JP2020152070A - Liquid discharge head and liquid discharge device - Google Patents

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JP2020152070A JP2019055103A JP2019055103A JP2020152070A JP 2020152070 A JP2020152070 A JP 2020152070A JP 2019055103 A JP2019055103 A JP 2019055103A JP 2019055103 A JP2019055103 A JP 2019055103A JP 2020152070 A JP2020152070 A JP 2020152070A
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晶也 市川
Akiya Ichikawa
晶也 市川
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

To restrain the occurrence of small droplets.SOLUTION: A liquid discharge head in an embodiment includes a pressure chamber for storing liquid, an actuator for changing a pressure of the liquid in the pressure chamber in response to an applied driving signal, and an application unit. The application unit applies a driving signal for discharging the liquid multiple times from a nozzle in communication with the pressure chamber. The driving signal includes a first signal for discharging liquid once and a second signal which is applied later than the first signal and discharges liquid once. The first signal includes a first pulse for driving the actuator so as to reduce the pressure of the liquid in the pressure chamber and a second pulse for driving the actuator so as to increase the pressure of the liquid in the pressure chamber. The second signal includes a third pulse with a longer application time than the first pulse for driving the actuator so as to reduce the pressure of the liquid in the pressure chamber and a fourth pulse for driving the actuator so as to increase the pressure of the liquid in the pressure chamber.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明の実施形態は、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a liquid discharge head and a liquid discharge device.

ノズルからインクなどの液体を吐出させるインクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)が知られている。また、このような液体吐出ヘッドを搭載したインクジェットプリンタなどの液体吐出装置が知られている。
液体吐出装置は、液体吐出ヘッドのノズルから吐出されたメインドット(主液滴)に付随して、サテライトなどと呼ばれる小液滴が発生する場合がある。このような小液滴は、印刷品質の低下などに繋がる。
An inkjet head (liquid ejection head) that ejects a liquid such as ink from a nozzle is known. Further, a liquid ejection device such as an inkjet printer equipped with such a liquid ejection head is known.
In the liquid discharge device, small droplets called satellites or the like may be generated in association with the main dots (main droplets) discharged from the nozzle of the liquid discharge head. Such small droplets lead to deterioration of print quality and the like.

特開2018−202763号公報JP-A-2018-202763

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、小液滴の発生を抑える液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することである。 An object to be solved by the embodiment of the present invention is to provide a liquid discharge head and a liquid discharge device that suppress the generation of small droplets.

実施形態の液体吐出ヘッドは、圧力室、アクチュエータ及び印加部を含む。圧力室は、液体を収容する。アクチュエータは、印加される駆動信号に応じて前記圧力室内の液体の圧力を変化させる。印加部は、前記圧力室に連通したノズルから液体を複数回吐出させる前記駆動信号を前記アクチュエータに印加する。駆動信号は、前記液体を1回吐出させる第1の信号と、第1の信号より後に印加され、前記液体を1回吐出させる第2の信号とを含む。第1の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる第1のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第2のパルスとを含む。第2の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる、前記第1のパルスよりも印加時間が長い第3のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第4のパルスとを含む。 The liquid discharge head of the embodiment includes a pressure chamber, an actuator and an application part. The pressure chamber houses the liquid. The actuator changes the pressure of the liquid in the pressure chamber according to the applied drive signal. The application unit applies the drive signal for ejecting the liquid a plurality of times from the nozzle communicating with the pressure chamber to the actuator. The drive signal includes a first signal for discharging the liquid once, and a second signal applied after the first signal to discharge the liquid once. The first signal is a first pulse that drives the actuator to reduce the pressure of the liquid in the pressure chamber and a second pulse that drives the actuator to increase the pressure of the liquid in the pressure chamber. And include. The second signal increases the pressure of the liquid in the pressure chamber with a third pulse, which has a longer application time than the first pulse, which drives the actuator to decrease the pressure of the liquid in the pressure chamber. Includes a fourth pulse that drives the actuator so as to.

実施形態に係るインクジェットヘッドの一部を分解して示す斜視図。The perspective view which shows the part of the inkjet head which concerns on embodiment disassembled. 実施形態に係るインクジェットヘッドの前方部における縦断面図。The vertical sectional view in the front part of the inkjet head which concerns on embodiment. 実施形態に係るインクジェットヘッドの前方部における横断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the front portion of the inkjet head according to the embodiment. 実施形態に係るインクジェットヘッドの動作原理を説明するための図。The figure for demonstrating the operation principle of the inkjet head which concerns on embodiment. 実施形態に係るインクジェットヘッドの動作原理を説明するための図。The figure for demonstrating the operation principle of the inkjet head which concerns on embodiment. 実施形態に係るインクジェットヘッドの動作原理を説明するための図。The figure for demonstrating the operation principle of the inkjet head which concerns on embodiment. 実施形態に係るインクジェットプリンタの構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the structure of the inkjet printer which concerns on embodiment. 図7中のヘッド駆動回路の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the structure of the head drive circuit in FIG. 実施形態に係る駆動波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the drive waveform which concerns on embodiment. 実施形態に係る駆動波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the drive waveform which concerns on embodiment. 従来の駆動波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the conventional drive waveform. 従来の駆動波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the conventional drive waveform. 図10中の駆動波形によって吐出されるインク滴の吐出速度を示すグラフ。The graph which shows the ejection speed of the ink droplet ejected by the drive waveform in FIG. 図12中の駆動波形によって吐出されるインク滴の吐出速度を示すグラフ。The graph which shows the ejection speed of the ink droplet ejected by the drive waveform in FIG. 拡張パルスの印加時間を様々に変化させてインクを吐出させた場合のインクの吐出速度を示すグラフ。The graph which shows the ink ejection speed when the ink is ejected by changing the application time of an extended pulse variously. 拡張パルスの印加時間を様々に変化させてインクを吐出させた場合の着弾ドットを撮影した図面代用写真。A drawing substitute photograph of landing dots when ink is ejected by changing the application time of the extended pulse in various ways. 実施形態に係るプリカーサ波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the precursor waveform which concerns on embodiment. プリカーサを印加しない場合の各電極に印加される波形を示す図。The figure which shows the waveform applied to each electrode when the precursor is not applied. プリカーサを印加する場合の各電極に印加される波形を示す図。The figure which shows the waveform applied to each electrode when a precursor is applied.

以下、実施形態に係るインクジェットヘッドについて図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、各部の縮尺を適宜変更している場合がある。また、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、説明のため、構成を省略して示している場合がある。また、各図面及び以下の説明において、同一の符号は同様の要素を示す。 Hereinafter, the inkjet head according to the embodiment will be described with reference to the drawings. In each drawing used for the description of the following embodiments, the scale of each part may be changed as appropriate. In addition, each of the drawings used in the following embodiments may be omitted in configuration for the sake of explanation. Further, in each drawing and the following description, the same reference numerals indicate similar elements.

まず、実施形態に係るインクジェットヘッドの構成について図1〜図3を用いて説明する。図1は、実施形態に係るインクジェットヘッド100の一部を分解して示す斜視図である。図2は、インクジェットヘッド100の前方部における縦断面図である。図3は、インクジェットヘッド100の前方部における横断面図である。なお、インクジェットヘッド100は、液体吐出ヘッドの一例である。 First, the configuration of the inkjet head according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a perspective view showing a part of the inkjet head 100 according to the embodiment in an exploded manner. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the front portion of the inkjet head 100. FIG. 3 is a cross-sectional view of the front portion of the inkjet head 100. The inkjet head 100 is an example of a liquid ejection head.

インクジェットヘッド100は、ベース基板9を有する。インクジェットヘッド100は、ベース基板9の前方側の上面に第1の圧電部材1が接合され、この第1の圧電部材1の上に第2の圧電部材2が接合されている。接合された第1の圧電部材1と第2の圧電部材2とは、図2の矢印で示すように、板厚方向に沿って互いに相反する方向に分極している。 The inkjet head 100 has a base substrate 9. In the inkjet head 100, a first piezoelectric member 1 is bonded to the upper surface on the front side of the base substrate 9, and a second piezoelectric member 2 is bonded onto the first piezoelectric member 1. The joined first piezoelectric member 1 and the second piezoelectric member 2 are polarized in opposite directions along the plate thickness direction, as shown by the arrows in FIG.

