JP2024061618A - LIQUID EJECTION APPARATUS, PROGRAM, AND HEAD DRIVE CONTROL METHOD - Google Patents
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Abstract
【課題】液体の吐出に伴うミストの発生を低減しつつ、液滴の曲がりを抑制して高周波駆動を実現すること。
【解決手段】
液体吐出装置は、駆動波形を前記圧力発生部に出力するヘッド駆動制御部を備え、駆動波形は、2以上の前記パルスを含む場合には、複数のパルスのうちの最後に最終パルスを含み、最終パルスは、個別液室を膨張させる第1膨張波形要素と、第1膨張波形要素よりも後の波形要素であり、個別液室を収縮させる第1収縮波形要素と、第1収縮波形要素よりも後の波形要素であり、個別液室を膨張させる第2膨張波形要素と、第2膨張波形要素よりも後の波形要素であり、個別液室を収縮させる第2収縮波形要素と、第2収縮波形要素よりも後の波形要素であり、個別液室を膨張させる第3膨張波形要素と、を含む。
【選択図】図9
The present invention aims to realize high-frequency driving by suppressing the bending of droplets while reducing the generation of mist that accompanies the ejection of liquid.
SOLUTION
The liquid ejection device is equipped with a head drive control unit that outputs a drive waveform to the pressure generating unit, and when the drive waveform includes two or more of the pulses, it includes a final pulse at the end of the multiple pulses, and the final pulse includes a first expansion waveform element that expands the individual liquid chamber, a first contraction waveform element that is a waveform element after the first expansion waveform element and contracts the individual liquid chamber, a second expansion waveform element that is a waveform element after the first contraction waveform element and expands the individual liquid chamber, a second contraction waveform element that is a waveform element after the second expansion waveform element and contracts the individual liquid chamber, and a third expansion waveform element that is a waveform element after the second contraction waveform element and expands the individual liquid chamber.
[Selection diagram] Figure 9
Description
本発明は液体吐出装置、プログラム、及びヘッド駆動制御方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejection device, a program, and a head drive control method.
液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置が知られている。このような液体吐出装置において、滴サイズに応じて選択された1又は2以上のパルスを含む駆動波形を圧力発生部に出力するものがある(例えば、特許文献1参照)。 There are known liquid ejection devices equipped with a liquid ejection head that ejects droplets. Some of these liquid ejection devices output a drive waveform, which includes one or more pulses selected according to the droplet size, to a pressure generating unit (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の装置では、液滴の吐出において、液体吐出ヘッドを高周波駆動させると、液体吐出ヘッドが有する個別液室内の液体に微振動が残留することにより、液滴が曲がって吐出される場合がある。また、液滴の吐出に伴ってミストが発生する場合がある。
However, in the device of
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液滴の吐出に伴うミストの発生を低減しつつ、液滴の曲がりを抑制して高周波駆動を行うことができる液体吐出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a liquid ejection device that can perform high-frequency driving while suppressing the bending of droplets, while reducing the generation of mist that accompanies the ejection of droplets.
本発明に係る液体吐出装置は、液滴を吐出する複数のノズルと、ノズルに連通する個別液室と、個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生部と、を有する液体吐出ヘッドと、滴サイズに応じて選択された1又は2以上のパルスを含む駆動波形を圧力発生部に出力するヘッド駆動制御部と、を備え、駆動波形は、2以上の前記パルスを含む場合には、当該複数のパルスのうちの最後に最終パルスを含み、最終パルスは、個別液室を膨張させる第1膨張波形要素と、第1膨張波形要素よりも後の波形要素であり、個別液室を収縮させる第1収縮波形要素と、第1収縮波形要素よりも後の波形要素であり、個別液室を膨張させる第2膨張波形要素と、第2膨張波形要素よりも後の波形要素であり、個別液室を収縮させる第2収縮波形要素と、第2収縮波形要素よりも後の波形要素であり、個別液室を膨張させる第3膨張波形要素と、を含み、第1収縮波形要素の開始から第2膨張波形要素の開始までの時間が0.5Tc未満であり、第1収縮波形要素の開始から第2収縮波形要素の開始までの時間が0.5Tc~0.6Tcの範囲内であることを特徴とする。 The liquid ejection device according to the present invention comprises a liquid ejection head having a plurality of nozzles for ejecting droplets, individual liquid chambers communicating with the nozzles, a pressure generating unit for generating pressure to pressurize the liquid in the individual liquid chambers, and a head drive control unit for outputting a drive waveform including one or more pulses selected according to a droplet size to the pressure generating unit, and when the drive waveform includes two or more of the pulses, the drive waveform includes a final pulse at the end of the plurality of pulses, and the final pulse is a first expansion waveform element that expands the individual liquid chambers, and a waveform element subsequent to the first expansion waveform element, which fills the individual liquid chambers. The waveform element includes a first contraction waveform element that contracts the individual liquid chamber, a second expansion waveform element that is a waveform element that comes after the first contraction waveform element and expands the individual liquid chamber, a second contraction waveform element that is a waveform element that comes after the second expansion waveform element and contracts the individual liquid chamber, and a third expansion waveform element that is a waveform element that comes after the second contraction waveform element and expands the individual liquid chamber, and is characterized in that the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the second expansion waveform element is less than 0.5Tc, and the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the second contraction waveform element is within the range of 0.5Tc to 0.6Tc.
本発明は、液滴の吐出に伴うミストの発生を低減しつつ、液滴の曲がりを抑制して高周波駆動を行うことができる液体吐出装置を提供することができる。 The present invention provides a liquid ejection device that can perform high-frequency driving while suppressing the bending of droplets, while reducing the generation of mist that accompanies the ejection of droplets.
以下、本発明の実施形態に係る液体吐出装置、プログラム、及びヘッド駆動制御方法ついて図面を参照して説明する。本明細書では、液体により媒体上に画像を形成する画像形成装置を、実施形態に係る液体吐出装置の一例として説明する。 A liquid ejection device, a program, and a head drive control method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this specification, an image forming device that forms an image on a medium using liquid will be described as an example of a liquid ejection device according to an embodiment.
<画像形成装置の概要>
図1は、一実施形態に係る画像形成装置を示す概略側面図である。図2は、一実施形態に係る画像形成装置の平面図である。図1及び図2に示される画像形成装置1は、シリアル型インクジェット記録装置である。画像形成装置1は、記録ヘッド34a,34bを搭載するキャリッジ33を備える。キャリッジ33は、主走査方向に延在する一対のガイドロッド31,32に摺動可能に支持され、主走査方向に移動する。キャリッジ33は、主走査方向に走査可能である。一対のガイドロッド31,32は、装置本体の左右の側板21A,21Bに支持されている。主走査モータは、タイミングベルトを介して動力を伝達して、キャリッジ33を移動させる。
<Overview of Image Forming Apparatus>
FIG. 1 is a schematic side view showing an image forming apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a plan view of the image forming apparatus according to an embodiment. The
<記録ヘッド>
記録ヘッド34a,34bは、液体吐出ヘッドの一例である。記録ヘッド34a,34bを区別しないときは、記録ヘッド34と記載する。記録ヘッド34は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の液滴を吐出する。液滴はインク滴でもよい。記録ヘッド34は、液滴を吐出する複数のノズルが形成されたノズル板を有する。ノズル板には、複数のノズル列が形成されている。ノズル列は、副走査方向に並ぶ複数のノズルを有する。副走査方向は、主走査方向に交差する。記録ヘッド34は、例えば下向きに液滴を吐出する。
<Recording head>
The
記録ヘッド34は、それぞれ2つのノズル列を有する。記録ヘッド34aは、ブラック(K)の液滴を吐出するノズル列と、シアン(C)の液滴を吐出するノズル列とを有する。記録ヘッド34bは、マゼンタ(M)の液滴を吐出するノズル列と、イエロー(Y)の液滴を吐出するノズル列とを有する。なお、記録ヘッド34は、1つのノズル列を有するものでもよく、3つ以上のノズル列を有するものでもよい。
Each
<ヘッドタンク>
キャリッジ33は、ヘッドタンク35a,35bを搭載する。ヘッドタンク35a,35bは、各色に対応するインクを貯留する。ヘッドタンク35a,35bは、記録ヘッド34に各色のインクを供給する。
<Head tank>
The
<インクカートリッジ>
画像形成装置1は、各色のインクカートリッジ10y,10m,10c,10kを着脱自在に装着する。インクカートリッジ10y,10m,10c,10kを区別しない場合は、インクカートリッジ10と記載する。インクカートリッジ10は、供給チューブ36を介してヘッドタンク35a,35bに連通する。インクカートリッジ10は、ヘッドタンク35a,35bに各色のインクを供給する。
<Ink cartridge>
<給紙部>
画像形成装置1は、給紙部を備える。給紙部は、用紙42を記録ヘッド34に供給する。用紙42は、媒体の一例である。給紙部は、複数の用紙42を搭載する給紙トレイ2を有する。給紙トレイ2の用紙積載部41の上に、用紙42が積載される。給紙部は、半月コロ(給紙コロ)43及び分離パッド44を備える。半月コロ43及び分離パッド44は、互いに対向して配置されている。半月コロ43及び分離パッド44は、用紙積載部41から用紙42を1枚ずつ分離して搬送する。
<Paper Feeding Section>
The
給紙部は、ガイド部材45と、カウンタローラ46と、搬送ガイド47と、先端加圧コロ49を有する押さえ部材48とを備える。給紙部は、用紙42を記録ヘッド34の下方に供給する。
The paper feed section includes a
<搬送部>
画像形成装置1は、搬送部を備える。搬送部は、搬送ベルト51を備える。搬送ベルト51は、用紙42を静電吸着して記録ヘッド34に対向する位置へ搬送する。搬送ベルト51は、用紙42を静電吸着力で吸着して搬送する。搬送ベルト51は、無端状ベルトであり、搬送ローラ52とテンションローラ53との間に掛け渡されている。搬送ベルト51は、用紙42を副走査方向に搬送する。搬送ベルト51は、搬送ローラ52によって駆動される。
<Transportation section>
The
搬送部は、搬送ベルト51の表面を帯電させる帯電ローラ56を備える。帯電ローラ56は、搬送ベルト51の表層に接触し、搬送ベルト51の回動に従動して回転するように配置されている。
The conveying section includes a charging
<排紙部>
画像形成装置1は、排紙部を備える。排紙部は、記録ヘッド34から吐出された液滴によって画像が形成された用紙42を排紙する。排紙部は、分離爪61と、排紙ローラ62と、排紙コロである拍車63とを備える。排紙部は、搬送ベルト51から用紙42を分離する。排紙部は、排紙トレイ3を備える。排紙トレイ3は、搬送ベルト51から分離された用紙42を受ける。
<Paper ejection section>
The
<両面ユニット>
