JP2016087918A - Driving method of inkjet head and inkjet recording device - Google Patents

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JP2016087918A JP2014224530A JP2014224530A JP2016087918A JP 2016087918 A JP2016087918 A JP 2016087918A JP 2014224530 A JP2014224530 A JP 2014224530A JP 2014224530 A JP2014224530 A JP 2014224530A JP 2016087918 A JP2016087918 A JP 2016087918A
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靖彦 末冨
Yasuhiko Suetomi
靖彦 末冨
亜紀子 木澤
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亜紀子 木澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve striking position accuracy by preventing fluctuation of a striking position of a droplet when continuously discharging a large droplet without lengthening a driving period.SOLUTION: A first driving signal PA and a second driving signal PB are applied in the order within one pixel period to a pressure generation means for discharging droplets by expansion or contraction of volume of a pressure chamber and the one pixel periods are repeated two times or more. The first driving signal PA has a first expansion pulse Pa1, a first contraction pulse Pa2, a second expansion pulse Pa3, a second contraction pulse Pa4, a pause time and a third contraction pulse Pa5 in the order, the first liquid droplet due to application of the first expansion pulse Pa1 and the first contraction pulse Pa2 and the second liquid droplet due to application of the second expansion pulse Pa3 and the second contraction pulse Pa4 are combined to one body during flying immediately after discharge, the second driving signal PB has an expansion pulse Pb1, a first contraction pulse Pb2, a pause time and a second contraction pulse Pb3 in the order and starts application of the first driving signal PA of a subsequent one pixel period while leaving a time of 4.5 AL or more from the rising of the expansion pulse Pb1 of the second driving signal PB.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明はインクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置に関し、詳しくは、大液滴を連続して吐出する場合でも、着弾位置精度の安定性を確保しつつ、高速に駆動することができるインクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置に関する。   The present invention relates to an inkjet head driving method and an inkjet recording apparatus, and more particularly, to an inkjet head that can be driven at high speed while ensuring stability of landing position accuracy even when large droplets are continuously ejected. The present invention relates to a driving method and an ink jet recording apparatus.

インクジェットヘッドの駆動により、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴を印刷媒体上に着弾させてドットからなる画素を形成する。そして、1画素のドット径を大小変更することによって階調表現を行うことが知られている。この階調表現のためにドット径を変更する方法としては、ドットサイズに応じて駆動信号を変更する方法(特許文献1)や、1画素周期内の駆動信号の印加数を変更して、同一ノズルから吐出させる液滴数を変化させる方法(特許文献2)がある。   By driving the ink-jet head, droplets ejected from the nozzles of the ink-jet head are landed on the print medium to form pixels composed of dots. It is known to perform gradation expression by changing the dot diameter of one pixel. As a method of changing the dot diameter for this gradation expression, the method of changing the drive signal according to the dot size (Patent Document 1) or the number of application of the drive signal within one pixel period is the same. There is a method of changing the number of droplets ejected from a nozzle (Patent Document 2).

ドットサイズに応じて駆動信号を変更する方法の特許文献1では、液滴の体積が小さく、液滴速度が遅くなる駆動信号ほど、他の駆動信号よりも先行させて出力するようにしている。これにより、異なる体積の液滴間での着弾位置ずれを少なくしている。   In Patent Document 1 that changes the drive signal in accordance with the dot size, a drive signal with a smaller droplet volume and a slower droplet velocity is output ahead of other drive signals. Thereby, landing position deviations between droplets of different volumes are reduced.

また、1画素周期内に複数回の駆動信号を印加して、同一ノズルから吐出させる液滴数を変化させる方法の特許文献2では、複数の駆動信号のうちの、最終駆動信号の波形と、最終駆動信号の前に1回以上動作させる初期駆動信号の波形を変化させるようにしている。これにより、液滴の速度差をなくし、着弾位置精度を向上させている。   Further, in Patent Document 2 of a method for changing the number of droplets ejected from the same nozzle by applying a plurality of driving signals within one pixel period, the waveform of the final driving signal among the plurality of driving signals, The waveform of the initial drive signal to be operated at least once before the final drive signal is changed. Thereby, the difference in velocity of the droplets is eliminated, and the landing position accuracy is improved.

特開2002−321360号公報JP 2002-321360 A 特開2007−118278号公報JP 2007-118278 A

特許文献1のようにドットサイズに応じて駆動信号を変更し、駆動信号毎に吐出タイミングをずらす方法では、体積が小さくなる液滴の駆動波形ほど、他の液滴の駆動波形よりも先行させて出力しようとすると、結果的に中液滴、大液滴の吐出タイミングを遅らせることが必要となる。したがって、液滴の駆動周期が長くなり、高速印字を行う上でも課題がある。したがって、高速印字を行う観点からは、特許文献2のように、1画素周期内の駆動信号の印加数を変更する方法が望ましい。   In the method of changing the drive signal according to the dot size and shifting the ejection timing for each drive signal as in Patent Document 1, the drive waveform of a droplet with a smaller volume is preceded by the drive waveform of other droplets. As a result, it is necessary to delay the discharge timing of medium droplets and large droplets. Therefore, the droplet driving cycle becomes long, and there is a problem in performing high-speed printing. Therefore, from the viewpoint of performing high-speed printing, a method of changing the number of applied drive signals within one pixel period as in Patent Document 2 is desirable.

ところで、大液滴を連続して吐出する場合として、例えばベタ画像を形成することが知られており、前記特許文献1、及び特許文献2等の技術を用いて、連続して大液滴を作成し、ベタ画像を得ることができる。ところが、前記大液滴を連続して吐出してベタ画像を作成した場合に、大滴液の着弾位置精度が悪化することを見いだした。   By the way, as a case where large droplets are continuously ejected, for example, it is known to form a solid image, and the large droplets are continuously formed using the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2, for example. Create a solid image. However, it has been found that the landing position accuracy of the large droplets deteriorates when the solid droplets are continuously ejected to form a solid image.

本発明者がその原因について鋭意検討したところ、この着弾位置精度の悪化は、1画素周期内の圧力発生手段に対して複数の駆動信号を印加することによって大液滴を形成する場合に生じている。そして、ベタ画像を印字する際に連続して吐出される大液滴のうち、2画素周期目に吐出される大液滴に着弾位置のばらつきが生じていることを見いだした。   The present inventors diligently studied the cause, and this deterioration of the landing position accuracy occurs when a large droplet is formed by applying a plurality of drive signals to the pressure generating means within one pixel period. Yes. Then, it has been found that among the large droplets ejected continuously when printing a solid image, the landing positions of the large droplets ejected in the second pixel period vary.

具体的には、最初の1画素周期が終了して次の1画素周期に印加される複数の駆動信号のうち、最初の駆動信号によってノズルから吐出される液滴に着弾位置のばらつきが生じ、その結果、当該1画素周期によって形成される大液滴の着弾位置がばらついてしまう。また、3画素周期目以降の大液滴も、同様に着弾位置のばらつきが生じ、全体としてベタ画像に濃度ムラが生じる課題があった。   Specifically, among the plurality of drive signals applied in the next one pixel cycle after the end of the first pixel cycle, variation in the landing position occurs in the droplets ejected from the nozzle by the first drive signal, As a result, the landing positions of the large droplets formed by the one pixel period vary. In addition, large droplets after the third pixel period also have a variation in landing positions, and there is a problem that density unevenness occurs in the solid image as a whole.

このような着弾位置のばらつきは、先の1画素周期で液滴を吐出し終えた後に圧力室内に残留している圧力波残響振動が、次の1画素周期の液滴の吐出の際に影響を及ぼすことが原因であると考えられる。この場合、先の1画素周期内の最後の駆動信号と、次の1画素周期内の最初の駆動信号との間に、圧力波残響振動が十分に減衰し得る程度の間隔をあけることが必要となるが、駆動周期が長くなり、高速印字の要求を満足させることができない課題もある。   Such variation in the landing position is affected by the pressure wave reverberation vibration remaining in the pressure chamber after the discharge of the liquid droplet in the previous one-pixel cycle, when the liquid droplet is discharged in the next one-pixel cycle. Is considered to be the cause. In this case, it is necessary to provide an interval between the last drive signal in the previous one pixel period and the first drive signal in the next one pixel period so that the pressure wave reverberation can be sufficiently attenuated. However, there is a problem that the drive cycle becomes long and the demand for high-speed printing cannot be satisfied.

そこで、本発明は、駆動周期を長くすることなく、大液滴を連続して吐出させる場合の液滴の着弾位置のばらつきを防止することにより、着弾位置精度を向上させることのできるインクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention provides an inkjet head that can improve landing position accuracy by preventing variations in the landing positions of droplets when large droplets are continuously discharged without lengthening the driving cycle. It is an object to provide a driving method and an ink jet recording apparatus.

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。   Other problems of the present invention will become apparent from the following description.

上記課題は、以下の各発明によって解決される。   The above problems are solved by the following inventions.

1.圧力室の容積を膨張又は収縮させることによってノズルから液滴を吐出させる圧力発生手段に、第1駆動信号と第2駆動信号の2つの駆動信号を1画素周期内にこの順に印加するとともに、前記1画素周期を2回以上繰り返すインクジェットヘッドの駆動方法であって、
前記第1駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第2膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2収縮パルスと、
パルスを印加しない一定の休止時間と、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第3収縮パルスとをこの順に有し、前記第1膨張パルス及び前記第1収縮パルスの印加により前記ノズルから1つ目の液滴を吐出させるとともに、前記第2膨張パルス及び前記第2収縮パルスの印加により前記ノズルから2つ目の液滴を吐出させ、吐出直後の飛翔中に合体させるものであり、
前記第2駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1収縮パルスと、
パルスを印加しない一定の休止時間と、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2収縮パルスとをこの順に有し、
前記第2駆動信号の前記膨張パルスの立ち上がりから、4.5AL以上(ただし、ALは前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2)の時間をあけて、次の前記1画素周期の前記第1駆動信号の印加を開始させることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
1. Two drive signals of a first drive signal and a second drive signal are applied in this order within one pixel period to the pressure generating means for ejecting droplets from the nozzle by expanding or contracting the volume of the pressure chamber, and A method for driving an inkjet head that repeats one pixel cycle twice or more,
The first drive signal is:
A first expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber and contracting after a certain time;
A first contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A second expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber and contracting after a certain time;
A second contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A certain pause time without applying a pulse,
A third contraction pulse that contracts the volume of the pressure chamber and expands after a predetermined time in this order, and discharges the first droplet from the nozzle by applying the first expansion pulse and the first contraction pulse. And causing the second droplet to be ejected from the nozzle by application of the second expansion pulse and the second contraction pulse and coalescing during flight immediately after ejection,
The second drive signal is:
An expansion pulse that expands the volume of the pressure chamber and contracts after a certain time;
A first contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A certain pause time without applying a pulse,
A second contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time, in this order,
After the rise of the expansion pulse of the second drive signal, a time of 4.5 AL or more (where AL is ½ of the acoustic resonance period of the pressure wave in the pressure chamber) is set to the next one pixel period. The method for driving an ink-jet head is characterized in that application of the first drive signal is started.