ベース基板9の材料は、誘電率が小さく、かつ第1の圧電部材1及び第2の圧電部材2との熱膨張率の差が小さい。ベース基板9の材料は、例えばアルミナ(Al203)、窒化珪素(Si3N4)、炭化珪素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などがよい。一方、第1の圧電部材1及び第2の圧電部材2の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)などである。 The material of the base substrate 9 has a small dielectric constant, and the difference in thermal expansion coefficient between the first piezoelectric member 1 and the second piezoelectric member 2 is small. As the material of the base substrate 9, for example, alumina (Al203), silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), lead zirconate titanate (PZT) and the like are preferable. On the other hand, as the material of the first piezoelectric member 1 and the second piezoelectric member 2, lead zirconate titanate (PZT), lithium niobate (LiNbO3), lithium tantalate (LiTaO3) and the like are used.

インクジェットヘッド100は、接合された第1の圧電部材1及び第2の圧電部材2の先端側から後端側に向けて、多数の長尺な溝3を有する。各溝3は、間隔が一定でありかつ平行である。各溝3は、先端が開口し、後端が上方に傾斜している。 The inkjet head 100 has a large number of elongated grooves 3 from the front end side to the rear end side of the first piezoelectric member 1 and the second piezoelectric member 2 that have been joined. The grooves 3 are regularly spaced and parallel. The front end of each groove 3 is open, and the rear end is inclined upward.

インクジェットヘッド100は、各溝3の側壁及び底面に電極4を備える。電極4は、例えば、ニッケル(Ni)と金(Au)との二層構造となっている。電極4は、例えばメッキ法によって各溝3内に均一に成膜される。電極4の形成方法は、メッキ法に限定されず、スパッタ法又は蒸着法などであっても良い。 The inkjet head 100 includes electrodes 4 on the side walls and the bottom surface of each groove 3. The electrode 4 has, for example, a two-layer structure of nickel (Ni) and gold (Au). The electrode 4 is uniformly formed in each groove 3 by, for example, a plating method. The method for forming the electrode 4 is not limited to the plating method, and may be a sputtering method, a vapor deposition method, or the like.

インクジェットヘッド100は、各溝3の後端から第2の圧電部材2の後部上面に向けて引出し電極10を備える。引出し電極10は、前記電極4から延出する。 The inkjet head 100 includes a drawer electrode 10 from the rear end of each groove 3 toward the rear upper surface of the second piezoelectric member 2. The drawer electrode 10 extends from the electrode 4.

インクジェットヘッド100は、天板6及びオリフィスプレート7とを備える。天板6は、各溝3の上部を塞ぐ。オリフィスプレート7は、各溝3の先端を塞ぐ。インクジェットヘッド100は、天板6とオリフィスプレート7とで囲まれた各溝3によって、複数の圧力室15を形成する。圧力室15は、例えば深さが300μmで幅が80μmの形状を有し、169μmのピッチで平行に配列される。このような圧力室15は、インク室とも称される。圧力室15は、インクなどの液体を収容する。 The inkjet head 100 includes a top plate 6 and an orifice plate 7. The top plate 6 closes the upper part of each groove 3. The orifice plate 7 closes the tip of each groove 3. The inkjet head 100 forms a plurality of pressure chambers 15 by the grooves 3 surrounded by the top plate 6 and the orifice plate 7. The pressure chambers 15 have a shape having, for example, a depth of 300 μm and a width of 80 μm, and are arranged in parallel at a pitch of 169 μm. Such a pressure chamber 15 is also referred to as an ink chamber. The pressure chamber 15 stores a liquid such as ink.

天板6は、その内側後方に共通インク室5を備える。オリフィスプレート7は、各溝3と対向する位置にノズル8が穿設されている。ノズル8は、対向する溝3つまりは圧力室15と連通する。ノズル8は、圧力室15側から反対側のインク吐出側に向けて先細りの形状をなす。ノズル8は、隣り合う3つの圧力室15に対応したものを1組とし、溝3の高さ方向(図2の紙面の上下方向)に一定の間隔でずれて形成される。 The top plate 6 is provided with a common ink chamber 5 behind the inside. A nozzle 8 is bored in the orifice plate 7 at a position facing each groove 3. The nozzle 8 communicates with the facing groove 3, that is, the pressure chamber 15. The nozzle 8 has a tapered shape from the pressure chamber 15 side toward the ink ejection side on the opposite side. The nozzles 8 are formed as a set corresponding to three adjacent pressure chambers 15 and are displaced at regular intervals in the height direction of the groove 3 (vertical direction of the paper surface in FIG. 2).

インクジェットヘッド100は、ベース基板9の後方側の上面に、導電パターン13が形成されたプリント基板11が接合されている。そしてインクジェットヘッド100は、このプリント基板11に、後述するヘッド駆動回路101を実装したドライブIC12を搭載する。ドライブIC12は、導電パターン13に接続している。導電パターン13は、各引出し電極10とワイヤボンディングにより導線14で結合している。 In the inkjet head 100, a printed circuit board 11 on which a conductive pattern 13 is formed is bonded to the upper surface on the rear side of the base substrate 9. The inkjet head 100 mounts a drive IC 12 on which the head drive circuit 101 described later is mounted on the printed circuit board 11. The drive IC 12 is connected to the conductive pattern 13. The conductive pattern 13 is bonded to each of the leader electrodes 10 by wire bonding with a conducting wire 14.

インクジェットヘッド100が有する圧力室15、電極4及びノズル8の組をチャネルと称する。すなわちインクジェットヘッド100は、溝3の数Nだけチャネルch.1,ch.2,…,ch.Nを有する。 The set of the pressure chamber 15, the electrode 4, and the nozzle 8 included in the inkjet head 100 is referred to as a channel. That is, the inkjet head 100 has channels ch.1, ch.2, ..., Ch.N by the number N of the grooves 3.

次に、上記の如く構成されたインクジェットヘッド100の動作原理について、図4〜図6を用いて説明する。図4〜図6は、インクジェットヘッド100の動作原理を説明するための図である。なお、図4〜図6には、圧力室15の例として圧力室15a〜圧力室15cを示す。また、圧力室15aの壁面の電極4を電極4a、圧力室15bの壁面の電極4を電極4b、圧力室15cの壁面の電極4を電極4cとする。 Next, the operating principle of the inkjet head 100 configured as described above will be described with reference to FIGS. 4 to 6. 4 to 6 are diagrams for explaining the operating principle of the inkjet head 100. Note that FIGS. 4 to 6 show pressure chambers 15a to 15c as examples of the pressure chamber 15. Further, the electrode 4 on the wall surface of the pressure chamber 15a is the electrode 4a, the electrode 4 on the wall surface of the pressure chamber 15b is the electrode 4b, and the electrode 4 on the wall surface of the pressure chamber 15c is the electrode 4c.

図4は、電極4a〜電極4cのそれぞれに正の電圧Vが印加されている状態を示している。この状態では、電極4a〜電極4cがいずれも同電位であるため隔壁16a及び隔壁16bに対して電界がかからない。したがって、互いに隣接する圧力室15a,15bで挟まれた隔壁16a及び同じく隣接する圧力室15b,15cで挟まれた隔壁16bは、いずれも変形しない。 FIG. 4 shows a state in which a positive voltage V is applied to each of the electrodes 4a to 4c. In this state, since the electrodes 4a to 4c all have the same potential, no electric field is applied to the partition walls 16a and 16b. Therefore, neither the partition wall 16a sandwiched between the pressure chambers 15a and 15b adjacent to each other and the partition wall 16b sandwiched between the pressure chambers 15b and 15c adjacent to each other are deformed.

図5は、中央の電極4bにグラウンド電圧GNDが印加され、両隣の電極4a及び電極4cに正の電圧Vが印加されている状態を示している。この状態では、中央の電極4bと両隣の電極4a及び電極4cとの間に電位差が生じる。これにより、隔壁16a及び隔壁16bは、印加される電位差により電界が生じ、圧力室15bの容積を拡張させるように外側にせん断変形する。圧力室15bの容積が拡張すると、圧力室15b内の液体の圧力は、減少する。 FIG. 5 shows a state in which a ground voltage GND is applied to the central electrode 4b and a positive voltage V is applied to the electrodes 4a and 4c on both sides. In this state, a potential difference is generated between the central electrode 4b and the adjacent electrodes 4a and 4c. As a result, the partition wall 16a and the partition wall 16b are sheared and deformed outward so as to generate an electric field due to the applied potential difference and expand the volume of the pressure chamber 15b. As the volume of the pressure chamber 15b expands, the pressure of the liquid in the pressure chamber 15b decreases.