画像形成装置1は、両面ユニット71を備える。両面ユニット71は、画像形成装置1の装置本体の背面部に対して着脱自在に装着されている。両面ユニット71は、搬送ベルト51の逆回転によって戻される用紙42を取り込んで反転させる。両面ユニット71は、再度、用紙42をカウンタローラ46と搬送ベルト51との間に供給する。両面ユニット71の上面は、手差しトレイ72として利用される。
<Duplex unit>
The
<維持回復機構>
画像形成装置1は維持回復機構81を備える。維持回復機構81は、主走査方向における一方側の非印字領域に配置されている。維持回復機構81は、記録ヘッド34のノズルの状態を維持、または回復させるためのメンテナンス動作を実行する。維持回復機構81は、記録ヘッド34のノズル面をキャッピングするキャップ82a,82bを備える。ノズル面は、ノズル板の底面であり、ノズルが形成されている面である。
<Maintenance and recovery mechanism>
The
維持回復機構81は、ワイパ部材83と、空吐出受け88とを備える。ワイパ部材83は、ノズル面をワイピングする。空吐出受け88は、記録ヘッド34から吐出された液滴を受ける。記録ヘッド34は、増粘した液体を吐出する空吐出を実行できる。空吐出を行うことにより吐出された液滴は、画像形成に寄与せず、空吐出受け88に受け取られる。
The maintenance and
維持回復機構81は、キャリッジ33をロックするキャリッジロック87を備える。画像形成装置1は、維持回復動作によって生じた廃液を収容するための廃液タンク100を備える。廃液タンク100は、維持回復機構81の下方に配置されている。廃液タンク100は、装置本体に対して、着脱可能に装着されている。
The maintenance and
画像形成装置1は、主走査方向の他方側の非印字領域に配置された空吐出受け88を備える。空吐出受け88は、空吐出の際に、記録ヘッド34から吐出された液滴を受ける。空吐出受け88には、開口部89が形成されている。開口部89は、記録ヘッド34のノズル列が並ぶ方向に沿う。
The
<画像形成装置1の動作>
画像形成装置1では、給紙トレイ2から用紙42が給紙される。用紙42は、ガイド部材45によって案内されて、搬送ベルト51とカウンタローラ46との間に挟まれて搬送される。用紙42の先端は、搬送ガイド47によって案内されて、先端加圧コロ49によって搬送ベルト51に押し付けられる。これにより、用紙42の搬送方向は、略90度変えられる。
<Operation of
In the
このとき、搬送ベルト51は、帯電ローラ56によって、交番する帯電電圧パターンで帯電されている。帯電した搬送ベルト51上に用紙42が給送されると、用紙42が搬送ベルト51に吸着され、搬送ベルト51の周回移動によって用紙42が副走査方向に搬送される。
At this time, the
画像形成装置1は、キャリッジ33を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド34を駆動する。記録ヘッド34は、停止している用紙42に液滴を吐出して1行分を記録し、用紙42を所定量搬送後、次の行の記録を行う。画像形成装置1は、記録終了信号又は用紙42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、用紙42を排紙トレイ3に排紙する。
The
<記録ヘッド>
次に、図3及び図4を参照して記録ヘッドについて説明する。図3及び図4は、記録ヘッドの断面図である。図3及び図4は、個別液室の長手方向に沿う断面図である。個別液室の長手方向は、ノズル列の配列方向と直交する方向である。
<Recording head>
Next, the recording head will be described with reference to Fig. 3 and Fig. 4. Fig. 3 and Fig. 4 are cross-sectional views of the recording head. Fig. 3 and Fig. 4 are cross-sectional views along the longitudinal direction of an individual liquid chamber. The longitudinal direction of the individual liquid chamber is a direction perpendicular to the arrangement direction of the nozzle row.
この記録ヘッド34は、流路板101と、振動板部材102と、ノズル板103とを備える。ノズル板103の上に流路板101が積層されている。流路板101の上に振動板部材102が積層されている。
This
ノズル板103は、液滴を吐出するノズル104を有する。流路板101は、貫通孔105、個別液室106、流体抵抗部107、液体導入部108を有する。貫通孔105は、ノズル104に連通する。貫通孔105、個別液室106、流体抵抗部107、及び液体導入部108は、互いに連通する。
The
記録ヘッド34は、フレーム部材117を備える。フレーム部材117は、共通液室110を有する。振動板部材102は、フィルタ部109を有する。フィルタ部109は、共通液室110と、液体導入部108との間に配置されている。共通液室110は、液体導入部108にインクを供給する。
The
液体導入部108内のインクは、流体抵抗部107内を流れて、個別液室106に供給される。個別液室106内のインクは、貫通孔105内を流れてノズル104から吐出される。なお、「個別液室」は、加圧室、加圧液室、圧力室、個別流路、圧力発生室などと称される場合もある。
The ink in the
流路板101は、SUS(ステンレス鋼)などの金属板を積層して形成されている。流路板101には、開口部や溝部が形成されている。これらの開口部や溝部により、貫通孔105、個別液室106、流体抵抗部107、液体導入部108が形成されている。
The
振動板部材102は各個別液室106、流体抵抗部107、液体導入部108の壁面を形成する。また、振動板部材102は、フィルタ部109を形成する。なお、流路板101は、SUSなどの金属板に限らず、シリコン基板を異方性エッチングして形成することもできる。
The
記録ヘッド34は、圧電部材112を備える。圧電部材112は、振動板部材102の個別液室106とは反対側の面に配置されている。圧電部材112は、液滴を吐出させるエネルギーを発生させるアクチュエータ(圧力発生部)である。圧電部材112は、積層され柱状を成す。圧電部材112には駆動波形を伝達するFPC(Flexible Printed Circuits;フレキシブルプリント配線板)115が接続されている。
The
圧電部材112は、積層方向に伸縮させるd33モードで使用されている。圧電部材112は、d33モードで使用されるものに限定されず、積層方向と直交する方向に伸縮させるd31モードで使用されるものでもよい。
The
記録ヘッド34は、圧電部材112に印加する電圧を基準電位Veから下げることによって圧電部材112を収縮させる。圧電部材112が収縮することにより、振動板部材102が変形して個別液室106の容積が膨張する。これにより、流体抵抗部107から個別液室106内にインクが流入する。
The
記録ヘッド34は、圧電部材112を収縮させた後に、圧電部材112を伸長させる。図4に示されるように、記録ヘッド34は、圧電部材112に印加する電圧を上げて圧電部材112を積層方向に伸長させる。圧電部材112を積層方向に伸長させることにより、振動板部材102を圧電部材112とは反対側へ変形させて個別液室106の容積を収縮さえる。これにより、個別液室106内のインクが加圧され、ノズル104から液滴が吐出される。
The
記録ヘッド34は、圧電部材112に印加する電圧を基準電位Veに戻すことにより、振動板部材102を初期位置に復元させる。このとき、個別液室106が膨張する。これにより、共通液室110から個別液室106内にインクが充填される。ノズル104のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
The
<固有振動周期Tc>
次に、記録ヘッドの個別液室106の固有振動周期Tcについて説明する。前述の通り、記録ヘッド34は、個別液室106の容積を変動させることで、個別液室106の内部のインクを加圧してノズル104から液滴を吐出する。このとき、個別液室106の内部のインクが加圧されると、個別液室106の固有振動数に応じた圧力振動が生じる。この圧力振動の周期を、個別液室106の固有振動周期Tcと呼ぶ。一般的に、個別液室106の固有振動周期Tcは、インクの物性,個別液室106やノズル104の形状、個別液室106や流路の材質等により決まるインクの圧力の固有振動周期に対応し、ヘルムホルツ周期と呼ばれる。
<Natural vibration period Tc>
Next, the natural vibration period Tc of the individual
<画像形成装置1>
次に、この画像形成装置1の制御部の概要について図5を参照して説明する。図5は同制御部のブロック説明図である。画像形成装置1は、制御部(制御装置)を備える。
<
Next, an overview of the control section of the
この制御部500は、この装置全体の制御を司るCPU(Central Processing Unit)501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ROM(Read Only Memory)502と、画像データ等を一時格納するRAM(Random Access Memory)503とを備えている。制御部は、制御部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ASIC(Application Specific Integrated Circuit)505とを備えている。
This
制御部500は、印刷制御部508を備える。印刷制御部508は、記録ヘッド34を駆動制御するためのデータ転送部及び駆動信号発生部を含む。キャリッジ33は、記録ヘッド34を駆動するためのヘッドドライバ(ドライバIC)509を備える。ヘッドドライバ509は、ヘッド駆動制御部の一例である。ヘッドドライバ509は、ヘッド駆動制御方法を実行することができる。なお、ヘッドドライバ509で実行する処理の一部又は全部は、制御部500で実行してもよい。
The
制御部500は、モータ駆動部510を備えている。画像形成装置1は、主走査モータ554、副走査モータ555、及び維持回復モータ556を備えている。主走査モータ554は、キャリッジ33を移動走査する。副走査モータ55は、搬送ベルト51を周回移動させる。維持回復モータ556は、維持回復機構81のキャップ82の駆動、ワイパ部材83の移動、吸引ポンプによる吸引などに利用される動力を出力する。モータ駆動部510は、主走査モータ554、副走査モータ555、及び維持回復モータ556の駆動制御を実行する。
The
制御部500は、ACバイアス供給部511及び供給系駆動部512を備える。ACバイアス供給部511は、帯電ローラ56にACバイアスを供給する。供給系駆動部512は、送液ポンプ241の駆動制御を行う。画像形成装置1は、送液ポンプ241を備える。送液ポンプ241は、インクカートリッジ10内のインクをヘッドタンク35に供給する。
The
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。
An
制御部500は、ホストI/F506を備える。ホストI/F506は、ホスト600とのデータ及び信号の送受信を行うためのインタフェースである。ホスト600は、例えば、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、撮像装置である。制御部500は、ケーブルあるはネットワークを介して、ホスト600と接続されている。制御部500は、I/F506を介して、ホスト600からデータ及び信号を受信する、
The
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する。ASIC505は、解析後の印刷データについて、必要な画像処理、データの並び替え処理等を行う。制御部500は、ASIC505で処理された後の画像データを、印刷制御部508からヘッドドライバ509に転送する。ホスト600は、プリンタドライバ601を備える。プリンタドライバ601は、画像を出力するためドットパターンデータの生成を行うことができる。制御部500は、ドットパターンデータの生成を行ってもよい。
The
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ことができる。印刷制御部508は、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。
The
制御部500は、駆動信号生成部を備える。駆動信号生成部は、D/A変換器、電圧増幅器、及び電流増幅器を含む。駆動信号生成部は、ROMに格納されている駆動波形のパターンデータをD/A変換する。駆動波形は、1または複数の駆動パルスを含む。印刷制御部508は、駆動波形をヘッドドライバ509に出力する。
The
ヘッドドライバ509は、駆動波形に含まれる駆動パルスを選択する。ヘッドドライバ509は、シリアルに入力される記録ヘッド34の1行分に相当する画像データに基づいて、駆動パルスを選択する。ヘッドドライバ509は、選択した駆動パルスを圧電部材112に供給する。ヘッドドライバ509は、駆動パルスを圧電部材112に供給することにより、記録ヘッド34を駆動する。
The
ヘッドドライバ509は、駆動波形を構成する駆動パルスの一部又は全部を選択することにより、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。大きさの異なるドットとしては、例えば、大滴、中滴、小滴などがある。ヘッドドライバ509は、駆動パルスを形成する波形要素の全部又は一部を選択することにより、大滴、中滴、小滴を打ち分けることができる。
The
制御部500は、I/O部513を備える。画像形成装置1は、各種のセンサ群515を備える。I/O部513は、各種のセンサ群515から情報を取得する。I/O部513は、取得した情報からプリンタの制御に必要な情報を抽出する。印刷制御部508、モータ駆動部510、及びACバイアス供給部511は、抽出した情報を各種制御に使用する。
The
画像形成装置1は、センサ群515として、用紙の位置を検出するための光学センサ、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を備える。
The
<印刷制御部及びヘッドドライバ>
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6のブロック説明図を参照して説明する。図6は、印刷制御部及びヘッドドライバを示すブロック図である。
<Printing control unit and head driver>
Next, an example of the
印刷制御部508は、駆動波形生成部701と、データ転送部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)、滴制御信号M0~M3を出力する。
The
滴制御信号は、アナログスイッチ715の開閉を滴毎に指示する2ビットの信号である。アナログスイッチ715は、ヘッドドライバ509のスイッチである。滴制御信号は、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 droplet control signal is a two-bit signal that instructs the opening and closing of the
印刷制御部508は、滴制御信号M3で大滴用のパルスを選択し、滴制御信号M2で中滴用のパルスを選択し、滴制御信号M2で小滴用のパルスを選択肢、滴制御信号M0で微駆動のパルスを選択する。
The
ヘッドドライバ509は、シフトレジスタ711と、ラッチ回路712とを有する。シフトレジスタ711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。ラッチ回路712は、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。
The
ヘッドドライバ509は、デコーダ713と、レベルシフタ714とを有する。デコーダ713は、階調データと滴制御信号M0~M3をデコードして結果を出力する。レベルシフタ714は、デコーダ713のロジックレベル電圧信号をレベル変換する。レベルシフタ714は、アナログスイッチ715が動作可能なレベルに、デコーダ713のロジックレベル電圧信号を変換する。アナログスイッチ715は、レベルシフタ714を介して与えられるデコーダ713の出力によりオン/オフ(開閉)される。
The
このアナログスイッチ715は、各圧電部材112の選択電極(個別電極)に接続されている。駆動波形生成部701は、共通駆動波形Pvをアナログスイッチ715に入力する。アナログスイッチ715は、シリアル転送された画像データ(階調データ)と、滴制御信号M0~M3をデコーダ713でデコードした結果に応じてオンになる。アナログスイッチ715がオンすることにより、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)、通過したパルスが圧電部材112に印加される。
This
次に、第1実施形態における駆動波形について図7を参照して説明する。図7は、実施例に係る駆動波形を示す波形図である。図7では、横軸に時間を示し、縦軸に電位を示す。 Next, the drive waveform in the first embodiment will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a waveform diagram showing a drive waveform according to the embodiment. In FIG. 7, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates potential.
