JP2020151943A - Liquid discharge device and liquid discharge head drive control method - Google Patents

Liquid discharge device and liquid discharge head drive control method Download PDF

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JP2020151943A JP2019052221A JP2019052221A JP2020151943A JP 2020151943 A JP2020151943 A JP 2020151943A JP 2019052221 A JP2019052221 A JP 2019052221A JP 2019052221 A JP2019052221 A JP 2019052221A JP 2020151943 A JP2020151943 A JP 2020151943A
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進一郎 小山内
Shinichiro Osanai
進一郎 小山内
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Abstract

To provide a liquid discharge head for supplying heat to a necessary point by a necessary amount according to a droplet size at each nozzle during a discharge operation, and maintaining a proper temperature state.SOLUTION: A liquid discharge head comprises a control signal creation part for creating a binary control signal for cutting out a drive waveform at each droplet size by selecting a period including one or a plurality of pulses from a fundamental drive waveform; and a switch control part for controlling the switching of the control signal. Each of a plurality of switching elements switches on/off-states in response to the switching of the control signal, applies the cutout drive waveform at each droplet size to each piezoelectric element during a period in which the control signal is one value, and also during a period in which the switching element is in an on-state, and the switching control part increases and decreases the number of times of the switching of the control signal correlated with a magnitude relationship of the droplet size discharged by the drive waveform according to a detected temperature in the liquid discharge head.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、液体吐出装置および液体吐出ヘッドの駆動制御方法に関する。 The present invention relates to a liquid discharge device and a drive control method for a liquid discharge head.

インクジェットヘッドにおいて、UVインクなどの高粘度液体を吐出するため、液体を加温し、粘度を低下させて吐出する技術がある。効率よく加温するには吐出に近い位置で加温することが有利であるので、ヘッド内部にヒータに代表される温調機構にて温調し、低粘度化した液体を吐出する技術が既に知られている(例えば、特許文献1)。 In order to eject a high-viscosity liquid such as UV ink in an inkjet head, there is a technique of heating the liquid to reduce the viscosity and ejecting the liquid. In order to heat efficiently, it is advantageous to heat at a position close to the discharge, so there is already a technology to control the temperature inside the head with a temperature control mechanism represented by a heater and discharge the liquid with low viscosity. It is known (for example, Patent Document 1).

しかし、ヘッドに備えられた温調機構は、吐出停止状態のヘッドを加温し適切な温度環境を設定することは可能だが、吐出動作中、吐出滴の体積に応じて熱エネルギーがヘッド外部に逃げていく状況において、温度追従性が悪いため、必要な箇所に必要な量だけ熱を供給し適切な温度状態を維持することが難しかった。なぜなら、局所的な加温をするためにはヘッド内温調機構を分割する必要があるが、分割することでスペースが余分に必要となり大型化してしまう。また、温調機構が熱接続されるのはヘッドの全体フレームであるため、液滴が吐出されるノズルから遠く温度変化がどうしても鈍くなってしまうからである。 However, the temperature control mechanism provided in the head can heat the head in the discharge stopped state and set an appropriate temperature environment, but during the discharge operation, heat energy is sent to the outside of the head according to the volume of the discharged droplets. In the escaping situation, the temperature followability is poor, so it is difficult to supply the required amount of heat to the required location and maintain an appropriate temperature state. This is because it is necessary to divide the temperature control mechanism in the head in order to perform local heating, but the division requires extra space and increases the size. Further, since the temperature control mechanism is thermally connected to the entire frame of the head, the temperature change is inevitably slowed down far from the nozzle from which the droplets are ejected.

そこで、特許文献2には、画像形成処理中に液体吐出ヘッドから吐出される記録液の吐出によって生じる、複数のノズル間の流路内の温度分布の温度差を解消するように、記録液の吐出量に基づきノズルの流入口からの距離に応じて、吐出時の駆動波形を調整する制御が開示されている。 Therefore, in Patent Document 2, the temperature difference of the temperature distribution in the flow path between the plurality of nozzles caused by the discharge of the recording liquid discharged from the liquid discharge head during the image forming process is eliminated so as to eliminate the temperature difference of the recording liquid. A control for adjusting a drive waveform at the time of discharge is disclosed according to the distance from the inlet of the nozzle based on the discharge amount.

また、特許文献3には、液滴吐出のとき駆動波形が圧電素子に供給されることで発熱する抵抗体を駆動部に設け、複数のノズルに対応する加圧室間の温度差をなくすように、抵抗体の電気抵抗値を変化させることで発熱量を切換えることが提案されている。 Further, in Patent Document 3, a resistor that generates heat when a drive waveform is supplied to the piezoelectric element at the time of droplet ejection is provided in the drive unit so as to eliminate the temperature difference between the pressurizing chambers corresponding to a plurality of nozzles. It has been proposed to switch the calorific value by changing the electric resistance value of the resistor.

しかし、特許文献2では、吐出のための駆動波形の電圧や波形形状を変化させるのは、複数のノズルをまとめた区画毎のため、ノズル毎に滴サイズが異なることで放熱量が異なっていても、ノズル毎の対応は検討されていなかった。 However, in Patent Document 2, since the voltage and waveform shape of the drive waveform for ejection are changed for each section in which a plurality of nozzles are grouped, the amount of heat radiated differs due to the difference in drop size for each nozzle. However, the correspondence for each nozzle was not considered.

また、特許文献3では、全体の加圧室の温度を均一化するように、加圧室をグループ分けして制御するため、ノズル毎の温度変化に対しては、対応が考慮されていなかった。 Further, in Patent Document 3, since the pressurizing chambers are grouped and controlled so as to make the temperature of the entire pressurizing chamber uniform, the response to the temperature change for each nozzle is not considered. ..

そこで、本発明は上記事情に鑑み、吐出動作中に、液体吐出ヘッド内で必要な箇所に滴サイズに応じた必要な量だけ、ノズル毎に熱を供給し、適切な温度状態を維持することができる、液体吐出装置の提供を目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, in view of the above circumstances, the present invention supplies heat to a necessary place in the liquid discharge head in a necessary amount according to the drop size for each nozzle to maintain an appropriate temperature state. The purpose is to provide a liquid discharge device capable of producing a liquid.

上記課題を解決するため、本発明の一態様では、
液体を吐出する複数のノズル、前記複数のノズルに対応した複数の圧力室、前記複数の圧力室に圧力を加える複数の圧電素子、前記複数の圧電素子に対応して設けられた複数のスイッチング素子、及び液体吐出ヘッド内の温度を検知する温度検知部を備える液体吐出ヘッドと、
複数のパルスを含む基本駆動波形を生成する基本駆動波形生成部と、
前記基本駆動波形から1又は複数のパルス含む期間を選択して、液滴サイズ毎の駆動波形を切り出す、2値の制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号のスイッチングを制御するスイッチング制御部と、を備え、
前記複数のスイッチング素子の各スイッチング素子は、前記制御信号のスイッチングに対応してON/OFFの切り替えを実施し、前記制御信号が一方の値の期間であって前記各スイッチング素子がONの期間に、切り出された前記液滴サイズ毎の前記駆動波形を各圧電素子に印加し、
前記スイッチング制御部は、前記駆動波形により吐出される前記液滴サイズの大小関係と対応関係がある前記制御信号のスイッチング回数を、検知された前記液体吐出ヘッド内の温度に応じて増減させる
液体吐出装置、を提供する。
In order to solve the above problems, in one aspect of the present invention,
A plurality of nozzles for discharging a liquid, a plurality of pressure chambers corresponding to the plurality of nozzles, a plurality of piezoelectric elements for applying pressure to the plurality of pressure chambers, and a plurality of switching elements provided corresponding to the plurality of piezoelectric elements. , And a liquid discharge head provided with a temperature detection unit that detects the temperature inside the liquid discharge head.
A basic drive waveform generator that generates a basic drive waveform that includes multiple pulses,
A control signal generation unit that generates a binary control signal by selecting a period including one or more pulses from the basic drive waveform and cutting out a drive waveform for each droplet size.
A switching control unit that controls switching of the control signal is provided.
Each switching element of the plurality of switching elements performs ON / OFF switching in response to the switching of the control signal, and during the period when the control signal has one value and each switching element is ON. , The driving waveform for each of the cut out droplet sizes is applied to each piezoelectric element.
The switching control unit increases or decreases the number of times of switching of the control signal, which has a correspondence relationship with the size of the droplet size discharged by the drive waveform, according to the detected temperature in the liquid discharge head. The device, provided.

一態様によれば、液体吐出装置において、吐出動作中に、液体吐出ヘッド内で必要な箇所に滴サイズに応じた必要な量だけノズル毎に熱を供給し、適切な温度状態を維持することができる。 According to one aspect, in the liquid discharge device, during the discharge operation, heat is supplied to a necessary place in the liquid discharge head in a necessary amount according to the drop size for each nozzle to maintain an appropriate temperature state. Can be done.

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置(画像形成装置)の全体構成を示す側面概略図。The side schematic which shows the whole structure of the inkjet recording apparatus (image forming apparatus) which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のインクジェット記録装置の機構部の平面概略図。The plan view of the mechanical part of the inkjet recording apparatus of FIG. 第1実施形態の液体吐出ヘッドの分解斜視図。The exploded perspective view of the liquid discharge head of 1st Embodiment. 液体吐出ヘッドの各板状部材をノズル側から示す分解平面図。An exploded plan view showing each plate-shaped member of the liquid discharge head from the nozzle side. 液体吐出ヘッドの各板状部材を積層圧電素子側から示す分解平面図。The exploded plan view which shows each plate-shaped member of a liquid discharge head from the laminated piezoelectric element side. 図3の液体吐出ヘッドにおけるA‐A'断面を示す横断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an AA'cross section of the liquid discharge head of FIG. 第2実施形態の液体吐出ヘッドの共通液室と、温度調整流路との位置関係を示す図。The figure which shows the positional relationship between the common liquid chamber of the liquid discharge head of 2nd Embodiment, and a temperature adjustment flow path. 図7の分解図であって、(a)は共通液室を示す図で、(b)は温度調整流路を示す図。7 is an exploded view of FIG. 7, where FIG. 7A shows a common liquid chamber and FIG. 7B shows a temperature control flow path. 本発明のインクジェット記録装置の制御ブロック図。The control block diagram of the inkjet recording apparatus of this invention. 図9の印刷制御部及びヘッドドライバの一例の詳細ブロック図。A detailed block diagram of an example of the print control unit and the head driver of FIG. 本発明の制御に使用される基準駆動波形、制御信号及び駆動波形を示す図。The figure which shows the reference drive waveform, the control signal and the drive waveform used for the control of this invention. 比較例の制御に使用される基準駆動波形、制御信号及び駆動波形を示す図。The figure which shows the reference drive waveform, the control signal and the drive waveform used for the control of the comparative example. 液体を吐出して画像を形成する際の濃度階調ごとの駆動信号比率を示すグラフ。A graph showing the drive signal ratio for each density gradation when a liquid is discharged to form an image. 比較例における濃度階調ごとの放熱量を示すグラフ。The graph which shows the heat dissipation amount for each density gradation in the comparative example. 本発明の駆動制御を実施した場合の、濃度階調ごとのスイッチングによる発熱量を示すグラフ。The graph which shows the heat generation amount by switching for every density gradation when the drive control of this invention is carried out. 比較例及び本発明の駆動制御を実施した場合の濃度階調ごとに熱移動を示すグラフ。A graph showing a comparative example and heat transfer for each density gradation when the drive control of the present invention is carried out. 本発明のヘッド内温度に応じた信号処理を示すフローチャートの一例。An example of a flowchart showing signal processing according to the temperature inside the head of the present invention. 第3実施形態の液体吐出ヘッドにおけるA‐A'断面を示す横断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an AA'cross section of the liquid discharge head of the third embodiment. 第4実施形態の液体吐出ヘッドに含まれるインク加温部の概略図。The schematic view of the ink heating part included in the liquid ejection head of 4th Embodiment. 第4実施形態の液体吐出ヘッドのノズル面におけるノズル配列イメージを示す平面図。The plan view which shows the nozzle arrangement image on the nozzle surface of the liquid discharge head of 4th Embodiment.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.

<インクジェット記録装置(画像形成装置)>
まず、第1実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置100の構成図である。図2は、図1のインクジェット記録装置の要部構成を示す平面図である。インクジェット記録装置100は、液体吐出装置及び画像形成装置の一例である。
<Inkjet recording device (image forming device)>
First, the overall configuration of the inkjet recording apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of an inkjet recording device 100 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a main configuration of the inkjet recording device of FIG. The inkjet recording device 100 is an example of a liquid ejection device and an image forming device.

本実施形態に係るインクジェット記録装置100は、シリアル型のインクジェット記録装置であり、左右の側板421A,421Bに横架した主従のガイドロッド431,432でキャリッジ433を主走査方向(矢印方向)に往復移動可能に保持している。このキャリッジ433には、液体吐出部材としての液体吐出ヘッド434と、液体吐出ヘッド434に液体であるインクを供給するサブタンクであるヘッドタンク435とを、一体にした2つの液体吐出ユニット430A,430Bを搭載している。 The inkjet recording device 100 according to the present embodiment is a serial type inkjet recording device, and the carriage 433 is reciprocated in the main scanning direction (arrow direction) by master-slave guide rods 431 and 432 laid horizontally on the left and right side plates 421A and 421B. It is held movable. The carriage 433 has two liquid discharge units 430A and 430B in which a liquid discharge head 434 as a liquid discharge member and a head tank 435 which is a sub tank for supplying liquid ink to the liquid discharge head 434 are integrated. It is installed.