図6は、中央の電極4bに正の電圧Vが印加され、両隣の電極4a及び電極4cにグラウンド電圧GNDが印加されている状態を示している。この状態では、中央の電極4bと両隣の電極4a及び電極4cとの間に図5とは逆の電位差が生じる。これにより、隔壁16a及び隔壁16bは、印加される電位差により図5とは逆の方向に電界が生じ、圧力室15bの容積を収縮させるように内側にせん断変形する。圧力室15bの容積が収縮すると、圧力室15b内の液体の圧力は、増加する。 FIG. 6 shows a state in which a positive voltage V is applied to the central electrode 4b and a ground voltage GND is applied to the electrodes 4a and 4c on both sides. In this state, a potential difference opposite to that in FIG. 5 occurs between the central electrode 4b and the adjacent electrodes 4a and 4c. As a result, the partition wall 16a and the partition wall 16b are sheared and deformed inward so as to generate an electric field in the direction opposite to that in FIG. 5 due to the applied potential difference and contract the volume of the pressure chamber 15b. As the volume of the pressure chamber 15b contracts, the pressure of the liquid in the pressure chamber 15b increases.

圧力室15bの容積が拡張又は収縮された場合、圧力室15b内に圧力振動が発生する。この圧力振動により、圧力室15b内の圧力が高まり、圧力室15bに連通するノズル8からインク滴(液滴)が吐出される。 When the volume of the pressure chamber 15b is expanded or contracted, pressure vibration is generated in the pressure chamber 15b. Due to this pressure vibration, the pressure in the pressure chamber 15b increases, and ink droplets (droplets) are ejected from the nozzle 8 communicating with the pressure chamber 15b.

以上より、隔壁16a及び隔壁16bは、当該隔壁16a及び隔壁16bを壁面とする圧力室15bの容積を変化させるアクチュエータの一例である。つまり、各圧力室15は、それぞれ隣接する圧力室15とアクチュエータを共有する。このため、ヘッド駆動回路101は、各圧力室15を個別に駆動することができない。したがって、ヘッド駆動回路101は、各圧力室15をn(nは2以上の整数)個おきに(n+1)個のグループに分割して駆動する(n+1)分割駆動である。本実施形態では、ヘッド駆動回路101が、各圧力室15を2つおきに3つの組に分けて分割駆動する、いわゆる3分割駆動の場合を例示する。なお、3分割駆動はあくまでも一例であり、4分割駆動または5分割駆動などであってもよい。 From the above, the partition wall 16a and the partition wall 16b are examples of actuators that change the volume of the pressure chamber 15b having the partition wall 16a and the partition wall 16b as a wall surface. That is, each pressure chamber 15 shares an actuator with the adjacent pressure chamber 15. Therefore, the head drive circuit 101 cannot drive each pressure chamber 15 individually. Therefore, the head drive circuit 101 is a (n + 1) divided drive in which each pressure chamber 15 is divided into (n + 1) groups every n (n is an integer of 2 or more) and driven. In the present embodiment, the case of so-called three-division drive in which the head drive circuit 101 divides and drives each pressure chamber 15 into three groups every two is illustrated. The 3-split drive is just an example, and may be a 4-split drive, a 5-split drive, or the like.

なお、中央の圧力室15bに対応するノズルからインクを吐出させるための電圧のかけ方は図4〜図6の例に限らない。例えば、インクジェットヘッド100は、電極4a〜電極4cのそれぞれにグラウンド電圧GNDなどの同じ電圧を印加することで、圧力室15bを変形しない状態にしても良い。例えば、インクジェットヘッド100は、中央の電極4bに負の電圧−Vを印加し、両隣の電極4a及び電極4cにグラウンド電圧GNDを印加することで圧力室15bの容積を拡張させても良い。例えば、インクジェットヘッド100は、中央の電極4bに負の電圧−V/2を印加し、両隣の電極4a及び電極4cに正の電圧V/2を印加することで圧力室15bの容積を拡張させても良い。例えば、インクジェットヘッド100は、中央の電極4bにグラウンド電圧GNDを印加し、両隣の電極4a及び電極4cに負の電圧−Vを印加することで圧力室15bの容積を収縮させても良い。例えば、インクジェットヘッド100は、中央の電極4bに正の電圧V/2を印加し、両隣の電極4a及び電極4cに負の電圧−V/2を印加することで圧力室15bの容積を縮小させても良い。 The method of applying a voltage for ejecting ink from the nozzle corresponding to the central pressure chamber 15b is not limited to the examples of FIGS. 4 to 6. For example, the inkjet head 100 may be in a state in which the pressure chamber 15b is not deformed by applying the same voltage such as the ground voltage GND to each of the electrodes 4a to 4c. For example, the inkjet head 100 may expand the volume of the pressure chamber 15b by applying a negative voltage −V to the central electrode 4b and applying a ground voltage GND to the electrodes 4a and 4c on both sides. For example, the inkjet head 100 expands the volume of the pressure chamber 15b by applying a negative voltage −V / 2 to the central electrode 4b and applying a positive voltage V / 2 to the electrodes 4a and 4c on both sides. You may. For example, the inkjet head 100 may contract the volume of the pressure chamber 15b by applying a ground voltage GND to the central electrode 4b and applying a negative voltage −V to the adjacent electrodes 4a and 4c. For example, the inkjet head 100 reduces the volume of the pressure chamber 15b by applying a positive voltage V / 2 to the central electrode 4b and applying a negative voltage −V / 2 to the adjacent electrodes 4a and 4c. You may.

次に、インクジェットプリンタ200の構成について、図7を用いて説明する。図7は、インクジェットプリンタ200の構成の一例を示すブロック図である。
インクジェットプリンタ200は、例えばオフィス用プリンタ、バーコードプリンタ、POS用プリンタ又は産業用プリンタなどである。インクジェットプリンタ200は、画像形成媒体にインクなどを吐出することで画像を形成する。インクジェットプリンタ200は、1画素に着弾する液滴の量を変更することで階調表現を実現する。なお、画像形成媒体は、例えば、シート状の紙などである。
インクジェットプリンタ200は、プロセッサ201、ROM(read-only memory)202、RAM(random-access memory)203、操作パネル204、通信インターフェース205、搬送モータ206、モータ駆動回路207、ポンプ208、ポンプ駆動回路209及びインクジェットヘッド100を備える。またインクジェットプリンタ200は、アドレスバス,データバスなどのバスライン211を含む。そしてインクジェットプリンタ200は、このバスライン211に、プロセッサ201、ROM202、RAM203、操作パネル204、通信インターフェース205、モータ駆動回路207、ポンプ駆動回路209及びインクジェットヘッド100のヘッド駆動回路101をそれぞれ直接あるいは入出力回路を介して接続する。インクジェットプリンタ200は、液体吐出装置の一例である。
Next, the configuration of the inkjet printer 200 will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the inkjet printer 200.
The inkjet printer 200 is, for example, an office printer, a bar code printer, a POS printer, an industrial printer, or the like. The inkjet printer 200 forms an image by ejecting ink or the like onto an image forming medium. The inkjet printer 200 realizes gradation expression by changing the amount of droplets that land on one pixel. The image forming medium is, for example, sheet-shaped paper or the like.
The inkjet printer 200 includes a processor 201, a ROM (read-only memory) 202, a RAM (random-access memory) 203, an operation panel 204, a communication interface 205, a transfer motor 206, a motor drive circuit 207, a pump 208, and a pump drive circuit 209. And an inkjet head 100. Further, the inkjet printer 200 includes a bus line 211 such as an address bus and a data bus. The inkjet printer 200 directly or directly inserts the processor 201, ROM 202, RAM 203, operation panel 204, communication interface 205, motor drive circuit 207, pump drive circuit 209, and head drive circuit 101 of the inkjet head 100 into the bus line 211, respectively. Connect via the output circuit. The inkjet printer 200 is an example of a liquid ejection device.

