JP2020082395A - 液体噴射記録装置および液体噴射ヘッド - Google Patents
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Abstract
Description
1.実施の形態(溶存気体量に応じて駆動周波数等を制御する液体噴射記録装置の例)
2.変形例(液体噴射ヘッド内で溶存気体量に応じた駆動周波数等の制御を行う例)
3.その他の変形例
[A.プリンタ1の全体構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係る液体噴射記録装置としてのプリンタ1の概略構成例を、模式的に斜視図にて表したものである。プリンタ1は、後述するインク9を利用して、被記録媒体としての記録紙Pに対して、画像や文字等の記録(印刷)を行うインクジェットプリンタである。
インクタンク3は、インク9を内部に収容するタンクである。このインクタンク3としては、この例では図1に示したように、イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(K)の4色のインク9を個別に収容する、4種類のタンクが設けられている。すなわち、イエローのインク9を収容するインクタンク3Yと、マゼンダのインク9を収容するインクタンク3Mと、シアンのインク9を収容するインクタンク3Cと、ブラックのインク9を収容するインクタンク3Kとが設けられている。これらのインクタンク3Y,3M,3C,3Kは、筺体10内において、X軸方向に沿って並んで配置されている。
インクジェットヘッド4は、後述する複数のノズル(ノズル孔Hn)から記録紙Pに対して液滴状のインク9を噴射(吐出)して、画像や文字等の記録(印刷)を行うヘッドである。このインクジェットヘッド4としても、この例では図1に示したように、上記したインクタンク3Y,3M,3C,3Kにそれぞれ収容されている4色のインク9を個別に噴射する、4種類のヘッドが設けられている。すなわち、イエローのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Yと、マゼンダのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Mと、シアンのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Cと、ブラックのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Kとが設けられている。これらのインクジェットヘッド4Y,4M,4C,4Kは、筺体10内において、Y軸方向に沿って並んで配置されている。
走査機構6は、記録紙Pの幅方向(Y軸方向)に沿って、インクジェットヘッド4を走査させる機構である。この走査機構6は、図1に示したように、Y軸方向に沿って延設された一対のガイドレール61a,61bと、これらのガイドレール61a,61bに移動可能に支持されたキャリッジ62と、このキャリッジ62をY軸方向に沿って移動させる駆動機構63と、を有している。
続いて、図2〜図5を参照して、インクジェットヘッド4の詳細構成例について説明する。
ノズルプレート41は、ポリイミド等のフィルム材または金属材料により構成されたプレートであり、インク9を噴射する複数のノズル孔Hnを有している(図2〜図4中の破線の矢印参照)。これらのノズル孔Hnはそれぞれ、所定の間隔をおいて一直線上に(この例ではX軸方向に沿って)並んで形成されている。なお、各ノズル孔Hnは、下方に向かうに従って漸次縮径するテーパ状の貫通孔となっている(図2〜図4参照)。
アクチュエータプレート42は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等の圧電材料により構成されたプレートである。このアクチュエータプレート42は、その分極方向が厚み方向(Z軸方向)に沿って一方向に設定されている1つ(単一)の圧電基板によって、構成されている(いわゆる、カンチレバータイプ)。ただし、アクチュエータプレート42の構成としては、このカンチレバータイプには限られない。すなわち、例えば、分極方向が互いに異なる2つの圧電基板を厚み方向(Z軸方向)に沿って積層することによって、アクチュエータプレート42を構成するようにしてもよい(いわゆる、シェブロンタイプ)。
カバープレート43は、図3,図4に示したように、アクチュエータプレート42における各チャネルC1を閉塞するように配置されている。具体的には、このカバープレート43は、アクチュエータプレート42の上面に接着されており、板状構造となっている。
駆動部49は、前述した吐出チャネルC1eに充填されているインク9がノズル孔Hnから吐出されるように、アクチュエータプレート42を駆動して吐出駆動を行うものである(図2〜図4参照)。具体的には、駆動部49は、アクチュエータプレート42に対して上記した駆動電圧Vd(駆動信号Sd)を印加して、吐出チャネルC1eを膨張または収縮させることで、各ノズル孔Hnからインク9を噴射させる(噴射動作を行わせる)ようになっている。