液体吐出ヘッド434は、複数のノズル(吐出孔)からなるノズル列のノズル並び方向(ノズル列の長手方向)を、主走査方向と直交する副走査方向(液体吐出ヘッド長手方向)にし、液体吐出方向を鉛直方向下側に向けて装着される。 The liquid discharge head 434 sets the nozzle arrangement direction (longitudinal direction of the nozzle row) of the nozzle row composed of a plurality of nozzles (discharge holes) to the sub-scanning direction (longitudinal direction of the liquid discharge head) orthogonal to the main scanning direction, and discharges the liquid. It is mounted with the direction facing downward in the vertical direction.

2つの液体吐出ユニット430A,430Bのそれぞれは、ノズル列を二つずつ有している。一方の液体吐出ユニット430Aの液体吐出ヘッド434は、一方のノズル列の各ノズルでブラック(K)のインク滴を吐出し、かつ、他方のノズル列の各ノズルでシアン(C)のインク滴を吐出する。また、他方の液体吐出ユニット430Bの液体吐出ヘッド434は、一方のノズル列の各ノズルでマゼンタ(M)のインク滴を吐出し、かつ、他方のノズル列の各ノズルでイエロー(Y)のインク滴を吐出する。なお、図1では、4色のインクを吐出する例を示しているが、液体吐出ユニットは、他に、オレンジ(O)、グリーン(G)、クリア(Cl)、ホワイト(W)等のインクを吐出してもよい。 Each of the two liquid discharge units 430A and 430B has two nozzle rows. The liquid discharge head 434 of one liquid discharge unit 430A discharges black (K) ink droplets at each nozzle in one nozzle row and cyan (C) ink droplets at each nozzle in the other nozzle row. Discharge. Further, the liquid discharge head 434 of the other liquid discharge unit 430B discharges magenta (M) ink droplets at each nozzle in one nozzle row, and yellow (Y) ink at each nozzle in the other nozzle row. Discharge drops. Although FIG. 1 shows an example of ejecting four colors of ink, the liquid ejection unit also includes inks of orange (O), green (G), clear (Cl), white (W), and the like. May be discharged.

インクジェット記録装置100は、二つの液体吐出ヘッドを使用して4色のインク滴を吐出するものであるが、1つの液体吐出ヘッドに4つのノズル列を配置して、1個の液体吐出ヘッドから4色のインクを吐出させることもできる。また、液体吐出ユニット430A,430Bにおける「一体化」は、液体吐出ヘッド434とヘッドタンク435とが直接、または、フィルタ部材などを介して相互に締結部材や接着などで固定されていることを意味する。あるいは、液体吐出ヘッド434とヘッドタンク435とが、チューブなどで相互に接続されていることなどを意味する。 The inkjet recording device 100 uses two liquid ejection heads to eject ink droplets of four colors. Four nozzle rows are arranged on one liquid ejection head, and one liquid ejection head is used for ejecting ink droplets. It is also possible to eject four colors of ink. Further, "integration" in the liquid discharge units 430A and 430B means that the liquid discharge head 434 and the head tank 435 are directly fixed to each other by a fastening member or an adhesive through a filter member or the like. To do. Alternatively, it means that the liquid discharge head 434 and the head tank 435 are connected to each other by a tube or the like.

装置本体側のカートリッジホルダ404には、各色の液体カートリッジであるメインタンク410k,410c,410m,410yが着脱自在に装着される。そして、各液体吐出ユニット430A,430Bのヘッドタンク435には、各色の供給チューブ436を介して、送液ポンプ423(図9参照)を含む送液ユニット424によって各色のメインタンク410から各色のインクが送液される。 The main tanks 410k, 410c, 410m, 410y, which are liquid cartridges of each color, are detachably attached to the cartridge holder 404 on the apparatus main body side. Then, the head tanks 435 of the liquid discharge units 430A and 430B are filled with inks of each color from the main tank 410 of each color by the liquid feed unit 424 including the liquid feed pump 423 (see FIG. 9) via the supply tubes 436 of each color. Is pumped.

インクジェット記録装置100は、給紙トレイ402のシート積載部441上に積載した記録材としての記録シート442を給紙するための給紙部を備えている。この給紙部は、シート積載部441から記録シート442を1枚ずつ分離給送する給紙コロ443及び給紙コロ443に対向する分離パッド444などからなる。 The inkjet recording device 100 includes a paper feed unit for feeding the recording sheet 442 as a recording material loaded on the sheet loading unit 441 of the paper feed tray 402. The paper feeding unit includes a paper feeding roller 443 that separates and feeds the recording sheets 442 from the sheet loading unit 441 one by one, a separation pad 444 facing the paper feeding roller 443, and the like.

また、インクジェット記録装置100は、給送された記録シート442を搬送及び案内するガイド445、カウンタローラ446、搬送ガイド部材447、先端加圧コロ449を有する押さえ部材448も備えている。さらに、搬送された記録シート442を吸着して液体吐出ユニット430の液体吐出ヘッド434に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト451も備えている。 The inkjet recording device 100 also includes a guide 445 that conveys and guides the fed recording sheet 442, a counter roller 446, a transfer guide member 447, and a pressing member 448 having a tip pressure roller 449. Further, it also includes a transport belt 451 which is a transport means for sucking the transported recording sheet 442 and transporting it at a position facing the liquid discharge head 434 of the liquid discharge unit 430.

搬送ベルト451は、無端状ベルトであり、搬送ローラ452とテンションローラ453との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成されている。この搬送ベルト451には、帯電手段である帯電ローラ456で帯電される静電搬送ベルトを使用している。ただし、搬送ベルト451としては、エアー吸引で吸着する搬送ベルトでもよい。また、搬送手段としては、搬送ベルトを使用しないで、ローラによって搬送するものでもよい。 The transport belt 451 is an endless belt, is hung between the transport roller 452 and the tension roller 453, and is configured to circulate in the belt transport direction (sub-scanning direction). As the transport belt 451, an electrostatic transport belt charged by a charging roller 456, which is a charging means, is used. However, the transport belt 451 may be a transport belt that is adsorbed by air suction. Further, as the conveying means, the conveying means may be one that is conveyed by a roller without using a conveying belt.

搬送ベルト451を掛け回したテンションローラ453の下流側には、搬送ベルト451から記録シート442を分離するための分離爪461と、排紙ローラ462及び排紙コロ463とを備え、排紙ローラ462の下方に排紙トレイ403を備えている。 On the downstream side of the tension roller 453 around which the transport belt 451 is hung, a separation claw 461 for separating the recording sheet 442 from the transport belt 451, a paper ejection roller 462 and a paper ejection roller 463 are provided, and a paper ejection roller 462 is provided. A paper ejection tray 403 is provided below the paper output tray 403.

また、装置本体の背面部には両面ユニット471が着脱自在に装着されている。この両面ユニット471は搬送ベルト451の逆方向回転で戻される記録シート442を取り込んで反転させて、再度、カウンタローラ446と搬送ベルト451との間に給紙する。また、この両面ユニット471の上面は手差しトレイ472としている。 Further, a double-sided unit 471 is detachably attached to the back surface of the apparatus main body. The double-sided unit 471 takes in the recording sheet 442 returned by the reverse rotation of the transport belt 451, reverses it, and feeds the paper again between the counter roller 446 and the transport belt 451. Further, the upper surface of the double-sided unit 471 is a manual feed tray 472.

さらに、キャリッジ433の走査方向一方側の非印字領域には、液体吐出ユニット430A,430Bにおける液体吐出ヘッド434のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構481を配置している。 Further, in the non-printing area on one side of the carriage 433 in the scanning direction, a maintenance / recovery mechanism 481 for maintaining and recovering the state of the nozzle of the liquid discharge head 434 in the liquid discharge units 430A and 430B is arranged.

この維持回復機構481は、液体吐出ヘッド434のノズル面をキャッピングするための各キャップ482a,482bを備えている。また、維持回復機構481は、ノズル面をワイピングするためのブレード部材483を備えている。また、維持回復機構481は、増粘したインクを排出するために画像形成に寄与しないインクを吐出させる空吐出を行うときのインクを受ける空吐出受け484などを備えている。また、キャリッジ433の走査方向他方側の非印字領域には、画像形成中などに空吐出を行うときのインクを受ける空吐出受け488を配置している。この空吐出受け488には液体吐出ヘッド434のノズル配列方向に沿った開口部489などを備えている。 The maintenance / recovery mechanism 481 includes caps 482a and 482b for capping the nozzle surface of the liquid discharge head 434. Further, the maintenance / recovery mechanism 481 includes a blade member 483 for wiping the nozzle surface. Further, the maintenance / recovery mechanism 481 includes an empty ejection receiver 484 that receives ink when performing blank ejection to eject ink that does not contribute to image formation in order to eject thickened ink. Further, in the non-printing area on the other side of the carriage 433 in the scanning direction, an empty ejection receiver 488 that receives ink when blank ejection is performed during image formation or the like is arranged. The empty discharge receiver 488 is provided with an opening 489 or the like along the nozzle arrangement direction of the liquid discharge head 434.

本実施形態に係るインクジェット記録装置100においては、給紙トレイ402から記録シート442が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直方向上方に給紙された記録シート442はガイド445で案内され、搬送ベルト451とカウンタローラ446との間に挟まれて搬送される。更に、記録シート442は、先端を搬送ガイド437で案内されて先端加圧コロ449で搬送ベルト451に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。そして、帯電した搬送ベルト451上に記録シート442が給送されると、記録シート442が搬送ベルト451に吸着され、搬送ベルト451の周回移動によって記録シート442が副走査方向に搬送される。 In the inkjet recording apparatus 100 according to the present embodiment, the recording sheets 442 are separately fed from the paper feed tray 402 one by one, and the recording sheet 442 fed substantially vertically upward is guided by the guide 445 and is guided by the transport belt. It is sandwiched between 451 and the counter roller 446 and conveyed. Further, the tip of the recording sheet 442 is guided by the transport guide 437 and pressed against the transport belt 451 by the tip pressurizing roller 449, and the transport direction is changed by approximately 90 °. Then, when the recording sheet 442 is fed onto the charged transfer belt 451, the recording sheet 442 is attracted to the transfer belt 451 and the recording sheet 442 is conveyed in the sub-scanning direction by the orbital movement of the transfer belt 451.

そこで、キャリッジ433を移動させながら画像信号に応じて液体吐出ユニット430A,430Bの液体吐出ヘッド434を駆動することにより、停止している記録シート442にインクを吐出して1行分の画像を記録する。そして、記録シート442を所定量搬送後、次の行の画像形成を行う。記録終了信号又は記録シート442の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、記録シート442を排紙トレイ403に排紙する。 Therefore, by driving the liquid discharge heads 434 of the liquid discharge units 430A and 430B in response to the image signal while moving the carriage 433, ink is discharged to the stopped recording sheet 442 and an image for one line is recorded. To do. Then, after transporting a predetermined amount of the recording sheet 442, the image of the next row is formed. When the recording end signal or the signal that the rear end of the recording sheet 442 reaches the recording area is received, the recording operation is ended and the recording sheet 442 is ejected to the output tray 403.

<第1実施形態のヘッド>
図3は、本発明の第1実施形態に係る液体吐出ヘッド434の構成を簡略的に示した分解斜視図である。図4は、液体吐出ヘッド434の各板状部材をノズル側から示す分解平面図である。図5は、液体吐出ヘッド434の各板状部材を積層圧電素子側から示す分解平面図である。図6は、液体吐出ヘッド434の図3におけるA−A'断面を示す横断面図である。
<Head of the first embodiment>
FIG. 3 is an exploded perspective view simply showing the configuration of the liquid discharge head 434 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an exploded plan view showing each plate-shaped member of the liquid discharge head 434 from the nozzle side. FIG. 5 is an exploded plan view showing each plate-shaped member of the liquid discharge head 434 from the laminated piezoelectric element side. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA'in FIG. 3 of the liquid discharge head 434.

なお、図3〜図6は、図3の一番下の圧電アクチュエーター21を除き、液体吐出ヘッド434に設けられる2つのノズル列のうちの一方のみを図示したものである。 It should be noted that FIGS. 3 to 6 show only one of the two nozzle rows provided on the liquid discharge head 434, excluding the piezoelectric actuator 21 at the bottom of FIG.

これらの図において、複数の吐出孔であるノズル1は、吐出孔形成部材としてのノズルプレート2に形成されており、ステンレス板等で構成されるノズルプレート2にスリット孔として形成されている。 In these figures, the nozzle 1 which is a plurality of discharge holes is formed in the nozzle plate 2 as a discharge hole forming member, and is formed as a slit hole in the nozzle plate 2 made of a stainless plate or the like.

複数の個別液室である圧力発生室3やこれらに個別に連通する複数の個別供給路4は、流路プレート5に設けられたスリットによってその側面が形成されている。複数の個別供給路4のそれぞれは、後述する共通液室10と複数の圧力発生室3とを個別に連通させており、プレート面方向のサイズが比較的大きな大径部(図6の符号4a)と比較的小さな小径部(図6の符号4b)とを有している。そして、その小径部4bにおける流路抵抗により、共通液室10から圧力発生室3へのインク流入量を制御する。 The side surfaces of the pressure generating chamber 3 which is a plurality of individual liquid chambers and the plurality of individual supply passages 4 which communicate with each other individually are formed by slits provided in the flow path plate 5. Each of the plurality of individual supply paths 4 individually communicates the common liquid chamber 10 and the plurality of pressure generating chambers 3, which will be described later, with a large diameter portion having a relatively large size in the plate surface direction (reference numeral 4a in FIG. 6). ) And a relatively small diameter portion (reference numeral 4b in FIG. 6). Then, the amount of ink flowing from the common liquid chamber 10 to the pressure generating chamber 3 is controlled by the flow path resistance in the small diameter portion 4b.