プロセッサ201は、コンピュータの中枢部分に相当する。プロセッサ201は、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムに従って、インクジェットプリンタ200としての各種の機能を実現するべく各部を制御する。プロセッサ201は、例えば、CPU(central processing unit)などである。 The processor 201 corresponds to the central part of the computer. The processor 201 controls each part in order to realize various functions as the inkjet printer 200 according to the operating system and the application program. The processor 201 is, for example, a CPU (central processing unit) or the like.

ROM202は、上記コンピュータの主記憶部分に相当する。ROM202は、上記のオペレーティングシステムやアプリケーションプログラムを記憶する。ROM202は、プロセッサ201が各部を制御するための処理を実行する上で必要なデータを記憶する場合もある。 The ROM 202 corresponds to the main storage portion of the computer. The ROM 202 stores the above operating system and application programs. The ROM 202 may store data necessary for the processor 201 to execute a process for controlling each unit.

RAM203は、上記コンピュータの主記憶部分に相当する。RAM203は、プロセッサ201が処理を実行する上で必要なデータを記憶する。またRAM203は、プロセッサ201によって情報が適宜書き換えられるワークエリアとしても利用される。ワークエリアは、印刷データが展開される画像メモリを含む。 The RAM 203 corresponds to the main storage portion of the computer. The RAM 203 stores data necessary for the processor 201 to execute the process. The RAM 203 is also used as a work area where information is appropriately rewritten by the processor 201. The work area includes an image memory in which print data is expanded.

操作パネル204は、操作部と表示部とを有する。操作部は、電源キー、用紙フィードキー、エラー解除キー等のファンクションキーを配置したものである。表示部は、インクジェットプリンタ200の種々の状態を表示可能なものである。 The operation panel 204 has an operation unit and a display unit. The operation unit is arranged with function keys such as a power key, a paper feed key, and an error release key. The display unit can display various states of the inkjet printer 200.

通信インターフェース205は、LAN(local area network)などのネットワークを介して接続されるクライアント端末から印刷データを受信する。通信インターフェース205は、例えばインクジェットプリンタ200にエラーが発生したとき、エラーを通知する信号をクライアント端末に送信する。 The communication interface 205 receives print data from a client terminal connected via a network such as a LAN (local area network). When an error occurs in the inkjet printer 200, for example, the communication interface 205 transmits a signal notifying the error to the client terminal.

モータ駆動回路207は、搬送モータ206の駆動を制御する。搬送モータ206は、画像形成媒体を搬送する搬送機構の駆動源として機能する。搬送モータ206が駆動すると、搬送機構が画像形成媒体の搬送を開始する。搬送機構は、画像形成媒体をインクジェットヘッド100による印刷位置まで搬送する。搬送機構は、印刷を終えた画像形成媒体を排出口からインクジェットプリンタ200の外部に排出する。 The motor drive circuit 207 controls the drive of the transfer motor 206. The transfer motor 206 functions as a drive source for a transfer mechanism that conveys the image forming medium. When the transport motor 206 is driven, the transport mechanism starts transporting the image forming medium. The transport mechanism transports the image forming medium to the printing position by the inkjet head 100. The transport mechanism discharges the printed image-forming medium from the discharge port to the outside of the inkjet printer 200.

ポンプ駆動回路209は、ポンプ208の駆動を制御する。ポンプ208が駆動すると、インクタンク内のインクがインクジェットヘッド100に供給される。 The pump drive circuit 209 controls the drive of the pump 208. When the pump 208 is driven, the ink in the ink tank is supplied to the inkjet head 100.

インクジェットヘッド100は、印刷データに基づいて液滴を画像形成媒体に吐出する。インクジェットヘッド100は、ヘッド駆動回路101及びチャネル群102などを備える。 The inkjet head 100 ejects droplets onto an image forming medium based on print data. The inkjet head 100 includes a head drive circuit 101, a channel group 102, and the like.

ヘッド駆動回路101について図8を用いて説明する。図8は、ヘッド駆動回路101の構成の一例を示すブロック図である。前述の通り、ヘッド駆動回路101は、ドライブIC12内にある。 The head drive circuit 101 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the head drive circuit 101. As described above, the head drive circuit 101 is in the drive IC 12.

ヘッド駆動回路101は、印刷データに基づきインクジェットヘッド100のチャネル群102を駆動する。ヘッド駆動回路101は、チャネル群102に駆動信号を入力する。ヘッド駆動回路101は、駆動信号をアクチュエータ16に印加する印加部の一例である。
チャネル群102は、圧力室15、電極4及びノズル8などを含む複数のチャネル(ch.1,ch.2,…,ch.N)から構成される。即ち、チャネル群102は、ヘッド駆動回路101からの制御信号に基づいて、アクチュエータ16が拡張収縮する各圧力室15の動作により液滴を吐出する。
The head drive circuit 101 drives the channel group 102 of the inkjet head 100 based on the print data. The head drive circuit 101 inputs a drive signal to the channel group 102. The head drive circuit 101 is an example of an application unit that applies a drive signal to the actuator 16.
The channel group 102 is composed of a plurality of channels (ch.1, ch.2, ..., Ch.N) including a pressure chamber 15, an electrode 4, a nozzle 8, and the like. That is, the channel group 102 ejects liquid drops by the operation of each pressure chamber 15 in which the actuator 16 expands and contracts based on the control signal from the head drive circuit 101.

図8が示すように、ヘッド駆動回路101は、パターンジェネレータ301、周波数設定部302、駆動信号生成部303及びスイッチ回路304などを含む。 As shown in FIG. 8, the head drive circuit 101 includes a pattern generator 301, a frequency setting unit 302, a drive signal generation unit 303, a switch circuit 304, and the like.

パターンジェネレータ301は、圧力室15の容積を拡張させる拡張パルスの波形パターンと、圧力室15の容積をリリースさせるリリース期間と、圧力室15の容積を収縮させる収縮パルスの波形パターンとを用いて、種々の波形パターンを生成する。 The pattern generator 301 uses a waveform pattern of an expansion pulse that expands the volume of the pressure chamber 15, a release period that releases the volume of the pressure chamber 15, and a waveform pattern of a contraction pulse that contracts the volume of the pressure chamber 15. Generate various waveform patterns.

駆動信号生成部303は、バスラインから入力される印刷データに従い、パターンジェネレータ301で生成される波形パターンと、周波数設定部302で設定される駆動周波数とを基に、チャネル毎のパルスを生成する。チャネル毎のパルスは、駆動信号生成部303からスイッチ回路304に出力される。 The drive signal generation unit 303 generates a pulse for each channel based on the waveform pattern generated by the pattern generator 301 and the drive frequency set by the frequency setting unit 302 according to the print data input from the bus line. .. The pulse for each channel is output from the drive signal generation unit 303 to the switch circuit 304.

スイッチ回路304は、駆動信号生成部303から出力されるチャネル毎のパルスに応じて、各チャネルの電極4に印加する電圧を切り替える。即ち、スイッチ回路304は、パターンジェネレータ301が設定する拡張パルスなどの通電時間などに基づいて、各チャネルのアクチュエータ16に電圧を印加する。 The switch circuit 304 switches the voltage applied to the electrode 4 of each channel according to the pulse for each channel output from the drive signal generation unit 303. That is, the switch circuit 304 applies a voltage to the actuator 16 of each channel based on the energization time of the expansion pulse or the like set by the pattern generator 301.

スイッチ回路304は、この電圧の切り替えにより、各チャネルの圧力室15の容積を膨張させ、または収縮させて、各チャネルのノズル8から液滴を階調数分連続で吐出させる。 The switch circuit 304 expands or contracts the volume of the pressure chamber 15 of each channel by switching the voltage, and continuously ejects droplets from the nozzle 8 of each channel for several gradations.

