JP2022146216A - Liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejection device.
例えば、特許文献1には、液体吐出装置が記載されている。液体吐出装置は、駆動波形を含む駆動信号を駆動素子に供給して圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる。これにより、圧力室内の液体が押し出されて、ノズルから液滴が吐出される。
For example,
従来技術に係る液体吐出装置では、複数の液滴が媒体に着弾する前に、複数の液滴を合体させるために、それぞれ異なる波形の吐出パルスが用いられている。しかしながら、波形が異なる複数の吐出パルスを設計する場合には、各吐出パルスによる液滴の吐出安定性、及び複数の吐出パルス間の関係を調整する必要があり、波形設計が複雑になるという問題があった。 In a conventional liquid ejecting apparatus, ejection pulses with different waveforms are used to combine a plurality of droplets before the plurality of droplets land on a medium. However, when designing a plurality of ejection pulses with different waveforms, it is necessary to adjust the ejection stability of droplets by each ejection pulse and the relationship between the plurality of ejection pulses, which complicates the waveform design. was there.
本発明に係る液体吐出装置は、媒体に着弾させる液体を吐出するノズルと、ノズルと連通する圧力室と、駆動信号が供給されることで圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる駆動素子と、を有する吐出部と、駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備える。駆動信号は、第1の液滴を前記ノズルから吐出させる第1の吐出パルスと、第1の吐出パルスに続いて駆動素子に供給され、第2の液滴をノズルから吐出させる第2の吐出パルスとを含む。第1の吐出パルス及び第2の吐出パルスは、同形状である。第1の吐出パルスは、圧力室を膨張させる第1の膨張要素と、第1の膨張要素により膨張された圧力室を収縮させる第1の収縮要素と、第1の収縮要素により圧力室が収縮された後、圧力室を膨張させて圧力室内の液体の残留振動を弱める第1の制振要素と、を含む。第2の吐出パルスは、圧力室を膨張させる第2の膨張要素と、第2の膨張要素により膨張された圧力室を収縮させる第2の収縮要素と、第2の収縮要素により圧力室が収縮された後、圧力室を膨張させて圧力室内の液体の残留振動を弱める第2の制振要素と、を含む。第1の吐出パルスと第2の吐出パルスとの間隔である第1のパルス間隔は、第1の液滴が媒体に着弾する前に、第1の液滴と第2の液滴とが合体可能な期間に調整されている。 A liquid ejecting apparatus according to the present invention includes a nozzle that ejects liquid to land on a medium, a pressure chamber that communicates with the nozzle, a drive element that causes pressure fluctuations in the liquid in the pressure chamber by being supplied with a drive signal, and a drive signal generator that generates a drive signal. A drive signal includes a first ejection pulse for ejecting a first droplet from the nozzle, and a second ejection pulse which is supplied to the driving element subsequent to the first ejection pulse and causes a second droplet to be ejected from the nozzle. including pulses. The first ejection pulse and the second ejection pulse have the same shape. The first ejection pulse includes a first expansion element that expands the pressure chamber, a first contraction element that contracts the pressure chamber expanded by the first expansion element, and contraction of the pressure chamber by the first contraction element. a first damping element that expands the pressure chamber after being damped to dampen the residual vibration of the liquid in the pressure chamber. The second ejection pulse includes a second expansion element that expands the pressure chamber, a second contraction element that contracts the pressure chamber expanded by the second expansion element, and contraction of the pressure chamber by the second contraction element. a second damping element that expands the pressure chamber after being damped to dampen the residual vibration of the liquid in the pressure chamber. The first pulse interval, which is the interval between the first ejection pulse and the second ejection pulse, allows the first droplet and the second droplet to coalesce before the first droplet lands on the medium. Adjusted for possible periods.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, in each drawing, the dimensions and scale of each part are appropriately different from the actual ones. In addition, since the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, they are subject to various technically preferable limitations. It is not limited to these forms unless stated otherwise.