なお、「パルス」とは、駆動波形を構成する要素としての駆動パルスを示す用語として使用する。「吐出パルス」とは圧力発生部に与えられて液滴を吐出させる駆動パルスを示す用語として使用する。「非吐出パルス」とは圧力発生部に与えられるが、滴を吐出させない(ノズル内のインクを流動させる)程度に圧力発生部を駆動する駆動パルス(微駆動パルス)を示す用語として使用する。また、以下で説明する駆動波形及びその構成要素としてのパルスは一例であって、これに限るものではない。 The term "pulse" is used to refer to a drive pulse that is an element that constitutes a drive waveform. The term "ejection pulse" is used to refer to a drive pulse that is given to the pressure generating unit to eject droplets. The term "non-ejection pulse" is used to refer to a drive pulse (micro drive pulse) that is given to the pressure generating unit but drives the pressure generating unit to the extent that it does not eject droplets (makes the ink in the nozzle flow). The drive waveforms and the pulses that are their components that are described below are examples and are not limiting.
図7に示す駆動波形(共通駆動波形)Pvは、1印刷周期(1駆動周期)内にパルスP1~P5を含む。パルスP1は微駆動パルスである。パルスP2~P5は吐出パルスである。パルスP1~P5は時系列で生成される。 The drive waveform (common drive waveform) Pv shown in FIG. 7 includes pulses P1 to P5 within one printing cycle (one drive cycle). Pulse P1 is a micro-drive pulse. Pulses P2 to P5 are ejection pulses. Pulses P1 to P5 are generated in time series.
図8は、複数のパルスを含む駆動波形、滴制御信号、及び滴サイズに応じたパルスを示す。図8では、横軸に示す。図8では、上から順に、駆動波形Pv、滴制御信号M0~M3、大滴用波形、中滴用波形、小滴用波形、及び微駆動用波形が示される。 Figure 8 shows a drive waveform including multiple pulses, a droplet control signal, and a pulse corresponding to the droplet size. In Figure 8, these are shown on the horizontal axis. From the top, Figure 8 shows the drive waveform Pv, droplet control signals M0 to M3, a waveform for large droplets, a waveform for medium droplets, a waveform for small droplets, and a waveform for fine drive.
ヘッドドライバ509は、図8に示す滴制御信号M3~M0に応じてパルスP1~P5を選択するヘッドドライバ509は、選択したパルスP1~P5を圧力発生部に供給する。滴サイズに応じて、1又は2以上のパルスが選択される。その選択の結果として、大滴用吐出駆動波形(大滴用波形)、中滴用吐出駆動波形(中滴用波形)、小滴用吐出駆動波形(小滴用波形)及び微駆動用波形が得られる。
The
大滴用波形は、パルスP1~P5を含む。パルスP1~P5が選択されることにより、大滴用波形が得られる。パルスP2~P5が圧力発生部に供給されることによってそれぞれ液滴が吐出される。パルスP2~P5が選択されることにより吐出された各滴が飛翔中に合体して、大滴が形成される。 The large droplet waveform includes pulses P1 to P5. The large droplet waveform is obtained by selecting pulses P1 to P5. Pulses P2 to P5 are supplied to the pressure generating section, causing droplets to be ejected. The droplets ejected by selecting pulses P2 to P5 combine in flight to form a large droplet.
中滴用波形は、パルスP2,P4を含む。パルスP2,P4が選択されることにより、中滴用波形が得られる。パルスP2,P4が圧力発生部に供給されることによってそれぞれ液滴が吐出される。パルスP2,P4が選択されることにより吐出された各滴が飛翔中に合体して、中滴が形成される。 The waveform for medium droplets includes pulses P2 and P4. The waveform for medium droplets is obtained by selecting pulses P2 and P4. Pulses P2 and P4 are supplied to the pressure generating unit, causing droplets to be ejected. The droplets ejected by selecting pulses P2 and P4 combine in flight to form a medium droplet.
小滴用波形は、パルスP3を含む。パルスP3が選択されることにより、小適用波形が得られる。パルスP3が圧力発生部に供給されることによって液滴(小滴)が吐出される。 The small droplet waveform includes pulse P3. By selecting pulse P3, a small application waveform is obtained. By supplying pulse P3 to the pressure generating unit, droplets (small droplets) are ejected.
微駆動用波形は、パルスP1を含む。パルスP1が選択されることにより、微駆動用波形が得られる。パルスP1が圧力発生部に供給されることによって、振動板部材102が微振動する。
The micro-driving waveform includes a pulse P1. By selecting the pulse P1, the micro-driving waveform is obtained. By supplying the pulse P1 to the pressure generating section, the
<パルスP5>
次に、大滴用波形に含まれる複数のパルスうち、最後のパルスである最終パルスP5の詳細について図9を参照して説明する。図9は、最終パルスP5を示す波形図である。図9では、横軸に時間を示し、縦軸に電位を示す。時間t0~時間t11は、この順に経過する。
<Pulse P5>
Next, the final pulse P5, which is the last of the multiple pulses included in the large droplet waveform, will be described in detail with reference to Fig. 9. Fig. 9 is a waveform diagram showing the final pulse P5. In Fig. 9, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents potential. Times t0 to t11 pass in this order.
このパルスP5は、第1膨張波形要素(第1引き込み波形要素)a1と、保持波形要素b1と、第1収縮波形要素(第1押し込み波形要素)c1と、保持波形要素b2と、第2膨張波形要素(第2引き込み波形要素)a2と、保持波形要素b3と、第2収縮波形要素(第2押し込み波形要素)c2と、保持波形要素b4と、第3膨張波形要素(第3引き込み波形要素)a3と、を有している。 This pulse P5 has a first expansion waveform element (first retraction waveform element) a1, a hold waveform element b1, a first contraction waveform element (first push-in waveform element) c1, a hold waveform element b2, a second expansion waveform element (second retraction waveform element) a2, a hold waveform element b3, a second contraction waveform element (second push-in waveform element) c2, a hold waveform element b4, and a third expansion waveform element (third retraction waveform element) a3.
第1膨張波形要素a1は、基準電位Veから電位Vfまで低下して個別液室106を膨張させる。電位Vfは、基準電位Veよりも低い電位である。第1膨張波形要素a1は、時間t1で基準電位Veであり、時間t2で電位Vfに低下する。
The first expansion waveform element a1 expands the individual
保持波形要素b1は、電位Vfを所定時間保持する。保持波形要素b1は、時間t2から時間t3まで電位Vfを保持する。 The hold waveform element b1 holds the potential Vf for a predetermined time. The hold waveform element b1 holds the potential Vf from time t2 to time t3.
第1収縮波形要素c1は、電位Vfから電位Vg(Vg>Ve)まで立ち上がって個別液室106を収縮させ、液滴を吐出させる。第1収縮波形要素c1は、時間t3で電位Vfであり、時間t4で電位Vgまで増加する。
The first contraction waveform element c1 rises from potential Vf to potential Vg (Vg>Ve), contracting the individual
保持波形要素b2は、第1収縮波形要素c1の立ち上がり電位Vgを所定時間保持する。保持波形要素b2は、時間t4から時間t5まで電位Vgを保持する。 The hold waveform element b2 holds the rising potential Vg of the first contraction waveform element c1 for a predetermined time. The hold waveform element b2 holds the potential Vg from time t4 to time t5.
第2膨張波形要素a2は、電位Vgから電位Vfまで低下して個別液室106を膨張させ、第1収縮波形要素c1で吐出される液滴の一部を引きちぎってノズル104内に戻す。第2膨張波形要素a2は、時間t5で電位Vgであり、時間t6で電位Vfに低下する。
The second expansion waveform element a2 drops from potential Vg to potential Vf, expanding the individual
保持波形要素b3は、電位Vfを所定時間保持する。保持波形要素b3は、時間t6から時間t7まで電位Vfを保持する。 The hold waveform element b3 holds the potential Vf for a predetermined time. The hold waveform element b3 holds the potential Vf from time t6 to time t7.