2.前記第1駆動信号において、
前記第1膨張パルスのパルス幅は、0.4AL以上2.0AL以下であり、
前記第1収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第2膨張パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第2収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記休止時間の幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第3収縮パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
2. In the first drive signal,
The pulse width of the first expansion pulse is 0.4 AL or more and 2.0 AL or less,
The pulse width of the first contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The pulse width of the second expansion pulse is 0.8 AL or more and 1.2 AL or less,
The pulse width of the second contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The width of the pause time is 0.3 AL or more and 0.7 AL or less,
2. The method of driving an ink jet head according to claim 1, wherein a pulse width of the third contraction pulse is not less than 0.8 AL and not more than 1.2 AL.

3.前記第2駆動信号において、
前記膨張パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第1収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記休止時間の幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第2収縮パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であることを特徴とする前記1又は2記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
3. In the second drive signal,
The expansion pulse has a pulse width of 0.8 AL or more and 1.2 AL or less,
The pulse width of the first contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The width of the pause time is 0.3 AL or more and 0.7 AL or less,
3. The ink jet head driving method according to claim 1 or 2, wherein a pulse width of the second contraction pulse is not less than 0.8 AL and not more than 1.2 AL.

4.圧力室の容積を膨張又は収縮させることによってノズルから液滴を吐出させる圧力発生手段を有するインクジェットヘッドと、前記圧力発生手段を駆動させる駆動信号を出力する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、第1駆動信号と第2駆動信号の2つの駆動信号を1画素周期内にこの順に前記圧力発生手段に印加するとともに、前記1画素周期を2回以上繰り返すインクジェット記録装置であって、
前記第1駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第2膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2収縮パルスと、
パルスを印加しない一定の休止時間と、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第3収縮パルスとをこの順に有し、前記第1膨張パルス及び前記第1収縮パルスの印加により前記ノズルから1つ目の液滴を吐出させるとともに、前記第2膨張パルス及び前記第2収縮パルスの印加により前記ノズルから2つ目の液滴を吐出させ、吐出直後の飛翔中に合体させるものであり、
前記第2駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1収縮パルスと、
パルスを印加しない一定の休止時間と、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2収縮パルスとをこの順に有し、
前記駆動制御手段は、前記第2駆動信号の前記膨張パルスの立ち上がりから、4.5AL以上の時間をあけて、次の前記1画素周期の前記第1駆動信号の印加を開始させることを特徴とするインクジェット記録装置。
4). An inkjet head having pressure generating means for discharging droplets from the nozzle by expanding or contracting the volume of the pressure chamber; and a drive control means for outputting a drive signal for driving the pressure generating means,
The drive control means is an ink jet recording apparatus that applies two drive signals of a first drive signal and a second drive signal to the pressure generating means in this order within one pixel period, and repeats the one pixel period twice or more. There,
The first drive signal is:
A first expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber and contracting after a certain time;
A first contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A second expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber and contracting after a certain time;
A second contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A certain pause time without applying a pulse,
A third contraction pulse that contracts the volume of the pressure chamber and expands after a predetermined time in this order, and discharges the first droplet from the nozzle by applying the first expansion pulse and the first contraction pulse. And causing the second droplet to be ejected from the nozzle by application of the second expansion pulse and the second contraction pulse and coalescing during flight immediately after ejection,
The second drive signal is:
An expansion pulse that expands the volume of the pressure chamber and contracts after a certain time;
A first contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A certain pause time without applying a pulse,
A second contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time, in this order,
The drive control means starts the application of the first drive signal of the next one pixel period after a time of 4.5 AL or more from the rising edge of the expansion pulse of the second drive signal. Inkjet recording apparatus.

5.前記第1駆動信号において、
前記第1膨張パルスのパルス幅は、0.4AL以上2.0AL以下であり、
前記第1収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第2膨張パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第2収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記休止時間の幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第3収縮パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であることを特徴とする請求項4記載のインクジェット記録装置。
5). In the first drive signal,
The pulse width of the first expansion pulse is 0.4 AL or more and 2.0 AL or less,
The pulse width of the first contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The pulse width of the second expansion pulse is 0.8 AL or more and 1.2 AL or less,
The pulse width of the second contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The width of the pause time is 0.3 AL or more and 0.7 AL or less,
5. The ink jet recording apparatus according to claim 4, wherein a pulse width of the third contraction pulse is not less than 0.8 AL and not more than 1.2 AL.

6.前記第2駆動信号において、
前記膨張パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第1収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記休止時間の幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第2収縮パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であることを特徴とする前記4又は5記載のインクジェット記録装置。
6). In the second drive signal,
The expansion pulse has a pulse width of 0.8 AL or more and 1.2 AL or less,
The pulse width of the first contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The width of the pause time is 0.3 AL or more and 0.7 AL or less,
6. The ink jet recording apparatus according to 4 or 5, wherein a pulse width of the second contraction pulse is not less than 0.8 AL and not more than 1.2 AL.

本発明によれば、駆動周期を長くすることなく、大液滴を連続して吐出させる場合の液滴の着弾位置のばらつきを防止することにより、着弾位置精度を向上させることのできるインクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided an inkjet head capable of improving the landing position accuracy by preventing variations in the landing positions of droplets when large droplets are continuously discharged without increasing the driving cycle. A driving method and an ink jet recording apparatus can be provided.

本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図1 is a schematic configuration diagram showing an example of an ink jet recording apparatus according to the present invention. インクジェットヘッドの一例を示す図であり、(a)は一部切り欠き斜視図、(b)は側面から見た断面図It is a figure which shows an example of an inkjet head, (a) is a partially notched perspective view, (b) is sectional drawing seen from the side surface 本発明におけるインクジェットの駆動方法の一例を示す説明図で、(a)は第1駆動信号の一例を示す図、(b)は第2駆動信号の一例を示す図FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an inkjet driving method according to the present invention, where (a) illustrates an example of a first drive signal, and (b) illustrates an example of a second drive signal. (a)〜(c)はインクジェットヘッドの吐出動作を示す説明図(A)-(c) is explanatory drawing which shows discharge operation | movement of an inkjet head. (a)は第1駆動信号によって吐出された液滴の概念図、(b)は第2駆動信号によって吐出された液滴の概念図(A) is a conceptual diagram of a droplet ejected by a first drive signal, (b) is a conceptual diagram of a droplet ejected by a second drive signal. 本発明におけるインクジェット大液滴を連続して吐出させる駆動方法の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the drive method which discharges the inkjet large droplet continuously in this invention (a)は第1駆動信号の他の一例を説明する図、(b)は第2駆動信号の他の一例を説明する図(A) is a figure explaining other examples of the 1st drive signal, (b) is a figure explaining other examples of the 2nd drive signal. インクジェット大液滴を連続して吐出させ時の着弾のブレを示す説明図Explanatory drawing showing blurring of landing when discharging large inkjet droplets continuously

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an ink jet recording apparatus according to the present invention.

インクジェット記録装置1において、搬送機構2は、紙、プラスチックシート、布帛等からなる印刷媒体7を搬送ローラー対22によって挟持し、搬送モーター23による搬送ローラー21の回転によって図中のY方向(副走査方向)に搬送するようになっている。搬送ローラー21と搬送ローラー対22の間に、インクジェットヘッド(以下、ヘッドという。)3が設けられている。ヘッド3は、ノズル面側が印刷媒体7の記録面71と対面するようにキャリッジ5に搭載され、フレキシブルケーブル6を介して、本発明における駆動制御手段を構成する駆動制御部8に電気的に接続されている。   In the inkjet recording apparatus 1, the transport mechanism 2 sandwiches a print medium 7 made of paper, plastic sheet, fabric, or the like by a pair of transport rollers 22, and rotates the transport roller 21 by a transport motor 23 in the Y direction (sub-scanning). Direction). An inkjet head (hereinafter referred to as a head) 3 is provided between the transport roller 21 and the transport roller pair 22. The head 3 is mounted on the carriage 5 so that the nozzle surface side faces the recording surface 71 of the print medium 7, and is electrically connected to the drive control unit 8 constituting the drive control means in the present invention via the flexible cable 6. Has been.

キャリッジ5は、不図示の駆動手段によって、印刷媒体7の幅方向に亘って架け渡されたガイドレール4に沿って、副走査方向と略直交する図中のX−X’方向(主走査方向)に往復移動可能に設けられている。ヘッド3は、キャリッジ5の往復移動に伴って印刷媒体7の記録面71を主走査方向に移動し、この移動の過程で、画像データに応じてノズルから液滴を吐出し、インクジェット画像を記録するようになっている。   The carriage 5 is driven along a guide rail 4 spanned across the width direction of the print medium 7 by a driving unit (not shown) along the XX ′ direction (main scanning direction) substantially orthogonal to the sub-scanning direction. ) Is provided so as to be reciprocally movable. The head 3 moves the recording surface 71 of the print medium 7 in the main scanning direction as the carriage 5 reciprocates, and in the course of this movement, ejects droplets from the nozzles according to the image data to record an inkjet image. It is supposed to be.

図2は、ヘッド3の一例を示す図であり、(a)は一部切り欠き斜視図、(b)は側面から見た断面図である。   2A and 2B are diagrams illustrating an example of the head 3, in which FIG. 2A is a partially cutaway perspective view, and FIG. 2B is a cross-sectional view viewed from the side.

ヘッド3は、細溝状の多数のチャネル31と隔壁32とが交互となるように並設されたチャネル基板30を有している。チャネル基板30の上面には、全てのチャネル31の上方を塞ぐようにカバー基板33が設けられている。チャネル基板30とカバー基板33の端面にはノズルプレート34が接合されている。   The head 3 has a channel substrate 30 in which a large number of narrow grooves 31 and partitions 32 are alternately arranged. A cover substrate 33 is provided on the upper surface of the channel substrate 30 so as to block all the channels 31 above. A nozzle plate 34 is bonded to the end surfaces of the channel substrate 30 and the cover substrate 33.