流路プレート5の複数の圧力発生室(圧力室の一例)3のそれぞれは、ノズルプレート2に設けられた複数のノズル1のいずれか一つに連通している。個別供給路4や圧力発生室3を形成するために個別液室形成部材や個別供給路形成部材としての流路プレート5にも、スリットが設けられている。 Each of the plurality of pressure generating chambers (example of the pressure chamber) 3 of the flow path plate 5 communicates with any one of the plurality of nozzles 1 provided on the nozzle plate 2. Slits are also provided in the individual liquid chamber forming member and the flow path plate 5 as the individual supply path forming member in order to form the individual supply path 4 and the pressure generating chamber 3.

また、流路プレート5には、サーミスタ等で構成される温度センサ(温度検知部の一例)28を収容するセンサ収容孔27が形成されている。温度センサ28(図6参照)は、流路プレート5の内部でノズル周辺のヘッド温度を測定する。 Further, the flow path plate 5 is formed with a sensor accommodating hole 27 for accommodating a temperature sensor (an example of a temperature detecting unit) 28 composed of a thermistor or the like. The temperature sensor 28 (see FIG. 6) measures the head temperature around the nozzle inside the flow path plate 5.

振動板プレート8には、圧電アクチュエーター21の変位を効率よく圧力発生室3に伝えるための変位可能な部分であるダイヤフラム膜7や、共通液室10と複数の個別供給路4との境界に存在する個別供給開口6などが形成されている。ダイヤフラム膜7は、振動板プレート8の母材板における無垢の領域によって構成されたもので、母材板と同じ厚みになっている。振動板プレート8において、ダイヤフラム膜7よりも厚い箇所は、母材板と、母材板に対する電気鋳造によって電着された部分とによって構成されている。個別供給開口6は貫通開口になっていて、個別供給路4の内部と共通液室10の内部とを連通させる。 The diaphragm plate 8 has a diaphragm film 7 which is a displaceable portion for efficiently transmitting the displacement of the piezoelectric actuator 21 to the pressure generating chamber 3, and exists at the boundary between the common liquid chamber 10 and the plurality of individual supply paths 4. Individual supply openings 6 and the like are formed. The diaphragm film 7 is formed of a solid region in the base material plate of the diaphragm plate 8, and has the same thickness as the base material plate. In the diaphragm plate 8, the portion thicker than the diaphragm film 7 is composed of a base plate and a portion electrodeposited on the base plate by electroplating. The individual supply opening 6 is a through opening, and communicates the inside of the individual supply path 4 with the inside of the common liquid chamber 10.

共通液室形成部材であるフレーム11には、後述する圧電アクチュエーター21を挿入するためのアクチュエーター挿入部9を構成するための矩形状の大きな貫通開口が形成されている。また、共通液室10を形成するための矩形状の大きな開口も形成されている。また、フレーム11における共通液室10が開口している側とは反対側には、冷媒流路である温度調整流路12を形成するための矩形状の大きな開口も形成されている。温度調整流路12は、共通液室10に隣接するように形成され、共通液室10に対し、圧力発生室3が形成される流路プレート5とは反対側に位置する。本実施形態では、共通液室10に対して鉛直方向上方に温度調整流路12が配置されている。 The frame 11, which is a common liquid chamber forming member, is formed with a large rectangular through opening for forming an actuator insertion portion 9 for inserting the piezoelectric actuator 21, which will be described later. In addition, a large rectangular opening for forming the common liquid chamber 10 is also formed. Further, on the side of the frame 11 opposite to the side where the common liquid chamber 10 is opened, a large rectangular opening for forming the temperature adjusting flow path 12 which is a refrigerant flow path is also formed. The temperature adjusting flow path 12 is formed so as to be adjacent to the common liquid chamber 10, and is located on the opposite side of the common liquid chamber 10 from the flow path plate 5 in which the pressure generating chamber 3 is formed. In the present embodiment, the temperature adjusting flow path 12 is arranged above the common liquid chamber 10 in the vertical direction.

仕切り板13は、フレーム11における温度調整流路12の開口に蓋をして温度調整流路12を封止するためのものである。仕切り板13には、ヘッドタンク435から送られてくるインクを共通液室10まで導き、また、共通液室10内を通過したインクを共通液室10から排出するためのインク導入出流路14を形成する貫通孔が形成されている。また、仕切り板13には、温度調整流路12に対して冷媒である温調液を導入、排出するための温調液導入出流路15を形成する貫通孔も形成されている。 The partition plate 13 is for sealing the temperature control flow path 12 by covering the opening of the temperature control flow path 12 in the frame 11. The partition plate 13 guides the ink sent from the head tank 435 to the common liquid chamber 10, and also discharges the ink that has passed through the common liquid chamber 10 from the common liquid chamber 10. A through hole is formed to form the ink. Further, the partition plate 13 is also formed with a through hole for forming a temperature control liquid introduction / discharge flow path 15 for introducing and discharging the temperature control liquid which is a refrigerant into the temperature control flow path 12.

アクチュエーター挿入部9を構成するための矩形の貫通開口は圧電アクチュエーター21の全体を収容するように形成されているが、圧電アクチュエーター21の複数の圧電素子19を個別に収容するように複数の仕切り壁を設けて剛性を高めてもよい。 The rectangular through-opening for forming the actuator insertion portion 9 is formed so as to accommodate the entire piezoelectric actuator 21, but a plurality of partition walls so as to individually accommodate the plurality of piezoelectric elements 19 of the piezoelectric actuator 21. May be provided to increase the rigidity.

圧電アクチュエーター21は、複数のノズル1のそれぞれに個別に対応する複数の圧電素子19と、これを固定する固定部材20とを有している。圧電素子19の一端面は固定部材20の一端面に接着剤を用いて固着され、圧電素子19のもう一端面はダイヤフラム膜7に接合されている。それぞれの圧電素子19には、素子毎に個別に設けられた個別電極と、各素子で共通の共通電極とが接続され、複数の個別電極には電源の入切を個別に制御するための個別のスイッチング素子であるアナログスイッチ715(図10参照)が接続されている。 The piezoelectric actuator 21 has a plurality of piezoelectric elements 19 individually corresponding to each of the plurality of nozzles 1, and a fixing member 20 for fixing the piezoelectric elements 19. One end surface of the piezoelectric element 19 is fixed to one end surface of the fixing member 20 using an adhesive, and the other end surface of the piezoelectric element 19 is joined to the diaphragm film 7. Each piezoelectric element 19 is connected to an individual electrode individually provided for each element and a common electrode common to each element, and each of the plurality of individual electrodes is individually used to individually control power on / off. An analog switch 715 (see FIG. 10), which is a switching element of the above, is connected.

それらのアナログスイッチ715を含むヘッドドライバ509は、フレキシブルプリント基板22に配設されている。このような電極構成により、複数の圧電素子19のそれぞれを個別に駆動する(変位させる)ことが可能になっており、その個別の駆動によって、複数の圧力発生室3内のインク圧力を個別に変化させることができる。圧電素子19の変位によってインク圧力が高められた圧力発生室3に通じるノズル1からは、インク滴が吐出する。 The head driver 509 including the analog switches 715 is arranged on the flexible printed circuit board 22. With such an electrode configuration, it is possible to drive (displace) each of the plurality of piezoelectric elements 19 individually, and the ink pressures in the plurality of pressure generating chambers 3 are individually driven by the individual driving. Can be changed. Ink droplets are ejected from the nozzle 1 leading to the pressure generating chamber 3 in which the ink pressure is increased by the displacement of the piezoelectric element 19.

図6に示される液体吐出ヘッド434の横断面は、一つのチャンネルの断面を示している。また、図4、図5の各構成部品について断面として示している箇所については、A―A'線上で破断した箇所に相当する。 The cross section of the liquid discharge head 434 shown in FIG. 6 shows the cross section of one channel. Further, the portion shown as a cross section of each component in FIGS. 4 and 5 corresponds to a portion broken along the AA'line.

ヘッドタンク435から導入されたインクは、インク導入出流路14を経て共通液室10に流入する。この共通液室10には、各チャンネルの個別供給路4におけるそれぞれの大径部4aが個別供給開口6を介して通じている。共通液室10から個別供給路4の大径部4aに進入したインクは、小径部4bへ進入して流路抵抗を付与されながら圧力発生室3に向かう。 The ink introduced from the head tank 435 flows into the common liquid chamber 10 through the ink introduction / out flow path 14. In the common liquid chamber 10, each large diameter portion 4a in the individual supply passage 4 of each channel is communicated through the individual supply opening 6. The ink that has entered the large diameter portion 4a of the individual supply path 4 from the common liquid chamber 10 enters the small diameter portion 4b and heads for the pressure generating chamber 3 while being imparted with flow path resistance.

また、本実施形態の液体吐出ヘッド434では、インク温度を均一化させるため、図6に示すように、液体吐出方向(図6中上下方向)において、冷媒流路である温度調整流路12を、共通液室10に対して圧力発生室3の位置する側とは反対側に隣接して配置している。これにより、温度調整流路12には、共通液室10と各圧力発生室3とを連通させる個別供給路4が存在することはなく、冷媒の流れを確保するために個別供給路4間の間隔(ノズル並び方向の間隔。図6中紙面垂直方向)を広げる必要がなく、圧力発生室3間の間隔も広げる必要がないため、ノズル列における複数のノズル1の間隔を狭く維持することができる。 Further, in the liquid discharge head 434 of the present embodiment, in order to make the ink temperature uniform, as shown in FIG. 6, the temperature adjustment flow path 12 which is the refrigerant flow path is provided in the liquid discharge direction (vertical direction in FIG. 6). , It is arranged adjacent to the common liquid chamber 10 on the side opposite to the side where the pressure generating chamber 3 is located. As a result, the temperature adjusting flow path 12 does not have an individual supply path 4 that communicates the common liquid chamber 10 and each pressure generating chamber 3, and is located between the individual supply paths 4 in order to secure the flow of the refrigerant. Since it is not necessary to increase the interval (the interval in the nozzle arrangement direction; the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 6) and the interval between the pressure generating chambers 3, it is possible to keep the interval between the plurality of nozzles 1 in the nozzle row narrow. it can.

また、本実施形態の液体吐出ヘッド434は、ノズル列を2つ備えているところ、これらのノズル列の間隔も、個別供給路4が間に存在しないため、狭く維持することができる。ノズル列の間隔(配列ピッチ)が狭く維持されれば、液体吐出ヘッドを小型化でき、液体吐出ヘッド434の移動速度ムラによるノズル列間の着弾位置誤差を小さくすることが可能となる。 Further, when the liquid discharge head 434 of the present embodiment includes two nozzle rows, the distance between these nozzle rows can also be maintained narrow because the individual supply paths 4 do not exist between them. If the spacing (arrangement pitch) of the nozzle rows is maintained narrow, the liquid discharge head can be miniaturized, and the landing position error between the nozzle rows due to the uneven movement speed of the liquid discharge head 434 can be reduced.

ここで、圧電素子19で発熱した熱は、圧力発生室3や個別供給路4から共通液室10へと伝わって、共通液室10内のインクが加熱される。液体吐出ヘッド434内におけるインク全体の熱分布は、熱対流が発生するために共通液室10の鉛直方向上方において、インク温度が高くなる傾向になる。本実施形態における液体吐出ヘッド434は、ノズルプレート2が鉛直方向下側に向くように装着され、液体吐出方向が鉛直方向下側へ向けられる。 Here, the heat generated by the piezoelectric element 19 is transmitted from the pressure generation chamber 3 and the individual supply passages 4 to the common liquid chamber 10, and the ink in the common liquid chamber 10 is heated. In the heat distribution of the entire ink in the liquid ejection head 434, the ink temperature tends to increase in the vertical direction above the common liquid chamber 10 due to the occurrence of heat convection. The liquid discharge head 434 in the present embodiment is mounted so that the nozzle plate 2 faces downward in the vertical direction, and the liquid discharge direction is directed downward in the vertical direction.

したがって、本実施形態の温度調整流路12は、共通液室10に対して鉛直方向上方に配置される。よって、共通液室10の鉛直方向上方の熱を温度調整流路12内の冷媒と熱交換でき、冷却効率の良い液体吐出ヘッド434が実現できる。 Therefore, the temperature control flow path 12 of the present embodiment is arranged vertically upward with respect to the common liquid chamber 10. Therefore, the heat above the common liquid chamber 10 in the vertical direction can be exchanged with the refrigerant in the temperature adjusting flow path 12, and the liquid discharge head 434 with good cooling efficiency can be realized.

<第2実施形態のヘッド>
次に、本発明を、液体を吐出する装置であるインクジェット記録装置に使用される液体吐出ヘッドに適用した他の実施形態である第2実施形態について説明する。
<Head of the second embodiment>
Next, a second embodiment of another embodiment in which the present invention is applied to a liquid discharge head used in an inkjet recording device which is a device for discharging a liquid will be described.

第2実施形態のインクジェット記録装置は、1つの液体吐出ヘッドに対して4つのノズル列を備え、全ノズル列から同色のインクを吐出するものである。ただし、その基本構成や動作については、上述した第1実施形態と同様であるため、以下、液体吐出ヘッドの温度調整構成を中心に説明する。 The inkjet recording device of the second embodiment includes four nozzle rows for one liquid ejection head, and ejects ink of the same color from all the nozzle rows. However, since the basic configuration and operation thereof are the same as those in the first embodiment described above, the temperature adjustment configuration of the liquid discharge head will be mainly described below.

図7は第2実施形態における液体吐出ヘッド434の共通液室10αと温度調整流路12αとの位置関係を示す説明図である。図8は、図7の共通液室10αと温度調整流路12αとを切り離して図示した説明図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the common liquid chamber 10α of the liquid discharge head 434 and the temperature adjusting flow path 12α in the second embodiment. FIG. 8 is an explanatory view showing the common liquid chamber 10α of FIG. 7 and the temperature adjusting flow path 12α separately.