図1は、実施形態に係る液体吐出装置1の内部構成を示す概略斜視図である。図2は、液体吐出装置1を示すブロック図である。図1に示される液体吐出装置1は、吐出部10からインク滴を吐出して、媒体PAにインク滴を着弾させる。媒体PAは、例えば印刷用紙である。液体吐出装置1は、吐出部10を有する液体吐出部20と、液体吐出部20を搭載するキャリッジ3と、キャリッジ3を搬送するキャリッジ搬送機構4と、媒体PAを搬送する媒体搬送機構5とを備える。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the internal configuration of a
キャリッジ3には、インクを貯留するインクカートリッジ6が搭載されている。インクカートリッジ6は、インクを貯留するインク容器である。キャリッジ3は、例えば4色のインクに対応して複数のインクカートリッジを搭載できる。4色のインクとしては、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、及び、ブラックがある。インク容器は、キャリッジ3に搭載されていなくてもよい。インカートリッジに貯留されているインクは、液体吐出部20に供給される。
The
液体吐出装置1は、搬送機構7を備える。搬送機構7は、キャリッジ搬送機構4及び媒体搬送機構5を含む。キャリッジ搬送機構4は、キャリッジ3を搬送するための搬送ベルト4a及びモーターを有する。媒体搬送機構5は、媒体PAを搬送するための搬送ローラー5a及びモーターを有する。液体吐出装置1は、媒体搬送機構5により媒体PAを搬送させながら、キャリッジ搬送機構4によりキャリッジ3を搬送させて、媒体PAにインク滴を吐出して印刷する。液体吐出装置1は、媒体PA上に、印刷データImgに応じたドットを形成する。
The
液体吐出装置1は、リニアエンコーダー8を備える。リニアエンコーダー8は、キャリッジ3の位置を検出可能な位置に設けられている。リニアエンコーダー8は、キャリッジ3の位置に関する情報を取得する。リニアエンコーダー8は、キャリッジ3の移動に伴って、制御部30にエンコーダー信号を出力する。
The
液体吐出部20は、複数の記録ヘッド22を備える。図3は、記録ヘッド22の吐出部10を示す断面図である。記録ヘッド22は、複数の吐出部10と、共通液室23,24とを含む。吐出部10は、個別流路11、圧力室12、連通流路13、及びノズルNを含む。液体吐出部20は、複数のノズルNが形成されたノズルプレート25を有する。ノズルプレート25の底面は、ノズル面25aである。吐出部10は、振動板14及び駆動素子50を有する。
The
共通液室23,24は、複数の圧力室12に連通し、圧力室12に供給される前のインクを貯留する。共通液室24は、共通液室23の下流に接続されている。個別流路11は、共通液室24と圧力室12とを連通する。個別流路11は、圧力室12ごとに設けられている。連通流路13は、圧力室12とノズルNとを連通する。
The common
振動板14は、圧力室12の壁面の一部を構成する。振動板14は、複数の圧力室12に共通して設けられる。複数の駆動素子50は、複数の圧力室12ごとに設けられる。駆動素子50は、電極51、電極52、及び圧電体層53を含む。電極51は、下部電極であり、電極52は、上部電極である。電極51は共通電極であり、電極52は個別電極である。共通電極は、複数の駆動素子50において共通の電極である。個別電極は、複数の駆動素子50ごとに設けられる。電極51が個別電極でもよく、電極52が共通電極でもよい。圧電体層53は、電極51と電極52との間に配置されている。
The
電極51は、給電線Lbに電気的に接続されている。給電線Lbは、電位VBSに設定される。電極52には、供給駆動信号Vinが供給される。供給駆動信号Vinが供給されて、電極51,52間に電圧が印加されると、当該印加された電圧に応じて駆動素子50が厚み方向に変位する。これにより、駆動素子50及び振動板14が振動する。振動板14が振動することにより、圧力室12の容積及び圧力室12内の圧力が変化し、圧力室12内に充填されたインクが連通流路13内に流入する。連通流路13内のインクはノズルNに押し出され、ノズルNからインク滴が吐出される。
The
図2に示されるように、液体吐出装置1は、制御部30を備える。制御部30は、1又は複数のCPU31を含む。制御部30は、CPU31の代わりに、又は、CPU31に加えて、FPGAを備えるものでもよい。制御部30は、記憶部40を含む。記憶部40は、例えばRAM42及びROM41を備える。記憶部40は、EEPROM、又はPROMを備えていてもよい。記憶部40は、ホストコンピューターから供給される印刷データImgを記憶できる。記憶部40は、液体吐出装置1の制御プログラムを記憶する。
As shown in FIG. 2 , the
CPUは、Central Processing Unitの略称である。FPGAは、field-programmable gate arrayの略称である。RAMは、Random Access Memoryの略称である。ROMは、Read Only Memoryの略称である。EEPROMEは、Electrically Erasable Programmable Read-Only Memoryの略称である。PROMは、Programmable ROMの略称である。 CPU is an abbreviation for Central Processing Unit. FPGA is an abbreviation for field-programmable gate array. RAM is an abbreviation for Random Access Memory. ROM is an abbreviation for Read Only Memory. EEPROM is an abbreviation for Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory. PROM is an abbreviation for Programmable ROM.