本実施形態に示すヘッド3は、チャネル31がインクを吐出する吐出チャネル311とインクを吐出しないダミーチャネル312とに分かれた独立駆動タイプのヘッドであり、本発明において好ましい態様を例示している。吐出チャネル311とダミーチャネル312とが交互に配置されることによってチャネル列が構成されている。吐出チャネル311の一端は、ノズルプレート34に形成されたノズル341を介して外部と連通している。   The head 3 shown in the present embodiment is an independent drive type head in which the channel 31 is divided into an ejection channel 311 for ejecting ink and a dummy channel 312 for not ejecting ink, and illustrates a preferable aspect in the present invention. The discharge channel 311 and the dummy channel 312 are alternately arranged to form a channel row. One end of the discharge channel 311 communicates with the outside via a nozzle 341 formed in the nozzle plate 34.

各チャネル31の他端は、チャネル基板30に対して徐々に浅溝となるように形成されている。カバー基板33には共通流路331が形成されている。各吐出チャネル311の他端は、この共通流路331に連通している。共通流路331はプレート35によって閉塞されている。プレート35にはインク供給口351が形成されている。このインク供給口351を介して、インク供給管352から共通流路331及び各吐出チャネル311内にインクが供給されるようになっている。   The other end of each channel 31 is formed so as to gradually become a shallow groove with respect to the channel substrate 30. A common channel 331 is formed in the cover substrate 33. The other end of each discharge channel 311 communicates with this common flow path 331. The common channel 331 is closed by the plate 35. An ink supply port 351 is formed in the plate 35. Ink is supplied from the ink supply pipe 352 into the common flow path 331 and the ejection channels 311 via the ink supply port 351.

隔壁32は、電気・機械変換手段であるPZT等の圧電素子からなる。本実施形態では、上壁部321と下壁部322とが互いに反対方向に分極処理された圧電素子からなる隔壁32を例示している。しかし、隔壁32において圧電素子からなる部分は、例えば上壁部321のみであってもよく、隔壁32の少なくとも一部にあればよい。隔壁32とチャネル31は交互に並設されているため、1つの隔壁32はその両隣のチャネル31、31で共用されている。   The partition wall 32 is made of a piezoelectric element such as PZT which is an electrical / mechanical conversion means. In the present embodiment, the partition wall 32 made of a piezoelectric element in which the upper wall portion 321 and the lower wall portion 322 are polarized in opposite directions is illustrated. However, the portion made of the piezoelectric element in the partition wall 32 may be only the upper wall portion 321, for example, and may be in at least part of the partition wall 32. Since the partition walls 32 and the channels 31 are alternately arranged in parallel, one partition wall 32 is shared by the adjacent channels 31 and 31.

チャネル31の内面には、両隔壁32、32の壁面から底面に亘って、それぞれ駆動電極(図2おいては不図示)が形成されている。隔壁32を挟んで配置される2つの駆動電極に、駆動制御部8からそれぞれ所定電圧の駆動信号が印加されると、隔壁32が上壁部321と下壁部322との接合面を境にしてせん断変形する。隣り合う2つの隔壁32、32が互いに反対方向にせん断変形すると、該隔壁32、32に挟まれた吐出チャネル311の容積が膨張又は収縮し、内部に圧力波が発生する。これによって吐出チャネル311内のインクに吐出のための圧力が付与される。   Drive electrodes (not shown in FIG. 2) are formed on the inner surface of the channel 31 from the wall surfaces to the bottom surface of both partition walls 32 and 32. When a drive signal of a predetermined voltage is applied from the drive control unit 8 to the two drive electrodes arranged with the partition wall 32 in between, the partition wall 32 is bordered by the joint surface between the upper wall portion 321 and the lower wall portion 322. Shear deformation. When two adjacent partition walls 32 and 32 are shear-deformed in opposite directions, the volume of the discharge channel 311 sandwiched between the partition walls 32 and 32 expands or contracts, and a pressure wave is generated inside. As a result, a pressure for ejection is applied to the ink in the ejection channel 311.

本実施形態に示すヘッド3は、隔壁32がせん断変形することによって吐出チャネル311内のインクをノズル341から吐出させるせん断モード型のヘッドであり、本発明において好ましい態様である。せん断モード型のヘッドは、駆動信号として後述する矩形波を使用することにより、効率良く液滴を吐出させることができる。   The head 3 shown in this embodiment is a shear mode type head that discharges ink in the discharge channel 311 from the nozzle 341 when the partition wall 32 undergoes shear deformation, and is a preferable aspect in the present invention. The shear mode type head can efficiently eject droplets by using a rectangular wave described later as a drive signal.

なお、このヘッド3において、チャネル基板30、隔壁32、カバー基板33、ノズルプレート34で画成されるチャネル31(吐出チャネル311)が、本発明における圧力室の一例であり、隔壁32及びその表面の駆動電極が、本発明における圧力発生手段の一例である。   In this head 3, the channel 31 (discharge channel 311) defined by the channel substrate 30, the partition wall 32, the cover substrate 33, and the nozzle plate 34 is an example of the pressure chamber in the present invention. These drive electrodes are an example of the pressure generating means in the present invention.

駆動制御部8は、ノズル341から液滴を吐出させるための駆動信号を生成する。生成された駆動信号はヘッド3に印加される。具体的には、駆動信号はヘッド3の隔壁32に形成されている各駆動電極に印加される。   The drive control unit 8 generates a drive signal for discharging droplets from the nozzle 341. The generated drive signal is applied to the head 3. Specifically, the drive signal is applied to each drive electrode formed on the partition wall 32 of the head 3.

本発明において、駆動制御部8で生成されてヘッド3に与えられる駆動信号は、図3(a)に示す第1駆動信号PAと、図3(b)に示す第2駆動信号PBを含んでいる。第2駆動信号PBは、第1駆動信号PAによって吐出される液滴よりも相対的に高速で液滴量の小さい液滴を吐出する駆動信号である。   In the present invention, the drive signal generated by the drive control unit 8 and applied to the head 3 includes the first drive signal PA shown in FIG. 3A and the second drive signal PB shown in FIG. Yes. The second drive signal PB is a drive signal for ejecting a droplet having a smaller droplet amount at a relatively higher speed than the droplet ejected by the first drive signal PA.

第1駆動信号PA及び第2駆動信号PBの具体的構成について、図3を用いて説明する。   Specific configurations of the first drive signal PA and the second drive signal PB will be described with reference to FIG.

図3(a)に示す第1駆動信号PAは、第2駆動信号PBよりも低速で液滴量の大きい液滴を形成するための駆動信号である。   A first drive signal PA shown in FIG. 3A is a drive signal for forming a droplet having a larger droplet amount at a lower speed than the second drive signal PB.

第1駆動信号PAは、チャネル31の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させるパルス幅PWA1の第1膨張パルスPa1と、チャネル31の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させるパルス幅PWA2の第1収縮パルスPa2と、チャネル31の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させるパルス幅PWA3の第2膨張パルスPa3と、チャネル31の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させるパルス幅PWA4の第2収縮パルスPa4と、パルスを印加しない幅PWA5の休止時間と、チャネル31の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させるパルス幅PWA6の第3収縮パルスPa5とをこの順に有している。   The first drive signal PA expands the volume of the channel 31 and contracts after a predetermined time. The first expansion pulse Pa1 has a pulse width PWA1 and the first pulse width PWA2 contracts the volume of the channel 31 and expands after a certain time. The contraction pulse Pa2, the second expansion pulse Pa3 with a pulse width PWA3 that expands the volume of the channel 31 and contracts after a certain time, and the second contraction pulse with a pulse width PWA4 that contracts the volume of the channel 31 and expands after a certain time Pa4, the rest period of the width PWA5 in which no pulse is applied, and the third contraction pulse Pa5 of the pulse width PWA6 that contracts the volume of the channel 31 and expands after a certain time, in this order.

本実施形態に示す第1駆動信号PAの第1膨張パルスPa1は、基準電位0から+Vonまで立ち上がり、一定時間後に基準電位0まで立ち下がるパルスである。   The first expansion pulse Pa1 of the first drive signal PA shown in the present embodiment is a pulse that rises from the reference potential 0 to + Von and falls to the reference potential 0 after a certain time.

第1収縮パルスPa2は、基準電位0から−Voffまで立ち下がり、一定時間後に基準電位0まで立ち上がるパルスである。   The first contraction pulse Pa2 is a pulse that falls from the reference potential 0 to -Voff and rises to the reference potential 0 after a certain time.

第2膨張パルスPa3は、基準電位0から+Vonまで立ち上がり、一定時間後に基準電位0まで立ち下がるパルスである。   The second expansion pulse Pa3 is a pulse that rises from the reference potential 0 to + Von and falls to the reference potential 0 after a certain time.

第2収縮パルスPa4は、基準電位0から−Voffまで立ち下がり、一定時間後に基準電位0まで立ち上がるパルスである。   The second contraction pulse Pa4 is a pulse that falls from the reference potential 0 to -Voff and rises to the reference potential 0 after a certain time.

休止時間は、基準電位0を維持する時間である。   The pause time is a time for maintaining the reference potential 0.

また、第3収縮パルスPa5は、基準電位0から−Voffまで立ち下がり、一定時間後に基準電位0まで立ち上がるパルスである。   The third contraction pulse Pa5 is a pulse that falls from the reference potential 0 to -Voff and rises to the reference potential 0 after a certain time.

第1駆動信号PAにおいて、第1収縮パルスPa2は、第1膨張パルスPa1の立ち下がりの終端である基準電圧0から休止時間をおくことなく連続して−Voffまで立ち下がっている。   In the first drive signal PA, the first contraction pulse Pa2 continuously falls to −Voff from the reference voltage 0, which is the end of the fall of the first expansion pulse Pa1, without any pause time.

また、第2膨張パルスPa3は、第1収縮パルスPa2の立ち上がりの終端である基準電圧0から休止時間をおくことなく+Vonまで連続して立ち上がっている。   Further, the second expansion pulse Pa3 continuously rises from the reference voltage 0, which is the end of the rise of the first contraction pulse Pa2, to + Von without any pause time.