本実施形態のインクジェット記録装置に搭載される液体吐出ヘッド434αは、上述のとおり、4つのノズル列を備えており、各ノズル列に対応して1つずつの共通液室10αが設けられている。本実施形態では、4つのノズル列のすべてから同色のインクを吐出するため、各ノズル列に接続される合計4つの共通液室10αには、同色のインクが供給される。 As described above, the liquid discharge head 434α mounted on the inkjet recording device of the present embodiment includes four nozzle rows, and one common liquid chamber 10α is provided corresponding to each nozzle row. .. In the present embodiment, since ink of the same color is ejected from all four nozzle rows, ink of the same color is supplied to a total of four common liquid chambers 10α connected to each nozzle row.

第2実施形態において、4つの共通液室10αは、ノズル並び方向の一端で液体連通路23Aにより互いに連通され、液体連通路23Aには、ヘッドタンク435に接続された共通液体通路24Aが接続されている。また、4つの共通液室10αは、ノズル並び方向の他端でも液体連通路23Bにより互いに連通されており、液体連通路23Bには、共通液室10αから排出されるインクを排出するための共通液体通路24Bが接続されている。 In the second embodiment, the four common liquid chambers 10α are communicated with each other by the liquid communication passage 23A at one end in the nozzle alignment direction, and the common liquid passage 24A connected to the head tank 435 is connected to the liquid communication passage 23A. ing. Further, the four common liquid chambers 10α are communicated with each other by the liquid communication passage 23B even at the other end in the nozzle alignment direction, and the liquid communication passage 23B is common for discharging the ink discharged from the common liquid chamber 10α. The liquid passage 24B is connected.

また、本実施形態においては、4つの共通液室10αに対応して4つの冷媒流路である温度調整流路12αがそれぞれ配置されている。各温度調整流路12αは、ノズル並び方向の一端で冷媒連通路25Aにより互いに連通され、冷媒連通路25Aには、冷媒供給元に接続された共通冷媒通路26Aが接続されている。また、4つの温度調整流路12は、ノズル並び方向の他端でも冷媒連通路25Bにより互いに連通されており、冷媒連通路25Bには、温度調整流路12αから排出される冷媒(温調液)を排出するための共通冷媒通路26Bが接続されている。 Further, in the present embodiment, four refrigerant flow paths 12α are arranged corresponding to the four common liquid chambers 10α. The temperature adjusting passages 12α are communicated with each other by the refrigerant communication passage 25A at one end in the nozzle arrangement direction, and the common refrigerant passage 26A connected to the refrigerant supply source is connected to the refrigerant communication passage 25A. Further, the four temperature control flow paths 12 are communicated with each other by the refrigerant communication passage 25B even at the other end in the nozzle arrangement direction, and the refrigerant (temperature control liquid) discharged from the temperature control flow path 12α is connected to the refrigerant communication passage 25B. ) Is connected to the common refrigerant passage 26B.

本実施形態においても、液体吐出方向(図7中上下方向)において、4つの温度調整流路12αが、4つの共通液室10αのそれぞれに対して圧力発生室3の位置する側とは反対側に隣接して配置される。したがって、ノズル1の間隔を狭く維持することができるなど、上述した実施形態1と同様の効果が発揮される。 Also in this embodiment, in the liquid discharge direction (vertical direction in FIG. 7), the four temperature control flow paths 12α are opposite to the side where the pressure generating chamber 3 is located with respect to each of the four common liquid chambers 10α. It is placed adjacent to. Therefore, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited, such that the interval between the nozzles 1 can be kept narrow.

また、4つの温度調整流路12αも、4つの共通液室10αのそれぞれに対して鉛直方向上方に配置される。よって、第2実施形態も、上述した実施形態1と同様、各共通液室10αの鉛直方向上方の熱をそれぞれの温度調整流路12α内の冷媒と熱交換でき、冷却効率の良い液体吐出ヘッド434が実現できる。 Further, the four temperature control flow paths 12α are also arranged vertically upward with respect to each of the four common liquid chambers 10α. Therefore, in the second embodiment as well as in the first embodiment, the heat above the vertical direction of each common liquid chamber 10α can be exchanged with the refrigerant in each temperature adjusting flow path 12α, and the liquid discharge head having good cooling efficiency. 434 can be realized.

さらに、本実施形態では、図7に示すように、共通液体通路24A,24Bと、共通冷媒通路26A,26Bとが互いに異なる位置に配置される。具体的には、共通液体通路24A,24Bは、ノズル並び方向(副走査方向)の各端部におけるノズル列の列並び方向(主走査方向)の一端側に寄せて配置され、共通冷媒通路26A,26Bは、ノズル並び方向(副走査方向)の各端部におけるノズル列の列並び方向(主走査方向)の他端側に寄せて配置されている。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the common liquid passages 24A and 24B and the common refrigerant passages 26A and 26B are arranged at different positions from each other. Specifically, the common liquid passages 24A and 24B are arranged closer to one end side of the nozzle row arrangement direction (main scanning direction) at each end of the nozzle arrangement direction (secondary scanning direction), and are arranged closer to one end side of the nozzle arrangement direction (main scanning direction). , 26B are arranged closer to the other end side of the row arrangement direction (main scanning direction) of the nozzle rows at each end in the nozzle arrangement direction (secondary scanning direction).

このような配置により、共通液体通路24A,24B及び共通冷媒通路26A,26Bを、ノズル並び方向(副走査方向)において同じ位置に配置することができ、ノズル並び方向への大型化を抑制できる。 With such an arrangement, the common liquid passages 24A and 24B and the common refrigerant passages 26A and 26B can be arranged at the same position in the nozzle arrangement direction (secondary scanning direction), and it is possible to suppress an increase in size in the nozzle arrangement direction.

特に、本実施形態では、鉛直方向上方から見て、共通冷媒通路26A,26Bは、それぞれ対角に配置される。これにより、4つの温度調整流路12αのそれぞれを通る、入口側の共通冷媒通路26Aから出口側の共通冷媒通路26Bまでの流路長が互いに略同一のものとすることが容易になる。そのため、4つの温度調整流路12αの流体抵抗を略均一化して、冷媒(温調液)の流量を均一化でき、4つの共通液室10αに対する冷却効果のばらつきをなくすことができる。 In particular, in the present embodiment, the common refrigerant passages 26A and 26B are arranged diagonally when viewed from above in the vertical direction. As a result, it becomes easy to make the flow path lengths from the common refrigerant passage 26A on the inlet side to the common refrigerant passage 26B on the outlet side passing through each of the four temperature adjusting passages 12α substantially the same. Therefore, the fluid resistance of the four temperature adjusting flow paths 12α can be substantially made uniform, the flow rate of the refrigerant (temperature control liquid) can be made uniform, and the variation in the cooling effect with respect to the four common liquid chambers 10α can be eliminated.

しかも、本実施形態では、鉛直方向上方から見て、共通液体通路24A,24Bは、それぞれ対角に配置される。これにより、4つの共通液室10αのそれぞれを通る、入口側の共通液体通路24Aから出口側の共通液体通路24Bまでの流路長が互いに略同一のものとすることが容易になる。そのため、4つの共通液室10αの流体抵抗を略均一化して、インクの流量を均一化でき、4つの共通液室10間でインクの冷却効果のばらつきをなくすことができる。 Moreover, in the present embodiment, the common liquid passages 24A and 24B are arranged diagonally when viewed from above in the vertical direction. As a result, it becomes easy to make the flow path lengths from the common liquid passage 24A on the inlet side to the common liquid passage 24B on the outlet side, which pass through each of the four common liquid chambers 10α, substantially the same as each other. Therefore, the fluid resistance of the four common liquid chambers 10α can be substantially made uniform, the flow rate of the ink can be made uniform, and the variation in the cooling effect of the ink can be eliminated among the four common liquid chambers 10.

また、本実施形態では、4つの共通液室10及び4つの温度調整流路12αがノズル並び方向の両端でそれぞれ液体連通路23A,23B及び冷媒連通路25A,25Bにより
連通されているため、流路制御が複雑にならず、容易である。
Further, in the present embodiment, the four common liquid chambers 10 and the four temperature control flow paths 12α are communicated by the liquid communication passages 23A and 23B and the refrigerant communication passages 25A and 25B at both ends in the nozzle arrangement direction, respectively. Road control is not complicated and easy.

<制御構成>
次に、インクジェット記録装置100の制御部の概要について図9を参照して説明する。なお、図9はインクジェット記録装置100の制御ブロック図である。
<Control configuration>
Next, the outline of the control unit of the inkjet recording device 100 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 9 is a control block diagram of the inkjet recording device 100.

この制御部500は、この装置全体の制御を司るCPU501と、CPU501が実行するプログラムを含む各種プログラムなどの固定データを格納するROM502と、画像データ等を一時格納するRAM503とを備えている。また、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ504と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505とを備えている。 The control unit 500 includes a CPU 501 that controls the entire device, a ROM 502 that stores fixed data such as various programs including a program executed by the CPU 501, and a RAM 503 that temporarily stores image data and the like. In addition, a rewritable non-volatile memory 504 for holding data even while the power of the device is cut off, image processing for performing various signal processing and sorting on image data, and other control for the entire device. It includes an ASIC 505 that processes input / output signals.

また、液体吐出ヘッド(記録ヘッド)434を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部508と、キャリッジ433側に設けた液体と液体吐出ヘッド434を駆動するためのヘッドドライバ(ドライバIC)509とを備えている。また、キャリッジ433を移動走査する主走査モータ554、搬送ベルト451を周回移動させる副走査モータ555、維持回復機構481のキャップ82やワイパ部材83の移動、及び吸引ポンプ812などを行なう維持回復モータ556を駆動するためのモータ駆動部510を備えている。また、帯電ローラ456にACバイアスを供給するACバイアス供給部511と、送液ポンプ423を駆動する供給系駆動部512などを備えている。 Further, a print control unit 508 including a data transfer means for driving and controlling the liquid discharge head (recording head) 434 and a drive signal generating means, and a head for driving the liquid and liquid discharge head 434 provided on the carriage 433 side. It includes a driver (driver IC) 509. In addition, the main scanning motor 554 that moves and scans the carriage 433, the sub-scanning motor 555 that orbits the transport belt 451, the cap 82 and wiper member 83 of the maintenance and recovery mechanism 481, and the maintenance and recovery motor 556 that moves the suction pump 812 and the like. The motor drive unit 510 for driving the motor drive unit 510 is provided. Further, it includes an AC bias supply unit 511 that supplies AC bias to the charging roller 456, a supply system drive unit 512 that drives the liquid feed pump 423, and the like.

また、この制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル514が接続されている。 Further, an operation panel 514 for inputting and displaying information necessary for the device is connected to the control unit 500.

この制御部500は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのI/F506を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、画像読み取り装置、撮像装置などのホストPC600側から、ケーブル或いはネットワークを介してI/F506で受信する。 The control unit 500 has an I / F 506 for sending and receiving data and signals to and from the host side, and is connected to a cable or a cable from the host PC 600 side such as an information processing device such as a personal computer, an image reading device, or an imaging device. Received by I / F 506 via the network.

そして、制御部500のCPU501は、I/F506に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC505にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部508からヘッドドライバ509に転送する。なお、画像を出力するためドットパターンデータの生成はホストPC600側のプリンタドライバ601で行なうことも、制御部500で行なうこともできる。 Then, the CPU 501 of the control unit 500 reads out the print data in the reception buffer included in the I / F 506, analyzes the print data, performs necessary image processing, data rearrangement processing, and the like on the ASIC 505, and print-controls this image data. Transfer from unit 508 to head driver 509. In order to output an image, the dot pattern data can be generated by the printer driver 601 on the host PC 600 side or by the control unit 500.

印刷制御部508は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ509に出力する。また、ROM502に格納されている駆動パルスのパターンデータをD/A変換するD/A変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含む。そして、1の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ509に対して出力する。 The print control unit 508 transfers the above-mentioned image data as serial data, and outputs a transfer clock, a latch signal, a control signal, and the like necessary for transferring the image data and confirming the transfer to the head driver 509. It also includes a drive signal generator including a D / A converter that D / A-converts the pattern data of the drive pulse stored in the ROM 502, a voltage amplifier, a current amplifier, and the like. Then, a drive waveform composed of one drive pulse or a plurality of drive pulses is generated and output to the head driver 509.

ヘッドドライバ509は、シリアルに入力される液体吐出ヘッド434の1行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部508から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択して液体吐出ヘッド434の圧力発生手段としての圧電素子19に対して与える。これにより、液体吐出ヘッド434を駆動する。このとき、駆動波形を構成するパルスの一部又は全部或いはパルスを形成する波形用要素の全部又は一部を選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。 The head driver 509 selects a drive pulse that constitutes a drive waveform given by the print control unit 508 based on image data corresponding to one line of the liquid discharge head 434 that is serially input, and selects a drive pulse that constitutes a drive waveform, and the pressure of the liquid discharge head 434. It is given to the piezoelectric element 19 as a generating means. This drives the liquid discharge head 434. At this time, by selecting a part or all of the pulses constituting the drive waveform or all or a part of the waveform elements forming the pulse, dots having different sizes such as large droplets, medium droplets, and small droplets are selected. Can be separated.

I/O部513は、装置に装着されている各種のセンサ群515からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部508やモータ駆動部510、ACバイアス供給部511の制御に使用する。センサ群515は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがある。I/O部513は様々のセンサ情報を処理することができる。 The I / O unit 513 acquires information from various sensor groups 515 mounted on the device, extracts information necessary for printer control, and print control unit 508, motor drive unit 510, and AC bias supply unit. Used for controlling 511. The sensor group 515 includes an optical sensor for detecting the position of the paper, a thermistor for monitoring the temperature inside the machine, a sensor for monitoring the voltage of the charging belt, an interlock switch for detecting the opening / closing of the cover, and the like. .. The I / O unit 513 can process various sensor information.