制御部30は、液体吐出装置1の各部の動作を制御するための信号を生成する。制御部30は、印刷信号SI及び波形指定信号dComを生成できる。印刷信号SIは、吐出部10の動作の種類を指定するためのデジタル信号である。印刷信号SIは、吐出部10に対して駆動信号Comを供給するか否かを指定できる。波形指定信号dComは、駆動信号Comの波形を規定するデジタル信号である。駆動信号Comは、吐出部10を駆動するためのアナログ信号である。
The
液体吐出装置1は、駆動信号生成回路60を備える。駆動信号生成回路60は、駆動信号生成部の一例である。駆動信号生成回路60は、制御部30と電気的に接続されている。駆動信号生成回路60は、DA変換回路を含む。駆動信号生成回路60は、波形指定信号dComにより規定される波形を有する駆動信号Comを生成する。制御部30は、リニアエンコーダー8からエンコーダー信号を受信すると、駆動信号生成回路60に、タイミング信号PTSを出力する。タイミング信号PTSは、駆動信号Comの生成タイミングを規定する。駆動信号生成回路60は、タイミング信号PTSを受信するごとに、駆動信号Comを出力する。
The
液体吐出部20は、駆動回路21を備える。駆動回路21は、制御部30及び駆動信号生成回路60と電気的に接続されている。駆動回路21は、印刷信号SIに基づいて、駆動信号Comを吐出部10に供給するか否かを切り替える。駆動信号Comは、供給駆動信号Vinを含んでもよい。駆動回路21は、制御部30から供給される印刷信号SI、ラッチ信号LAT、期間指定信号Tsig、及び、チェンジ信号CHに基づいて、駆動信号Comが供給される吐出部10の駆動素子50を選択できる。ラッチ信号LATは、印刷データImgのラッチタイミングを規定する。チェンジ信号CHは、駆動信号Comに含まれる駆動パルスの選択タイミングを規定する。
The
図4は、実施例1に係る駆動信号Com1の波形を示す波形図である。図4では、横軸に時間の経過を示し、縦軸に電位をしめす。駆動信号Com1に含まれる駆動波形は、1周期T1の間に複数の吐出パルスPw1,Pw2を含む。吐出パルスPw1は、第1の吐出パルスの一例であり、吐出パルスPw2は、第2の吐出パルスの一例である。吐出パルスPw2は、吐出パルスPw1より後に、駆動素子50に供給される。吐出パルスPw1及び吐出パルスPw2は、同形状である。「同形状」は、略同形状を含む。例えば、誤差及びノイズを含み実質的に同じとみなせる場合は、同形状に含まれる。
FIG. 4 is a waveform diagram showing the waveform of the drive signal Com1 according to the first embodiment. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the passage of time, and the vertical axis indicates the potential. The driving waveform included in the driving signal Com1 includes a plurality of ejection pulses Pw1 and Pw2 during one cycle T1. The ejection pulse Pw1 is an example of a first ejection pulse, and the ejection pulse Pw2 is an example of a second ejection pulse. The ejection pulse Pw2 is supplied to the
吐出パルスPw1は、膨張要素a1,膨張維持要素b1,収縮要素c1,収縮維持要素d1,制振要素e1を含む。膨張要素a1は、圧力室12の容積を膨張させる要素である。膨張要素a1は、第1の膨張要素の一例である。膨張維持要素b2は、膨張要素a1によって膨張した圧力室12の容積を維持する要素である。収縮要素c1は、膨張維持要素b2で維持された圧力室12の容積を収縮させる要素である。収縮要素c1は、第1の収縮要素の一例である。収縮維持要素d1は、収縮要素c1で収縮した圧力室12の容積を維持する要素である。制振要素e1は、収縮維持要素d1で維持された圧力室12の容積を膨張させて圧力室12内のインクの残留振動を弱める要素である。制振要素e1は、第1の制振要素の一例である。
The ejection pulse Pw1 includes an expansion element a1, an expansion maintenance element b1, a contraction element c1, a contraction maintenance element d1, and a damping element e1. The expansion element a 1 is an element that expands the volume of the
吐出パルスPw1は、電位V1から電位V2までの間で電位変化する。膨張要素a1は、基準電位VBから開始される。基準電位VBは、電位V1と電位V2との間の電位である。膨張要素a1は、時間t11において基準電位VBから開始され、時間t12において電位V1に至る。 The potential of the ejection pulse Pw1 changes between the potential V1 and the potential V2. The expansion element a1 is started from the reference potential VB. The reference potential VB is a potential between the potential V1 and the potential V2. Expansion element a1 starts at reference potential VB at time t11 and reaches potential V1 at time t12.
膨張維持要素b1は、電位V1に維持される。膨張維持要素b1は、時間t12から時間t13まで、電位V1に維持される。収縮要素c1は、電位V1から電位V2まで電位変化する。収縮要素c1は、時間t13において電位V1から開始され、時間t14において電位V2に至る。 The expansion maintaining element b1 is maintained at potential V1. The expansion maintaining element b1 is maintained at potential V1 from time t12 to time t13. The contraction element c1 changes in potential from potential V1 to potential V2. Contraction element c1 starts at potential V1 at time t13 and reaches potential V2 at time t14.
収縮維持要素d1は、電位V2に維持される。収縮維持要素d1は、時間t14から時間t15まで、電位V2に維持される。制振要素e1は、電位V2から基準電位VBまで電位変化する。制振要素e1は、時間t15において電位V2から開始され、時間t16において電位VBに至る。 Contraction maintaining element d1 is maintained at potential V2. Contraction maintaining element d1 is maintained at potential V2 from time t14 to time t15. The potential of the damping element e1 changes from the potential V2 to the reference potential VB. Damping element e1 starts at potential V2 at time t15 and reaches potential VB at time t16.
駆動波形は、吐出パルスPw1と吐出パルスPw2とを接続する接続要素f1を含む。接続要素f1は、基準電位VBに維持される。接続要素f1は、時間t16から時間t21まで、基準電位VBに維持される。 The drive waveform includes a connection element f1 that connects the ejection pulse Pw1 and the ejection pulse Pw2. Connection element f1 is maintained at reference potential VB. Connection element f1 is maintained at reference potential VB from time t16 to time t21.