さらに、第2収縮パルスPa4は、第2膨張パルスPa3の立ち下がりの終端である基準電圧0から休止時間をおくことなく連続して−Voffまで立ち下がっている。   Further, the second contraction pulse Pa4 continuously falls from the reference voltage 0, which is the end of the fall of the second expansion pulse Pa3, to −Voff without any pause time.

一方、図3(b)に示される第2駆動信号PBは、第1駆動信号PAよりも高速で液滴量の小さい液滴を形成するための駆動信号である。   On the other hand, the second drive signal PB shown in FIG. 3B is a drive signal for forming a droplet having a smaller droplet amount at a higher speed than the first drive signal PA.

第2駆動信号PBは、チャネル31の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させるパルス幅PWB1の膨張パルスPb1と、チャネル31の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させるパルス幅PWB2の第1収縮パルスPb2と、パルスを印加しない幅PWB3の休止時間をおいて、チャネル31の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させるパルス幅PWB4の第2収縮パルスPb3とをこの順に有している。   The second drive signal PB has an expansion pulse Pb1 having a pulse width PWB1 that expands the volume of the channel 31 and contracts after a certain time, and a first contraction pulse that has a pulse width PWB2 that contracts the volume of the channel 31 and expands it after a certain time. Pb2 and a second contraction pulse Pb3 having a pulse width PWB4 of which the volume of the channel 31 is contracted and expanded after a certain time after a pause time of a width PWB3 in which no pulse is applied are provided in this order.

本実施形態に示す第2駆動信号PBの膨張パルスPb1は、基準電位0から立ち上がり、一定時間後に基準電位0まで立ち下がるパルスである。   The expansion pulse Pb1 of the second drive signal PB shown in the present embodiment is a pulse that rises from the reference potential 0 and falls to the reference potential 0 after a certain time.

第1収縮パルスPb2は、基準電位0から立ち下がり、一定時間後に基準電位0まで立ち上がるパルスである。   The first contraction pulse Pb2 is a pulse that falls from the reference potential 0 and rises to the reference potential 0 after a certain time.

休止時間は、基準電位0を維持する時間である。   The pause time is a time for maintaining the reference potential 0.

また、第2収縮パルスPb3は、基準電位0から立ち下がり、一定時間後に基準電位0まで立ち上がるパルスである。   The second contraction pulse Pb3 is a pulse that falls from the reference potential 0 and rises to the reference potential 0 after a predetermined time.

第2駆動信号PBにおいて、第1収縮パルスPb2は、膨張パルスPb1の立ち下がりの終端から休止時間をおくことなく連続して立ち下がっている。   In the second drive signal PB, the first contraction pulse Pb2 continuously falls without any pause time from the end of the fall of the expansion pulse Pb1.

なお、本実施形態の第1駆動信号PA、第2駆動信号PBにおいて、基準電位を0電位としたものを例示しているが特に限定されない。   Note that the first drive signal PA and the second drive signal PB of the present embodiment are illustrated with the reference potential set to 0 potential, but are not particularly limited.

次に、第1駆動信号PA及び第2駆動信号PBの各パルスを用いて、駆動電極に印加したときのヘッド3の液滴の吐出動作について、図4、図5を用いて説明する。   Next, the droplet discharge operation of the head 3 when applied to the drive electrode using each pulse of the first drive signal PA and the second drive signal PB will be described with reference to FIGS.

図4はヘッド3をチャネル31の長さ方向と直交する方向に切断した断面の一部を示している。ここでは図4中の中央のチャネル31B(吐出チャネル311)から、液滴を吐出させる場合について説明する。   FIG. 4 shows a part of a cross section obtained by cutting the head 3 in a direction orthogonal to the length direction of the channel 31. Here, a case where droplets are ejected from the central channel 31B (ejection channel 311) in FIG. 4 will be described.

また、図5(a)は、第1駆動信号PAを印加したときに吐出される液滴の概念図、図5(b)は、第2駆動信号PBを印加したときに吐出される液滴の概念図である。   FIG. 5A is a conceptual diagram of droplets ejected when the first drive signal PA is applied, and FIG. 5B is a droplet ejected when the second drive signal PB is applied. FIG.

まず、第1駆動信号PAを印加した場合について説明する。   First, the case where the first drive signal PA is applied will be described.

駆動信号が印加されない隔壁32B、32Cの中立状態において(図4(a))、駆動電極36A及び36Cが接地され、駆動電極36Bに第1駆動信号PAにおける第1膨張パルスPa1により+Vonに印加すると、隔壁32B、32Cにそれぞれ電界が加わり、互いに外側に向けて屈曲変形し、隔壁32B、32Cに挟まれたチャネル31Bの容積が膨張する(図4(b))。これによりチャネル31B内に負の圧力が発生し、インクが流れ込む。   In the neutral state of the partition walls 32B and 32C to which the drive signal is not applied (FIG. 4A), the drive electrodes 36A and 36C are grounded and applied to + Von by the first expansion pulse Pa1 in the first drive signal PA to the drive electrode 36B. Then, an electric field is applied to each of the partition walls 32B and 32C, and the volume of the channel 31B sandwiched between the partition walls 32B and 32C expands due to bending toward each other (FIG. 4B). As a result, negative pressure is generated in the channel 31B, and ink flows.

第1膨張パルスPa1の印加が終了すると基準電位0まで立ち下がり、隔壁32B、32Cに加わる電界が無くなり、チャネル31Bの容積は膨張状態から収縮し、隔壁32B、32Cは中立状態に戻る(図4(a))。そして、休止時間をおくことなく引き続いて第1収縮パルスPa2により基準電位0から−Voffまで立ち下がると、隔壁32B、32Cには前記第1膨張パルスPa1の場合と反対方向の電界が加わり、チャネル31Bの容積は直ちに収縮状態となる(図4(c))。このとき、チャネル31B内のインクに大きな正の圧力がかかり、ノズル341からインクが押し出される。これにより、図5(a)に示す第1液滴101がノズル341から飛び出す。   When the application of the first expansion pulse Pa1 ends, the electric potential falls to the reference potential 0, the electric field applied to the partition walls 32B and 32C disappears, the volume of the channel 31B contracts from the expanded state, and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state (FIG. 4). (A)). When the first contraction pulse Pa2 continues to fall from the reference potential 0 to −Voff without any pause time, an electric field in the opposite direction to that of the first expansion pulse Pa1 is applied to the partition walls 32B and 32C. The volume of 31B is immediately contracted (FIG. 4C). At this time, a large positive pressure is applied to the ink in the channel 31 </ b> B, and the ink is pushed out from the nozzle 341. As a result, the first droplet 101 shown in FIG.

第1収縮パルスPa2の印加が終了すると基準電位0まで立ち上がり、チャネル31Bの容積は収縮状態から膨張し、隔壁32B、32Cは中立状態に戻る(図4(a))。   When the application of the first contraction pulse Pa2 ends, the reference potential rises to 0, the volume of the channel 31B expands from the contracted state, and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state (FIG. 4A).

以下、膨張パルスの基準電位0から+Vonまで変動、又は収縮パルスの基準電位0から−Voffまで変動を、駆動信号のそれぞれ各パルスの印加の文言で省略して表す。   Hereinafter, the fluctuation from the reference potential 0 of the expansion pulse to + Von, or the fluctuation from the reference potential 0 of the contraction pulse to −Voff is abbreviated in terms of the application of each pulse of the drive signal.

前述の第1収縮パルスPa2の中立状態に続いて、休止時間をおくことなく引き続いて第2膨張パルスPa3によりに印加されると、チャネル31Bの容積は直ちに膨張状態となり、チャネル31B内に負の圧力が発生する(図4(b))。このため、ノズル341から飛び出した第1液滴101にノズル341側に引き込む力が作用し、液滴速度が抑制される。また、チャネル31B内に発生した負の圧力により、再びインクが流れ込む。   Following the neutral state of the first contraction pulse Pa2, the volume of the channel 31B immediately becomes inflated when applied by the second expansion pulse Pa3 without any rest time, and a negative voltage is generated in the channel 31B. A pressure is generated (FIG. 4B). For this reason, the pulling force acts on the first droplet 101 protruding from the nozzle 341 toward the nozzle 341 side, and the droplet velocity is suppressed. Ink flows again by the negative pressure generated in the channel 31B.

第2膨張パルスPa3の印加が終了すると、チャネル31Bの容積は膨張状態から収縮し、隔壁32B、32Cは中立状態に戻る(図4(a))。そして、休止時間をおくことなく引き続いて第2収縮パルスPa4が印加され、チャネル31Bの容積は直ちに収縮状態となる(図4(c))。このとき、チャネル31B内のインクに大きな正の圧力がかかり、第1膨張パルスPa1及び第1収縮パルスPa2によってノズル341から飛び出した第1液滴101に続いて更にインクが押し出され、やがて押し出されたインクが千切れて液滴速度の大きな第2液滴102がノズル341から飛び出す(図5(a))。   When application of the second expansion pulse Pa3 ends, the volume of the channel 31B contracts from the expanded state, and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state (FIG. 4A). Then, the second contraction pulse Pa4 is applied without any pause time, and the volume of the channel 31B immediately contracts (FIG. 4C). At this time, a large positive pressure is applied to the ink in the channel 31B, and the ink is further pushed out following the first droplet 101 ejected from the nozzle 341 by the first expansion pulse Pa1 and the first contraction pulse Pa2, and is eventually pushed out. The second ink droplet 102 having a large droplet velocity is ejected from the nozzle 341 (FIG. 5A).

第2収縮パルスPa4の印加が終了して隔壁32B、32Cが中立状態に戻った後、休止時間をおいて第3収縮パルスPa5が印加される。これにより、チャネル31Bの容積は再び収縮状態になる(図4(c))。第3収縮パルスPa5の印加が終了すると、チャネル31Bの容積が膨張し、隔壁32B、32Cは再び中立状態に戻される(図4(a))。第2収縮パルスPa4の印加終了後に隔壁32B、32Cが中立状態に戻っても、チャネル31B内には1AL毎に正又は負に反転を繰り返す圧力波(圧力波残響振動)が残留している。第3収縮パルスPa5は、この圧力波残響振動をキャンセルする圧力をチャネル31B内に付与するためのパルスである。   After the application of the second contraction pulse Pa4 is completed and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state, the third contraction pulse Pa5 is applied after a pause. As a result, the volume of the channel 31B is contracted again (FIG. 4C). When the application of the third contraction pulse Pa5 is completed, the volume of the channel 31B expands, and the partition walls 32B and 32C are returned to the neutral state again (FIG. 4A). Even when the partition walls 32B and 32C return to the neutral state after the application of the second contraction pulse Pa4, a pressure wave (pressure wave reverberation vibration) that repeats reversal positively or negatively every 1 AL remains in the channel 31B. The third contraction pulse Pa5 is a pulse for applying a pressure for canceling the pressure wave reverberation vibration in the channel 31B.