次に、印刷制御部508及びヘッドドライバ509の一例について図10のブロック説明図を参照して説明する。ヘッドドライバ509は、図6に示すフレキシブルプリント基板22上に設けられている。 Next, an example of the print control unit 508 and the head driver 509 will be described with reference to the block explanatory diagram of FIG. The head driver 509 is provided on the flexible printed circuit board 22 shown in FIG.

印刷制御部508は、駆動波形生成部(基本駆動波形生成部の一例)701と、データ転送部(制御信号生成部の一例)702とを備えている。駆動波形生成部701は、画像形成時に1印刷周期(1駆動周期)内に複数のパルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動波形)を生成して出力する。データ転送部702は、印刷画像に応じた2ビットの画像データ(階調信号0、1)と、クロック信号、ラッチ信号(LAT)、制御信号a〜dを出力する。 The print control unit 508 includes a drive waveform generation unit (an example of a basic drive waveform generation unit) 701 and a data transfer unit (an example of a control signal generation unit) 702. The drive waveform generation unit 701 generates and outputs a drive waveform (common drive waveform) composed of a plurality of pulses (drive signals) within one print cycle (one drive cycle) at the time of image formation. The data transfer unit 702 outputs 2-bit image data (gradation signals 0, 1) corresponding to the printed image, a clock signal, a latch signal (LAT), and control signals a to d.

なお、制御信号(滴制御信号、選択信号、マスク信号ともいう)は、ヘッドドライバ509のスイッチング素子の一例であるアナログスイッチ715の開閉(ON/OFF)を滴毎に指示する2ビットの信号である。そして、制御信号は、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべきパルス又は波形要素でHレベル(ON)に状態遷移し、非選択時にはLレベル(OFF)に状態遷移する。 The control signal (also referred to as a drop control signal, a selection signal, or a mask signal) is a 2-bit signal that instructs each drop to open / close (ON / OFF) the analog switch 715, which is an example of the switching element of the head driver 509. is there. Then, the control signal transitions to the H level (ON) at the pulse or waveform element to be selected according to the printing cycle of the common drive waveform, and transitions to the L level (OFF) when not selected.

ヘッドドライバ509は、データ転送部702からの転送クロック(シフトクロック)及びシリアル画像データ(階調データ:2ビット/1チャンネル(1ノズル)を入力するシフトレジスタ711と、シフトレジスタ711の各レジスト値をラッチ信号によってラッチするためのラッチ回路712を備えている。 The head driver 509 includes a shift register 711 for inputting a transfer clock (shift clock) and serial image data (gradation data: 2 bits / 1 channel (1 nozzle)) from the data transfer unit 702, and each registration value of the shift register 711. Is provided with a latch circuit 712 for latching by a latch signal.

また、ヘッドドライバ509は、階調データと制御信号M0〜M3をデコードして結果を出力するデコーダ713と、デコーダ713のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ715が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ714とを備えている。 Further, the head driver 509 has a decoder 713 that decodes the gradation data and control signals M0 to M3 and outputs the result, and a level shifter that converts the logic level voltage signal of the decoder 713 into a level at which the analog switch 715 can operate. It is equipped with 714.

そして、ヘッドドライバ509は、レベルシフタ714を介して与えられるデコーダ713の出力でON/OFF(開閉)されるアナログスイッチ715を備えている。 The head driver 509 includes an analog switch 715 that is turned ON / OFF (opened / closed) by the output of the decoder 713 given via the level shifter 714.

このアナログスイッチ715は、各圧電素子19の選択電極(個別電極)に接続され、駆動波形生成部701からの共通駆動波形Pvが入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ(階調データ)と制御信号M0〜M3(a〜d)をデコーダ713でデコードした結果に応じてアナログスイッチ715がONにすることにより、共通駆動波形Pvを構成する所要のパルス(あるいは波形要素)が通過して(選択されて)圧電素子19に印加される。 The analog switch 715 is connected to a selection electrode (individual electrode) of each piezoelectric element 19, and a common drive waveform Pv from the drive waveform generation unit 701 is input. Therefore, the common drive waveform Pv is configured by turning on the analog switch 715 according to the result of decoding the serially transferred image data (gradation data) and the control signals M0 to M3 (a to d) by the decoder 713. The required pulse (or corrugated element) to be applied passes (selected) to the piezoelectric element 19.

<制御信号による基準駆動波形の切り出し>
次に、図10で使用される、基本駆動波形、制御信号、及び吐出波形について、図11を用いて説明する。図11は、本発明の制御に使用される基準駆動波形、制御信号及び吐出波形を示す図である。まず、各信号(波形)の定義について説明する。
<Cut out the reference drive waveform by the control signal>
Next, the basic drive waveform, the control signal, and the discharge waveform used in FIG. 10 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing a reference drive waveform, a control signal, and a discharge waveform used for the control of the present invention. First, the definition of each signal (waveform) will be described.

基準駆動波形(共通駆動波形ともいう)は、ROM502などに記憶した波形データをD/A変換して得られる波形であり、1印刷周期(1駆動周期)相当の波形である。 The reference drive waveform (also referred to as a common drive waveform) is a waveform obtained by D / A conversion of waveform data stored in ROM 502 or the like, and is a waveform corresponding to one print cycle (one drive cycle).

パルスは、基本駆動波形を構成する単位パルスを示し、1滴吐出(膨張→保持→収縮)を含むパルスである。基本駆動波形内に、複数の駆動パルスが含まれている。 The pulse represents a unit pulse constituting the basic drive waveform, and is a pulse including one drop discharge (expansion → retention → contraction). A plurality of drive pulses are included in the basic drive waveform.

制御信号(マスク信号、滴制御信号、選択信号ともいう)は、駆動波形を入力するアナログスイッチ715の開閉を滴サイズごとに指示する2ビット(2値)の信号である。ここでは、制御信号a〜dがH(一方の値)の時に、基本駆動波形の駆動パルス又は波形要素が通過して、その波形が圧電素子19に与えられる。 The control signal (also referred to as a mask signal, a drop control signal, or a selection signal) is a 2-bit (binary value) signal that instructs the opening / closing of the analog switch 715 for inputting the drive waveform for each drop size. Here, when the control signals a to d are H (one value), the drive pulse or waveform element of the basic drive waveform passes through, and the waveform is given to the piezoelectric element 19.

制御信号が、H(High)の期間に基本駆動波形を、圧電素子に対して印加するようにアナログスイッチ(スイッチング素子)715をONにさせ、L(Low)の期間に基本駆動波形を圧電素子に印加せずにマスクするように、アナログスイッチ715をOFFにさせる。なお、本例では、制御信号が、H期間がアナログスイッチ715のON期間に対応し、L期間がアナログスイッチ715のOFF期間に対応している例を示しているが、制御信号がLでスイッチON、HでスイッチOFFになるように制御を実施してもよい。あるいは、制御信号自体をON、OFFさせることで、アナログスイッチ715のON/OFF制御を実施してもよい。 The analog switch (switching element) 715 is turned on so that the control signal applies the basic drive waveform to the piezoelectric element during the H (High) period, and the basic drive waveform is applied to the piezoelectric element during the L (Low) period. The analog switch 715 is turned off so as to mask without applying to. In this example, the control signal shows an example in which the H period corresponds to the ON period of the analog switch 715 and the L period corresponds to the OFF period of the analog switch 715, but the control signal is L and the switch. Control may be performed so that the switch is turned off when the switch is turned ON or H. Alternatively, ON / OFF control of the analog switch 715 may be performed by turning the control signal itself ON / OFF.

吐出波形、制御信号a〜dの切り替えによって駆動波形から切り出した一連の駆動パルス又は波形要素で構成される波形であり、1印刷周期内で圧電素子19に与えられる波形である。 It is a waveform composed of a series of drive pulses or waveform elements cut out from the drive waveform by switching the discharge waveform and the control signals a to d, and is a waveform given to the piezoelectric element 19 within one printing cycle.

吐出パルスは、吐出波形を構成する単位パルスを示し、1滴吐出(膨張→保持→収縮)を含む単位吐出波形の意味である。 The discharge pulse indicates a unit pulse constituting the discharge waveform, and means a unit discharge waveform including one drop discharge (expansion → holding → contraction).

また、微駆動パルスは、非吐出パルスの一例であって、圧電素子19に印加されるが滴を吐出させない(ノズル内のインクを流動させる)パルスである。なお、微駆動パルスを選択した場合は、そのノズルから液滴を吐出しないが、便宜的にその波形も吐出波形の1つとして取り扱う。 Further, the fine drive pulse is an example of a non-ejection pulse, which is a pulse applied to the piezoelectric element 19 but does not eject drops (flows ink in the nozzle). When the fine drive pulse is selected, the droplet is not ejected from the nozzle, but the waveform is also treated as one of the ejection waveforms for convenience.

図11では、3種類の滴サイズの液滴(大滴、中滴、小滴)を吐出させる基準駆動波形の例を示している。駆動波形生成部701からは図11(a)に示すような基準駆動波形(共通駆動波形)Vcomが出力される。この駆動波形Vcomは、1印刷周期(1駆動周期)内で、微駆動用のパルスP0と、液滴を吐出させる吐出パルスとなる駆動パルスP1、P2、P3を時系列で生成した波形である。 FIG. 11 shows an example of a reference drive waveform for ejecting droplets (large droplet, medium droplet, and small droplet) having three types of droplet sizes. The drive waveform generation unit 701 outputs a reference drive waveform (common drive waveform) Vcom as shown in FIG. 11A. This drive waveform Vcom is a waveform in which a fine drive pulse P0 and drive pulses P1, P2, and P3 which are discharge pulses for ejecting droplets are generated in time series within one print cycle (one drive cycle). ..

ここで、制御信号に着目すると、微駆動用を除く、制御信号a,b,cは、基本駆動波形の周期内の複数のパルスの最終パルスP3後、基本駆動波形の電位が基準電位にある期間に、所定期間、Hとなる波形を含んでいる。この期間の制御信号のL→H→Lにより、アナログスイッチ715を、OFFから短期間ONさせてOFFにする切り替えを実施させる。 Here, focusing on the control signal, the control signals a, b, and c, except for the fine drive, have the potential of the basic drive waveform at the reference potential after the final pulse P3 of a plurality of pulses within the period of the basic drive waveform. The period includes a waveform that becomes H for a predetermined period. By the control signal L → H → L during this period, the analog switch 715 is switched from OFF to OFF for a short period of time.

さらに、図11に示す波形制御では、大滴用の制御信号aでは、基本駆動波形に含まれる連続したパルスを、連続して選択しており、連続したパルス間(P1⇒P2、P2⇒P3)に所定期間Lとなる部分がある。この期間の制御信号のH→L→Hにより、各アナログスイッチ715をONから短期間OFFさせてONにする切り替えを実施させる。 Further, in the waveform control shown in FIG. 11, in the control signal a for large droplets, continuous pulses included in the basic drive waveform are continuously selected, and between continuous pulses (P1⇒P2, P2⇒P3). ) Has a portion that becomes L for a predetermined period. By H → L → H of the control signal during this period, each analog switch 715 is switched from ON to ON for a short period of time.

そのため、本発明では、制御信号においてH→Lの切り替え、及びL→Hの切り替えを合わせてスイッチング回数とすると、図12では、1駆動周期において、大滴では8回、中滴では6回、小滴では4回、微駆動では2回のスイッチングが実施される。 Therefore, in the present invention, assuming that the switching of H → L and the switching of L → H in the control signal are combined as the number of switchings, in FIG. 12, in one drive cycle, 8 times for large droplets and 6 times for medium droplets. Switching is performed 4 times for small drops and 2 times for fine drive.

そのため、複数のパルスを含んだ基本駆動信号から、異なる液滴サイズを吐出するのに必要なパルス要素を切り出す制御波形において、波形の切り出しを行う信号のON/OFF回数が、液滴サイズが大きくなるにつれて多くなっている。即ち、スイッチングの回数の多少は、吐出サイズの大小と相関している。 Therefore, in the control waveform that cuts out the pulse elements required to eject different droplet sizes from the basic drive signal that includes a plurality of pulses, the number of ON / OFF times of the signal that cuts out the waveform is large. It is increasing as it becomes. That is, the number of times of switching correlates with the size of the discharge size.

なお、上述のように制御信号はラッチ信号のタイミングに合わせてH,Lが切り替わるため、駆動周期において、大滴用の制御信号が連続する吐出パルスを選択する際にスイッチングを実施できるように、吐出パルスP1、P2、P3のそれぞれのつなぎ目部分には、基準電圧を維持する部分が少なくとも1ラッチ分.設けられていると好適である。また、最終パルスの後は、吐出滴用の制御信号a,b,cはL→H→Lと切り替わるため、基準電位を維持する部分が少なくとも3ラッチ分設けられていると好適である。 As described above, since the control signal is switched between H and L according to the timing of the latch signal, switching can be performed when selecting a discharge pulse in which the control signal for large droplets is continuous in the drive cycle. At the joints of the discharge pulses P1, P2, and P3, there is at least one latch that maintains the reference voltage. It is preferable that it is provided. Further, since the control signals a, b, and c for the droplets are switched from L to H to L after the final pulse, it is preferable that at least three latches are provided to maintain the reference potential.