第2収縮波形要素c2は、電位Vfから電位Vh(Vg<Vh)まで立ち上がって、個別液室106を収縮させ、液滴を吐出させる。第2収縮波形要素c2は、時間t7で電位Vfであり、時間t8でVhまで増加する。
The second contraction waveform element c2 rises from potential Vf to potential Vh (Vg<Vh), contracting the individual
保持波形要素b4は、第2収縮波形要素c2の立ち上がり電位Vhを所定時間保持する。保持波形要素b4は、時間t8から時間t9まで電位Vhを保持する。 The hold waveform element b4 holds the rising potential Vh of the second contraction waveform element c2 for a predetermined time. The hold waveform element b4 holds the potential Vh from time t8 to time t9.
第3膨張波形要素a3は、電位Vhから電位Viまで低下して個別液室106を膨張させ、第2収縮波形要素c2で吐出される液滴の一部を引きちぎってノズル104内に戻す。この第3膨張波形要素a3では液滴は吐出されない。
The third expansion waveform element a3 decreases from potential Vh to potential Vi, expanding the individual
第1収縮波形要素c1は、第1膨張波形要素a1によって生じる個別液室106の圧力変動に共振するタイミングで個別液室106を収縮させる波形要素である。
The first contraction waveform element c1 is a waveform element that contracts the individual
第2収縮波形要素c2は、第1膨張波形要素a1、第1収縮波形要素c1及び第2膨張波形要素a2により生じる個別液室106の圧力変動を抑制する制振波形要素である。
The second contraction waveform element c2 is a vibration damping waveform element that suppresses the pressure fluctuations in the individual
第3膨張波形要素a3は、第2収縮波形要素c2で抑制できなかった個別液室106の圧力変動を抑制する制振波形要素である。
The third expansion waveform element a3 is a vibration damping waveform element that suppresses pressure fluctuations in the individual
<固有振動周期Tcの測定方法>
次に図9に示すパルスP5の各波形要素の開始、終了と固有振動周期Tcとの関係について説明するにあたり、固有振動周期Tcの測定方法について説明する。
<Method of measuring natural vibration period Tc>
Next, a method for measuring the natural vibration period Tc will be described before explaining the relationship between the start and end of each waveform element of the pulse P5 shown in FIG.
図18は、駆動パルスの波形形状を示す波形図であり、単一の波形からなる単パルスを示す波形図である。駆動パルスは、基準電位Veから電位が立ち下がる波形要素Tfを含む。立ち下がる波形要素Tfは、立下り時間でもよい。基準電位Veから電位が立ち下がる波形要素Tfが圧電部材112に供給されることにより、圧電部材112が収縮し個別液室106の体積が膨張する。
Figure 18 is a waveform diagram showing the waveform shape of a drive pulse, and is a waveform diagram showing a single pulse consisting of a single waveform. The drive pulse includes a waveform element Tf in which the potential falls from a reference potential Ve. The falling waveform element Tf may be a fall time. When the waveform element Tf in which the potential falls from the reference potential Ve is supplied to the
駆動パルスは、パルス幅Pwを含む。パルス幅Pwは、波形要素Tfの後の波形要素である。パルス幅Pwは、ホールド状態として圧電部材112の状態を保持するための波形委要素である。パルス幅Pwによる波形要素が圧電部材112に供給されることにより、圧電部材112の状態が保持される。これをホールド状態という。
The drive pulse includes a pulse width Pw. The pulse width Pw is the waveform element following the waveform element Tf. The pulse width Pw is a waveform element for maintaining the state of the
駆動パルスは、パルス幅Pwによるホールド状態となる電位から立ち上がる波形要素Trを含む。立ち上がる波形要素Trは、立ち上がる時間でもよい。立ち上がる波形要素Trが圧電部材112に供給されることにより、圧電部材112が伸長して個別液室106が収縮する。
The drive pulse includes a waveform element Tr that rises from a potential that is in a hold state due to the pulse width Pw. The rising waveform element Tr may be the rising time. When the rising waveform element Tr is supplied to the
図19は、パルス幅Pwと滴速度との関係を示すグラフである。パルス幅Pwと滴速度との関係をパルス幅Pw特性という。圧電部材112に供給するパルス幅Pwを変化させたとき、ヘルムホルツ固有振動の共振周期でメニスカスが振動する。ヘルムホルツ固有振動の共振周期は、接合された数種類の薄板によるインク流路系、振動系、圧電素子の寸法、材料系、物性値等で決まる。メニスカスがノズルの外に向かうタイミングと、立ち上げ要素である波形要素Trによってメニスカスを押し出すタイミングとが一致した時に、メニスカスを押し出す力が最大となり、滴速度が最速となる。
Figure 19 is a graph showing the relationship between pulse width Pw and droplet velocity. The relationship between pulse width Pw and droplet velocity is called the pulse width Pw characteristic. When the pulse width Pw supplied to the
パルス幅Pwを増大させていくと複数のピークが生じる。図20では、最初に現れるピークを第1ピークPw1とし、次に現れるピークをPw2として図示している。圧力共振の固有振動周期Tcは第1ピークPw1と第2ピークPw2の差から算出される。 When the pulse width Pw is increased, multiple peaks appear. In FIG. 20, the first peak that appears is shown as the first peak Pw1, and the next peak that appears is shown as Pw2. The natural vibration period Tc of the pressure resonance is calculated from the difference between the first peak Pw1 and the second peak Pw2.
次に図9に示すパルスP5の各波形要素の開始、終了と固有振動周期Tcとの関係について説明する。 Next, we will explain the relationship between the start and end of each waveform element of pulse P5 shown in Figure 9 and the natural vibration period Tc.
第1膨張波形要素a1の開始から第1収縮波形要素c1の開始までの時間T1は、0.45Tc~0.65である。これにより、滴吐出効率が向上する。時間T1は、時間t1から時間t3までである。 The time T1 from the start of the first expansion waveform element a1 to the start of the first contraction waveform element c1 is 0.45Tc to 0.65. This improves the droplet ejection efficiency. Time T1 is from time t1 to time t3.
第1収縮波形要素c1の開始から第2膨張波形要素a2の開始までの時間T2は、0.5Tc未満である。これにより、サテライト長を短くできる。時間T2は、時間t3から時間t5までである。 The time T2 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the second expansion waveform element a2 is less than 0.5Tc. This allows the satellite length to be shortened. Time T2 is from time t3 to time t5.
第1収縮波形要素c1の開始から第2収縮波形要素c2の開始までの時間T3は、0.5Tc~0.6Tcの範囲内である。第1収縮波形要素c1の開始から第3膨張波形要素a3の開始までの時間T4は、0.9Tc~1.0Tcである。これにより、第2収縮波形要素c2及び第3膨張波形要素a3は、第1膨張波形要素a1、第1収縮波形要素c1及び第2膨張波形要素a2により変動した個別液室106の圧力変動を抑制する制振波形要素となる。
The time T3 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the second contraction waveform element c2 is in the range of 0.5Tc to 0.6Tc. The time T4 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the third expansion waveform element a3 is 0.9Tc to 1.0Tc. As a result, the second contraction waveform element c2 and the third expansion waveform element a3 become vibration damping waveform elements that suppress the pressure fluctuations in the individual
なお、時間T1~T4は、上記に限定されるものではない。例えば、時間T3は、個別液室106の圧力変動と逆の位相で第2収縮波形要素c2により個別液室106の収縮を行なえる時間であればよい。
Note that times T1 to T4 are not limited to the above. For example, time T3 may be a time that allows the second contraction waveform element c2 to contract the individual
次に、滴吐出状態について図10を参照して説明する。図10は、ノズルから吐出される液滴を示す図である。 Next, the droplet ejection state will be explained with reference to Figure 10. Figure 10 shows droplets ejected from a nozzle.
図10(a)に示す状態から第1膨張波形要素a1を与えることで、図10(b)に示すように、メニスカス300がノズル104内に引き込まれ、所定時間経過後に第1収縮波形要素c1が与えられることによって、図10(c)に示すように液滴301となる部分がせり出す。このとき、第2膨張波形要素a2が与えられることによって、図10(d)に示すように、液滴301の一部が引きちぎられてノズル104内に戻される。
By applying the first expansion waveform element a1 from the state shown in FIG. 10(a), the
これによって、液滴301は小さな滴となり、かつ、サテライトやミストとなる、液滴
301の尾部となる部分が引きちぎられてノズル104内に戻されることで、サテライト
やミストが低減する。
As a result, the
<パルスP3>
次に図14を参照してパルスP3について説明する。図14は、パルスP3を示す波形図である。図14では、横軸に時間を示し、縦軸に電位を示す。横軸に示す時間t31~t38は、この順に経過する。パルスP3は、上述したように、大滴用波形および小滴用波形に含まれる。
<Pulse P3>
Next, the pulse P3 will be described with reference to Fig. 14. Fig. 14 is a waveform diagram showing the pulse P3. In Fig. 14, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates potential. Times t31 to t38 shown on the horizontal axis pass in this order. As described above, the pulse P3 is included in the waveform for large droplets and the waveform for small droplets.
このパルスP3は、第1膨張波形要素a31と、保持波形要素b31と、第1収縮波形要素c31と、保持波形要素b32と、第2膨張波形要素a32と、保持波形要素b33と、第2収縮波形要素c32と、を有する。 This pulse P3 has a first expansion waveform element a31, a hold waveform element b31, a first contraction waveform element c31, a hold waveform element b32, a second expansion waveform element a32, a hold waveform element b33, and a second contraction waveform element c32.
第1膨張波形要素a31は、基準電位Veから電位Vf3まで低下して個別液室106を膨張させる。電位Vf3は、基準電位Veよりも低い電位である。第1膨張波形要素a31は、時間t31で基準電位Veであり、時間t32で電位Vf3に低下する。
The first expansion waveform element a31 expands the individual
保持波形要素b31は、電位Vf3を所定時間保持する。保持波形要素b31は、時間t32から時間t33まで電位Vf3を保持する。 The hold waveform element b31 holds the potential Vf3 for a predetermined time. The hold waveform element b31 holds the potential Vf3 from time t32 to time t33.
第1収縮波形要素c31は、電位Vf3から電位Vg3(Vg3<Ve)まで立ち上がって個別液室106を収縮させ、液滴を吐出させる。第1収縮波形要素c31は、時間t33で電位Vf3であり、時間t34で電位Vg3まで増加する。
The first contraction waveform element c31 rises from potential Vf3 to potential Vg3 (Vg3<Ve), contracting the individual
保持波形要素b32は、第1収縮波形要素c31の立ち上がり電位Vg3を所定時間保持する。保持波形要素b32は、時間t34から時間t35まで電位Vg3を保持する。 The hold waveform element b32 holds the rising potential Vg3 of the first contraction waveform element c31 for a predetermined time. The hold waveform element b32 holds the potential Vg3 from time t34 to time t35.