このように、第1駆動信号PAが駆動電極に印加されることによって、第1膨張パルスPa1及び第1収縮パルスPa2による液滴速度の小さい第1液滴101に続いて、第2膨張パルスPa3及び第2収縮パルスPa4による液滴速度の大きい第2液滴102が同一のノズル341から吐出される。   In this way, by applying the first drive signal PA to the drive electrodes, the second expansion pulse Pa3 follows the first droplet 101 having a small droplet velocity by the first expansion pulse Pa1 and the first contraction pulse Pa2. The second droplet 102 having a high droplet velocity due to the second contraction pulse Pa4 is ejected from the same nozzle 341.

吐出当初の液滴100は、第1液滴101と第2液滴102とが連なった形態となっているが、第2液滴102の吐出速度は第1液滴101に比べて大きいため、これらは吐出直後の飛翔中に合体して1個の液滴100となる。この液滴100は、液滴速度が相対的に小さい第1液滴101と相対的に大きい第2液滴102とが飛翔中に合体するため、同じ液滴量の1個の液滴をノズル341から吐出させる場合に比べて液滴速度は遅くなる。   The droplet 100 at the beginning of ejection has a form in which the first droplet 101 and the second droplet 102 are continuous, but the ejection speed of the second droplet 102 is larger than that of the first droplet 101. These merge into a single droplet 100 during flight immediately after ejection. In this droplet 100, since the first droplet 101 having a relatively small droplet velocity and the second droplet 102 having a relatively large droplet are combined during the flight, one droplet having the same droplet amount is ejected from the nozzle. Compared with the case of discharging from the nozzle 341, the droplet velocity becomes slower.

また、この液滴100は液滴速度が遅いため、同じ液滴量の1個の液滴をノズル341から吐出させる場合に比べてサテライト量も抑制される。すなわち、一般にサテライトは、吐出された主滴に付随して後方に伸びるように形成される尾が主滴から分離することによって発生する。この尾の長さは、液滴速度が速くなるほど長くなり、サテライトが主滴から離れた位置で分離し易くなる。   Further, since the droplet speed of the droplet 100 is low, the amount of satellite is suppressed as compared with the case where one droplet having the same droplet amount is ejected from the nozzle 341. That is, satellites are generally generated when the tail formed so as to extend backward accompanying the ejected main droplet is separated from the main droplet. The length of the tail becomes longer as the droplet velocity increases, and the satellite is easily separated at a position away from the main droplet.

サテライトが主滴から離れた位置で分離すると、サテライトの着弾位置も主滴から大きく離れてしまい、画質を低下させる原因となる。換言すれば、サテライトが主滴に近接して分離する限り、両者はほぼ同一位置に着弾するため画質に影響を与えることは少ない。第1駆動信号PAによれば、液滴量を大きくしても低速で吐出できるため、液滴100(主滴)に付随する尾の長さを短くすることができ、主滴に近接した位置でサテライトを分離させることができるようになる。したがって、液滴量が大きい液滴100を吐出しながらもサテライト量を抑制することができる。このため、液滴100を吐出した際のサテライトが画像品質を低下させる問題は生じない。   If the satellite is separated at a position away from the main droplet, the landing position of the satellite is also greatly separated from the main droplet, which causes a reduction in image quality. In other words, as long as the satellites are separated in close proximity to the main droplets, they land at approximately the same position, so there is little effect on the image quality. According to the first drive signal PA, since the droplet can be discharged at a low speed even when the droplet amount is increased, the tail length associated with the droplet 100 (main droplet) can be shortened, and the position close to the main droplet. Will be able to separate the satellites. Therefore, the satellite amount can be suppressed while discharging the droplet 100 having a large droplet amount. For this reason, there is no problem that the satellite when the droplet 100 is discharged deteriorates the image quality.

なお、本発明において液滴速度は、液滴観測装置によって液滴を画像認識し、吐出からの経過時間とその際に液滴が存在する位置座標を得ることによって算出される。具体的には、液滴速度は、液滴がノズル面から500μm離れた位置から50μsの間に飛翔する距離から算出される。吐出からの経過時間は、インクジェットヘッドへ出力される駆動信号と観測用のストロボとを同期させることで算出することができる。また、液滴の位置座標は、飛翔画像を画像処理することで算出することができる。   In the present invention, the droplet velocity is calculated by recognizing a droplet image by a droplet observation device and obtaining an elapsed time from ejection and a position coordinate at which the droplet exists. Specifically, the droplet velocity is calculated from the distance at which the droplet flies for 50 μs from the position 500 μm away from the nozzle surface. The elapsed time from the ejection can be calculated by synchronizing the drive signal output to the inkjet head and the observation strobe. Further, the position coordinates of the droplet can be calculated by performing image processing on the flying image.

この第1駆動信号PAの各パルス幅の好ましい一例を挙げると、第1膨張パルスPa1のパルス幅PWA1は0.4AL以上2.0AL以下、第1収縮パルスPa2のパルス幅PWA2は0.3AL以上0.7AL以下、第2膨張パルスPa3のパルス幅PWA3は0.8AL以上1.2AL以下、第2収縮パルスPa4のパルス幅PWA4は0.3AL以上0.7AL以下、休止時間の幅PWA5は0.3AL以上0.7AL以下、第3収縮パルスPa5のパルス幅PWA6は0.8AL以上1.2AL以下である。   As a preferred example of each pulse width of the first drive signal PA, the pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1 is 0.4 AL or more and 2.0 AL or less, and the pulse width PWA2 of the first contraction pulse Pa2 is 0.3 AL or more. The pulse width PWA3 of the second expansion pulse Pa3 is 0.8 AL or more and 1.2 AL or less, the pulse width PWA4 of the second contraction pulse Pa4 is 0.3 AL or more and 0.7 AL or less, and the pause time width PWA5 is 0 The pulse width PWA6 of the third contraction pulse Pa5 is 0.8 AL or more and 1.2 AL or less.

なお、ALとはAcoustic Lengthの略であり、圧力室(チャネル31)における圧力波の音響的共振周期の1/2のことである。ALは、駆動電極に矩形波の駆動信号を印加した際に吐出される液滴の飛翔速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、液滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。チャネル31の容積を膨張又は収縮させることによって該チャネル31内に発生した圧力波は1AL毎に正又は負に反転を繰り返すので、上記の各パルスを維持する時間であるALを適切に選択することによって、チャネル31内の圧力を適宜コントロールすることができる。   In addition, AL is an abbreviation for Acoustic Length, and is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure wave in the pressure chamber (channel 31). AL measures the flying speed of a droplet discharged when a rectangular wave driving signal is applied to the driving electrode, and changes the pulse width of the rectangular wave while keeping the rectangular wave voltage value constant. It is determined as the pulse width that maximizes the droplet flight speed. The pressure wave generated in the channel 31 by expanding or contracting the volume of the channel 31 repeatedly reverses positively or negatively every 1 AL, so that the AL that is the time for maintaining each pulse is appropriately selected. Thus, the pressure in the channel 31 can be appropriately controlled.

また、パルスとは一定電圧波高値の矩形波である。パルス幅とは、0Vを0%、波高値電圧を100%とした場合に、電圧の0Vからの立ち上がり10%と波高値電圧からの立ち下がり10%との間の時間として定義する。   The pulse is a rectangular wave having a constant voltage peak value. The pulse width is defined as the time between 10% rise of voltage from 0V and 10% fall from peak value voltage when 0V is 0% and peak value voltage is 100%.

さらに、矩形波とは、電圧の10%と90%との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがALの1/2以内、好ましくは1/4以内であるような波形を指す。   Furthermore, a rectangular wave refers to a waveform in which both the rise time and fall time between 10% and 90% of the voltage are within ½, preferably within ¼ of AL.

次に、第2駆動信号PBを印加した場合について説明する。   Next, a case where the second drive signal PB is applied will be described.

駆動信号が印加されない隔壁32B、32Cの中立状態において(図4(a))、駆動電極36A及び36Cが接地され、駆動電極36Bに第2駆動信号PBにおける膨張パルスPb1が印加されると、隔壁32B、32Cは、互いに外側に向けて屈曲変形し、隔壁32B、32Cに挟まれたチャネル31Bの容積が膨張する(図4(b))。これによりチャネル31B内に負の圧力が発生し、インクが流れ込む。   In the neutral state of the partition walls 32B and 32C to which the drive signal is not applied (FIG. 4A), when the drive electrodes 36A and 36C are grounded and the expansion pulse Pb1 in the second drive signal PB is applied to the drive electrode 36B, the partition walls 32B and 32C are bent and deformed toward each other, and the volume of the channel 31B sandwiched between the partition walls 32B and 32C expands (FIG. 4B). As a result, negative pressure is generated in the channel 31B, and ink flows.

膨張パルスPb1の印加が終了すると、チャネル31Bの容積は膨張状態から収縮し、隔壁32B、32Cは中立状態に戻る(図4(a))。そして、休止時間をおくことなく引き続いて第1収縮パルスPb2が印加され、チャネル31Bの容積は直ちに収縮状態となる(図4(c))。このとき、チャネル31B内のインクに大きな圧力がかかり、ノズル341からインクが押し出される。これにより、図5(b)に示す液滴200がノズル341から吐出される。   When the application of the expansion pulse Pb1 is completed, the volume of the channel 31B contracts from the expanded state, and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state (FIG. 4A). Then, the first contraction pulse Pb2 is applied without any pause time, and the volume of the channel 31B immediately contracts (FIG. 4C). At this time, a large pressure is applied to the ink in the channel 31 </ b> B, and the ink is pushed out from the nozzle 341. Thereby, the droplet 200 shown in FIG. 5B is ejected from the nozzle 341.

第1収縮パルスPb2の印加が終了すると、チャネル31Bの容積は収縮状態から膨張し、隔壁32B、32Cは中立状態に戻る(図4(a))。そして、一定の休止時間をおいて第2収縮パルスPb3が印加される。これにより、チャネル31Bの容積は再び収縮状態になる(図4(c))。   When application of the first contraction pulse Pb2 ends, the volume of the channel 31B expands from the contracted state, and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state (FIG. 4A). Then, the second contraction pulse Pb3 is applied with a certain pause time. As a result, the volume of the channel 31B is contracted again (FIG. 4C).