吐出パルスPw2は、膨張要素a2,膨張維持要素b2,収縮要素c2,収縮維持要素d2,及び制振要素e2を含む。膨張要素a2は、圧力室12の容積を膨張させる要素である。膨張要素a2は、第2の膨張要素の一例である。膨張維持要素b2は、膨張要素a2によって膨張した圧力室12の容積を維持する要素である。収縮要素c2は、膨張維持要素b2で維持された圧力室12の容積を収縮させる要素である。収縮要素c2は、第2の収縮要素の一例である。収縮維持要素d2は、収縮要素c2で収縮した圧力室12の容積を維持する要素である。制振要素e2は、収縮維持要素d2で維持された圧力室12の容積を膨張させて圧力室12内のインクの残留振動を弱める要素である。制振要素e2は、第2の制振要素の一例である。
The ejection pulse Pw2 includes an expansion element a2, an expansion maintenance element b2, a contraction element c2, a contraction maintenance element d2, and a damping element e2. The expansion element a2 is an element that expands the volume of the
前述したように、吐出パルスPw2は、吐出パルスPw1と同形状である。吐出パルスPw2の各要素は、吐出パルスPw1の各要素と同じように電位変化する。吐出パルスPw2は、時間t21から始まり、時間t26で終了する。時間t21から時間t26までの長さは、時間t11から時間t16までの長さと同じである。 As described above, the ejection pulse Pw2 has the same shape as the ejection pulse Pw1. Each element of the ejection pulse Pw2 changes in potential in the same manner as each element of the ejection pulse Pw1. The ejection pulse Pw2 starts at time t21 and ends at time t26. The length from time t21 to time t26 is the same as the length from time t11 to time t16.
先発の吐出パルスPw1と後発の吐出パルスPw2との間隔Ti1は、吐出パルスPw1によるインク滴26Aが媒体PAに着弾する前に、吐出パルスPw1によるインク滴26Aと、吐出パルスPw2によるインク滴26Bとが合体可能な期間に調整されている。なお、インク滴26A及びインク滴26Bは、図5に図示されている。間隔Ti1は、第1のパルス間隔の一例である。後発のインク滴26Bの速度Vm2が、先発のインク滴26Aの速度Vm1より速くなるように、間隔Ti1の長さが設定されている。後発のインク滴26Bは、先発の吐出パルスPw1による圧力室12内のインクの残留振動を利用することで、先発のインク滴26Aよりも高速となる。
The interval Ti1 between the first ejection pulse Pw1 and the second ejection pulse Pw2 is such that the
次に、図5を参照して、ノズルNから吐出されたインク滴26A,26Bの挙動について説明する。図5は、ノズルNから吐出された複数のインク滴26A,26Bを示す図である。駆動信号Com1が駆動素子50に供給されると、圧力室12内のインクに圧力変動が生じ、圧力室12内のインクが押し出され、ノズルNからインク滴26A,26Bが吐出される。インク滴26Aは、第1の液滴の一例であり、インク滴26Bは、第2の液滴の一例である。インク滴26Aは、吐出パルスPw1が駆動素子50に供給されることで吐出される。インク滴26Bは、吐出パルスPw2が駆動素子50に供給されることで吐出される。インク滴26Aが吐出された後に、インク滴26Bが吐出される。後発のインク滴26Bの速度Vm2は、先発のインク滴26Aの速度Vm1より速い。例えば、インク滴26Bは、空中において、インク滴26Aと合体する。合体したインク滴が、媒体PAに着弾する。合体したインク滴は、合体液滴の一例である。インク滴26Bは、例えば、ノズル面25Aから0.5mm以内の距離でインク滴26Aと合体してもよい。
Next, the behavior of the
次に、図6を参照して、後発のインク滴26Bの速度Vm2について説明する。図6は、間隔Ti1の長さと、後発のインク滴26Bの速度Vm2との関係を示すグラフである。図6では、横軸に間隔Ti1の長さを示し、縦軸に後発のインク滴26Bの速度Vm2を示す。間隔Ti1の長さは、前述したように接続要素f1の長さである。図6では、吐出部10の固有振動周期Tcを基準として、間隔Ti1の長さが示されている。間隔Ti1と速度Vm2との関係は、実験による測定データに基づいて算出してもよく、シミュレーションによって算出してもよい。間隔Ti1の長さにより、吐出パルスPw1を駆動素子50に供給した後に残る圧力室12内のインクの残留振動に対する、吐出パルスPw2を駆動素子50に供給するタイミングが変化する。これにより、吐出パルスPw2により吐出されるインク滴26Bの速度Vm2が変化する。
Next, the velocity Vm2 of the
吐出部10の固有振動周期Tcは、実験を行って計測してもよく、シミュレーションによって算出してもよい。インク滴26Bの速度は、実験を行って計測してもよく、シミュレーションによって算出してもよい。固有振動周期Tcは、圧力室12内のインクの振動における固有振動周期でもよい。
The natural vibration period Tc of the
固有振動周期Tcは、例えば下記式(1)を用いて算出してもよい。式(1)において、Mnは、ノズルN内における単位長さあたりのインクの質量[kg/m]である。単位長さの方向は、例えばインクの振動方向に沿う。Msは、圧力室12にインクを供給する個別流路11内における単位長さあたりのインクの質量[kg/m]である。Ccは、圧力室12内における単位圧力あたりのインクの容積変化[m3/N]である。
Tc=2π〔{(Mn×Ms)/(Mn+Ms)}×Cc〕1/2…(1)