以下、駆動信号の波形(以下「駆動波形」という。)について図を用いて説明する。
図9は、インクを吐出するチャネル(吐出チャネルch.x)の電極4に印加される駆動波形の一例を示す図である。なお、図9の縦軸は、当該電極4の電圧[V]を示す。当該電極4の電圧は、両隣の電極4に対する当該電極4の電位である。また、図9の横軸は時間軸である。
図9に示す駆動波形W1は、インクをノズル8から1回吐出させる波形である。駆動波形W1は、拡張パルスPL1及び収縮パルスPL2をこの順で含む。拡張パルスPL1は、駆動波形W1の印加開始とともに印加開始される。拡張パルスPL1の印加により、対応する圧力室15の容積は、図5に示すように拡張される。拡張パルスPL1の印加時間T1は、圧力室15内のインクの固有振動周期の半分の時間を1AL(acoustic length)とすると、1.5ALである。なお、ここでは、一例として1AL=1.60μ秒とする。収縮パルスPL2は、拡張パルスPL1の印加終了とともに印加開始される。収縮パルスPL2の印加により、対応する圧力室15の容積は、図6に示すように収縮される。これに伴い、ノズル8から液滴が吐出される。収縮パルスPL2の印加時間T2は、2ALである。収縮パルスPL2は、駆動波形W1の印加終了とともに印加終了する。駆動波形W1の印加終了により、対応する圧力室15の容積は、図4に示すように拡張も収縮もしていない状態に戻る。なお、拡張パルスPL1とこれに続く収縮パルスPL2との組み合わせである波形を、以下「第1の吐出波形」というものとする。
なお、第1の吐出波形は、第1の信号の一例である。また、第1の吐出波形に含まれる拡張パルスPL1は、圧力室15内の液体の圧力を減少させるようにアクチュエータ16を駆動させる第1のパルスの一例である。そして、第1の吐出波形に含まれる収縮パルスPL2は、圧力室15内の液体の圧力を増加させるようにアクチュエータ16を駆動させる第2のパルスの一例である。
Hereinafter, the waveform of the drive signal (hereinafter referred to as “drive waveform”) will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a drive waveform applied to the electrode 4 of the ink ejection channel (ejection channel ch.x). The vertical axis of FIG. 9 indicates the voltage [V] of the electrode 4. The voltage of the electrode 4 is the potential of the electrode 4 with respect to the adjacent electrodes 4. The horizontal axis of FIG. 9 is the time axis.
The drive waveform W1 shown in FIG. 9 is a waveform that ejects ink from the nozzle 8 once. The drive waveform W1 includes the expansion pulse PL1 and the contraction pulse PL2 in this order. The expansion pulse PL1 is applied at the same time as the application of the drive waveform W1 is started. By applying the expansion pulse PL1, the volume of the corresponding pressure chamber 15 is expanded as shown in FIG. The application time T1 of the expansion pulse PL1 is 1.5AL, where 1AL (acoustic length) is half the time of the natural vibration cycle of the ink in the pressure chamber 15. Here, as an example, 1AL = 1.60 μsec. The contraction pulse PL2 is started to be applied when the application of the expansion pulse PL1 is completed. By applying the contraction pulse PL2, the volume of the corresponding pressure chamber 15 is contracted as shown in FIG. Along with this, droplets are ejected from the nozzle 8. The application time T2 of the contraction pulse PL2 is 2AL. The contraction pulse PL2 ends when the drive waveform W1 is applied. When the application of the drive waveform W1 is completed, the volume of the corresponding pressure chamber 15 returns to the state of neither expansion nor contraction as shown in FIG. The waveform that is a combination of the expansion pulse PL1 and the contraction pulse PL2 that follows it is hereinafter referred to as a "first discharge waveform".
The first discharge waveform is an example of the first signal. Further, the extended pulse PL1 included in the first discharge waveform is an example of the first pulse that drives the actuator 16 so as to reduce the pressure of the liquid in the pressure chamber 15. The contraction pulse PL2 included in the first discharge waveform is an example of a second pulse that drives the actuator 16 so as to increase the pressure of the liquid in the pressure chamber 15.

図10は、インクを吐出するチャネルの電極4に印加される駆動波形の一例を示す図である。なお、図10の縦軸は、当該電極4の電圧[V]を示す。また、図10の横軸は時間軸である。
図10に示す駆動波形W2は、インクをノズル8から3回連続で吐出させる波形である。駆動波形W2は、拡張パルスPL1、収縮パルスPL2、拡張パルスPL3、収縮パルスPL2、拡張パルスPL3、収縮パルスPL2の順でパルスを含む。なお、拡張パルスPL3とこれに続く収縮パルスPL2との組み合わせである波形を、以下「第2の吐出波形」というものとする。したがって、駆動波形W2は、第1の吐出波形の後に2回の第2の吐出波形が続く波形である。第2の吐出波形の拡張パルスPL3は、第2の吐出波形の印加開始とともに印加開始される。拡張パルスPL3の印加により、対応する圧力室15の容積は、図5に示すように拡張される。拡張パルスPL3の印加時間T3は、1ALである。第2の吐出波形の収縮パルスPL2は、拡張パルスPL3の印加終了とともに印加開始される。拡張パルスPL1の印加により、対応する圧力室15の容積は、図6に示すように収縮される。これに伴い、ノズル8から液滴が吐出される。駆動波形W2は、第1の吐出波形又は第2の吐出波形1個につき、インクが1回ノズル8から吐出される波形である。駆動波形W2の1番目に印加される第2の吐出波形は、第1の吐出波形の印加終了とともに印加開始される。駆動波形W2の2番目に印加される第2の吐出波形は、1番目の第2の吐出波形の印加終了とともに印加開始される。
なお、第2の吐出波形は、第2の信号の一例である。また、第2の吐出波形に含まれる拡張パルスPL3は、圧力室15内の液体の圧力を減少させるようにアクチュエータ16を駆動させる第3のパルスの一例である。そして、第2の吐出波形に含まれる収縮パルスPL2は、圧力室15内の液体の圧力を増加させるようにアクチュエータ16を駆動させる第4のパルスの一例である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a drive waveform applied to the electrode 4 of the channel for ejecting ink. The vertical axis of FIG. 10 indicates the voltage [V] of the electrode 4. The horizontal axis of FIG. 10 is the time axis.
The drive waveform W2 shown in FIG. 10 is a waveform that ejects ink from the nozzle 8 three times in a row. The drive waveform W2 includes pulses in the order of expansion pulse PL1, contraction pulse PL2, expansion pulse PL3, contraction pulse PL2, expansion pulse PL3, and contraction pulse PL2. The waveform that is a combination of the expansion pulse PL3 and the contraction pulse PL2 that follows it is hereinafter referred to as a "second discharge waveform". Therefore, the drive waveform W2 is a waveform in which the first discharge waveform is followed by two second discharge waveforms. The expansion pulse PL3 of the second discharge waveform is applied at the same time as the application of the second discharge waveform is started. By applying the expansion pulse PL3, the volume of the corresponding pressure chamber 15 is expanded as shown in FIG. The application time T3 of the extended pulse PL3 is 1AL. The contraction pulse PL2 of the second discharge waveform is started to be applied when the application of the expansion pulse PL3 is completed. By applying the expansion pulse PL1, the volume of the corresponding pressure chamber 15 is contracted as shown in FIG. Along with this, droplets are ejected from the nozzle 8. The drive waveform W2 is a waveform in which ink is ejected from the nozzle 8 once for each of the first ejection waveform or the second ejection waveform. The first applied second discharge waveform of the drive waveform W2 is started to be applied when the application of the first discharge waveform is completed. The second discharge waveform applied to the drive waveform W2 starts to be applied when the application of the first second discharge waveform ends.
The second discharge waveform is an example of the second signal. Further, the expansion pulse PL3 included in the second discharge waveform is an example of a third pulse that drives the actuator 16 so as to reduce the pressure of the liquid in the pressure chamber 15. The contraction pulse PL2 included in the second discharge waveform is an example of a fourth pulse that drives the actuator 16 so as to increase the pressure of the liquid in the pressure chamber 15.

なお、インクをノズル8からk回連続で吐出させる波形は、同様に、第1の吐出波形と、これに続く(k−1)個の第2の吐出波形からなる。なお、kは、2以上の整数である。 Similarly, the waveform for continuously ejecting ink from the nozzle 8 k times is composed of a first ejection waveform and (k-1) second ejection waveforms following the first ejection waveform. In addition, k is an integer of 2 or more.