第2収縮パルスPb3の印加が終了すると、チャネル31Bの容積が膨張し、隔壁32B、32Cは再び中立状態に戻される(図4(a))。この第2収縮パルスPb3は、第1収縮パルスPb2の印加終了後のチャネル31B内の圧力波残響振動をキャンセルする圧力をチャネル31B内に付与するためのパルスである。   When the application of the second contraction pulse Pb3 is completed, the volume of the channel 31B expands and the partition walls 32B and 32C are returned to the neutral state again (FIG. 4A). The second contraction pulse Pb3 is a pulse for applying a pressure in the channel 31B that cancels the pressure wave reverberation oscillation in the channel 31B after the application of the first contraction pulse Pb2.

この第2駆動信号PBの各パルス幅の好ましい一例を挙げると、膨張パルスPb1のパルス幅PWB1は0.8AL以上1.2AL以下、第1収縮パルスPb2のパルス幅PWB2は0.3AL以上0.7AL以下、休止時間の幅PWB3は0.3AL以上0.7AL以下、第2収縮パルスPb3のパルス幅PWB4は0.8AL以上1.2AL以下である。   As a preferred example of each pulse width of the second drive signal PB, the pulse width PWB1 of the expansion pulse Pb1 is 0.8 AL to 1.2 AL, and the pulse width PWB2 of the first contraction pulse Pb2 is 0.3 AL to 0.00. 7AL or less, the pause time width PWB3 is 0.3 AL or more and 0.7 AL or less, and the pulse width PWB4 of the second contraction pulse Pb3 is 0.8 AL or more and 1.2 AL or less.

駆動制御部8は、1画素周期内で大液滴を形成する場合、図6に示すように、1画素周期T内で、上述した第1駆動信号PAと第2駆動信号PBとをこの順に印加する。これにより、1画素周期T内で、第1駆動信号PAによる液滴量の大きい液滴100と第2駆動信号PBによる液滴量の小さい液滴200の少なくとも2つの液滴がノズル341から吐出され、各液滴100、200が飛翔中に合一して大液滴となる。この大液滴は、印刷媒体7上に着弾することによって、1つの大きなドットからなる画素を形成する。   When the drive control unit 8 forms a large droplet within one pixel period, the first drive signal PA and the second drive signal PB described above are applied in this order within one pixel period T as shown in FIG. Apply. As a result, within one pixel period T, at least two droplets, that is, the droplet 100 having a large droplet amount based on the first drive signal PA and the droplet 200 having a small droplet amount based on the second drive signal PB are ejected from the nozzle 341. Then, the droplets 100 and 200 are combined into a large droplet during the flight. This large droplet lands on the print medium 7 to form a pixel composed of one large dot.

そして、例えばベタ画像を印字する場合のように大液滴を連続して吐出させる際、駆動制御部8は、この1画素周期Tを2回以上連続して繰り返す。このとき駆動制御部8は、図6に示すように、第2駆動信号PBの膨張パルスPb1の立ち上がりから次の1画素周期Tの第1駆動信号PAの印加を開始させ、第1膨張パルスPa1を立ち上げるまでの時間t1を4.5AL以上にしている。   For example, when large droplets are ejected continuously as in the case of printing a solid image, the drive control unit 8 repeats this one-pixel period T twice or more continuously. At this time, as shown in FIG. 6, the drive control unit 8 starts the application of the first drive signal PA of the next one pixel period T from the rising edge of the expansion pulse Pb1 of the second drive signal PB, and the first expansion pulse Pa1. The time t1 until starting up is set to 4.5 AL or more.

本来、着弾精度を高める為には、第2駆動信号PBの第2収縮パルスPb3によって、チャネル31内の圧力波残響振動を打ち消すように作用させ、その後第1駆動信号PAまでの時間を十分にとると、着弾精度を高めることができる。しかし、連続して大液滴を吐出させる場合、第1駆動信号PA印加時のチャネル31内の圧力波残響振動減衰の要素も加味しなければならず、第2駆動信号PBの第2収縮パルスPb3から第1駆動信号PAまでの時間を計算することは、一義的に定義するのは簡易ではない。したがって、第2駆動信号PBの膨張パルスPb1から第1駆動信号PAの第1膨張パルスPa1までの時間t1に着目して、着弾ブレの少ない範囲で設定した。   Originally, in order to increase the landing accuracy, the second contraction pulse Pb3 of the second drive signal PB is made to act so as to cancel the pressure wave reverberation vibration in the channel 31, and then the time until the first drive signal PA is sufficiently increased. If it takes, landing accuracy can be raised. However, when large droplets are continuously ejected, the element of the pressure wave reverberation vibration attenuation in the channel 31 when the first drive signal PA is applied must be taken into consideration, and the second contraction pulse of the second drive signal PB is taken into consideration. It is not easy to uniquely define the time from Pb3 to the first drive signal PA. Therefore, paying attention to the time t1 from the expansion pulse Pb1 of the second drive signal PB to the first expansion pulse Pa1 of the first drive signal PA, it is set in a range where there is little landing blur.

これにより、駆動周期を長くすることなく、大液滴を連続して吐出させる場合の液滴の着弾位置のばらつきを防止することができ、着弾位置精度を向上させることができる。   Thereby, it is possible to prevent variations in the landing positions of droplets when large droplets are continuously discharged without lengthening the driving cycle, and it is possible to improve landing position accuracy.

着弾位置精度を向上させる観点では、上記時間t1は長いほど好ましいが、それだけ駆動周期も長くなるためも駆動周期を短くして高速印字を行う観点からは、6.0AL以下とすることが好ましい。   From the viewpoint of improving the landing position accuracy, the time t1 is preferably as long as possible. However, since the driving cycle is increased accordingly, from the viewpoint of performing high-speed printing by shortening the driving cycle, it is preferably 6.0 AL or less.

第1駆動信号PAにおいて、第1膨張パルスPa1の電圧値と第2膨張パルスPa3の電圧値とが等しく、かつ、第1収縮パルスPa2の電圧値と第2収縮パルスPa4と第3収縮パルスPa5の電圧値とが等しいことが好ましい。電源は少なくとも2つで足りるため、電源点数を削減できる。これにより、駆動制御部8の回路構成を簡易化できる。   In the first drive signal PA, the voltage value of the first expansion pulse Pa1 is equal to the voltage value of the second expansion pulse Pa3, and the voltage value of the first contraction pulse Pa2, the second contraction pulse Pa4, and the third contraction pulse Pa5. Are preferably equal to each other. Since at least two power sources are sufficient, the number of power sources can be reduced. Thereby, the circuit configuration of the drive control unit 8 can be simplified.

第1駆動信号PAの第1膨張パルスPa1及び第2膨張パルスPa3の電圧値をVH2、第1収縮パルスPa2及び第2収縮パルスPa4の電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=2/1であることが好ましい。これにより、ノズル341内のインクメニスカスの戻りを促進して、高周波駆動が可能となる。特に高粘度インクを使用する場合の飛翔安定化を図ることもできる。   When the voltage values of the first expansion pulse Pa1 and the second expansion pulse Pa3 of the first drive signal PA are VH2, and the voltage values of the first contraction pulse Pa2 and the second contraction pulse Pa4 are VH1, | VH2 | / | VH1 | = 2/1 is preferable. Accordingly, the return of the ink meniscus in the nozzle 341 is promoted, and high frequency driving is possible. In particular, flight stabilization when using high viscosity ink can be achieved.

第2駆動信号PBにおいても、第1駆動信号PAと同様の理由で、第1収縮パルスPb2の電圧値と第2収縮パルスPb3の電圧値とが等しいことが好ましい。   Also in the second drive signal PB, it is preferable that the voltage value of the first contraction pulse Pb2 and the voltage value of the second contraction pulse Pb3 are equal for the same reason as the first drive signal PA.

また、第1駆動信号PAと同様の理由で、第2駆動信号PBの膨張パルスPb1の電圧値をVH2、第1収縮パルスPb2及び第2収縮パルスPb3の電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=2/1であることが好ましい。なお、VH1及びVH2のそれぞれの電圧値は、駆動制御部8の回路構成を更に簡易化する観点から、第1駆動信号PAと第2駆動信号PBとで同一であることが好ましい。   For the same reason as the first drive signal PA, when the voltage value of the expansion pulse Pb1 of the second drive signal PB is VH2, and the voltage values of the first contraction pulse Pb2 and the second contraction pulse Pb3 are VH1, | VH2 It is preferable that | / | VH1 | = 2/1. The voltage values of VH1 and VH2 are preferably the same in the first drive signal PA and the second drive signal PB from the viewpoint of further simplifying the circuit configuration of the drive control unit 8.

第1駆動信号PA及び第2駆動信号PBは矩形波であることが好ましい。これにより、液滴を効率良く吐出することができるとともに、駆動電圧を低く抑えることができる。特に、本実施形態に示すせん断モード型のヘッド3は、矩形波からなる駆動信号の印加に対して、圧力波の位相を揃えて発生させることができるため、液滴を効率良く吐出することができるとともに、駆動電圧を更に低く抑えることが可能である。また、矩形波は、簡単なデジタル回路を用いることで容易に生成可能であるため、傾斜波を有する台形波を用いる場合に比べ、回路構成も簡素化できる。   The first drive signal PA and the second drive signal PB are preferably rectangular waves. As a result, the droplets can be discharged efficiently and the drive voltage can be kept low. In particular, since the shear mode type head 3 shown in the present embodiment can generate the pressure wave in phase with respect to the application of the drive signal composed of the rectangular wave, the droplet can be efficiently discharged. In addition, the drive voltage can be further reduced. In addition, since the rectangular wave can be easily generated by using a simple digital circuit, the circuit configuration can be simplified as compared with the case of using a trapezoidal wave having an inclined wave.

第2駆動信号PBによって吐出される液滴200の直径は、ノズル341の直径よりも小さいものであることが好ましい。ノズル341の直径よりも小径の液滴200とすることにより、サテライト抑制効果をより高めることができる。   It is preferable that the diameter of the droplet 200 ejected by the second drive signal PB is smaller than the diameter of the nozzle 341. By making the droplet 200 smaller in diameter than the diameter of the nozzle 341, the satellite suppression effect can be further enhanced.