波形要素を切り出す制御信号そのものは直接圧電素子を駆動する目的では無いが、フレキシブルプリント基板22上のヘッドドライバ509(駆動IC)の抵抗体であるアナログスイッチ715のスイッチング抵抗によって微小な電流が生じ、圧電素子が吐出しない程度に収縮・膨張することで発熱する。
このスイッチングによる発熱により、追加機構を必要とせず、制御信号を利用して加温できる。
The control signal itself that cuts out the waveform element is not intended to directly drive the piezoelectric element, but a minute current is generated by the switching resistance of the analog switch 715, which is the resistor of the head driver 509 (drive IC) on the flexible printed circuit board 22. Heat is generated by contracting and expanding to the extent that the piezoelectric element does not discharge.
Due to the heat generated by this switching, heating can be performed using a control signal without the need for an additional mechanism.

よって、本発明の制御では、圧電素子の発熱はノズルのごく近傍で発生するため、ヒータ等の温調機構よりノズルと連通する圧力室のインクを直接的に加温することができる、かつ液滴サイズに応じてスイッチング回数を変化させることで、温調機構よりも時間応答性を高めることが可能となる。 Therefore, in the control of the present invention, since the heat generated by the piezoelectric element is generated in the immediate vicinity of the nozzle, the ink in the pressure chamber communicating with the nozzle can be directly heated by the temperature control mechanism such as a heater, and the liquid is liquid. By changing the number of switchings according to the drop size, it is possible to improve the time responsiveness as compared with the temperature control mechanism.

これらの制御は特別な機構を必要とせず、波形切り出し用の制御信号のH、Lの変更のみで、時間応答性、発熱量等の詳細を決定できる。 These controls do not require a special mechanism, and details such as time response and heat generation amount can be determined only by changing H and L of the control signals for waveform extraction.

なお、図11における制御信号a,b,cにおけるスイッチング回数は一例であって、ヘッド温度に応じて、1周期内のスイッチング回数は、変更可能である。温度に応じたスイッチング回数の設定については、図17とともに詳述する。なお、制御信号のスイッチング回数を調整可能な場合、図11に示す制御信号は、基準値の一例とする。 The number of switchings in the control signals a, b, and c in FIG. 11 is an example, and the number of switchings in one cycle can be changed according to the head temperature. The setting of the number of switching times according to the temperature will be described in detail together with FIG. When the number of times of switching of the control signal can be adjusted, the control signal shown in FIG. 11 is taken as an example of the reference value.

<比較例の波形>
図12は、比較例の制御に使用される基準駆動波形、制御信号及び吐出波形を示す図である。図11に示す本発明と比較して、図12に示す比較例では、最終パルス後のスイッチングを設けていない点、及び大滴を選択する際に、制御信号は、一度選択を開始すると、最終パルスまでスイッチングをせずに、H状態を維持する点が異なる。
<Waveform of comparative example>
FIG. 12 is a diagram showing a reference drive waveform, a control signal, and a discharge waveform used for controlling a comparative example. Compared with the present invention shown in FIG. 11, in the comparative example shown in FIG. 12, the point where switching after the final pulse is not provided, and when selecting a large drop, the control signal is finally selected once the selection is started. The difference is that the H state is maintained without switching to the pulse.

比較例では、大滴の制御において、一旦、選択し始めると、最終パルス終了まで。マスク信号は、Hの状態を維持するため、1駆動周期において、大滴では2回、中滴では4回、小滴では2回、微駆動では2回である。 In the comparative example, in the control of a large drop, once the selection is started, it is until the end of the final pulse. In order to maintain the H state, the mask signal is 2 times for a large drop, 4 times for a medium drop, 2 times for a small drop, and 2 times for a fine drive in one drive cycle.

そのため、比較例では、スイッチングの回数の多少は、滴サイズとは相関しておらず、特に大滴において、本発明とはスイッチング回数が異なるため、スイッチングによる発熱量が本発明よりも少ない。 Therefore, in the comparative example, the number of times of switching does not correlate with the drop size, and especially for large drops, the number of times of switching is different from that of the present invention, so that the amount of heat generated by switching is smaller than that of the present invention.

<一般的な濃度階調ごとの駆動信号比率>
図13は、液体を吐出して画像を形成する際の濃度階調ごとの駆動信号比率を示すグラフである。図13に示されるように濃度が高くなるに連れて、吐出する液滴サイズの大きい滴の比率が高まる。
<Drive signal ratio for each general density gradation>
FIG. 13 is a graph showing the drive signal ratio for each density gradation when the liquid is discharged to form an image. As shown in FIG. 13, as the concentration increases, the proportion of droplets having a large droplet size to be ejected increases.

<比較例における濃度階調に応じた温度>
図14は、比較例の制御を用いた場合の濃度階調ごとの放熱量を示すグラフである。一般的に、出される液体体積が多いほど熱移動、即ち、放熱が大きい。そのため、放熱への対策をしない場合は、図14のように、濃度階調が高くなるにつれて温度が低下しやすい。
<Temperature according to density gradation in comparative example>
FIG. 14 is a graph showing the amount of heat released for each density gradation when the control of the comparative example is used. In general, the larger the volume of liquid discharged, the greater the heat transfer, that is, the heat dissipation. Therefore, if no measures are taken against heat dissipation, the temperature tends to decrease as the density gradation increases, as shown in FIG.

特に、大滴は、比較例では、アナログスイッチのスイッチング回数が中滴よりも少ないため、放熱量に対して発熱効果が低いため、温度の低下が顕著である。 In particular, in the comparative example, the temperature of the large droplet is significantly reduced because the number of switching times of the analog switch is smaller than that of the medium droplet and the heat generation effect is low with respect to the amount of heat radiation.

<本発明の制御での発熱量>
図15は、本発明の駆動制御を実施した場合の、濃度階調ごとのスイッチングによる発熱量を示すグラフである。
<Amount of heat generated under the control of the present invention>
FIG. 15 is a graph showing the amount of heat generated by switching for each density gradation when the drive control of the present invention is carried out.

本発明の駆動制御による発熱量は、吐出波形によって圧電素子19の収縮・膨張で発生する熱に加えて、制御信号に応じてアナログスイッチ715がON/OFFすることでスイッチング抵抗により発生した熱の合計が図15に示す発熱量である。 The amount of heat generated by the drive control of the present invention is the heat generated by the contraction / expansion of the piezoelectric element 19 due to the discharge waveform, and the heat generated by the switching resistance when the analog switch 715 is turned ON / OFF according to the control signal. The total is the calorific value shown in FIG.

本発明では、制御信号のスイッチング回数が、液滴サイズが大きいほど多くなることで、アナログスイッチ715にON/OFFのスイッチングが増え、濃度階調が高いときほど発熱が多い。 In the present invention, the number of times the control signal is switched increases as the droplet size increases, so that ON / OFF switching increases in the analog switch 715, and the higher the density gradation, the more heat is generated.

<比較例及び本発明における濃度階調に応じた温度>
図16は、比較例及び本発明の駆動制御を実施した場合の濃度階調ごとに熱変動を示すグラフである。
<Temperature according to the density gradation in the comparative example and the present invention>
FIG. 16 is a graph showing a comparative example and thermal fluctuations for each density gradation when the drive control of the present invention is carried out.

本発明の制御で、吐出によって放熱された熱量を制御信号の切り替えに応じてアナログスイッチ715(スイッチング素子)で発生する熱で補うことで、濃度階調が変動しても、比較例の制御よりも温度低下しにくくなっている。これにより、画質の変動を防止することができる。 In the control of the present invention, by supplementing the amount of heat radiated by the discharge with the heat generated by the analog switch 715 (switching element) according to the switching of the control signal, even if the density gradation fluctuates, the control of the comparative example is performed. It is difficult for the temperature to drop. As a result, fluctuations in image quality can be prevented.

<本発明における温度に応じた制御例>
本発明では、状況に応じて適切なヘッド内温度を実現するため、温度センサ28が検知した温度に応じて制御信号のスイッチング回数を調整する。
<Example of control according to temperature in the present invention>
In the present invention, the number of times the control signal is switched is adjusted according to the temperature detected by the temperature sensor 28 in order to realize an appropriate temperature inside the head according to the situation.

図17は、本発明のヘッド内温度に応じた信号処理を示すフローチャートの一例である。 FIG. 17 is an example of a flowchart showing signal processing according to the temperature inside the head of the present invention.

まず、S1で画像データを読み込む。 First, the image data is read in S1.

S2で、温度センサ28がヘッド内温度を検知する。 In S2, the temperature sensor 28 detects the temperature inside the head.

S3〜S9で、検知された温度に応じて制御信号のスイッチングを設定する。切り替え回数の設定例を、表1に示す。表1は、検出温度に応じて、切り替え回数を設定する場合の、滴種・切り替え回数対応テーブルの一例である。 In S3 to S9, switching of the control signal is set according to the detected temperature. Table 1 shows an example of setting the number of switching times. Table 1 is an example of a drop type / switching number correspondence table when the switching number is set according to the detection temperature.

Figure 2020151943
詳しくは、S3で検知された温度が、所定範囲内(Tb〜Tc)の場合は(Yes)、S6で制御信号のスイッチング回数を基準値に設定する。
Figure 2020151943
Specifically, when the temperature detected in S3 is within a predetermined range (Tb to Tc) (Yes), the number of times the control signal is switched is set as a reference value in S6.

検知された温度が所定範囲よりも高い場合は(S4でYes)、S7で制御信号のスイッチング回数を基準値よりも少なく設定する。 If the detected temperature is higher than the predetermined range (Yes in S4), the number of times the control signal is switched is set less than the reference value in S7.

検知された液体吐出ヘッド内の温度が所定範囲よりも高い場合は、駆動周期における最終パルス後の制御信号のスイッチングの回数を減少させる、又は最終パルス後の制御信号のスイッチングを削除する。 When the temperature in the detected liquid discharge head is higher than the predetermined range, the number of times of switching of the control signal after the final pulse in the drive cycle is reduced, or the switching of the control signal after the final pulse is deleted.

検知された温度が所定範囲未満であって、下側閾値以上の場合は、(S4でYes且つS5でYes)、S8で制御信号のスイッチング回数を、基準値よりも1段階多く設定する。 If the detected temperature is below the predetermined range and is equal to or higher than the lower threshold value (Yes in S4 and Yes in S5), the number of times the control signal is switched in S8 is set one step more than the reference value.

例えば、検知された液体吐出ヘッド内の温度が所定範囲よりも低い場合の制御信号のスイッチングを増やす例として、最終パルス後の制御信号のスイッチングの回数を増加させる。あるいは、駆動周期において先頭パルスP0の前に、制御信号のスイッチングを実施させるように設定してもよい。 For example, as an example of increasing the switching of the control signal when the temperature in the detected liquid discharge head is lower than the predetermined range, the number of times of switching of the control signal after the final pulse is increased. Alternatively, the control signal may be switched so as to be performed before the head pulse P0 in the drive cycle.

検知された温度が所定範囲より下側の下側閾値未満の場合は、(S4でYes且つS5でNo)、S9で制御信号のスイッチング回数を、基準値よりも2段階多く設定する。 If the detected temperature is less than the lower threshold below the predetermined range (Yes in S4 and No in S5), the number of times the control signal is switched in S9 is set two steps more than the reference value.

例えば、最終パルス後の制御信号のスイッチングの回数を増加させたり、さらに、駆動周期の先頭パルスP0の前に、制御信号のスイッチングを実施させるように設定してもよい。 For example, the number of times the control signal is switched after the final pulse may be increased, or the control signal may be switched before the first pulse P0 of the drive cycle.

そして、S10で、制御部は駆動周期毎に、基準駆動波形を出力する。 Then, in S10, the control unit outputs a reference drive waveform for each drive cycle.

S11でその印字タイミングで画像データに含まれる画素情報である液滴サイズに基づいて、S6、S7、S8、S9のいずれかで設定されて制御信号を、H,Lの切り替え制御(スイッチング制御)をする。 In S11, the control signal is set in any of S6, S7, S8, and S9 based on the droplet size which is the pixel information included in the image data at the printing timing, and the control signal is switched between H and L (switching control). do.

S12で、基準駆動波形の駆動パルス期間に制御信号がHになることで、Hの期間、アナログスイッチ715がONになり、駆動波形を各圧電素子19に印加する。この際、各駆動周期において、大滴>中滴>小滴の順に設定されたスイッチング回数で制御信号がスイッチングされて、アナログスイッチ715がON/OFFの切り替えが実施される。 In S12, when the control signal becomes H during the drive pulse period of the reference drive waveform, the analog switch 715 is turned on during the H period, and the drive waveform is applied to each piezoelectric element 19. At this time, in each drive cycle, the control signal is switched at the number of switching times set in the order of large drop> medium drop> small drop, and the analog switch 715 is switched ON / OFF.

S13で基準駆動波形の最終パルス期間の終了後、必要に応じて制御信号が所定期間Hにスイッチングし、アナログスイッチ715がOFF⇒ON⇒OFFになる。なお、S7で、最終パルス後のスイッチングを削除した場合は、S13でのスイッチングは不要である。 After the end of the final pulse period of the reference drive waveform in S13, the control signal is switched to H for a predetermined period as necessary, and the analog switch 715 is turned OFF⇒ON⇒OFF. When the switching after the final pulse is deleted in S7, the switching in S13 is unnecessary.

S14で、次の検知温度検知時間に到達したら、S2に戻ってヘッド内温度を検知し、S3〜S9で制御信号のスイッチング回数の再設定を行う。 When the next detection temperature detection time is reached in S14, the temperature in the head is detected by returning to S2, and the number of times of switching of the control signal is reset in S3 to S9.

そして、S15で、画像データの終端に到達するまでは(No)、S10に戻り、駆動周期毎に処理を続け、画像データの終端に到達したら、処理を終了する。 Then, in S15, the process returns to S10 until the end of the image data is reached (No), processing is continued for each drive cycle, and when the end of the image data is reached, the processing ends.