第2膨張波形要素a32は、電位Vg3から電位Vf3まで低下して個別液室106を膨張させ、第1収縮波形要素c31で吐出される液滴の一部を引きちぎってノズル104内に戻す。第2膨張波形要素a32は、時間t35で電位Vg3であり、時間t36で電位Vf3に低下する。
The second expansion waveform element a32 drops from potential Vg3 to potential Vf3, expanding the individual
保持波形要素b33は、電位Vf3を所定時間保持する。保持波形要素b33は、時間t36から時間t37まで電位Vf3を保持する。 The hold waveform element b33 holds the potential Vf3 for a predetermined time. The hold waveform element b33 holds the potential Vf3 from time t36 to time t37.
第2収縮波形要素c32は、電位Vf3から電位Veまで立ち上がって、個別液室106を収縮させ、液滴を吐出させる。第2収縮波形要素c32は、時間t37で電位Vf3であり、時間t38で基準電位Veまで増加する。
The second contraction waveform element c32 rises from potential Vf3 to potential Ve, contracting the individual
第1膨張波形要素a31の開始から第1収縮波形要素c31の開始までの時間T31は、0.45Tc~0.65Tcの範囲内である。これにより、液滴の吐出効率が向上する。時間T31は、時間t31から時間t33までである。 The time T31 from the start of the first expansion waveform element a31 to the start of the first contraction waveform element c31 is in the range of 0.45Tc to 0.65Tc. This improves the droplet ejection efficiency. The time T31 is from time t31 to time t33.
第1収縮波形要素c31の開始から第2膨張波形要素a32の開始までの時間T32は、0.5Tc未満である。これにより、サテライト長を短くできる。時間T32は、時間t33から時間t35までである。 The time T32 from the start of the first contraction waveform element c31 to the start of the second expansion waveform element a32 is less than 0.5Tc. This allows the satellite length to be shortened. The time T32 is from time t33 to time t35.
第1収縮波形要素c31の開始から第2収縮波形要素c32の開始までの時間T33は、0.5Tcである。これにより、第1収縮波形要素c31で発生した残留振動を第2収縮波形要素c32で抑制することができる。時間T33は、時間t33から時間t37までである。 The time T33 from the start of the first contraction waveform element c31 to the start of the second contraction waveform element c32 is 0.5Tc. This allows the residual vibration generated in the first contraction waveform element c31 to be suppressed by the second contraction waveform element c32. The time T33 is from time t33 to time t37.
なお、時間T31~T33は、上記に限定されるものではない。例えば、時間T33は、個別液室106の圧力変動と逆の位相で第2収縮波形要素c32をよる個別液室106の収縮を行なえる時間であればよい。
Note that times T31 to T33 are not limited to the above. For example, time T33 may be a time that allows contraction of the individual
[実施形態に係る画像形成装置1の作用効果]
本実施形態に係る画像形成装置(液体吐出装置)1は、個別液室106を膨張させる第1膨張波形要素a1と、個別液室106を収縮させる第1収縮波形要素c1と、個別液室106を膨張させる第2膨張波形要素a2と、個別液室106を収縮させる第2収縮波形要素c2と、個別液室106を膨張させる第3膨張波形要素a3と、を含む最終パルスP5を生成する。画像形成装置1は、ヘッドドライバ509(ヘッド駆動制御部)により、時系列のパルスP1~P5のうち、最終パルスP5を最後に含む駆動波形を圧電部材112(圧力発生部)に出力する。これにより、画像形成装置1では、高い周波数における吐出において、吐出曲がりを抑制するとともに、ミストの発生を低減して、機内の汚れを低減することができる。
[Functions and Effects of
The image forming apparatus (liquid ejection apparatus) 1 according to this embodiment generates a final pulse P5 including a first expansion waveform element a1 for expanding the individual
例えば、第1収縮波形要素c1は、第1膨張波形要素a1によって生じる個別液室106の圧力変動に共振するタイミングで個別液室106を収縮させ、第2収縮波形要素c2は、個別液室106の圧力変動を抑制する。このような波形要素を含む最終パルスP5を含む駆動波形を用いて、液滴を吐出することにより、個別液室106における残留振動を抑制できる。
For example, the first contraction waveform element c1 contracts the individual
また、第1収縮波形要素c1の開始から第2膨張波形要素a2の開始までの時間T2が0.5Tc未満であり、第1収縮波形要素c1の開始から第2収縮波形要素c2の開始までの時間T3が0.5Tc~0.6Tcの範囲内である。このような波形要素を含むパルスP5を用いて、液滴を吐出することにより、高い周波数における吐出において、吐出曲がりを抑制するとともに、ミストの発生を低減して、機内の汚れを低減することができる。 The time T2 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the second expansion waveform element a2 is less than 0.5Tc, and the time T3 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the second contraction waveform element c2 is in the range of 0.5Tc to 0.6Tc. By ejecting droplets using a pulse P5 that includes such waveform elements, ejection bending can be suppressed during ejection at high frequencies, and the generation of mist can be reduced, reducing dirt inside the machine.
また、第1膨張波形要素a1の開始から第1収縮波形要素c1の開始までの時間T1は0.45~0.65Tcの範囲内でもよい。また、第1収縮波形要素c1の開始から第3膨張波形要素a3の開始までの時間T4は0.9Tc~1.0Tcの範囲内でもよい。 The time T1 from the start of the first expansion waveform element a1 to the start of the first contraction waveform element c1 may be in the range of 0.45 to 0.65 Tc. The time T4 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the third expansion waveform element a3 may be in the range of 0.9 Tc to 1.0 Tc.
<第2実施形態に係る画像形成装置>
次に第2実施形態に係る画像形成装置1における駆動波形について説明する。第2実施形態における駆動波形は、図7および図8に示される第1実施形態における駆動波形と同様に、パルスP1,P2,P3,P4,P5を含む。第2実施形態における駆動波形のパルスP3の時間T31は、第1実施形態における駆動波形のパルスP3の時間T31と異なる長さである。第2実施形態における駆動波形のパルスP5の時間T1,T4は、第1実施形態における駆動波形のパルスP5の時間T1,T4と異なる長さである。なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態と同様の説明は省略する場合がある。
<Image forming apparatus according to the second embodiment>
Next, the driving waveform in the
<パルスP3>
上述したように第2実施形態のパルスP3が、第1実施形態のパルスP3と違う点は、時間T31の長さである。図14を参照して、第2実施形態のパルスP3について説明する。
<Pulse P3>
As described above, the pulse P3 of the second embodiment differs from the pulse P3 of the first embodiment in the length of the time T31. The pulse P3 of the second embodiment will be described with reference to FIG.
第1膨張波形要素a31の開始から第1収縮波形要素c31の開始までの時間T31は、0.3Tcである。第2実施形態のパルスP3の時間T31は、第1実施形態のパルスP3の時間T31よりも短い。 The time T31 from the start of the first expansion waveform element a31 to the start of the first contraction waveform element c31 is 0.3Tc. The time T31 of the pulse P3 in the second embodiment is shorter than the time T31 of the pulse P3 in the first embodiment.
第2実施形態に係るパルスP3は、時間T32が0.5Tc未満であり、時間T33が0.5Tcであることにより、吐出した液滴の尾部となる部分が引きちぎられてノズル104内に戻されることで、サテライトやミストを低減することができる。第2実施形態に係るパルスP3によれば、第1実施形態のパルスP3と同様の効果を得られる。第2実施形態に係るパルスP3では、時間T31を0.3Tcとしても、第1実施形態に係るパルスP3と同様の効果を得られる。
In the pulse P3 according to the second embodiment, the time T32 is less than 0.5Tc, and the time T33 is 0.5Tc, so that the tail portion of the ejected droplet is torn off and returned to the
<パルスP5>
次に図15を参照して第2実施形態に係る駆動波形のパルスP5について説明する。図15は、第2実施形態に係る駆動波形におけるパルスP5を示す波形図である。上述したように第2実施形態のパルスP5が、第1実施形態のパルスP5と違う点は、時間T1,T4の長さである。
<Pulse P5>
Next, the pulse P5 of the drive waveform according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 15. Fig. 15 is a waveform diagram showing the pulse P5 in the drive waveform according to the second embodiment. As described above, the pulse P5 of the second embodiment differs from the pulse P5 of the first embodiment in the lengths of the times T1 and T4.
第1膨張波形要素a1の開始から第1収縮波形要素c1の開始までの時間T1は、0.3Tcである。これにより、滴吐出効率が向上する。この第1膨張波形要素a1の開始から第1収縮波形要素c1の開始までの時間T1は、滴吐出効率を向上する共振タイミングでの範囲であり時間t1から時間t3までである。 The time T1 from the start of the first expansion waveform element a1 to the start of the first contraction waveform element c1 is 0.3Tc. This improves the droplet ejection efficiency. The time T1 from the start of the first expansion waveform element a1 to the start of the first contraction waveform element c1 is in the range of resonance timing that improves the droplet ejection efficiency, from time t1 to time t3.
第1収縮波形要素c1の開始から第3膨張波形要素a3の開始までの時間T4は1.25Tcである。これにより、第2収縮波形要素c2及び第3膨張波形要素a3は、第1膨張波形要素a1、第1収縮波形要素c1及び第2膨張波形要素a2により変動した個別液室106の圧力変動を抑制する制振波形要素となる。この時間T4は、第2収縮波形要素c2及び第3膨張波形要素a3が、第1膨張波形要素a1、第1収縮波形要素c1及び第2膨張波形要素a2により変動した個別液室106の圧力変動を抑制する制振波形要素となる時間である。
The time T4 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the third expansion waveform element a3 is 1.25Tc. As a result, the second contraction waveform element c2 and the third expansion waveform element a3 become vibration-damping waveform elements that suppress the pressure fluctuations in the individual
第2実施形態に係るパルスP5は、時間T2が0.5Tc未満であり、時間T3が0.5Tc(0.5Tc~0.6Tcの範囲内)であることにより、吐出した液滴の尾部となる部分が引きちぎられてノズル104内に戻されることで、サテライトやミストを低減することができる。第2実施形態に係るパルスP5によれば、第1実施形態のパルスP5と同様の効果を得られる。
The pulse P5 according to the second embodiment has a time T2 of less than 0.5Tc and a time T3 of 0.5Tc (within the range of 0.5Tc to 0.6Tc), so that the tail portion of the ejected droplet is torn off and returned to the
[比較例1]
次に、図11、図16、及び図17を参照して比較例1に係る駆動波形について説明する。図11は比較例1に係る駆動波形を示す波形図である。図11では、比較例に係る駆動波形Pv11が示されている。駆動波形Pv11は、パルスP1,P2,P13,P4,P15を含む。駆動波形Pv11が図8に示される駆動波形Pvと違う点は、パルスP3に代えてパルスP13を含む点と、パルスP5に代えてパルスP15を含む点である。
[Comparative Example 1]
Next, the drive waveform according to Comparative Example 1 will be described with reference to Fig. 11, Fig. 16, and Fig. 17. Fig. 11 is a waveform diagram showing the drive waveform according to Comparative Example 1. Fig. 11 shows the drive waveform Pv11 according to the comparative example. The drive waveform Pv11 includes pulses P1, P2, P13, P4, and P15. The drive waveform Pv11 differs from the drive waveform Pv shown in Fig. 8 in that it includes a pulse P13 instead of the pulse P3, and a pulse P15 instead of the pulse P5.