続いて、図6を参照して、プリンタ1の詳細構成例について説明する。図6は、図2〜図4に示したインクジェットヘッド4を含むプリンタ1の詳細構成例を、ブロック図で表したものである。
脱気装置11は、図6に示したように、インクタンク3内からインクジェットヘッド4内へとインク9を供給する際に(前述したインク供給管50の経路上において)、そのインク9に対する脱気処理を行う装置である。具体的には、この脱気装置11では、インク9中に溶存している気体(例えば酸素(O2)など)を取り除く(脱気する)ようになっている。
溶存酸素量測定部12は、図6に示したように、脱気装置11による脱気処理が行われた後のインク9中に溶存している、酸素の量(溶存酸素量DO)を測定するものである。このようにして溶存酸素量測定部12において測定された溶存酸素量DOの情報は、本実施の形態のプリンタ1では、後述する印刷制御部13へと出力されるようになっている。
印刷制御部13は、プリンタ1における印刷動作の制御を行うものであり、プリンタ1における各種部材の制御を行うようになっている。具体的には、図6に示したように、印刷制御部13は、インクジェットヘッド4(後述する駆動部49)に対し、印刷データDpと、前述した単位時間パルス数Npおよび駆動周波数fdの情報とを、それぞれ供給する。また、印刷制御部13は、搬送機構2a,2bにおける記録紙Pの搬送速度Vtを制御する信号(搬送速度制御信号Sc)を、これら搬送機構2a,2bに対して供給する(図6参照)。それとともに、印刷制御部13は、搬送機構2a,2bにおける実際の搬送速度Vtの検出信号(搬送速度検出信号Svt)を、これら搬送機構2a,2bから取得するようになっている(図6参照)。
(A.プリンタ1の基本動作)
このプリンタ1では、以下のようにして、記録紙Pに対する画像や文字等の記録動作(印刷動作)が行われる。なお、初期状態として、図1に示した4種類のインクタンク3(3Y,3M,3C,3K)にはそれぞれ、対応する色(4色)のインク9が十分に封入されているものとする。また、インクタンク3内のインク9は、インク供給管50を介して、インクジェットヘッド4内に充填された状態となっている。
続いて、インクジェットヘッド4における詳細動作(インク9の噴射動作)について説明する。すなわち、このインクジェットヘッド4では、以下のようにして、せん断(シェア)モードを用いたインク9の噴射動作が行われる。
次に、図1〜図6に加えて図7を参照して、上記したインク9中の溶存酸素量DOに応じた、プリンタ1における印刷動作の際の制御処理(前述した単位時間パルス数Np,駆動周波数fd,搬送速度Vtの制御処理等)について、詳細に説明する。
このようにして本実施の形態のプリンタ1では、インク9中の溶存酸素量DOに応じて単位時間パルス数Npが制御されることで、インク9の噴射動作(印刷動作)が、溶存酸素量DOに応じて適切に制御されるようになる。
ここで、図8は、本実施の形態の実験例1,2に係る実験結果を、表したものである。具体的には、この図8では、溶存酸素量DOの各測定値(=0.9,1.3,1.8,2.2,2.5,3.0,3.3,3.5,3.7[mg/L])の場合について、実験例1,2における印刷画質の判定結果を、それぞれ示している。実験例1では、駆動周波数fd=5[kHz](低周波数)に設定され、実験例2では、駆動周波数fd=10[kHz](高周波数)に設定されている。なお、これらの実験例1,2では、環境温度を25[℃]に設定し、一般的な水性顔料インクを使用した。
(1)脱気装置を使用してインクに対する脱気処理を行い、脱気処理後のインクを、所定の容器(500[mL]の容器)内に収容する。
(2)この容器内のインク(脱気処理後のインク)を、インクジェットヘッド(「エスアイアイ・プリンテック製508GS」)へと供給し、このインクジェットヘッドからインクを、連続的に吐出させる。
(3)そのようなインクの吐出動作(噴射動作)の際に、2分ごとにノズル孔全体を観察し、「ノズル抜け」の発生状況を確認する。
(4)「ノズル抜け」の個数に応じて、印刷画質の判定結果を、3段階(○(A),△(B),×(C))で判定する。なお、インクの液滴が垂れるなど、明らかに測定できなくなった場合には、上記した「ノズル抜け」の発生状況の確認作業を、途中で終了する(測定の最長時間は、20分に設定した)。
・「○(A)」…「ノズル抜け」の発生が無し(通常通りの印刷動作が可能な状況)
・「△(B)」…「ノズル抜け」が数個程度で発生(状況に応じて印刷動作が可能な状況)
・「×(C)」…「ノズル抜け」が多数(ブロック単位)で発生(印刷動作が不可能な状況)
続いて、上記実施の形態の変形例について説明する。なお、実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図9は、変形例に係る液体噴射記録装置としてのプリンタ1Aの構成例を、ブロック図で表したものである。この変形例のプリンタ1Aは、実施の形態のプリンタ1(図6参照)において、インクジェットヘッド4の代わりにインクジェットヘッド4Aを設けると共に、印刷制御部13の代わりに印刷制御部13Aを設けるようにしたものに対応している。