なお、従来の駆動波形は、図11及び図12に示すようなものである。図11及び図12は、従来の駆動波形の一例を示す図である。また、図11及び図12の縦軸は、電極の電圧[V]を示す。図11及び図12の横軸は時間軸を示す。
図11に示す駆動波形W3は、インクをノズルから1回吐出させる波形である。駆動波形W3は、第2の吐出波形である。
図12に示す駆動波形W4は、インクをノズルから3回連続で吐出させる波形である。駆動波形W4は、第2の吐出波形が3回続く波形である。
The conventional drive waveform is as shown in FIGS. 11 and 12. 11 and 12 are diagrams showing an example of a conventional drive waveform. Further, the vertical axis of FIGS. 11 and 12 shows the voltage [V] of the electrode. The horizontal axis of FIGS. 11 and 12 indicates the time axis.
The drive waveform W3 shown in FIG. 11 is a waveform that ejects ink once from the nozzle. The drive waveform W3 is a second discharge waveform.
The drive waveform W4 shown in FIG. 12 is a waveform that ejects ink from the nozzle three times in a row. The drive waveform W4 is a waveform in which the second discharge waveform continues three times.

したがって、本実施形態の駆動波形W1及び駆動波形W2は、従来の駆動波形W3及び駆動波形W4と比べると、最初の拡張パルスPL3が拡張パルスPL1に代わったものであることが分かる。 Therefore, in the drive waveform W1 and the drive waveform W2 of the present embodiment, it can be seen that the first expansion pulse PL3 replaces the expansion pulse PL1 as compared with the conventional drive waveform W3 and drive waveform W4.

本実施形態の駆動波形W2によって吐出されるインク滴の吐出速度を図13に示す。図13は、駆動波形W2によって吐出される1ドロップ目から3ドロップ目のインク滴の吐出速度を示すグラフである。なお、図13の縦軸は、インク滴の吐出速度[m/s]を示す。また、図13の横軸は何ドロップ目であるかを示す。
また、図13には、単ノズル駆動でインクジェットヘッド100を駆動させた場合と、複ノズル同時駆動でインクジェットヘッド100を駆動させた場合の吐出速度をそれぞれ示している。単ノズル駆動とは、1つのノズルのみからインク滴を吐出させる駆動である。そして、複ノズル同時駆動とは、n個おきに複数のノズルから同時にインク滴を吐出させる駆動である。ここでは、3分割駆動であるので2個おきである。すなわち、ここでは、複ノズル同時駆動は、m(mは、整数)、m+3、m+6、m+9…番目のノズルから同時にインク滴を吐出させる駆動である。
FIG. 13 shows the ejection speed of the ink droplets ejected by the drive waveform W2 of the present embodiment. FIG. 13 is a graph showing the ejection speed of the ink droplets of the first to third drops ejected by the drive waveform W2. The vertical axis of FIG. 13 indicates the ink droplet ejection speed [m / s]. Further, the horizontal axis of FIG. 13 indicates the number of drops.
Further, FIG. 13 shows the ejection speeds when the inkjet head 100 is driven by single nozzle drive and when the inkjet head 100 is driven by multiple nozzle simultaneous drive. The single nozzle drive is a drive for ejecting ink droplets from only one nozzle. The double nozzle simultaneous drive is a drive in which ink droplets are simultaneously ejected from a plurality of nozzles every n nozzles. Here, since it is divided into three parts, it is every two. That is, here, the double nozzle simultaneous drive is a drive in which ink droplets are simultaneously ejected from the m (m is an integer), m + 3, m + 6, m + 9 ... th nozzle.

また、従来の駆動波形W4によって吐出されるインク滴の吐出速度を図14に示す。図14は、駆動波形W4によって吐出される1ドロップ目から3ドロップ目のインク滴の吐出速度を示すグラフである。なお、図14の縦軸は、インク滴の吐出速度を示す。また、図14の横軸は何ドロップ目であるかを示す。
また、図14には、単ノズル駆動でインクジェットヘッド100を駆動させた場合と、複ノズル同時駆動でインクジェットヘッド100を駆動させた場合の吐出速度をそれぞれ示している。
Further, FIG. 14 shows the ejection speed of the ink droplets ejected by the conventional drive waveform W4. FIG. 14 is a graph showing the ejection speed of the ink droplets of the first to third drops ejected by the drive waveform W4. The vertical axis of FIG. 14 indicates the ejection speed of ink droplets. Further, the horizontal axis of FIG. 14 indicates the number of drops.
Further, FIG. 14 shows the ejection speeds when the inkjet head 100 is driven by a single nozzle drive and when the inkjet head 100 is driven by a double nozzle simultaneous drive.

図14に示すように、従来の駆動波形W4では、単ノズル駆動及び複ノズル同時駆動の双方とも、1ドロップ目の吐出速度が2ドロップ名の吐出速度より速い。対して、図13に示すように、本実施形態の駆動波形W2では、1ドロップ目より2ドロップ目の方が、吐出速度が速い。このように、後に吐出される2ドロップ目のインク滴の方が1ドロップ目のインク滴の吐出速度より速いことで、2ドロップ目のインク滴が飛翔中に1ドロップ目のインク滴と合体しやすい。このようにインク滴が合体することで、画像形成媒体に着弾する着弾ドットの分裂が起こりにくい。また、このようにインク滴が合体することで、サテライトなどが発生しにくくなる。したがって、インク滴が合体することで画質が向上する。 As shown in FIG. 14, in the conventional drive waveform W4, the discharge speed of the first drop is faster than the discharge speed of the two drop names in both the single nozzle drive and the double nozzle simultaneous drive. On the other hand, as shown in FIG. 13, in the drive waveform W2 of the present embodiment, the discharge speed of the second drop is faster than that of the first drop. In this way, the ink droplets of the second drop that are ejected later are faster than the ink droplets of the first drop, so that the ink droplets of the second drop are combined with the ink droplets of the first drop during flight. Cheap. By combining the ink droplets in this way, the impact dots that land on the image forming medium are less likely to be split. Further, by combining the ink droplets in this way, satellites and the like are less likely to be generated. Therefore, the image quality is improved by the coalescence of the ink droplets.

駆動波形W2について、拡張パルスPL1の印加時間を様々に変化させた場合の1ドロップ目から3ドロップ目の吐出速度を図15に示す。図15は、拡張パルスPL1の印加時間を様々に変化させた場合の駆動波形W2によって吐出されるインクの吐出速度を示すグラフである。なお、図15の縦軸は、インク滴の吐出速度を示す。また図15の横軸は、拡張パルスPL1の印加時間を差分α[μ秒]で示す。差分αは、拡張パルスPL1の印加時間から1ALを引いた値である。例えば、α=0.4であるならば、拡張パルスPL1の印加時間は、1AL+0.4μ秒である。なお、ここでは、AL=1.60[μ秒]であるので、α=0.4であるならば、拡張パルスPL1の印加時間は、2.0μ秒である。 FIG. 15 shows the discharge speeds of the first to third drops when the application time of the extended pulse PL1 is variously changed for the drive waveform W2. FIG. 15 is a graph showing the ejection speed of the ink ejected by the drive waveform W2 when the application time of the extended pulse PL1 is variously changed. The vertical axis of FIG. 15 indicates the ejection speed of ink droplets. Further, the horizontal axis of FIG. 15 indicates the application time of the extended pulse PL1 by a difference α [μsec]. The difference α is a value obtained by subtracting 1AL from the application time of the extended pulse PL1. For example, if α = 0.4, the application time of the extended pulse PL1 is 1AL + 0.4 μsec. Since AL = 1.60 [μsec] here, if α = 0.4, the application time of the extended pulse PL1 is 2.0 μsec.

図15から、αが−0.4μ秒〜0.4μ秒のとき、1ドロップ目のインク滴の吐出速度は、2ドロップ目の吐出速度より速いことが分かる。また、図15から、αが0.6μ秒〜0.8μ秒のとき、2ドロップ目のインク滴の吐出速度が1ドロップ目のインク滴の吐出速度より速いことが分かる。したがって、拡張パルスPL1の印加時間は、1AL+0.6μ秒(=2.2μ秒)以上であることが好ましい。すなわち、拡張パルスPL1の印加時間は、約1.4AL以上であることが好ましい。 From FIG. 15, it can be seen that when α is −0.4 μsec to 0.4 μsec, the ejection speed of the ink droplet of the first drop is faster than the ejection speed of the second drop. Further, from FIG. 15, it can be seen that when α is 0.6 μsec to 0.8 μsec, the ejection speed of the ink droplet of the second drop is faster than the ejection speed of the ink droplet of the first drop. Therefore, the application time of the extended pulse PL1 is preferably 1AL + 0.6 μsec (= 2.2 μsec) or more. That is, the application time of the extended pulse PL1 is preferably about 1.4AL or more.