ここで、ノズル341の直径とは、吐出方向先端のノズル開口径のことである。ノズル341の吐出方向先端のノズル開口形状が円形の場合はその直径を指し、円形でない場合は、ノズル341の吐出方向先端の開口面積と同じ面積の円に置き換えた場合のその円の直径とする。   Here, the diameter of the nozzle 341 is the nozzle opening diameter at the tip in the ejection direction. If the nozzle opening shape at the tip of the nozzle 341 in the ejection direction is circular, it indicates the diameter, and if not, it is the diameter of the circle when replaced with a circle having the same area as the opening area at the tip of the nozzle 341 in the ejection direction. .

また、液滴の直径とは、液滴が球形の場合はその直径を指し、球形でない場合は、体積が同じ球に置き換えた場合のその球の直径とする。   The diameter of the droplet refers to the diameter when the droplet is spherical, and when the droplet is not spherical, the diameter of the sphere when the volume is replaced with the same sphere.

第1駆動信号PAによって吐出される液滴100の直径は、ノズル341の直径よりも大きいものであることが好ましい。ノズル341の直径よりも大径の液滴100とすることにより、印刷媒体7上に可及的に大きなドットを形成することができる。液滴100の直径は、第1液滴101と第2液滴102とが一体化して1個の液滴となった状態での直径である。   It is preferable that the diameter of the droplet 100 ejected by the first drive signal PA is larger than the diameter of the nozzle 341. By setting the droplet 100 to have a diameter larger than the diameter of the nozzle 341, it is possible to form a dot as large as possible on the print medium 7. The diameter of the droplet 100 is a diameter in a state where the first droplet 101 and the second droplet 102 are integrated into one droplet.

もちろん、第2駆動信号PBによって吐出される液滴200の直径がノズル341の直径よりも小さく、かつ、第1駆動信号PAによって吐出される液滴100の直径がノズル341の直径よりも大きいものであることがより好ましい。   Of course, the diameter of the droplet 200 ejected by the second drive signal PB is smaller than the diameter of the nozzle 341, and the diameter of the droplet 100 ejected by the first drive signal PA is larger than the diameter of the nozzle 341. It is more preferable that

以上の説明では、各駆動信号として+Vonの膨張パルスと−Voffの収縮パルスとを有するものを使用したが、これに限らない。すなわち、隔壁32の変形は、隔壁32を挟むように設けられる2つの駆動電極間の電圧差で起ことができる。このため、図4に示すチャネル31Bから第1駆動信号PAによって吐出を行う場合、図7(a)に示すように、吐出チャネルであるチャネル31B内の駆動電極36Bに、+Vonの第1膨張パルスPa1と第2膨張パルスPa3を印加し、隣接するチャネル31A、31Cの駆動電極36A、36Cに、+Voffの第1収縮パルスPa2、第2収縮パルスPa4及び第3収縮パルスPa5を印加しても同様に駆動させることができる。   In the above description, each drive signal has a + Von expansion pulse and a −Voff contraction pulse. However, the present invention is not limited to this. That is, the deformation of the partition wall 32 can be caused by a voltage difference between two drive electrodes provided so as to sandwich the partition wall 32. Therefore, when ejection is performed from the channel 31B shown in FIG. 4 using the first drive signal PA, as shown in FIG. 7A, the first expansion pulse of + Von is applied to the drive electrode 36B in the channel 31B as the ejection channel. The same applies when Pa1 and second expansion pulse Pa3 are applied, and + Voff first contraction pulse Pa2, second contraction pulse Pa4, and third contraction pulse Pa5 are applied to drive electrodes 36A and 36C of adjacent channels 31A and 31C. Can be driven.

また、同様にして、図4に示すチャネル31Bから第2駆動信号PBによって吐出を行う場合、図7(b)に示すように、吐出チャネルであるチャネル31B内の駆動電極36Bに、+Vonの膨張パルスPb1を印加し、隣接するチャネル31A、31Cの駆動電極36A、36Cに、+Voffの第1収縮パルスPb2及び第2収縮パルスPb3を印加しても同様に駆動させることができる。   Similarly, when ejection is performed from the channel 31B shown in FIG. 4 using the second drive signal PB, as shown in FIG. 7B, the drive electrode 36B in the channel 31B as the ejection channel expands to + Von. Even if the pulse Pb1 is applied and the + Voff first contraction pulse Pb2 and the second contraction pulse Pb3 are applied to the drive electrodes 36A and 36C of the adjacent channels 31A and 31C, the same driving can be performed.

図7(a)(b)に示す第1駆動信号PA及び第2駆動信号PBを使用する場合、各駆動信号を正電圧だけで構成できるため、駆動制御部8の構成を更に簡略化することができる。   When the first drive signal PA and the second drive signal PB shown in FIGS. 7A and 7B are used, each drive signal can be configured with only a positive voltage, and therefore the configuration of the drive control unit 8 is further simplified. Can do.

また、以上の説明では、ヘッド3として隣り合うチャネル31、31間の隔壁32をせん断変形させるものを例示したが、チャネルの上壁又は下壁をPZT等の圧電素子によって構成される圧力発生手段とし、この上壁又は下壁をせん断変形させるものであってもよい。   Further, in the above description, the head 3 is exemplified as one in which the partition wall 32 between adjacent channels 31 and 31 is shear-deformed, but the pressure generating means in which the upper wall or the lower wall of the channel is configured by a piezoelectric element such as PZT. The upper wall or the lower wall may be subjected to shear deformation.

その他、本発明におけるインクジェットヘッドは、せん断モード型に限らない。例えば、圧力室の一壁面を振動板によって形成し、この振動板をPZT等の圧電素子によって構成される圧力発生手段によって振動させ、圧力室内のインクに吐出のための圧力を付与するタイプのインクジェットヘッドであってもよい。   In addition, the inkjet head in the present invention is not limited to the shear mode type. For example, an ink jet of a type in which one wall surface of a pressure chamber is formed by a vibration plate, and the vibration plate is vibrated by a pressure generating means constituted by a piezoelectric element such as PZT, and pressure for ejection is applied to ink in the pressure chamber. It may be a head.

また、本発明におけるインクジェットヘッドは、印刷媒体7に対して主走査方向に走査移動しながら液滴を吐出するものに限らない。例えば、印刷媒体7の幅方向に亘る長尺状に形成され、印刷媒体7を一方向に搬送移動させることによってワンパスで画像を記録するライン型のインクジェットヘッドでもよい。   In addition, the inkjet head in the present invention is not limited to ejecting droplets while scanning and moving in the main scanning direction with respect to the printing medium 7. For example, it may be a line-type inkjet head that is formed in a long shape extending in the width direction of the print medium 7 and that records an image in one pass by transporting and moving the print medium 7 in one direction.

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

図2に示すせん断モード型の独立駆動タイプのインクジェットヘッド(ノズル数=256、ノズルの直径=24μm、AL=3.7μs)を用意した。インクにはUV硬化型のインクを40℃で使用した。使用時のインクの粘度は0.01Pa・sであった。   A shear mode independent drive type ink jet head (nozzle number = 256, nozzle diameter = 24 μm, AL = 3.7 μs) shown in FIG. 2 was prepared. As the ink, UV curable ink was used at 40 ° C. The viscosity of the ink at the time of use was 0.01 Pa · s.

第1駆動信号及び第2駆動信号として、図3(a)(b)に示す矩形波の第1駆動信号PA及び第2駆動信号PBを用いた。各パルス幅は以下の通りとした。
(第1駆動信号)
第1膨張パルス :0.8AL
第1収縮パルス :0.4AL
第2膨張パルス :1.0AL
第2収縮パルス :0.5AL
休止時間 :0.5AL
第3収縮パルス :1.0AL
(第2駆動信号)
膨張パルス :1.0AL
第1収縮パルス :0.5AL
休止時間 :0.5AL
第2収縮パルス :1.0AL
As the first drive signal and the second drive signal, the rectangular-wave first drive signal PA and second drive signal PB shown in FIGS. 3A and 3B were used. Each pulse width was as follows.
(First drive signal)
First expansion pulse: 0.8 AL
First contraction pulse: 0.4 AL
Second expansion pulse: 1.0 AL
Second contraction pulse: 0.5 AL
Rest time: 0.5AL
Third contraction pulse: 1.0 AL
(Second drive signal)
Expansion pulse: 1.0AL
First contraction pulse: 0.5 AL
Rest time: 0.5AL
Second contraction pulse: 1.0 AL

1画素周期内に第1の駆動波形と第2の駆動波形とをこの順に続けて印加し、この1画素周期を、駆動周波数27.0kHzで連続して繰り返し、このときの液滴飛翔状況を液滴観測装置で観測することで、着弾ブレを以下の方法により評価した。その結果を図8に示す。   The first drive waveform and the second drive waveform are successively applied in this order within one pixel cycle, and this one-pixel cycle is continuously repeated at a drive frequency of 27.0 kHz. By observing with a droplet observation device, landing blur was evaluated by the following method. The result is shown in FIG.

なお、第1駆動信号の周期(第1膨張パルスの立ち上がりから第2駆動信号の膨張パルスの立ち上がりまでの時間)は、5.2ALとし、第2駆動信号の周期(膨張パルスの立ち上がりから第1駆動信号の第1膨張パルスの立ち上がりまでの時間)を4.2AL、4.5AL、4.7AL、5.0AL、5.5AL、6.0ALに変化させた。   The period of the first drive signal (the time from the rise of the first expansion pulse to the rise of the expansion pulse of the second drive signal) is set to 5.2AL, and the cycle of the second drive signal (the first to the first pulse from the rise of the expansion pulse). The time until the rise of the first expansion pulse of the drive signal was changed to 4.2AL, 4.5AL, 4.7AL, 5.0AL, 5.5AL, 6.0AL.

着弾ブレの評価方法としては、ノズル1.0mm下がったところへ液滴が位置するようカメラの同期タイミングを調整し、その高さ位置での水平方向の液滴座標を100回測定し、この座標の分布から標準偏差σを算出した。   As an evaluation method of landing blur, the synchronization timing of the camera is adjusted so that the droplet is positioned at a position where the nozzle is lowered by 1.0 mm, and the horizontal droplet coordinate at the height position is measured 100 times. The standard deviation σ was calculated from the distribution of

図8からも明らかなように、第1の駆動波形と第2の駆動波形とをこの順に続けて印加し、この第2駆動信号の周期t1を上述のように変化させた。第2駆動信号の周期t1を、4.5AL以上の周期をとると、インクジェットに通常使用する液滴速度6〜8m/sの時、着弾ブレσは6μm以下となり、大液滴を連続して吐出させても着弾位置精度を向上させることができる。   As is clear from FIG. 8, the first drive waveform and the second drive waveform were applied successively in this order, and the period t1 of the second drive signal was changed as described above. When the period t1 of the second drive signal is 4.5 AL or more, the landing blur σ is 6 μm or less at a droplet speed of 6 to 8 m / s normally used for inkjet, and large droplets are continuously generated. Even if it is discharged, the landing position accuracy can be improved.