The natural vibration period Tc may be calculated using, for example, the following formula (1). In Equation (1), Mn is the mass of ink per unit length in the nozzle N [kg/m]. The direction of the unit length is, for example, along the vibration direction of the ink. Ms is the mass [kg/m] of ink per unit length in the
Tc=2π[{(Mn×Ms)/(Mn+Ms)}×Cc] 1/2 (1)
図6に示されるように、間隔Ti1の長さが0.814Tc以上であり、1.431Tc以下の場合に、インク滴26Bの速度Vm2は、6.0m/s以上となる。間隔Ti1の長さが1.082Tc以上であり、1.137Tc以下の場合に、インク滴26Bの速度Vm2は、6.5m/s以上となる。
As shown in FIG. 6, when the length of the interval Ti1 is 0.814Tc or more and 1.431Tc or less, the velocity Vm2 of the
間隔Ti1が固有振動周期Tcの0.814倍以上1.431倍以下の場合に、後発のインク滴26Bの速度Vm2が6.0m/s以上となり、インク滴26A,26Bが合体した後に、合体液滴が媒体PAに着弾する。
When the interval Ti1 is 0.814 to 1.431 times the natural vibration period Tc, the velocity Vm2 of the
間隔Ti1が固有振動周期Tcの1.082倍以上1.137倍以下の場合に、後発のインク滴26Bの速度Vm2が6.5m/s以上となり、インク滴26A,26Bが合体した後に、合体液滴が媒体PAに着弾する。
When the interval Ti1 is 1.082 times or more and 1.137 times or less of the natural vibration period Tc, the velocity Vm2 of the
本実施形態に係る液体吐出装置1によれば、吐出パルスPw1,Pw2を同形状としつつ、吐出パルスPw1と吐出パルスPw2との間隔を調整することで、後続の吐出パルスPw2によるインク滴26Bの速度Vm2を先行する吐出パルスPw1によるインク滴26Aの速度Vm1より高速として、インク滴26A,26Bを空中で合体させることができる。液体吐出装置1では、同形状の吐出パルスPw1,Pw2を用いるので、波形設計が容易となる。同形状の吐出パルスPw1,Pw2を用いることで、各吐出パルスPw1,Pw2におけるインクの吐出安定性の調整が容易となると共に、吐出パルスPw1,Pw2間の関係調整の煩雑さを回避できる。
According to the
液体吐出装置1では、インク滴26A,26Bを合体させることができるので、ミストの飛散を抑止できる。液体吐出装置1では、インク滴26A,26Bを合体させて、インク滴の質量を増加させることができるので、ノズル面25a近傍における気流の影響を軽減できる。その結果、液体吐出装置1では、インク滴の飛翔曲がりを抑制できる。
In the
吐出パルスPw1のパルス幅は、吐出部10の固有振動周期Tcの0.54倍以上1.13倍以下でもよい。図4を参照して、吐出パルスPw1のパルス幅は、膨張要素a1の開始時間である時間t11から収縮要素c1の終了時間である時間t14までの長さである。吐出パルスPw1のパルス幅が固有振動周期Tcの0.54倍以上1.13倍以下であると、吐出パルスPw1により、所望の重量のインク滴26Aを安定して吐出させることができる。
The pulse width of the ejection pulse Pw1 may be 0.54 to 1.13 times the natural vibration period Tc of the
吐出パルスPw1の収縮維持要素d1の長さは、吐出部10の固有振動周期Tcの0.49倍以上0.90倍以下でもよい。図4を参照して、収縮維持要素d1の長さは、収縮要素c1の終了時間である時間t14から制振要素e1の開始時間である時間t15までの長さである。収縮維持要素d1の長さが、固有振動周期Tcの0.49倍以上0.90倍以下であると、後段の吐出パルスPw2によって吐出されるインク滴26Bの速度Vm2を好適に調整できる。そのため、インク滴26Bの速度調整を好適に実施できる振動を振動板14に生じさせることができる。
The length of the contraction maintaining element d1 of the ejection pulse Pw1 may be 0.49 times or more and 0.90 times or less of the natural vibration period Tc of the
次に、図7を参照して、実施例2に係る駆動信号Com2の波形について説明する。図7は、実施例2に係る駆動信号Com2の波形を示す波形図である。実施例2に係る駆動信号Com2の駆動波形は、1周期T2の間に複数の吐出パルスPw1,Pw2,Pw3,Pw4を含む。吐出パルスPw3は、第3の吐出パルスの一例である。吐出パルスPw3は、吐出パルスPw2より後に、駆動素子50に供給される。吐出パルスPw4は、吐出パルスPw3より後に、駆動素子50に供給される。吐出パルスPw1,Pw2,Pw3,Pw4は、同形状である。なお、実施例2の説明において、実施例1と同様の説明は省略する。
Next, the waveform of the drive signal Com2 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a waveform diagram showing the waveform of the drive signal Com2 according to the second embodiment. The drive waveform of the drive signal Com2 according to Example 2 includes a plurality of ejection pulses Pw1, Pw2, Pw3, and Pw4 during one cycle T2. The ejection pulse Pw3 is an example of a third ejection pulse. The ejection pulse Pw3 is supplied to the