本発明では、このような制御により、切り出しのための制御信号のスイッチングを変更するだけで、液滴の吐出にかかわる駆動部分を変更せずに、吐出によって放熱された熱の補償ができるので、そもそものヘッドの温度変化を抑えることが可能となる。 In the present invention, by such control, the heat radiated by the ejection can be compensated only by changing the switching of the control signal for cutting out without changing the driving portion related to the ejection of the liquid drops. In the first place, it is possible to suppress the temperature change of the head.

そして、温度変化幅が小さいので、(1)吐出液の物性値の安定的な領域で吐出することができ、(2)吐出用の駆動波形の補正を最小限にでき、(3)印字品質を高めることができるという効果を奏する。 Since the temperature change width is small, (1) the discharge liquid can be discharged in a stable region of the physical property value, (2) the correction of the drive waveform for discharge can be minimized, and (3) the print quality. It has the effect of being able to increase the temperature.

<第3実施形態のヘッド>
上記の第1、第2の実施形態に対する駆動制御では、アナログスイッチ715のみで、温度を加温制御する例を説明した。
<Head of the third embodiment>
In the drive control for the first and second embodiments described above, an example in which the temperature is heated and controlled only by the analog switch 715 has been described.

しかし、本発明では、アナログスイッチ715によるスイッチング抵抗による発熱制御に加えて、ヘッド内の温度を調整するためのヒータをさらに設けてもよい。 However, in the present invention, in addition to the heat generation control by the switching resistance by the analog switch 715, a heater for adjusting the temperature in the head may be further provided.

図18は、第3実施形態の液体吐出ヘッド434βにおけるA‐A'断面を示す横断面図である。 FIG. 18 is a cross-sectional view showing an AA'cross section of the liquid discharge head 434β of the third embodiment.

本実施形態では、第1実施形態の共通液室10及び温度調整流路12の近傍にヒータ29が設けられている。本実施形態では、ヒータ29及び温度調整流路12が温調機構として機能する。 In the present embodiment, the heater 29 is provided in the vicinity of the common liquid chamber 10 and the temperature control flow path 12 of the first embodiment. In this embodiment, the heater 29 and the temperature control flow path 12 function as a temperature control mechanism.

例えば、上記の第1、第2の温調機構では温度調整流路12に冷媒を流通させているが、冷媒により全体的に温度を均一化しても、外気温が低い場合などは、インクの粘度が低下してしまう。そこで、本実施形態は、共通液室10及び温度調整流路12を構成する壁にヒータ29を取りつけることで、温度調整流路12の冷媒を温めるとともに共通液室10内のインクを温めることができる。 For example, in the above-mentioned first and second temperature control mechanisms, the refrigerant is circulated in the temperature adjusting flow path 12, but even if the temperature is made uniform as a whole by the refrigerant, when the outside air temperature is low, the ink is used. The viscosity will decrease. Therefore, in the present embodiment, by mounting the heater 29 on the wall constituting the common liquid chamber 10 and the temperature adjusting flow path 12, the refrigerant in the temperature adjusting flow path 12 can be heated and the ink in the common liquid chamber 10 can be heated. it can.

本実施形態では、制御部500(図9参照)内にヒータ制御部を設け、ヒータ制御部は、温度センサ28の検出結果に応じて、ヒータ29を制御して、温度調整流路12を通過する冷媒及び共通液室10内のインクの温度を所定の設定温度になるように調整する。 In the present embodiment, the heater control unit is provided in the control unit 500 (see FIG. 9), and the heater control unit controls the heater 29 according to the detection result of the temperature sensor 28 and passes through the temperature adjustment flow path 12. The temperature of the refrigerant and the ink in the common liquid chamber 10 is adjusted so as to be a predetermined set temperature.

本実施形態では、例えば、ヒータ29は、流路の長さに起因するノズル毎のばらつきなどを解消するように、区画毎に温度を調整する。あるいは、外気温が寒冷の場合であって、温度センサ28で検知したヘッド内温度が低い等、必要な場合のみに、ヒータ29を動作させてもよい。 In the present embodiment, for example, the heater 29 adjusts the temperature for each section so as to eliminate the variation for each nozzle due to the length of the flow path. Alternatively, the heater 29 may be operated only when it is necessary, such as when the outside air temperature is cold and the temperature inside the head detected by the temperature sensor 28 is low.

したがって、本実施形態では、上記の制御信号のスイッチングによる温度の調整に加えて、ヒータによる温度の調整を実施することで、ノズル間で温度差をなくしながら、吐出液の物性値のより安定的な領域で吐出し、印字品質を高めることができる。 Therefore, in the present embodiment, by adjusting the temperature by the heater in addition to the temperature adjustment by switching the control signal described above, the physical property value of the discharged liquid is more stable while eliminating the temperature difference between the nozzles. It is possible to improve the print quality by ejecting in a wide area.

<第4実施形態のヘッドのインク加温部>
第3実施形態では、共通液室の近傍に、ヒータを設ける例を示したが、スイッチングに加えて、温度を加熱調整する構成として、ノズルの近傍にインク加温部を設けてもよい。
<Ink heating unit of the head of the fourth embodiment>
In the third embodiment, an example in which a heater is provided in the vicinity of the common liquid chamber is shown, but in addition to switching, an ink heating unit may be provided in the vicinity of the nozzle as a configuration for adjusting the temperature by heating.

図19は、液体吐出ヘッド(記録ヘッド)434γのインク加温部64の概略図である。図20は、液体吐出ヘッド434γのノズル面におけるノズル配列イメージを示す平面図である。 FIG. 19 is a schematic view of the ink heating unit 64 of the liquid ejection head (recording head) 434γ. FIG. 20 is a plan view showing a nozzle arrangement image on the nozzle surface of the liquid discharge head 434γ.

インク加温部64は、図19に示すようなハウジング132を含む。本実施の形態の場合、ハウジング132は、図20に示すように、複数のノズル106が配列されたノズル面134を一面側(ハウジング132の裏面側)に露出させるように、液体吐出ヘッド535γ、または液体吐出ヘッド434γの一部を収納可能としている。 The ink heating unit 64 includes a housing 132 as shown in FIG. In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 20, the housing 132 has a liquid discharge head 535γ, so as to expose the nozzle surface 134 in which a plurality of nozzles 106 are arranged on one surface side (the back surface side of the housing 132). Alternatively, a part of the liquid discharge head 434γ can be stored.

なお、本実施形態の場合、一例としてノズル面134には、複数列、例えば2列のAノズル列134a、Bノズル列134bが形成されている。Aノズル列134a、Bノズル列134bは、別々の共通液室10に接続されており、各ノズル列からは異なるインクを吐出できるように構成されている。 In the case of the present embodiment, as an example, a plurality of rows, for example, two rows of A nozzle rows 134a and B nozzle rows 134b are formed on the nozzle surface 134. The A nozzle row 134a and the B nozzle row 134b are connected to separate common liquid chambers 10, and are configured so that different inks can be ejected from each nozzle row.

例えば、Aノズル列134aとBノズル列134bで同じ色のインク(記録液)を吐出するようにしてもよいし、異なる色のインクを吐出するようにしてもよい。Aノズル列134aとBノズル列134bのノズル106の数は同数であり、液体吐出ヘッド434γの長手方向において同じ位置にノズル106が設けられている。 For example, the A nozzle row 134a and the B nozzle row 134b may eject inks of the same color (recording liquid), or inks of different colors may be ejected. The number of nozzles 106 in the A nozzle row 134a and the B nozzle row 134b is the same, and the nozzles 106 are provided at the same positions in the longitudinal direction of the liquid discharge head 434γ.

ハウジング132は、一例として液体吐出ヘッド434γに対応する溝状のノズル収納部132a,132bを有する。つまり、Aノズル列134aに対応する流路がノズル収納部132aに収納され、Bノズル列134bに対応する流路がノズル収納部132bに収納される。ノズル収納部132a,132bの内壁には、収納された流路を通過するインクの温度調整(加温調整)を行うインクヒータ66a,66bが実装されている。また、ハウジング132の一部、例えば、ノズル収納部132aとノズル収納部132bの間の位置には、凹状のセンサ収納部132cが形成され、温度センサ(温度検知部の一例)68を収納可能としている。サーミスタ等で構成される温度センサ68は、ハウジング132を介して、各ノズル収納部132a,132bに収納される流路内を流れるインクの温度を検出(推定)する。 As an example, the housing 132 has groove-shaped nozzle storage portions 132a and 132b corresponding to the liquid discharge head 434γ. That is, the flow path corresponding to the A nozzle row 134a is stored in the nozzle storage portion 132a, and the flow path corresponding to the B nozzle row 134b is stored in the nozzle storage portion 132b. Ink heaters 66a and 66b for adjusting the temperature (heating adjustment) of the ink passing through the stored flow path are mounted on the inner walls of the nozzle storage portions 132a and 132b. Further, a concave sensor storage portion 132c is formed at a position between a part of the housing 132, for example, the nozzle storage portion 132a and the nozzle storage portion 132b, so that the temperature sensor (an example of the temperature detection unit) 68 can be stored. There is. The temperature sensor 68 composed of a thermistor or the like detects (estimates) the temperature of the ink flowing in the flow path stored in the nozzle housing portions 132a and 132b via the housing 132.

本実施形態では、制御部500(図9参照)内にヒータ制御部を設け、ヒータ制御部は、温度センサ68の検出結果に応じて、インクヒータ66(66a,66b)を制御して、インク加温部64を通過するインクの温度を所定の設定温度になるように調整する。 In the present embodiment, a heater control unit is provided in the control unit 500 (see FIG. 9), and the heater control unit controls the ink heaters 66 (66a, 66b) according to the detection result of the temperature sensor 68 to obtain ink. The temperature of the ink passing through the heating unit 64 is adjusted to a predetermined set temperature.

なお、図19は、シート状ヒータで流路を囲む構成を示したが、棒状ヒータをハウジング132に挿入配置してハウジング132全体を加熱する構成でもよく、同様の制御及び効果を得ることができる。 Although FIG. 19 shows a configuration in which the flow path is surrounded by a sheet-shaped heater, a rod-shaped heater may be inserted into the housing 132 to heat the entire housing 132, and the same control and effect can be obtained. ..

なお、温調整機構の加温部としての、図18のヒータ29や図19のインクヒータ66の配置は一例であり、インクの温度を所望の温度に調整できる構成であれば他の配置構成でもよい。 The arrangement of the heater 29 in FIG. 18 and the ink heater 66 in FIG. 19 as the heating unit of the temperature adjusting mechanism is an example, and other arrangements can be used as long as the ink temperature can be adjusted to a desired temperature. Good.

したがって、本実施形態では、第3実施形態同様に、上記の制御信号のスイッチングによる温度の調整に加えて、ヒータによる温度の調整を実施することで、ノズル間で温度差をなくしながら、吐出液の物性値のより安定的な領域で吐出し、印字品質を高めることができる。 Therefore, in the present embodiment, as in the third embodiment, in addition to the temperature adjustment by switching the control signal described above, the temperature is adjusted by the heater to eliminate the temperature difference between the nozzles and discharge the liquid. It is possible to improve the print quality by ejecting in a more stable region of the physical property value of.

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiment has been described in detail above, it is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiment without departing from the scope of claims. Can be added.

また、上記例では、キャリッジが搬送方向と直交する方向に移動する、搬送方向と直交する方向の全域に、液体を吐出させるシリアル型の液体吐出ヘッドを用いた画像形成装置を本発明の液体吐出装置を適用する例を説明したが、搬送方向と直交する方向の全域に、液体を吐出させるライン型画像形成装置において、本発明の液体吐出装置や、液体吐出ヘッドの駆動波形制御を適用してもよい
例えば、上記実施の形態では、本発明に係る搬送装置を備えた画像形成装置について説明したが、本発明に係る搬送装置は、画像形成装置を含めた液体を吐出する装置に広く適用することができる。
Further, in the above example, the liquid discharge device of the present invention is an image forming apparatus using a serial type liquid discharge head that discharges liquid over the entire area in the direction orthogonal to the transport direction in which the carriage moves in the direction orthogonal to the transport direction. Although an example of applying the device has been described, the liquid discharge device of the present invention and the drive waveform control of the liquid discharge head are applied to the line type image forming device that discharges liquid over the entire area perpendicular to the transport direction. For example, in the above-described embodiment, the image forming apparatus including the conveying device according to the present invention has been described, but the conveying device according to the present invention is widely applied to an apparatus for discharging a liquid including the image forming apparatus. be able to.

ここで、「液体吐出装置」とは、液体吐出部である液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出部を駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 Here, the "liquid discharge device" is a device provided with a liquid discharge head or a liquid discharge unit which is a liquid discharge unit, and drives the liquid discharge unit to discharge the liquid. The device for discharging the liquid includes not only a device capable of discharging the liquid to a device to which the liquid can adhere, but also a device for discharging the liquid into the air or the liquid.

この「液体吐出装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置等も含むことができる。 This "liquid discharge device" can also include means related to feeding, transporting, and discharging paper to which a liquid can adhere, as well as a pretreatment device, a posttreatment device, and the like.

又、「液体吐出装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the "liquid discharge device" is not limited to a device in which significant images such as characters and figures are visualized by the discharged liquid. For example, those that form patterns that have no meaning in themselves and those that form a three-dimensional image are also included.

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するもの等を意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布等の被記録媒体、電子基板、圧電素子等の電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セル等の媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着する全てのものが含まれる。 The above-mentioned "material to which a liquid can adhere" means a material to which a liquid can adhere at least temporarily, such as one that adheres and adheres, one that adheres and permeates. Specific examples include media such as paper, recording paper, recording paper, film, cloth and other recording media, electronic substrates, electronic components such as piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and inspection cells. Yes, and unless otherwise specified, includes anything to which the liquid adheres.