ヘッド制御部48は、インクジェットヘッド4A(駆動部49)の動作を制御するものである。具体的には図9に示したように、ヘッド制御部48は、インクタンク3内からインクジェットヘッド4A内へ向けて供給されるインク9中の溶存酸素量DO(溶存酸素量測定部12において測定された溶存酸素量DO)に応じて、単位時間パルス数Npを制御する。なお、このようにしてヘッド制御部48によって制御された単位時間パルス数Npの情報は、インクジェットヘッド4A内の駆動部49と、印刷制御部13Aとに、それぞれ出力されるようになっている(図9参照)。
印刷制御部13Aは、基本的には実施の形態の印刷制御部13と同様にして、印刷データDpを駆動部49に供給したり、プリンタ1Aにおける印刷動作の際の制御処理(駆動周波数fd,搬送速度Vtの制御処理等)を行うようになっている。ただし、この印刷制御部13Aは印刷制御部13とは異なり、上記したように、ヘッド制御部48から単位時間パルス数Npを取得するようになっており、駆動部49へは供給しない(単位時間パルス数Npの制御は行わない)ようになっている(図9参照)。なお、本変形例では駆動部49は、上記したように、ヘッド制御部48から単位時間パルス数Npを取得するようになっている。
このような構成の変形例においても、基本的には実施の形態と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
(1)
被記録媒体に対して印刷動作を行う液体噴射記録装置であって、
1または複数のパルスを有する駆動信号に基づいて、前記被記録媒体へ向けて液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記液体を収容する収容部と、
前記印刷動作の制御を行う印刷制御部と
を備え、
前記印刷制御部は、
前記収容部内から前記液体噴射ヘッド内へ向けて供給される前記液体中の溶存気体量に応じて、
前記駆動信号に含まれる単位時間当たりの前記パルスの個数である、単位時間パルス数を制御する
液体噴射記録装置。
(2)
前記印刷制御部は、
前記溶存気体量に応じて、前記被記録媒体上の1画素に対する前記印刷動作の際の前記駆動信号の周波数である、駆動周波数を制御することによって、
前記単位時間パルス数を制御する
上記(1)に記載の液体噴射記録装置。
(3)
前記印刷制御部は、
前記溶存気体量が第1の閾値未満である場合には、前記駆動周波数を規定値から変更しないで維持し、
前記溶存気体量が、前記第1の閾値以上かつ第2の閾値未満である場合には、前記駆動周波数を、前記規定値から非ゼロ値(≠0)まで低下させ、
前記溶存気体量が前記第2の閾値以上である場合には、前記駆動周波数をゼロ値(=0)に設定する
上記(2)に記載の液体噴射記録装置。
(4)
所定の移動速度にて、前記液体噴射ヘッドと前記被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構を更に備え、
前記印刷制御部は、前記駆動周波数の制御に伴い、前記溶存気体量に応じて、前記移動機構における前記移動速度を制御する
上記(2)または(3)に記載の液体噴射記録装置。
(5)
前記印刷制御部は、
前記溶存気体量が第1の閾値未満である場合には、前記移動速度を規定値から変更しないで維持し、
前記溶存気体量が、前記第1の閾値以上かつ第2の閾値未満である場合には、前記移動速度を、前記規定値から非ゼロ値(≠0)まで低下させ、
前記溶存気体量が前記第2の閾値以上である場合には、前記移動速度をゼロ値(=0)に設定する
上記(4)に記載の液体噴射記録装置。
(6)
前記移動機構が、前記被記録媒体を搬送する搬送機構を含んでおり、
前記移動速度が、前記搬送機構における前記被記録媒体の搬送速度である
上記(4)または(5)に記載の液体噴射記録装置。
(7)
前記印刷制御部は、
前記搬送機構における前記搬送速度の検出信号を取得すると共に、
前記搬送速度の検出信号を確認しつつ、前記駆動周波数を制御する
上記(6)に記載の液体噴射記録装置。
(8)
前記収容部内から前記液体噴射ヘッド内へと前記液体を供給する際に、前記液体に対する脱気処理を行う脱気装置と、
前記脱気装置による前記脱気処理が行われた後の前記液体中における前記溶存気体量を測定する測定部と
を更に備え、
前記印刷制御部は、前記測定部により測定された前記溶存気体量に応じて、前記単位時間パルス数を制御する
上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の液体噴射記録装置。
(9)
液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、
被記録媒体へ向けて前記液体を噴射する噴射部と、
1または複数のパルスを有する駆動信号に基づいて、前記噴射部から前記液体を噴射させる駆動部と、