図16は、拡張パルスPL1の印加時間を様々に変化させて、1回〜3回連続でインクを吐出させた場合の着弾ドットを撮影した写真である。なお、図16は、αを−0.4μ秒から0.8μ秒まで0.2μ秒刻みで変化させた場合のそれぞれの着弾ドットを撮影した写真を示している。図16から分かるように、αが0μ秒である場合に比べて、αが0.2μ秒である場合、2回連続でインクを吐出させた場合の着弾ドットが真円に近いことが分かる。また、αが0.4μ秒である場合、αが0.2μ秒である場合よりサテライトドットが少ないことが分かる。なお、サテライトドットは、メインドットの近傍の小さいドットである。また、αが0.6μ秒である場合、αが0.4μ秒である場合よりさらにサテライトドットが少ないことが分かる。特に、1回だけインクを吐出させた場合のサテライトドットが少なくなっていることが分かる。また、αが0.8μ秒である場合、αが0.6μ秒である場合よりさらにサテライトドットが少ないことが分かる。したがって
拡張パルスPL1の印加時間は、1AL+0.2μ秒(=1.8μ秒)以上であることが好ましく、1AL+0.4μ秒(=2.0μ秒)以上であることがより好ましく、1AL+0.6μ秒(=2.2μ秒)以上であることがさらに好ましく、1AL+0.8μ秒(=2.4μ秒)であることが最も好ましい。すなわち、拡張パルスPL1の印加時間は、約1.1AL以上であることが好ましく、約1.3AL以上であることがより好ましく、約1.4AL以上であることがさらに好ましく、1.5ALであることが最も好ましい。
FIG. 16 is a photograph of landing dots when the ink is ejected once to three times in succession by varying the application time of the extended pulse PL1. Note that FIG. 16 shows photographs of each landing dot when α is changed from −0.4 μsec to 0.8 μsec in 0.2 μsec increments. As can be seen from FIG. 16, when α is 0.2 μs, the landing dots when the ink is ejected twice in succession are closer to a perfect circle than when α is 0 μs. It can also be seen that when α is 0.4 μs, there are fewer satellite dots than when α is 0.2 μs. The satellite dot is a small dot in the vicinity of the main dot. Further, it can be seen that when α is 0.6 μsec, the number of satellite dots is further smaller than when α is 0.4 μsec. In particular, it can be seen that the number of satellite dots is reduced when the ink is ejected only once. Further, it can be seen that when α is 0.8 μsec, the number of satellite dots is further smaller than when α is 0.6 μsec. Therefore, the application time of the extended pulse PL1 is preferably 1AL + 0.2 μsec (= 1.8 μsec) or more, more preferably 1AL + 0.4 μsec (= 2.0 μsec) or more, and 1AL + 0.6 μsec. It is more preferably (= 2.2 μsec) or more, and most preferably 1AL + 0.8 μsec (= 2.4 μsec). That is, the application time of the extended pulse PL1 is preferably about 1.1AL or more, more preferably about 1.3AL or more, further preferably about 1.4AL or more, and 1.5AL. Is most preferable.

なお、図16には示していないが、αが1.0μ秒である場合、αが0.8μ秒である場合より悪い結果が得られた。したがって、αは、1μ秒未満であることが好ましい。すなわち、拡張パルスPL1の印加時間は、約1.6AL未満であることが好ましい。 Although not shown in FIG. 16, when α was 1.0 μs, worse results were obtained than when α was 0.8 μs. Therefore, α is preferably less than 1 μsec. That is, the application time of the extended pulse PL1 is preferably less than about 1.6 AL.

また、一般的に、(n+1)分割駆動のインクジェットヘッドでは、m番目のノズルと、m+1番目のノズルと、…、m+n番目のノズルとでは吐出の性能が変化してしまう。そこで、このような分割駆動の影響をできるだけ抑えるために、プリカーサと呼ばれる微振動パルスを電極4に印加する。プリカーサは、液滴を吐出させないような微振動パルスである。 Further, in general, in the (n + 1) split drive inkjet head, the ejection performance changes between the m-th nozzle, the m + 1-th nozzle, ..., The m + n-th nozzle. Therefore, in order to suppress the influence of such split driving as much as possible, a micro-vibration pulse called a precursor is applied to the electrode 4. The precursor is a micro-vibration pulse that does not eject droplets.

プリカーサの波形の例を図17に示す。図17は、プリカーサ波形W11の例を示す図である。プリカーサ波形W11は、収縮パルスPL11を含む。収縮パルスPL11は、プリカーサ波形W11の印加開始からT11後に印加開始される。収縮パルスPL11の印加により、対応する圧力室15の容積は、図6に示すように収縮される。収縮パルスPL11の印加時間は、T12である。T11は、一例として2.25ALである。T12は、一例として、0.75ALである。プリカーサ波形W11の印加開始からT11経過するまでの間、プリカーサ波形の電圧は0である。すなわち、プリカーサ波形W11の印加開始からT11経過するまでの間は、リリース期間である。したがって、この間、対応する圧力室15の容積は、図4に示すように拡張も収縮もしていない状態である。 An example of the waveform of the precursor is shown in FIG. FIG. 17 is a diagram showing an example of the precursor waveform W11. The precursor waveform W11 includes a contraction pulse PL11. The contraction pulse PL11 is started to be applied after T11 from the start of application of the precursor waveform W11. By applying the contraction pulse PL11, the volume of the corresponding pressure chamber 15 is contracted as shown in FIG. The application time of the contraction pulse PL11 is T12. T11 is 2.25AL as an example. T12 is 0.75AL as an example. The voltage of the precursor waveform is 0 from the start of application of the precursor waveform W11 to the elapse of T11. That is, the period from the start of application of the precursor waveform W11 to the elapse of T11 is the release period. Therefore, during this period, the volume of the corresponding pressure chamber 15 is in a state of neither expansion nor contraction as shown in FIG.

連続吐出の最大回数を例えばp回とすると、ヘッド駆動回路101は、連続吐出回数がp回未満である駆動波形を印加した後に続けてプリカーサ波形W11を印加する。なお、pは、2以上の整数である。
例えば、ヘッド駆動回路101は、連続吐出回数がq回である駆動波形を印加した後に続けて、(p−q)回プリカーサ波形W11を印加する。なお、qは、p以下の整数である。
ノズル間で連続吐出する回数が異なる場合、当該ノズル間で吐出後に発生する残留振動が異なる。そこで、上記のようにプリカーサ波形を挿入することで、残留振動の違いを均一化することができる。これにより、印刷品質が向上する。
Assuming that the maximum number of continuous discharges is, for example, p times, the head drive circuit 101 applies the precursor waveform W11 after applying the drive waveform in which the number of continuous discharges is less than p times. Note that p is an integer of 2 or more.
For example, the head drive circuit 101 applies the precursor waveform W11 (pq) times after applying the drive waveform in which the number of continuous discharges is q times. Note that q is an integer less than or equal to p.
When the number of continuous discharges differs between the nozzles, the residual vibration generated after discharge differs between the nozzles. Therefore, by inserting the precursor waveform as described above, the difference in residual vibration can be made uniform. This improves the print quality.

図18及び図19にプリカーサ無しの場合と有りの場合の各電極4に印加される波形の例を示す。図18は、プリカーサを印加しない場合の各電極4に印加される波形を示す図である。図19は、プリカーサを印加する場合の各電極4に印加される波形を示す図である。なお、図18及び図19では、最大吐出回数pを3回とする。図19を見ればわかるように、最大吐出回数に満たない駆動波形の印加の後にプリカーサ波形W11が印加されている。 18 and 19 show examples of waveforms applied to each electrode 4 with and without a precursor. FIG. 18 is a diagram showing a waveform applied to each electrode 4 when a precursor is not applied. FIG. 19 is a diagram showing a waveform applied to each electrode 4 when a precursor is applied. In addition, in FIG. 18 and FIG. 19, the maximum number of discharges p is set to 3 times. As can be seen from FIG. 19, the precursor waveform W11 is applied after the drive waveform that is less than the maximum number of discharges is applied.