<比較例1に係るパルスP13>
図16は、比較例1に係る駆動波形におけるパルスP13を示す波形図である。パルスP13は、膨張波形要素a11と、保持波形要素b11と、収縮波形要素c11と、保持波形要素b12と、収縮波形要素c12と、保持波形要素b13と、を有する。後述するように、膨張波形要素a11では、電位は低下する。保持波形要素b11、b12,b13では、電位は保持される。収縮波形要素c11,c12では、電位は増加する。
<Pulse P13 according to Comparative Example 1>
16 is a waveform diagram showing a pulse P13 in a drive waveform according to Comparative Example 1. The pulse P13 has an expansion waveform element a11, a hold waveform element b11, a contraction waveform element c11, a hold waveform element b12, a contraction waveform element c12, and a hold waveform element b13. As described below, the potential decreases in the expansion waveform element a11. The potential is maintained in the hold waveform elements b11, b12, and b13. The potential increases in the contraction waveform elements c11 and c12.
膨張波形要素a11は、基準電位Veから電位Vf13まで低下して個別液室106を膨張させる。電位Vf13は、基準電位Veよりも低い電位である。膨張波形要素a11は、時間t131で基準電位Veであり、時間t132で電位Vf13に低下する。
The expansion waveform element a11 drops from the reference potential Ve to a potential Vf13, causing the individual
保持波形要素b11は、電位Vf13を所定時間保持する。保持波形要素b11は、時間t132から時間t133まで電位Vf13を保持する。 The hold waveform element b11 holds the potential Vf13 for a predetermined time. The hold waveform element b11 holds the potential Vf13 from time t132 to time t133.
収縮波形要素c11は、電位Vf13から電位Vg13(Vg13<Ve)まで立ち上がって個別液室106を収縮させ、液滴を吐出させる。収縮波形要素c11は、時間t133で電位Vf13であり、時間t134で電位Vg13まで増加する。
The contraction waveform element c11 rises from potential Vf13 to potential Vg13 (Vg13<Ve), contracting the individual
保持波形要素b12は、収縮波形要素c11の立ち上がり電位Vg13を所定時間保持する。保持波形要素b12は、時間t134から時間t135まで電位Vg13を保持する。 The hold waveform element b12 holds the rising potential Vg13 of the contraction waveform element c11 for a predetermined time. The hold waveform element b12 holds the potential Vg13 from time t134 to time t135.
収縮波形要素c12は、電位Vg13から基準電位Veまで立ち上がって、個別液室106を収縮させ、液滴を吐出させる。縮波形要素c12は、時間t135で電位Vg13であり、時間t136で基準電位Veまで増加する。
The contraction waveform element c12 rises from potential Vg13 to the reference potential Ve, contracting the individual
パルスP13における膨張波形要素a11の開始から収縮波形要素c11の開始までの時間T131は0.5Tcである。時間T131は、時間t131から時間t133までである。 The time T131 from the start of the expansion waveform element a11 to the start of the contraction waveform element c11 in pulse P13 is 0.5Tc. The time T131 is from time t131 to time t133.
パルスP13における収縮波形要素c11の開始から収縮波形要素c12の開始までの時間T12は0.5Tcである。時間T132は、時間t133から時間t135までである。 The time T12 from the start of contraction waveform element c11 to the start of contraction waveform element c12 in pulse P13 is 0.5Tc. Time T132 is from time t133 to time t135.
パルスP13における収縮波形要素c11の終了から収縮波形要素c12の終了までの時間T133は0.5Tcである。時間T133は、時間t134から時間t136までである。 The time T133 from the end of contraction waveform element c11 to the end of contraction waveform element c12 in pulse P13 is 0.5Tc. Time T133 is from time t134 to time t136.
このようなパルスP13とすることで、収縮波形要素c11により液滴が吐出された後の残留振動を打ち消す制振タイミングとして、個別液室106の圧電部材112を駆動することができる。このようなパルスP13によれば、比較例1の駆動波形におけるパルスP13では吐出される液滴を小滴にすることができ、収縮波形要素c11による残留振動を収縮波形要素c12により抑制することができる。
By using such a pulse P13, the
しかしながら、比較例1に係るパルスP13では吐出された液滴の尾部を引きちぎった後にノズルに戻すことがきいないため、サテライトやミストを十分に低減することができない。 However, with pulse P13 in Comparative Example 1, the tail of the ejected droplet cannot be torn off and then returned to the nozzle, so satellites and mist cannot be sufficiently reduced.
<比較例1に係るパルスP15>
図17は、比較例1に係る駆動波形におけるパルスP15を示す波形図である。パルスP15は、膨張波形要素a21と、保持波形要素b21と、収縮波形要素c21と、保持波形要素b22と、収縮波形要素c22と、保持波形要素b23と、膨張波形要素a22と、を有する。後述するように、膨張波形要素a21,a22では、電位は低下する。保持波形要素b21、b22,b23では、電位は保持される。収縮波形要素c21,c22では、電位は増加する。
<Pulse P15 according to Comparative Example 1>
17 is a waveform diagram showing a pulse P15 in a drive waveform according to Comparative Example 1. The pulse P15 has an expansion waveform element a21, a hold waveform element b21, a contraction waveform element c21, a hold waveform element b22, a contraction waveform element c22, a hold waveform element b23, and an expansion waveform element a22. As described below, the potential decreases in the expansion waveform elements a21 and a22. The potential is maintained in the hold waveform elements b21, b22, and b23. The potential increases in the contraction waveform elements c21 and c22.
膨張波形要素a21は、基準電位Veから電位Vf15まで低下して個別液室106を膨張させる。電位Vf15は、基準電位Veよりも低い電位である。膨張波形要素a21は、時間t151で基準電位Veであり、時間t152で電位Vf15に低下する。
The expansion waveform element a21 expands the individual
保持波形要素b21は、電位Vf15を所定時間保持する。保持波形要素b21は、時間t152から時間t153まで電位Vf15を保持する。 The hold waveform element b21 holds the potential Vf15 for a predetermined time. The hold waveform element b21 holds the potential Vf15 from time t152 to time t153.
収縮波形要素c21は、電位Vf15から電位Vg15(Vg15>Ve)まで立ち上がって個別液室106を収縮させ、液滴を吐出させる。収縮波形要素c21は、時間t153で電位Vf15であり、時間t154で電位Vg15まで増加する。
The contraction waveform element c21 rises from potential Vf15 to potential Vg15 (Vg15>Ve), contracting the individual
保持波形要素b22は、収縮波形要素c21の立ち上がり電位Vg15を所定時間保持する。保持波形要素b22は、時間t154から時間t155まで電位Vg15を保持する。 The hold waveform element b22 holds the rising potential Vg15 of the contraction waveform element c21 for a predetermined time. The hold waveform element b22 holds the potential Vg15 from time t154 to time t155.
収縮波形要素c22は、電位Vg15から電位Vh15まで立ち上がって個別液室106を収縮させ、液滴を吐出させる。収縮波形要素c22は、時間t155で電位Vg15であり、時間t156で電位Vh15まで増加する。
The contraction waveform element c22 rises from potential Vg15 to potential Vh15, contracting the individual
保持波形要素b23は、電位Vh15を所定時間保持する。保持波形要素b23は、時間t156から時間t157まで電位Vh15を保持する。 The hold waveform element b23 holds the potential Vh15 for a predetermined time. The hold waveform element b23 holds the potential Vh15 from time t156 to time t157.
膨張波形要素a22は、電位Vh15から電位Vi15(Vf15<Vi15<Ve)まで低下して個別液室106を膨張させる。膨張波形要素a22は、時間t157で電位Vh15であり、時間t158で電位Vi15に低下する。
The expansion waveform element a22 drops from potential Vh15 to potential Vi15 (Vf15<Vi15<Ve) to expand the individual
パルス15における膨張波形要素a21の開始から収縮波形要素c21の開始までの時間T151は0.5Tcである。時間T151は、時間t151から時間t153までである。 The time T151 from the start of the expansion waveform element a21 to the start of the contraction waveform element c21 in pulse 15 is 0.5Tc. The time T151 is from time t151 to time t153.
収縮波形要素c21の開始から収縮波形要素c22の開始までの時間T152は0.5Tcである。時間T152は、時間t153から時間t155までである。 The time T152 from the start of contraction waveform element c21 to the start of contraction waveform element c22 is 0.5Tc. Time T152 is from time t153 to time t155.
収縮波形要素c21の終了から収縮波形要素c22の終了までの時間T153は、0.5Tcである。 The time T153 from the end of contraction waveform element c21 to the end of contraction waveform element c22 is 0.5Tc.
収縮波形要素c21の終了から膨張波形要素a22の終了までの時間T154はTcである。 The time T154 from the end of the contraction waveform element c21 to the end of the expansion waveform element a22 is Tc.
このようなパルスP15とすることで、液滴を高速に吐出できるとともに収縮波形要素c21による残留振動を収縮波形要素c22により抑制することができる。 By using this type of pulse P15, droplets can be ejected at high speed, and residual vibrations caused by the contraction waveform element c21 can be suppressed by the contraction waveform element c22.
しかしながら、比較例1に係るパルスP15では吐出された液滴の尾部を引きちぎった後にノズルに戻すことができないため、サテライトやミストを十分に低減することができない。 However, with pulse P15 in Comparative Example 1, the tail of the ejected droplet cannot be torn off and then returned to the nozzle, so satellites and mist cannot be sufficiently reduced.
比較例1に係る大滴用波形は、パルスP1,P2,P13,P4,P15を含む。比較例1に係る小滴用波形は、パルスP13を含む。 The waveform for large droplets in Comparative Example 1 includes pulses P1, P2, P13, P4, and P15. The waveform for small droplets in Comparative Example 1 includes pulse P13.