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等液体が一時的でも付着可能であればよい。 The material of the above-mentioned "material to which liquid can be attached" may be paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics or the like as long as the liquid can be attached even temporarily.

又、「液体」は、インク、処理液、DNA試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液、又は、アミノ酸、たんぱく質、カルシウムを含む溶液及び分散液等も含まれる。 The "liquid" also includes inks, treatment liquids, DNA samples, resists, pattern materials, binders, modeling liquids, solutions containing amino acids, proteins and calcium, and dispersion liquids.

又、「液体吐出装置」としては他にも、用紙の表面を改質する等の目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置等がある。 In addition, as a "liquid discharge device", a treatment liquid coating device that discharges a treatment liquid onto a paper in order to apply the treatment liquid to the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper, and a solution of raw materials. There are injection granulators and the like that atomize fine particles of raw materials by injecting a composition liquid dispersed therein through a nozzle.

「液体吐出ユニット」とは、インクジェットヘッド等の液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたもの等が含まれる。 The "liquid discharge unit" is a liquid discharge head such as an inkjet head in which functional parts and a mechanism are integrated, and is an assembly of parts related to liquid discharge. For example, the "liquid discharge unit" includes a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance / recovery mechanism, a main scanning movement mechanism in which at least one of the configurations is combined with a liquid discharge head, and the like.

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合等で互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。又、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。 Here, "integration" means, for example, a liquid discharge head and a functional component, a mechanism fixed to each other by fastening, adhesion, engagement, etc., or one in which one is movably held with respect to the other. Including. Further, the liquid discharge head and the functional parts and the mechanism may be detachably attached to each other.

又、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、圧電アクチュエーター(積層型圧電素子を使用するものでもよい。)、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエーター、振動板と対向電極からなる静電アクチュエーター等を使用することができる。 Further, the pressure generating means used for the "liquid discharge head" is not limited. For example, a piezoelectric actuator (which may use a laminated piezoelectric element), a thermal actuator using an electrothermal conversion element such as a heat generating resistor, an electrostatic actuator composed of a diaphragm and a counter electrode, or the like can be used.

又、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等は何れも同義語とする。 In addition, image formation, recording, printing, printing, printing, modeling, etc. in the terms of the present application are all synonymous.

1,106 ノズル
2 ノズルプレート
3 圧力発生室(圧力室)
4 個別供給路
5 流路プレート
6 個別供給開口
7 ダイヤフラム膜
8 振動板プレート
9 アクチュエーター挿入部
10,10α 共通液室
11 フレーム
12,10α 温度調整流路(温調機構)
13 仕切り板
14 インク導入出流路
15 温調液導入出流路
19 圧電素子
20 固定部材
21 圧電アクチュエーター
22 フレキシブルプリント基板
23A,23B 液体連通路
24A,24B 共通液体通路
25A,25B 冷媒連通路
26A,26B 共通冷媒通路
27 センサ収容孔
28,68 温度センサ(温度検知部)
29 ヒータ(温調機構)
66a,66b インクヒータ(温調機構)
100 インクジェット記録装置(画像形成装置、液体吐出装置)
410 メインタンク
430A,430B 液体吐出ユニット
433 キャリッジ
434,434α,434β,434γ 液体吐出ヘッド(記録ヘッド)
435 ヘッドタンク
436 供給チューブ
442 記録シート
481 維持回復機構
701 駆動波形生成部(基本駆動波形生成部)
702 データ転送部(制御信号生成部)
715 アナログスイッチ(スイッチング素子)
a,b,c,d 制御信号
Vcom 基本駆動波形
1,106 Nozzle 2 Nozzle plate 3 Pressure generation chamber (pressure chamber)
4 Individual supply path 5 Flow path plate 6 Individual supply opening 7 Diaphragm film 8 Diaphragm plate 9 Actuator insertion part 10, 10α Common liquid chamber 11 Frame 12, 10 α Temperature control flow path (temperature control mechanism)
13 Partition plate 14 Ink introduction / output flow path 15 Temperature control liquid introduction / output flow path 19 Piezoelectric element 20 Fixing member 21 Piezoelectric actuator 22 Flexible printed substrate 23A, 23B Liquid communication passage 24A, 24B Common liquid passage 25A, 25B Refrigerant communication passage 26A, 26B Common refrigerant passage 27 Sensor accommodating holes 28,68 Temperature sensor (temperature detector)
29 Heater (temperature control mechanism)
66a, 66b Ink heater (temperature control mechanism)
100 Inkjet recording device (image forming device, liquid ejection device)
410 Main tank 430A, 430B Liquid discharge unit 433 Carriage 434, 434α, 434β, 434γ Liquid discharge head (recording head)
435 Head tank 436 Supply tube 442 Recording sheet 481 Maintenance / recovery mechanism 701 Drive waveform generator (basic drive waveform generator)
702 Data transfer unit (control signal generation unit)
715 Analog switch (switching element)
a, b, c, d control signal Vcom basic drive waveform

特開2000‐289204号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-289204 特開2016‐175183号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-175183 特許6135993号公報Japanese Patent No. 6135993

Claims (8)

液体を吐出する複数のノズル、前記複数のノズルに対応した複数の圧力室、前記複数の圧力室に圧力を加える複数の圧電素子、前記複数の圧電素子に対応して設けられた複数のスイッチング素子、及び液体吐出ヘッド内の温度を検知する温度検知部を備える液体吐出ヘッドと、
複数のパルスを含む基本駆動波形を生成する基本駆動波形生成部と、
前記基本駆動波形から1又は複数のパルス含む期間を選択して、液滴サイズ毎の吐出波形を切り出す、2値の制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号のスイッチングを制御するスイッチング制御部と、を備え、
前記複数のスイッチング素子の各スイッチング素子は、前記制御信号のスイッチングに対応してON/OFFの切り替えを実施し、前記制御信号が一方の値の期間であって前記各スイッチング素子がONの期間に、切り出された前記液滴サイズ毎の前記吐出波形を各圧電素子に印加し、
前記スイッチング制御部は、前記吐出波形により吐出される前記液滴サイズの大小関係と対応関係がある前記制御信号のスイッチング回数を、検知された前記液体吐出ヘッド内の温度に応じて増減させる
液体吐出装置。
A plurality of nozzles for discharging a liquid, a plurality of pressure chambers corresponding to the plurality of nozzles, a plurality of piezoelectric elements for applying pressure to the plurality of pressure chambers, and a plurality of switching elements provided corresponding to the plurality of piezoelectric elements. , And a liquid discharge head provided with a temperature detection unit that detects the temperature inside the liquid discharge head.
A basic drive waveform generator that generates a basic drive waveform that includes multiple pulses,
A control signal generation unit that generates a binary control signal by selecting a period including one or a plurality of pulses from the basic drive waveform and cutting out a discharge waveform for each droplet size.
A switching control unit that controls switching of the control signal is provided.
Each switching element of the plurality of switching elements performs ON / OFF switching in response to the switching of the control signal, and during the period when the control signal has one value and each switching element is ON. , The ejection waveform for each of the cut droplet sizes is applied to each piezoelectric element,
The switching control unit increases or decreases the number of times of switching of the control signal, which has a correspondence relationship with the size of the droplet size discharged by the discharge waveform, according to the detected temperature in the liquid discharge head. apparatus.
各圧力室の各ノズルに対向する壁の一面は、一部が変位可能な振動板で構成され、
前記複数の圧電素子は、端面が前記振動板の変位可能な部分と接触した状態で変位することで前記圧力室に圧力を付与し、
前記各圧電素子の側面には、前記制御信号に対応づけられた前記各スイッチング素子が設けられたフレキシブルプリント基板が接触して接続されており、
前記各ノズルから液体が吐出する際、吐出による放熱により前記各圧力室の温度が低下し、
前記スイッチング制御部は、前記基本駆動波形が前記パルス以外の基準電位にある期間に、前記制御信号のスイッチングにより、前記各スイッチング素子のON/OFFの切り替えを実施させ、
前記各スイッチング素子のON/OFFの切り替えの際に、前記各スイッチング素子のスイッチング抵抗によって微電流が発生し、前記微電流によって前記圧電素子が吐出しない程度に収縮・膨張することで前記各圧電素子が発熱して前記各圧力室に伝達される
請求項1に記載の液体吐出装置。
One side of the wall facing each nozzle in each pressure chamber is composed of a partially displaceable diaphragm.
The plurality of piezoelectric elements apply pressure to the pressure chamber by displacement in a state where the end face is in contact with the displaceable portion of the diaphragm.
A flexible printed circuit board provided with each of the switching elements associated with the control signal is contacted and connected to the side surface of each of the piezoelectric elements.
When the liquid is discharged from each of the nozzles, the temperature of each of the pressure chambers is lowered due to heat dissipation by the discharge.
The switching control unit switches ON / OFF of each switching element by switching the control signal while the basic drive waveform is at a reference potential other than the pulse.
When switching ON / OFF of each of the switching elements, a minute current is generated by the switching resistance of each of the switching elements, and the piezoelectric element contracts and expands to such an extent that the piezoelectric element is not discharged by the minute current, so that each of the piezoelectric elements The liquid discharge device according to claim 1, wherein the heat is generated and transmitted to each of the pressure chambers.
前記基本駆動波形の周期内の前記複数のパルスの最終パルス後、前記基本駆動波形の電位が基準電位にある期間に、前記制御信号のスイッチングを実施して、前記各スイッチング素子をOFFから短期間ONさせてOFFにする切り替えを実施させる
請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
After the final pulse of the plurality of pulses in the period of the basic drive waveform, the control signal is switched during the period when the potential of the basic drive waveform is at the reference potential, and each switching element is turned off for a short period of time. The liquid discharge device according to claim 1 or 2, wherein the switching of turning on and off is performed.
検知された前記液体吐出ヘッド内の温度が所定範囲よりも低い場合は、前記最終パルス後の前記制御信号のスイッチングの回数を増加させる
請求項3に記載の液体吐出装置。
The liquid discharge device according to claim 3, wherein when the detected temperature in the liquid discharge head is lower than a predetermined range, the number of times of switching of the control signal after the final pulse is increased.
検知された前記液体吐出ヘッド内の温度が所定範囲よりも高い場合は、前記最終パルス後の前記制御信号のスイッチングの回数を減少させる、又は前記最終パルス後の前記制御信号のスイッチングを削除する
請求項3に記載の液体吐出装置。
If the detected temperature in the liquid discharge head is higher than a predetermined range, the number of times the control signal is switched after the final pulse is reduced, or the switching of the control signal after the final pulse is deleted. Item 3. The liquid discharge device according to item 3.
前記制御信号が前記基本駆動波形に含まれる連続したパルスを連続して選択する場合、前記連続したパルス間に前記制御信号のスイッチングを実施し、前記各スイッチング素子をONから短期間OFFさせてONにする切り替えを実施させる
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
When the control signal continuously selects continuous pulses included in the basic drive waveform, the control signal is switched between the continuous pulses, and each switching element is turned from ON to OFF for a short period of time. The liquid discharge device according to any one of claims 1 to 5, wherein the switching is performed.
前記液体吐出ヘッドの内部に、前記液体吐出ヘッドの温度を、複数のノズル間の温度差を減少させるように調整する温調機構を備えている
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
The invention according to any one of claims 1 to 6, wherein a temperature control mechanism for adjusting the temperature of the liquid discharge head so as to reduce a temperature difference between a plurality of nozzles is provided inside the liquid discharge head. Liquid discharge device.
液体吐出ヘッドの駆動制御方法であって、
液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズル、前記複数のノズルに対応した複数の圧力室、前記複数の圧力室に圧力をそれぞれ加える複数の圧電素子、前記複数の圧電素子に対応して設けられた複数のスイッチング素子、及び前記液体吐出ヘッド内の温度を検知する温度検知部、を有しており、
複数のパルスを含む基本駆動波形を生成する基本駆動波形生成ステップと、
前記基本駆動波形から1又は複数のパルス含む期間を選択して、液滴サイズ毎の吐出波形を切り出す、2値の制御信号を生成する制御信号生成ステップと、
前記制御信号のスイッチングを制御するスイッチング制御ステップと、を有しており、
前記複数のスイッチング素子の各スイッチング素子は、前記制御信号に応じてON/OFFのスイッチングを実施し、前記制御信号が一方の値の期間、切り出された前記液滴サイズ毎の前記吐出波形を、各圧電素子に印加し、
前記スイッチング制御ステップでは、前記吐出波形により吐出される前記液滴サイズの大小関係と対応関係がある前記制御信号のスイッチング回数を、検知された前記液体吐出ヘッド内の温度に応じて増減させる
液体吐出ヘッドの駆動制御方法。
It is a drive control method for the liquid discharge head.
The liquid discharge head is provided corresponding to a plurality of nozzles for discharging liquid, a plurality of pressure chambers corresponding to the plurality of nozzles, a plurality of piezoelectric elements for applying pressure to the plurality of pressure chambers, and the plurality of piezoelectric elements. It has a plurality of switching elements, and a temperature detection unit that detects the temperature inside the liquid discharge head.
A basic drive waveform generation step that generates a basic drive waveform containing multiple pulses,
A control signal generation step of selecting a period including one or more pulses from the basic drive waveform, cutting out a discharge waveform for each droplet size, and generating a binary control signal.
It has a switching control step that controls switching of the control signal.
Each switching element of the plurality of switching elements performs ON / OFF switching in response to the control signal, and the ejection waveform for each of the droplet sizes cut out during the period of one value of the control signal is displayed. Apply to each piezoelectric element,
In the switching control step, the number of times the control signal is switched, which has a correspondence relationship with the size of the droplet size discharged by the discharge waveform, is increased or decreased according to the detected temperature in the liquid discharge head. Head drive control method.
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