前記液体噴射ヘッドの動作を制御するヘッド制御部と
を備え、
前記ヘッド制御部は、
前記液体を収容する収容部内から前記液体噴射ヘッド内へ向けて供給される前記液体中の溶存気体量に応じて、
前記駆動信号に含まれる単位時間当たりの前記パルスの個数である、単位時間パルス数を制御する
液体噴射ヘッド。
Claims (9)
- 被記録媒体に対して印刷動作を行う液体噴射記録装置であって、
1または複数のパルスを有する駆動信号に基づいて、前記被記録媒体へ向けて液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記液体を収容する収容部と、
前記印刷動作の制御を行う印刷制御部と
を備え、
前記印刷制御部は、
前記収容部内から前記液体噴射ヘッド内へ向けて供給される前記液体中の溶存気体量に応じて、
前記駆動信号に含まれる単位時間当たりの前記パルスの個数である、単位時間パルス数を制御する
液体噴射記録装置。 - 前記印刷制御部は、
前記溶存気体量に応じて、前記被記録媒体上の1画素に対する前記印刷動作の際の前記駆動信号の周波数である、駆動周波数を制御することによって、
前記単位時間パルス数を制御する
請求項1に記載の液体噴射記録装置。 - 前記印刷制御部は、
前記溶存気体量が第1の閾値未満である場合には、前記駆動周波数を規定値から変更しないで維持し、
前記溶存気体量が、前記第1の閾値以上かつ第2の閾値未満である場合には、前記駆動周波数を、前記規定値から非ゼロ値(≠0)まで低下させ、
前記溶存気体量が前記第2の閾値以上である場合には、前記駆動周波数をゼロ値(=0)に設定する
請求項2に記載の液体噴射記録装置。 - 所定の移動速度にて、前記液体噴射ヘッドと前記被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構を更に備え、
前記印刷制御部は、前記駆動周波数の制御に伴い、前記溶存気体量に応じて、前記移動機構における前記移動速度を制御する
請求項2または請求項3に記載の液体噴射記録装置。 - 前記印刷制御部は、
前記溶存気体量が第1の閾値未満である場合には、前記移動速度を規定値から変更しないで維持し、
前記溶存気体量が、前記第1の閾値以上かつ第2の閾値未満である場合には、前記移動速度を、前記規定値から非ゼロ値(≠0)まで低下させ、
前記溶存気体量が前記第2の閾値以上である場合には、前記移動速度をゼロ値(=0)に設定する
請求項4に記載の液体噴射記録装置。 - 前記移動機構が、前記被記録媒体を搬送する搬送機構を含んでおり、
前記移動速度が、前記搬送機構における前記被記録媒体の搬送速度である
請求項4または請求項5に記載の液体噴射記録装置。 - 前記印刷制御部は、
前記搬送機構における前記搬送速度の検出信号を取得すると共に、
前記搬送速度の検出信号を確認しつつ、前記駆動周波数を制御する
請求項6に記載の液体噴射記録装置。 - 前記収容部内から前記液体噴射ヘッド内へと前記液体を供給する際に、前記液体に対する脱気処理を行う脱気装置と、
前記脱気装置による前記脱気処理が行われた後の前記液体中における前記溶存気体量を測定する測定部と
を更に備え、
前記印刷制御部は、前記測定部により測定された前記溶存気体量に応じて、前記単位時間パルス数を制御する
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の液体噴射記録装置。 - 液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、
被記録媒体へ向けて前記液体を噴射する噴射部と、
1または複数のパルスを有する駆動信号に基づいて、前記噴射部から前記液体を噴射させる駆動部と、
前記液体噴射ヘッドの動作を制御するヘッド制御部と
を備え、
前記ヘッド制御部は、
前記液体を収容する収容部内から前記液体噴射ヘッド内へ向けて供給される前記液体中の溶存気体量に応じて、
前記駆動信号に含まれる単位時間当たりの前記パルスの個数である、単位時間パルス数を制御する
液体噴射ヘッド。
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JP2008194966A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Sii Printek Inc | インクジェット記録装置 |
JP2012000775A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Seiko Epson Corp | 液体噴射装置および液体噴射方法 |
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2018
- 2018-11-16 JP JP2018215691A patent/JP7105677B2/ja active Active
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