[実施例1、実施例2、及び比較例1]
次に実施例1、実施例2及び比較例1の駆動波形を用いて液滴を吐出したときのサテライト長を計測した結果について説明する。実施例1の駆動波形Pvは、上記の第1実施形態の駆動波形Pvであり、図8、図9、および図14に示されている。実施例2の駆動波形は、上記の第2実施形態の駆動波形Pvであり、図8、図14、および図15に示されている。比較例1の駆動波形Pv11は、上述したように、図11、図16、および図17に示されている。図12は、実施例1、実施例2及び比較例1に係る駆動波形を用いて液滴を吐出したときのサテライト長を示すグラフである。
[Example 1, Example 2, and Comparative Example 1]
Next, the results of measuring the satellite length when droplets are ejected using the drive waveforms of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 will be described. The drive waveform Pv of Example 1 is the drive waveform Pv of the above-mentioned first embodiment, and is shown in Figures 8, 9, and 14. The drive waveform of Example 2 is the drive waveform Pv of the above-mentioned second embodiment, and is shown in Figures 8, 14, and 15. The drive waveform Pv11 of Comparative Example 1 is shown in Figures 11, 16, and 17, as described above. Figure 12 is a graph showing the satellite length when droplets are ejected using the drive waveforms according to Example 1, Example 2, and Comparative Example 1.
<サテライト長>
図12では、左から順に、実施例1の大滴、実施例の大滴、比較例1の大滴、実施例1の小滴、実施例2の小滴、比較例1の小滴におけるサテライト長の長さが棒グラフにより図示されている。実際に撮影することよってサテライト長を計測した。
<Satellite Head>
12, bar graphs are shown showing the satellite lengths of, from the left, a large droplet of Example 1, a large droplet of the Example, a large droplet of Comparative Example 1, a small droplet of Example 1, a small droplet of Example 2, and a small droplet of Comparative Example 1. The satellite lengths were measured by actually taking photographs.
サテライト長は、吐出された液滴の主滴(先頭の大きな滴)が用紙42の位置に到達する時間Tjと、液滴の主滴の尾部または主滴よりも後に用紙42の位置に到達する小さな滴が用紙42の位置に到達する時間Tjsとの差分(Tjs-Tj)として計測している。そのため、サテライト長は、時間(μs)で表されている。
The satellite length is measured as the difference (Tjs-Tj) between the time Tj when the main droplet (the leading large droplet) of the ejected droplet reaches the position on the
比較例1の小滴におけるサテライト長は、約100μsであった。実施例1の小滴におけるサテライト長は、約40μsであった。実施例1の小滴のサテライト長は、比較例1の小滴のサテライト長よりも短かった。実施例2の小滴のサテライト長は約60μsであった。実施例1の小滴のサテライト長は、実施例2の小滴のサテライト長よりも短かった。 The satellite length of the droplets in Comparative Example 1 was approximately 100 μs. The satellite length of the droplets in Example 1 was approximately 40 μs. The satellite length of the droplets in Example 1 was shorter than the satellite length of the droplets in Comparative Example 1. The satellite length of the droplets in Example 2 was approximately 60 μs. The satellite length of the droplets in Example 1 was shorter than the satellite length of the droplets in Example 2.
この結果により、実施例1および実施例2の小滴を吐出するパルスP3を用いることでサテライト長さを短くすることができることが確認された。すなわち、パルスP3の第1収縮波形要素c31の開始から第2膨張波形要素a32の開始までの時間T32を0.5Tc未満として、第1収縮波形要素c31の開始から第2収縮波形要素c32の開始までの時間T33を0.5Tcとすることでサテライト長さを短くできることが確認できた。 These results confirmed that the satellite length can be shortened by using pulse P3 for ejecting droplets in Examples 1 and 2. In other words, it was confirmed that the satellite length can be shortened by setting the time T32 from the start of the first contraction waveform element c31 to the start of the second expansion waveform element a32 of pulse P3 to less than 0.5Tc, and setting the time T33 from the start of the first contraction waveform element c31 to the start of the second contraction waveform element c32 to 0.5Tc.
比較例1の大滴におけるサテライト長は、約350μsであった。実施例1の大滴におけるサテライト長は、約98μsであった。実施例2のサテライト長は140μsであった。実施例1および実施例2の大滴のサテライト長は、比較例1における大滴のサテライト長よりも短かった。 The satellite length of the large droplets in Comparative Example 1 was approximately 350 μs. The satellite length of the large droplets in Example 1 was approximately 98 μs. The satellite length of Example 2 was 140 μs. The satellite lengths of the large droplets in Examples 1 and 2 were shorter than the satellite length of the large droplets in Comparative Example 1.
この結果により、実施例1および実施例2の大滴を吐出するパルスP5を用いることでサテライト長さを短くすることができることが確認された。すなわち、最終パルスであるパルスP5の第1収縮波形要素c1の開始から第2膨張波形要素a2の開始までの時間T2を0.5Tc未満として、第1収縮波形要素c1の開始から第2収縮波形要素c2の開始までの時間T3を0.5Tc~0.6Tcの範囲とすることで大滴のサテライト長を短くできることが確認できた。 These results confirmed that the satellite length can be shortened by using pulse P5, which ejects large droplets in Examples 1 and 2. In other words, it was confirmed that the satellite length of large droplets can be shortened by setting the time T2 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the second expansion waveform element a2 of pulse P5, which is the final pulse, to less than 0.5Tc, and setting the time T3 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the second contraction waveform element c2 in the range of 0.5Tc to 0.6Tc.
また、実施例1の大滴のサテライト長は、実施例2の大滴のサテライト長より短かった。従って、パルスP5の第1膨張波形要素a1の開始から第1収縮波形要素c1の開始までの時間T1を0.45Tc~0.65Tcの範囲とし、第1収縮波形要素c1の開始から第3膨張波形要素a3の開始までの時間T4を0.9Tc~1.0Tcの範囲とすることで、さらにサテライト長を短くできることが確認できた。 The satellite length of the large droplets in Example 1 was shorter than that of the large droplets in Example 2. Therefore, it was confirmed that the satellite length can be further shortened by setting the time T1 from the start of the first expansion waveform element a1 to the start of the first contraction waveform element c1 of pulse P5 in the range of 0.45Tc to 0.65Tc, and setting the time T4 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the third expansion waveform element a3 in the range of 0.9Tc to 1.0Tc.
比較例1の大滴の場合であり、周波数12kHzの場合に、数十μm程度の主滴の曲がりが発生した。複数のノズル間の間隔は、169.3μmであった。この場合主滴の吐出曲がりが画像形成に影響する。比較例1の小滴の場合には、吐出曲がりは検出されなかった。 In the case of the large droplets in Comparative Example 1, when the frequency was 12 kHz, the main droplets were deflected by several tens of μm. The spacing between the multiple nozzles was 169.3 μm. In this case, the deflection of the main droplets affects image formation. In the case of the small droplets in Comparative Example 1, no deflection of the main droplets was detected.
実施例1および実施例2の小滴の場合には、吐出曲がりは検出されなかった。実施例1および実施例2の大滴の場合であり、周波数12kHzの場合に、主滴の曲がりは確認されなかった。また、実施例の大滴の場合に、周波数を最大24kHzに高くした場合においても、主滴の曲がりは確認されなかった。 In the case of small droplets in Examples 1 and 2, no deflection of the ejection was detected. In the case of large droplets in Examples 1 and 2, no deflection of the main droplet was observed at a frequency of 12 kHz. Furthermore, in the case of large droplets in the Example, no deflection of the main droplet was observed even when the frequency was increased to a maximum of 24 kHz.
次に、図13を参照して副走査速度変動比率変化量について説明する。図13は、副走査速度変動比率変化量を示すグラフである。副走査速度は、媒体の搬送速度である。画像形成装置1の使用時において、媒体の搬送速度を検出するエンコーダに液滴のミストが付着すると、媒体の搬送速度が変動することになる。副走査速度変動比率変化量は、印刷枚数が増加すると、徐々に悪化する。具体的には、実際の搬送速度と、計測される搬送速度の差が大きくなる。
Next, the amount of change in the sub-scanning speed fluctuation ratio will be described with reference to FIG. 13. FIG. 13 is a graph showing the amount of change in the sub-scanning speed fluctuation ratio. The sub-scanning speed is the medium transport speed. When the
図13では実機の印刷に使用した場合の印刷枚数とエンコーダの汚れ具合(副走査速度変動比率変化量)との関係を示す。図13では、横軸に印刷枚数を示し、縦軸に副走査速度変動比率変化量を示す。エンコーダの汚れが増えると、副走査速度変動比率変化量が増加する(高い値となる)。 Figure 13 shows the relationship between the number of printed sheets and the degree of dirt on the encoder (change in the sub-scanning speed fluctuation ratio) when used in actual printing. In Figure 13, the horizontal axis shows the number of printed sheets, and the vertical axis shows the change in the sub-scanning speed fluctuation ratio. As the dirt on the encoder increases, the change in the sub-scanning speed fluctuation ratio increases (becomes a higher value).
測定実験では、汚れを増やすために、記録ヘッドのノズル面と媒体との距離を通常時よりも増大させて計測した。印刷に用いるチャートには、一般的に図と文字が入っており、大滴、中滴及び小滴の全てを使用した。 In the measurement experiment, the distance between the nozzle surface of the recording head and the medium was increased from normal to increase the amount of dirt. The charts used for printing generally contain figures and text, and large, medium and small droplets were all used.
実施例1の大滴用波形、中滴用波形、小適用波形、微駆動用波形は、上述したように、図8、図9、および図14に示されている。実施例2の大滴用波形、中滴用波形、小適用波形、微駆動用波形は、上述したように、図8、図14、および図15に示されている。比較例1の大滴用波形、中滴用波形、小適用波形、微駆動用波形は、上述したように、図11、図16、および図17に示されている。なお、比較例1の微駆動用波形は、パルスP1であり、実施例1及び実施例2の微駆動用波形と同じである。比較例1の中滴用波形は、パルスP2,P4を含み、実施例1及び実施例2の中滴用波形と同じである。 The large drop waveform, medium drop waveform, small application waveform, and fine drive waveform of Example 1 are shown in Figures 8, 9, and 14, as described above. The large drop waveform, medium drop waveform, small application waveform, and fine drive waveform of Example 2 are shown in Figures 8, 14, and 15, as described above. The large drop waveform, medium drop waveform, small application waveform, and fine drive waveform of Comparative Example 1 are shown in Figures 11, 16, and 17, as described above. The fine drive waveform of Comparative Example 1 is pulse P1, and is the same as the fine drive waveform of Examples 1 and 2. The medium drop waveform of Comparative Example 1 includes pulses P2 and P4, and is the same as the medium drop waveform of Examples 1 and 2.
副走査速度変動比率変化量は、エンコーダの読み取りのばらつきの悪化量であり、機内のミストの汚れにより悪化する。エンコーダにミストが付着すると、汚れが蓄積される。エンコーダの汚れが蓄積されると、エンコーダ上のスケールの読み取りが不正確となり、媒体の搬送が正確にできなくなり、画像形成装置として使用できなくなる。 The amount of change in the sub-scanning speed fluctuation ratio is the amount of deterioration in the variability of the encoder reading, and is aggravated by mist contamination inside the machine. When mist adheres to the encoder, the contamination accumulates. When contamination accumulates on the encoder, the reading of the scale on the encoder becomes inaccurate, the media cannot be transported accurately, and the device cannot be used as an image forming device.