また、4.2AL以下でも着弾ブレσは液滴速度6〜8m/sの範囲で6μmを0.2μm程度超える程度だが10m/s以上の範囲ではブレが非常に大きく著しく射出が不安定化した。   Even at 4.2 AL or less, the landing blur σ exceeds 6 μm by about 0.2 μm at a droplet speed of 6 to 8 m / s, but the blur is very large at 10 m / s or more, and the ejection becomes extremely unstable. .

1:インクジェット記録装置
2:搬送機構
21:搬送ローラー
22:搬送ローラー対
23:搬送モーター
3:インクジェットヘッド
30:チャネル基板
31:チャネル
311:吐出チャネル
312:ダミーチャネル
32:隔壁
321:上壁部
322:下壁部
33:カバー基板
331:共通流路
34:ノズルプレート
341:ノズル
35:プレート
351:インク供給口
352:インク供給管
4:ガイドレール
5:キャリッジ
6:フレキシブルケーブル
7:印刷媒体
71:記録面
8:駆動制御部
100:液滴
101:第1液滴
100:第2液滴
200:液滴
PA:第1駆動信号
Pa1:第1膨張パルス
Pa2:第1収縮パルス
Pa3:第2膨張パルス
Pa4:第2収縮パルス
Pa5:第3収縮パルス
PWA1〜PWA4、PWA6:パルス幅
PWA5:休止時間
PB:第2駆動信号
Pb1:膨張パルス
Pb2:第1収縮パルス
Pb3:第2収縮パルス
PWB1、PWB2、PWB4:パルス幅
PWB3:休止時間
T:1画素周期
1: Inkjet recording device 2: Conveying mechanism 21: Conveying roller 22: Conveying roller pair 23: Conveying motor 3: Inkjet head 30: Channel substrate 31: Channel 311: Discharge channel 312: Dummy channel 32: Partition 321: Upper wall 322 : Lower wall part 33: Cover substrate 331: Common flow path 34: Nozzle plate 341: Nozzle 35: Plate 351: Ink supply port 352: Ink supply pipe 4: Guide rail 5: Carriage 6: Flexible cable 7: Print medium 71: Recording surface 8: Drive controller 100: Droplet 101: First droplet 100: Second droplet 200: Droplet PA: First drive signal Pa1: First expansion pulse Pa2: First contraction pulse Pa3: Second expansion Pulse Pa4: Second contraction pulse Pa5: Third contraction pulse PWA1 to PWA , PWA6: Pulse Width PWA5: pause time PB: second driving signal Pb1: expansion pulse Pb2: first decreasing pulse Pb3: second decreasing pulse PWB1, PWB2, PWB4: Pulse width PWB 103: pause time T: 1 pixel period

Claims (6)

圧力室の容積を膨張又は収縮させることによってノズルから液滴を吐出させる圧力発生手段に、第1駆動信号と第2駆動信号の2つの駆動信号を1画素周期内にこの順に印加するとともに、前記1画素周期を2回以上繰り返すインクジェットヘッドの駆動方法であって、
前記第1駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第2膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2収縮パルスと、
パルスを印加しない一定の休止時間と、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第3収縮パルスとをこの順に有し、前記第1膨張パルス及び前記第1収縮パルスの印加により前記ノズルから1つ目の液滴を吐出させるとともに、前記第2膨張パルス及び前記第2収縮パルスの印加により前記ノズルから2つ目の液滴を吐出させ、吐出直後の飛翔中に合体させるものであり、
前記第2駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1収縮パルスと、
パルスを印加しない一定の休止時間と、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2収縮パルスとをこの順に有し、
前記第2駆動信号の前記膨張パルスの立ち上がりから、4.5AL以上(ただし、ALは前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2)の時間をあけて、次の前記1画素周期の前記第1駆動信号の印加を開始させることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
Two drive signals of a first drive signal and a second drive signal are applied in this order within one pixel period to the pressure generating means for ejecting droplets from the nozzle by expanding or contracting the volume of the pressure chamber, and A method for driving an inkjet head that repeats one pixel cycle twice or more,
The first drive signal is:
A first expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber and contracting after a certain time;
A first contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A second expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber and contracting after a certain time;
A second contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A certain pause time without applying a pulse,
A third contraction pulse that contracts the volume of the pressure chamber and expands after a predetermined time in this order, and discharges the first droplet from the nozzle by applying the first expansion pulse and the first contraction pulse. And causing the second droplet to be ejected from the nozzle by application of the second expansion pulse and the second contraction pulse and coalescing during flight immediately after ejection,
The second drive signal is:
An expansion pulse that expands the volume of the pressure chamber and contracts after a certain time;
A first contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A certain pause time without applying a pulse,
A second contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time, in this order,
After the rise of the expansion pulse of the second drive signal, a time of 4.5 AL or more (where AL is ½ of the acoustic resonance period of the pressure wave in the pressure chamber) is set to the next one pixel period. The method for driving an ink-jet head is characterized in that application of the first drive signal is started.
前記第1駆動信号において、
前記第1膨張パルスのパルス幅は、0.4AL以上2.0AL以下であり、
前記第1収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第2膨張パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第2収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記休止時間の幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第3収縮パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
In the first drive signal,
The pulse width of the first expansion pulse is 0.4 AL or more and 2.0 AL or less,
The pulse width of the first contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The pulse width of the second expansion pulse is 0.8 AL or more and 1.2 AL or less,
The pulse width of the second contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The width of the pause time is 0.3 AL or more and 0.7 AL or less,
2. The method of driving an ink jet head according to claim 1, wherein a pulse width of the third contraction pulse is not less than 0.8 AL and not more than 1.2 AL.
前記第2駆動信号において、
前記膨張パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第1収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記休止時間の幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第2収縮パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
In the second drive signal,
The expansion pulse has a pulse width of 0.8 AL or more and 1.2 AL or less,
The pulse width of the first contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The width of the pause time is 0.3 AL or more and 0.7 AL or less,
3. The method of driving an ink jet head according to claim 1, wherein a pulse width of the second contraction pulse is not less than 0.8 AL and not more than 1.2 AL.
圧力室の容積を膨張又は収縮させることによってノズルから液滴を吐出させる圧力発生手段を有するインクジェットヘッドと、前記圧力発生手段を駆動させる駆動信号を出力する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、第1駆動信号と第2駆動信号の2つの駆動信号を1画素周期内にこの順に前記圧力発生手段に印加するとともに、前記1画素周期を2回以上繰り返すインクジェット記録装置であって、
前記第1駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第2膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2収縮パルスと、
パルスを印加しない一定の休止時間と、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第3収縮パルスとをこの順に有し、前記第1膨張パルス及び前記第1収縮パルスの印加により前記ノズルから1つ目の液滴を吐出させるとともに、前記第2膨張パルス及び前記第2収縮パルスの印加により前記ノズルから2つ目の液滴を吐出させ、吐出直後の飛翔中に合体させるものであり、
前記第2駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1収縮パルスと、
パルスを印加しない一定の休止時間と、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2収縮パルスとをこの順に有し、
前記駆動制御手段は、前記第2駆動信号の前記膨張パルスの立ち上がりから、4.5AL以上の時間をあけて、次の前記1画素周期の前記第1駆動信号の印加を開始させることを特徴とするインクジェット記録装置。
An inkjet head having pressure generating means for discharging droplets from the nozzle by expanding or contracting the volume of the pressure chamber; and a drive control means for outputting a drive signal for driving the pressure generating means,
The drive control means is an ink jet recording apparatus that applies two drive signals of a first drive signal and a second drive signal to the pressure generating means in this order within one pixel period, and repeats the one pixel period twice or more. There,
The first drive signal is:
A first expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber and contracting after a certain time;
A first contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A second expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber and contracting after a certain time;
A second contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A certain pause time without applying a pulse,
A third contraction pulse that contracts the volume of the pressure chamber and expands after a predetermined time in this order, and discharges the first droplet from the nozzle by applying the first expansion pulse and the first contraction pulse. And causing the second droplet to be ejected from the nozzle by application of the second expansion pulse and the second contraction pulse and coalescing during flight immediately after ejection,
The second drive signal is:
An expansion pulse that expands the volume of the pressure chamber and contracts after a certain time;
A first contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
A certain pause time without applying a pulse,
A second contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time, in this order,
The drive control means starts the application of the first drive signal of the next one pixel period after a time of 4.5 AL or more from the rising edge of the expansion pulse of the second drive signal. Inkjet recording apparatus.
前記第1駆動信号において、
前記第1膨張パルスのパルス幅は、0.4AL以上2.0AL以下であり、
前記第1収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第2膨張パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第2収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記休止時間の幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第3収縮パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であることを特徴とする請求項4記載のインクジェット記録装置。
In the first drive signal,
The pulse width of the first expansion pulse is 0.4 AL or more and 2.0 AL or less,
The pulse width of the first contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The pulse width of the second expansion pulse is 0.8 AL or more and 1.2 AL or less,
The pulse width of the second contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The width of the pause time is 0.3 AL or more and 0.7 AL or less,
5. The ink jet recording apparatus according to claim 4, wherein a pulse width of the third contraction pulse is not less than 0.8 AL and not more than 1.2 AL.
前記第2駆動信号において、
前記膨張パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第1収縮パルスのパルス幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記休止時間の幅は、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第2収縮パルスのパルス幅は、0.8AL以上1.2AL以下であることを特徴とする請求項4又は5記載のインクジェット記録装置。
In the second drive signal,
The expansion pulse has a pulse width of 0.8 AL or more and 1.2 AL or less,
The pulse width of the first contraction pulse is not less than 0.3 AL and not more than 0.7 AL,
The width of the pause time is 0.3 AL or more and 0.7 AL or less,
6. The ink jet recording apparatus according to claim 4, wherein a pulse width of the second contraction pulse is not less than 0.8 AL and not more than 1.2 AL.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017213755A (en) * 2016-05-31 2017-12-07 東芝テック株式会社 Inkjet head and inkjet printer

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