吐出パルスPw3は、膨張要素a3,膨張維持要素b3,収縮要素c3,収縮維持要素d3,及び制振要素e3を含む。膨張要素a3は、圧力室12の容積を膨張させる。膨張維持要素b3は、膨張要素a3によって膨張した圧力室12の容積を維持する要素である。収縮要素c3は、膨張維持要素b3で維持された圧力室12の容積を収縮させる要素である。収縮維持要素d3は、収縮要素c3で収縮した圧力室12の容積を維持する要素である。制振要素e3は、収縮維持要素d3で維持された圧力室12の容積を膨張させて圧力室12内のインクの残留振動を弱める要素である。吐出パルスPw3は、吐出パルスPw1,Pw2と同形状である。吐出パルスPw3の各要素は、吐出パルスPw1,Pw2の各要素と同じように電位変化する。
The ejection pulse Pw3 includes an expansion element a3, an expansion maintenance element b3, a contraction element c3, a contraction maintenance element d3, and a damping element e3. The expansion element a3 expands the volume of the
吐出パルスPw4は、膨張要素a4,膨張維持要素b4,収縮要素c4,収縮維持要素d4,及び制振要素e4を含む。吐出パルスPw4は、吐出パルスPw1,Pw2,Pw3と同形状である。吐出パルスPw4の各要素は、吐出パルスPw1,Pw2,Pw3の各要素と同じように電位変化する。 The ejection pulse Pw4 includes an expansion element a4, an expansion maintenance element b4, a contraction element c4, a contraction maintenance element d4, and a damping element e4. The ejection pulse Pw4 has the same shape as the ejection pulses Pw1, Pw2, and Pw3. Each element of the ejection pulse Pw4 changes in potential in the same manner as each element of the ejection pulses Pw1, Pw2, and Pw3.
実施例2に係る駆動信号Com2は、吐出パルスPw2と吐出パルスPw3とを接続する接続要素f2を含む。接続要素f2は、吐出パルスPw2の終了後から吐出パルスPw3の開始まで、継続される。接続要素f2は、基準電位VBに維持される。接続要素f2の長さは、間隔Ti2の長さである。間隔Ti2は、第2のパルス間隔の一例である。間隔Ti2は、間隔Ti1より短い。 The drive signal Com2 according to the second embodiment includes a connection element f2 that connects the ejection pulse Pw2 and the ejection pulse Pw3. The connection element f2 continues from the end of the ejection pulse Pw2 until the start of the ejection pulse Pw3. Connection element f2 is maintained at reference potential VB. The length of connecting element f2 is the length of interval Ti2. Interval Ti2 is an example of a second pulse interval. The interval Ti2 is shorter than the interval Ti1.
間隔Ti2は、インク滴26A,26Bによる合体インク滴が媒体PAに着弾する前に、吐出パルスPw3によるインク滴26Cが、インク滴26A,26Bによる合体インク滴に追いつかないような期間に調整されている。合体インク滴は、合体液滴の一例である。インク滴26Cは、図8に図示されている。インク滴26Cの速度Vm3は、インク滴26Bの速度Vm2よりも遅い。
The interval Ti2 is adjusted to a period in which the
実施例2に係る駆動信号Com2は、吐出パルスPw3と吐出パルスPw4とを接続する接続要素f3を含む。接続要素f3は、吐出パルスPw3の終了後から吐出パルスPw4の開始まで、継続される。接続要素f3は、基準電位VBに維持される。接続要素f3の長さは、間隔Ti3の長さである。間隔Ti3は、間隔Ti2より長い。 The drive signal Com2 according to the second embodiment includes a connection element f3 that connects the ejection pulse Pw3 and the ejection pulse Pw4. The connection element f3 continues from the end of the ejection pulse Pw3 until the start of the ejection pulse Pw4. Connection element f3 is maintained at reference potential VB. The length of the connecting element f3 is the length of the interval Ti3. The interval Ti3 is longer than the interval Ti2.
