc,
A width of the ejection pulse is set to 1/2 Tc or less;
The starting point of the first pressure chamber expansion element is set within a range of (1/2) × Tc or more and (5/8) × Tc or less after the final application of the ejection pulse,
A droplet discharge device in which a start point of the second pressure chamber expansion element is set within a range of (3/4) × Tc or more and less than Tc after the start of application of the final discharge pulse.
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JP2013192055A JP2015058582A (en) | 2013-09-17 | 2013-09-17 | Droplet discharge device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016199033A (en) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | 株式会社リコー | Liquid discharge head, liquid discharge unit, liquid discharge device and image forming apparatus |
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-
2013
- 2013-09-17 JP JP2013192055A patent/JP2015058582A/en active Pending
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