上記の実施形態は以下のような変形も可能である。
上記の実施形態では、インクジェットプリンタ200は、圧力室15が連続して並んでいる。しかしながら、実施形態の液体吐出装置は、空気室を備えるものであっても良い。この場合、実施形態の液体吐出装置は、例えば、圧力室と空気室が交互に並んでいる。
The above embodiment can be modified as follows.
In the above embodiment, in the inkjet printer 200, the pressure chambers 15 are continuously arranged. However, the liquid discharge device of the embodiment may include an air chamber. In this case, in the liquid discharge device of the embodiment, for example, pressure chambers and air chambers are alternately arranged.

インクジェットヘッド100は、上記実施形態の他、例えば静電気で振動板を変形させてインクを吐出する構造などであってもよい。この場合、当該振動板は、圧力室15内の液体の圧力を変化させるアクチュエータである。 In addition to the above embodiment, the inkjet head 100 may have a structure in which the diaphragm is deformed by static electricity to eject ink. In this case, the diaphragm is an actuator that changes the pressure of the liquid in the pressure chamber 15.

実施形態のインクジェットプリンタ200は、画像形成媒体に、インクによる二次元の画像を形成するインクジェットプリンタである。しかしながら、実施形態の液体吐出装置は、これに限られるものではない。実施形態の液体吐出装置は、例えば、3Dプリンタ、産業用の製造機械、又は医療用機械などであっても良い。実施形態の液体吐出装置が3Dプリンタ、産業用の製造機械、又は医療用機械などである場合には、実施形態の液体吐出装置は、例えば、素材となる物質又は素材を固めるためのバインダーなどをインクジェットヘッドから吐出させることで、立体物を形成する。 The inkjet printer 200 of the embodiment is an inkjet printer that forms a two-dimensional image with ink on an image forming medium. However, the liquid discharge device of the embodiment is not limited to this. The liquid discharge device of the embodiment may be, for example, a 3D printer, an industrial manufacturing machine, a medical machine, or the like. When the liquid discharge device of the embodiment is a 3D printer, an industrial manufacturing machine, a medical machine, or the like, the liquid discharge device of the embodiment is, for example, a substance to be a material or a binder for solidifying the material. A three-dimensional object is formed by ejecting from the inkjet head.

また、インクジェットプリンタ200は、透明光沢インク、赤外線又は紫外線等を照射したときに発色するインク、又はその他の特殊インクなども吐出可能である。さらに、インクジェットプリンタ200は、インク以外の液体を吐出することができるものであっても良い。なお、インクジェットプリンタ200が吐出する液体は、懸濁液などの分散液であっても良い。インクジェットプリンタ200が吐出するインク以外の液体としては例えば、プリント配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体、人工的に組織又は臓器などを形成するための細胞などを含む液体、接着剤などのバインダー、ワックス、又は液体状の樹脂などが挙げられる。 In addition, the inkjet printer 200 can also eject transparent glossy ink, ink that develops color when irradiated with infrared rays, ultraviolet rays, or the like, or other special inks. Further, the inkjet printer 200 may be capable of ejecting a liquid other than ink. The liquid discharged by the inkjet printer 200 may be a dispersion liquid such as a suspension. Examples of the liquid other than the ink ejected by the inkjet printer 200 include a liquid containing conductive particles for forming a wiring pattern of a printed wiring substrate, a liquid containing cells for artificially forming a tissue or an organ, and the like. Examples include binders such as adhesives, waxes, and liquid resins.

上記実施形態及びその変形における各数値は、本発明の目的が達成される範囲の誤差が許容される。 Each numerical value in the above-described embodiment and its modification allows an error within a range in which the object of the present invention is achieved.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

4…電極、8…ノズル、15…圧力室、16…アクチュエータ、100…インクジェットヘッド、101…ヘッド駆動回路、200…インクジェットプリンタ 4 ... Electrodes, 8 ... Nozzles, 15 ... Pressure chambers, 16 ... Actuators, 100 ... Inkjet heads, 101 ... Head drive circuits, 200 ... Inkjet printers

Claims (5)

液体を収容する圧力室と、
印加される駆動信号に応じて前記圧力室内の液体の圧力を変化させるアクチュエータと、
前記圧力室に連通したノズルから液体を複数回吐出させる前記駆動信号を前記アクチュエータに印加する印加部と、を備え、
前記駆動信号は、前記液体を1回吐出させる第1の信号と、第1の信号より後に印加され、前記液体を1回吐出させる第2の信号とを含み、
前記第1の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる第1のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第2のパルスとを含み、
前記第2の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる、前記第1のパルスよりも印加時間が短い第3のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第4のパルスとを含む、液体吐出ヘッド。
A pressure chamber that houses the liquid and
An actuator that changes the pressure of the liquid in the pressure chamber according to the applied drive signal,
The actuator is provided with an application unit that applies the drive signal to the actuator to discharge the liquid a plurality of times from a nozzle communicating with the pressure chamber.
The drive signal includes a first signal for discharging the liquid once and a second signal applied after the first signal to discharge the liquid once.
The first signal is a first pulse that drives the actuator to reduce the pressure of the liquid in the pressure chamber and a second pulse that drives the actuator to increase the pressure of the liquid in the pressure chamber. Including with pulse
The second signal is a third pulse having an application time shorter than that of the first pulse, which drives the actuator so as to reduce the pressure of the liquid in the pressure chamber, and the pressure of the liquid in the pressure chamber. A liquid discharge head that includes a fourth pulse that drives the actuator to increase.
前記第1のパルスの印加時間は、前記圧力室内の液体の固有振動周期の半分の時間をALとすると1.1AL以上であり、
前記第3のパルスの印加時間は、1ALである、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
The application time of the first pulse is 1.1 AL or more, where AL is half the time of the natural vibration cycle of the liquid in the pressure chamber.
The liquid discharge head according to claim 1, wherein the application time of the third pulse is 1AL.
前記第1のパルスの印加時間は、1.6AL未満である、請求項2に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 2, wherein the application time of the first pulse is less than 1.6 AL. 前記印加部は、前記駆動信号の後にプリカーサ波形を含む信号を前記アクチュエータに印加する、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to any one of claims 1 to 3, wherein the application unit applies a signal including a precursor waveform after the drive signal to the actuator. 液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置と、を備え、
前記液体吐出ヘッドは、
液体を収容する圧力室と、
印加される駆動信号に応じて前記圧力室内の液体の圧力を変化させるアクチュエータと、
前記圧力室に連通したノズルから液体を複数回吐出させる前記駆動信号を前記アクチュエータに印加する印加部と、を備え、
前記駆動信号は、前記液体を1回吐出させる第1の信号と、第1の信号より後に印加され、前記液体を1回吐出させる第2の信号とを含み、
前記第1の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる第1のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第2のパルスとを含み、
前記第2の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる、前記第1のパルスよりも印加時間が長い第3のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第4のパルスとを含む、液体吐出装置。
A liquid discharge head and a liquid supply device for supplying a liquid to the liquid discharge head are provided.
The liquid discharge head
A pressure chamber for storing liquid and
An actuator that changes the pressure of the liquid in the pressure chamber according to the applied drive signal,
The actuator is provided with an application unit that applies the drive signal to the actuator to discharge the liquid a plurality of times from a nozzle communicating with the pressure chamber.
The drive signal includes a first signal for discharging the liquid once and a second signal applied after the first signal to discharge the liquid once.
The first signal is a first pulse that drives the actuator to reduce the pressure of the liquid in the pressure chamber and a second pulse that drives the actuator to increase the pressure of the liquid in the pressure chamber. Including with pulse
The second signal is a third pulse having an application time longer than that of the first pulse, which drives the actuator so as to reduce the pressure of the liquid in the pressure chamber, and the pressure of the liquid in the pressure chamber. A liquid discharge device comprising a fourth pulse that drives the actuator to increase.
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