間隔Ti3は、吐出パルスPw3によるインク滴26Cが媒体PAに着弾する前に、吐出パルスPw4によるインク滴26Dと、吐出パルスPw3によるインク滴26Cとが合体するような期間に調整されてもよい。後発のインク滴26Dの速度Vm4が、先発のインク滴26Cの速度Vm3より速くなるように、間隔Ti3の長さが設定されている。後発のインク滴26Dは、先発の吐出パルスPw3による圧力室12内のインクの残留振動を利用することで、先発のインク滴26Cよりも高速となる。間隔Ti3は、インク滴26C,26Dが媒体PAに着弾する前に、吐出パルスPw1~Pw3による圧力室12内のインクの残留振動を用いてインク滴26C,26Dが合体するような期間に調整されている。
The interval Ti3 may be adjusted to a period in which the
次に、図8を参照して、ノズルNから吐出されたインク滴26A~26Dの挙動について説明する。図8は、ノズルNから吐出された複数のインク滴26A~26Dを示す図である。駆動信号Com2が駆動素子50に供給されると、圧力室12内のインクに圧力変動が生じ、圧力室12内のインクが押し出され、ノズルNからインク滴26A~26Dが吐出される。インク滴26Cは、第3の液滴の一例である。インク滴26Cは、吐出パルスPw3が駆動素子50に供給されることで吐出される。インク滴26Dは、吐出パルスPw4が駆動素子50に供給されることで吐出される。
Next, the behavior of
インク滴26Bが吐出された後に、インク滴26Cが吐出される。後発のインク滴26Cの速度Vm3は、先行するインク滴26Bの速度Vm2より遅い。例えば、インク滴26Cは、空中において、インク滴26Bに追いつかない。インク滴26Cは、媒体PAに着弾する前に、インク滴28Bと合体しない。
After
インク滴26Cが吐出された後に、インク滴26Dが吐出される。後発のインク滴26Dの速度は、先行するインク滴26Cの速度より速い。例えば、インク滴26Dは、空中において、インク滴26Cと合体してもよい。インク滴26Dは、媒体PAに着弾する前に、インク滴26Cと合体できる
After the
次に、図9を参照して、インク滴26Cの速度Vm3について説明する。図9は、間隔Ti2の長さと、吐出パルスPw3による後発のインク滴26Cの速度Vm3との関係を示すグラフである。図9では、横軸に間隔Ti2の長さを示し、縦軸に後発のインク滴26Cの速度Vm3を示す。間隔Ti2の長さは、前述したように接続要素f2の長さである。図9では、吐出部10の固有振動周期Tcを基準として、間隔Ti2の長さが示されている。間隔Ti2の長さにより、吐出パルスPw1及びPw2を駆動素子50に供給した後に残る圧力室12内のインクの残留振動に対する、吐出パルスPw3を駆動素子50に供給するタイミングが変化する。これにより、吐出パルスPw3により吐出されるインク滴26Cの速度Vm3が変化する。
Next, the speed Vm3 of the
図9に示されるように、間隔Ti2の長さが0.515Tc以上であり、1.000Tc以下の場合に、インク滴26Cの速度Vm3は、6.0m/s未満となる。間隔Ti2の長さが0.685Tc以上であり、0.795Tc以下の場合に、インク滴26Cの速度Vm3は、5.5m/s以下となる。
As shown in FIG. 9, when the length of the interval Ti2 is 0.515 Tc or more and 1.000 Tc or less, the velocity Vm3 of the
間隔Ti2が固有振動周期Tcの0.515倍以上1.000倍以下の場合に、後発のインク滴26Cの速度Vm3が6.0m/s未満となり、媒体PAに着弾する前に、インク滴26Cは、インク滴26Bに追いつかない。
When the interval Ti2 is 0.515 to 1.000 times the natural vibration period Tc, the velocity Vm3 of the
間隔Ti2が固有振動周期Tcの0.685倍以上0.795倍以下の場合に、後発のインク滴26Cの速度Vm3が5.5m/s以下となり、媒体PAに着弾する前に、インク滴26Cは、インク滴26Bに追いつかない。
When the interval Ti2 is 0.685 times to 0.795 times the natural vibration period Tc, the velocity Vm3 of the
実施例2に係る液体吐出装置1では、同形状の吐出パルスPw1~Pw4を用いるので、波形設計を容易とすることができる。同形状の吐出パルスPw1~Pw4を用いることで、各吐出パルスPw1~Pw4におけるインクの吐出安定性の調整が容易となると共に、吐出パルスPw1~Pw4間の関係調整の煩雑さを回避できる。
Since the
なお、前述した実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。 It should be noted that the above-described embodiment merely shows a typical form of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Changes and additions are possible.
前述の実施形態では、液体吐出装置1はシリアル型のインクジェット式プリンターとして説明しているが、液体吐出装置1はシリアル型のインクジェットプリンターに限定されない。液体吐出装置1は、複数の液体吐出部20が直線状に配列されたライン方式のインクジェットプリンターでもよい。
In the above-described embodiments, the
上記の実施形態では、駆動信号は、複数の吐出パルスPwを含む構成としているが、駆動信号は、ノズルNからインクを吐出しない複数の駆動パルスを含んでもよい。例えば、吐出パルスPw1と吐出パルスPw2との間において、インクを吐出しない非吐出パルスを含んでもよい。 In the above embodiment, the drive signal includes a plurality of ejection pulses Pw, but the drive signal may include a plurality of drive pulses that cause the nozzles N not to eject ink. For example, a non-ejection pulse that does not eject ink may be included between the ejection pulse Pw1 and the ejection pulse Pw2.
上記の実施形態では、間隔Ti1は、吐出部10の固有振動周期Tcの0.814倍以上1.431倍以下として、例示しているが、間隔Ti1は、これに限定されない。間隔Ti1は、固有振動周期Tcの0.814倍未満の長さでもよい。間隔Ti1は、固有振動周期TCの1.431倍を超える長さでもよい。
In the above embodiment, the interval Ti1 is exemplified as 0.814 to 1.431 times the natural vibration period Tc of the
上記の実施形態では、間隔Ti2は、吐出部10の固有振動周期Tcの0.515倍以上1.000倍以下として、例示しているが、間隔Ti2は、これに限定されない。間隔Ti2は、固有振動周期Tcの0.515倍未満の長さでもよい。間隔Ti2は、固有振動周期Tcの1.000倍を超える長さでもよい。
In the above embodiment, the interval Ti2 is exemplified as 0.515 to 1.000 times the natural vibration period Tc of the
上記の実施形態で例示した液体吐出装置1は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を吐出する液体吐出装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。
The
1…液体吐出装置、10…吐出部、12…圧力室、20…液体吐出部、26A…インク滴(第1の液滴)、26B…インク滴(第2の液滴)、50…駆動素子、60…駆動信号生成回路(駆動信号生成部)、a1…膨張要素(第1の膨張要素)、a2…膨張要素(第2の膨張要素)、c1…収縮要素(第1の収縮要素)、c2…収縮要素(第2の収縮要素)、e1…制振要素(第1の制振要素)、e2…制振要素(第2の制振要素)、N…ノズル、PA…媒体、Pw1…吐出パルス(第1の吐出パルス)、Pw2…吐出パルス(第2の吐出パルス)、Pw3…吐出パルス(第3の吐出パルス)、Ti1…間隔(第1のパルス間隔)、Ti2…間隔(第2のパルス間隔)。
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記駆動信号は、第1の液滴を前記ノズルから吐出させる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスに続いて前記駆動素子に供給され、第2の液滴を前記ノズルから吐出させる第2の吐出パルスとを含み、
前記第1の吐出パルス及び前記第2の吐出パルスは、同形状であり、
前記第1の吐出パルスは、
前記圧力室を膨張させる第1の膨張要素と、
前記第1の膨張要素により膨張された前記圧力室を収縮させる第1の収縮要素と、
前記第1の収縮要素により前記圧力室が収縮された後、前記圧力室を膨張させて前記圧力室内の液体の残留振動を弱める第1の制振要素と、を含み、
前記第2の吐出パルスは、
前記圧力室を膨張させる第2の膨張要素と、
前記第2の膨張要素により膨張された前記圧力室を収縮させる第2の収縮要素と、
前記第2の収縮要素により前記圧力室が収縮された後、前記圧力室を膨張させて前記圧力室内の液体の残留振動を弱める第2の制振要素と、を含み、
前記第1の吐出パルスと前記第2の吐出パルスとの間隔である第1のパルス間隔は、前記第1の液滴が前記媒体に着弾する前に、前記第1の液滴と前記第2の液滴とが合体可能な期間に調整されている、
液体吐出装置。 an ejection portion having a nozzle for ejecting a liquid to land on a medium, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a drive element for causing pressure fluctuations in the liquid in the pressure chamber by being supplied with a drive signal;
a drive signal generator that generates the drive signal;
with
The driving signal includes a first ejection pulse for ejecting a first droplet from the nozzle, and a drive element supplied to the driving element subsequent to the first ejection pulse to eject a second droplet from the nozzle. a second ejection pulse;
the first ejection pulse and the second ejection pulse have the same shape,
The first ejection pulse is
a first expansion element that expands the pressure chamber;
a first contraction element for contracting the pressure chamber expanded by the first expansion element;
a first damping element that expands the pressure chamber after the pressure chamber is contracted by the first contraction element to dampen residual vibration of the liquid in the pressure chamber;
The second ejection pulse is
a second expansion element that expands the pressure chamber;
a second contraction element for contracting the pressure chamber expanded by the second expansion element;
a second damping element that expands the pressure chamber after the pressure chamber is contracted by the second contraction element to dampen residual vibration of the liquid in the pressure chamber;
The first pulse interval, which is the interval between the first ejection pulse and the second ejection pulse, is the interval between the first droplet and the second droplet before the first droplet lands on the medium. is adjusted to a period during which the droplets of
Liquid ejection device.
請求項1に記載の液体吐出装置。 The first pulse interval is 0.814 times or more and 1.431 times or less of the natural vibration period Tc of the ejection portion.
The liquid ejection device according to claim 1.
請求項2に記載の液体吐出装置。 The first pulse interval is 1.082 times or more and 1.137 times or less of the natural vibration period Tc of the discharge section.
The liquid ejection device according to claim 2.
前記第3の吐出パルスは、前記第1の吐出パルス及び前記第2の吐出パルスと同形状であり、
前記第2の吐出パルスと前記第3の吐出パルスとの間隔である第2のパルス間隔は、前記第1の液滴と前記第2の液滴とが合体した合体液滴が前記媒体に着弾する前に前記第3の液滴が前記合体液滴に追いつかない期間に調整されている、
請求項1~3のいずれか一項に記載の液体吐出装置。 the drive signal includes a third ejection pulse that is supplied to the drive element following the second ejection pulse and causes a third droplet to be ejected from the nozzle;
The third ejection pulse has the same shape as the first ejection pulse and the second ejection pulse,
The second pulse interval, which is the interval between the second ejection pulse and the third ejection pulse, is such that a united droplet formed by uniting the first droplet and the second droplet lands on the medium. adjusted to a period in which the third droplet does not catch up with the coalesced droplet before
The liquid ejection device according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の液体吐出装置。 The second pulse interval is 0.515 times or more and 1.000 times or less of the natural vibration period Tc of the discharge section.
The liquid ejection device according to claim 4.
請求項5に記載の液体吐出装置。 The second pulse interval is 0.685 times or more and 0.795 times or less of the natural vibration period Tc of the ejection portion.
The liquid ejection device according to claim 5.
請求項4又は5に記載の液体吐出装置。 the second pulse interval is shorter than the first pulse interval;
6. The liquid ejection device according to claim 4 or 5.
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