実施例1の場合、印刷枚数が2000枚であっても副走査速度変動比率変化量(%)は、0.5%以下であった。実施例2の場合、印刷枚数が2000枚であっても副走査速度変動比率変化量(%)は、1.5%以下であった。比較例1の場合であり、印刷枚数が500枚の時に、副走査速度変動比率変化量は、約2.0%であった。比較例1の場合であり、印刷枚数が1000枚の時に、副走査速度変動比率変化量は、約3.2%であった。実施例1は、比較例1の場合と比較して、エンコーダの汚れが少なく、装置の寿命を延ばすことができる。実施例1および実施例2は、比較例1よりもエンコーダの汚れが少なく、搬送速度が正確に維持されることにより、印刷品質の低下を抑制することができる。 In the case of Example 1, even when the number of printed sheets was 2000, the sub-scanning speed fluctuation ratio change amount (%) was 0.5% or less. In the case of Example 2, even when the number of printed sheets was 2000, the sub-scanning speed fluctuation ratio change amount (%) was 1.5% or less. In the case of Comparative Example 1, when the number of printed sheets was 500, the sub-scanning speed fluctuation ratio change amount was about 2.0%. In the case of Comparative Example 1, when the number of printed sheets was 1000, the sub-scanning speed fluctuation ratio change amount was about 3.2%. In Example 1, the encoder is less dirty than in Comparative Example 1, and the life of the device can be extended. In Examples 1 and 2, the encoder is less dirty than in Comparative Example 1, and the conveying speed is accurately maintained, thereby suppressing the deterioration of print quality.
さらに実施例1の副走査速度変動比率変化量(%)は、実施例2の副走査速度変動比率変化量(%)より小さい。従って、パルスP5の第1膨張波形要素a1の開始から第1収縮波形要素c1の開始までの時間T1を0.45Tc~0.65Tcの範囲とし、第1収縮波形要素c1の開始から第3膨張波形要素a3の開始までの時間T4を0.9Tc~1.0Tcの範囲とすることで、さらにミストの発生を低減でき、エンコーダの汚れを低減できることが確認できた。それにより、実施例1は、さらにエンコーダの汚れが少なく、搬送速度が正確に維持されることにより、印刷品質の低下を抑制することができる。 Furthermore, the sub-scanning speed fluctuation ratio change amount (%) of Example 1 is smaller than the sub-scanning speed fluctuation ratio change amount (%) of Example 2. Therefore, by setting the time T1 from the start of the first expansion waveform element a1 to the start of the first contraction waveform element c1 of pulse P5 in the range of 0.45Tc to 0.65Tc, and setting the time T4 from the start of the first contraction waveform element c1 to the start of the third expansion waveform element a3 in the range of 0.9Tc to 1.0Tc, it was confirmed that the generation of mist can be further reduced and the dirt on the encoder can be reduced. As a result, in Example 1, the dirt on the encoder is further reduced and the conveying speed is accurately maintained, thereby suppressing the deterioration of print quality.
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、OHP、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味である。本願における媒体は、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。 In this application, "paper" does not mean limited to paper, but includes overhead projectors, cloth, glass, substrates, etc., and refers to anything onto which ink droplets or other liquids can be attached. In this application, media includes those referred to as recording media, recording paper, recording paper, etc.
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。 "Image forming device" refers to a device that forms an image by ejecting liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc. "Image formation" refers not only to applying meaningful images such as letters or figures onto a medium, but also to applying meaningless images such as patterns onto a medium (simply causing droplets to land on the medium).
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。 In addition, unless otherwise specified, the term "ink" is used as a general term for all liquids capable of forming images, including not only those called ink, but also those called recording liquid, fixing treatment liquid, liquid, etc. For example, it also includes DNA samples, resists, pattern materials, resins, etc.
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。 In addition, "images" are not limited to flat objects, but also include images attached to objects formed in a three-dimensional form, and images formed by modeling the object itself in three dimensions.
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。 Additionally, unless otherwise specified, image forming devices include both serial type image forming devices and line type image forming devices.
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 above in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiment without departing from the scope of the claims.
例えば、上記実施の形態では、本発明に係る記録ヘッドを備えた画像形成装置について説明したが、本発明に係る記録ヘッド及びその制御は、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。 For example, in the above embodiment, an image forming apparatus equipped with a recording head according to the present invention has been described, but the recording head and its control according to the present invention can be widely applied to devices that eject liquid, including image forming apparatuses.
本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、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。 In this application, a "liquid ejection device" is a device that includes a liquid ejection head or a liquid ejection unit, and ejects liquid by driving the liquid ejection head. A liquid ejection device includes not only a device that can eject liquid onto an object onto which the liquid can adhere, but also a device that ejects liquid into air or liquid.
この「液体を吐出する装置」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、後処理装置なども含むことができる。 This "liquid ejecting device" can also include means for feeding, transporting, and discharging items onto which liquid can be attached, as well as pre-processing devices and post-processing devices.
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。 For example, examples of "devices that eject liquid" include image forming devices that eject ink to form an image on paper, and three-dimensional modeling devices that eject modeling liquid onto a powder layer formed by layering powder to form a three-dimensional object.
また、「液体を吐出する装置」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。 In addition, a "liquid ejecting device" is not limited to devices that use ejected liquid to visualize meaningful images such as letters and figures. For example, it also includes devices that form patterns that have no meaning in themselves, and devices that create three-dimensional images.
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などを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above phrase "something to which liquid can adhere" refers to something to which liquid can adhere at least temporarily, and to which the liquid adheres and sticks, or adheres and penetrates. Specific examples include media such as paper, recording paper, film, and cloth, electronic circuit boards, electronic components such as piezoelectric elements, powder layers, organ models, and testing cells, and unless otherwise specified, includes all things to which liquid can adhere.
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、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The above-mentioned "materials to which liquid can adhere" include paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, and other materials to which liquid can adhere even temporarily.
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(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、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータ等を使用することができる。 In addition, the pressure generating means used in the "liquid ejection 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 heating resistor, an electrostatic actuator consisting of a vibration plate and an opposing electrode, etc. 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, in this application, the terms image formation, recording, printing, copying, printing, modeling, etc. are all synonymous.
上記で説明した実施形態の制御部500で実行される各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるCPUのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP(digital signal processor)、FPGA(field programmable gate array)や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。
Each function executed by the
1 画像形成装置(液体吐出装置)
34(34a,34b) 記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
42 用紙(媒体)
104 ノズル
106 個別液室
112 圧電部材(圧力発生部)
500 制御部
508 印刷制御部
509 ヘッドドライバ(ヘッド駆動制御部)
701 駆動波形生成部
Tc 固有振動周期
1. Image forming apparatus (liquid ejection apparatus)
34 (34a, 34b) recording head (liquid ejection head)
42 Paper (medium)
104
500
701 Drive waveform generating unit Tc Natural vibration period
Claims (7)
滴サイズに応じて選択された1又は2以上のパルスを含む駆動波形を前記圧力発生部に出力するヘッド駆動制御部と、を備え、
前記駆動波形は、2以上の前記パルスを含む場合には、当該複数のパルスのうちの最後に最終パルスを含み、
前記最終パルスは、
前記個別液室を膨張させる第1膨張波形要素と、
前記第1膨張波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を収縮させる第1収縮波形要素と、
前記第1収縮波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を膨張させる第2膨張波形要素と、
前記第2膨張波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を収縮させる第2収縮波形要素と、
前記第2収縮波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を膨張させる第3膨張波形要素と、を含み、
前記第1収縮波形要素の開始から前記第2膨張波形要素の開始までの時間が0.5Tc未満であり、
前記第1収縮波形要素の開始から前記第2収縮波形要素の開始までの時間が0.5Tc~0.6Tcの範囲内であることを特徴とする液体吐出装置。 a liquid ejection head including a plurality of nozzles for ejecting liquid droplets, individual liquid chambers communicating with the nozzles, and a pressure generating unit for generating pressure to pressurize liquid in the individual liquid chambers;
a head drive control unit that outputs to the pressure generating unit a drive waveform including one or more pulses selected according to a droplet size,
When the drive waveform includes two or more of the pulses, the drive waveform includes a final pulse at the end of the plurality of pulses,
The final pulse is
A first expansion corrugated element that expands the individual liquid chamber;
a first contraction waveform element that is a waveform element subsequent to the first expansion waveform element and contracts the individual liquid chamber;
a second expansion waveform element that is a waveform element subsequent to the first contraction waveform element and expands the individual liquid chamber;
a second contraction waveform element that is a waveform element subsequent to the second expansion waveform element and contracts the individual liquid chamber;
a third expansion waveform element which is a waveform element subsequent to the second contraction waveform element and expands the individual liquid chamber;
the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the second expansion waveform element is less than 0.5Tc;
A liquid ejection device, characterized in that the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the second contraction waveform element is within a range of 0.5Tc to 0.6Tc.
前記第1収縮波形要素の開始から前記第3膨張波形要素の開始までの時間が0.9Tc~1.0Tcの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 The time from the start of the first expansion waveform element to the start of the first contraction waveform element is in the range of 0.45Tc to 0.65Tc;
2. The liquid ejection device according to claim 1, wherein the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the third expansion waveform element is within a range of 0.9Tc to 1.0Tc.
前記搬送ベルトは前記媒体を静電吸着力で吸着して搬送する、請求項1又は2に記載の液体吐出装置。 a conveyor belt that conveys a medium on which an image is formed by the liquid discharged from the liquid discharge head;
3. The liquid ejection apparatus according to claim 1, wherein the transport belt transports the medium by electrostatic attraction.
前記プログラムは、
滴サイズに応じて選択された1又は2以上のパルスを含む駆動波形を圧力発生部に出力し、
前記駆動波形は、2以上の前記パルスを含む場合には、当該複数のパルスのうちの最後に最終パルスを含み、
前記最終パルスは、
前記液体吐出ヘッドの個別液室を膨張させる第1膨張波形要素と、
前記第1膨張波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を収縮させる第1収縮波形要素と、
前記第1収縮波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を膨張させる第2膨張波形要素と、
前記第2膨張波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を収縮させる第2収縮波形要素と、
前記第2収縮波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を膨張させる第3膨張波形要素と、を含み、
前記第1収縮波形要素の開始から前記第2膨張波形要素の開始までの時間が0.5Tc未満であり、
前記第1収縮波形要素の開始から前記第2収縮波形要素の開始までの時間が0.5Tc~0.6Tcの範囲内であることを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to execute a process for ejecting liquid from a plurality of nozzles of a liquid ejection head,
The program is
outputting, to a pressure generating unit, a drive waveform including one or more pulses selected according to a droplet size;
When the drive waveform includes two or more of the pulses, the drive waveform includes a final pulse at the end of the plurality of pulses,
The final pulse is
A first expansion waveform element that expands an individual liquid chamber of the liquid ejection head;
a first contraction waveform element that is a waveform element subsequent to the first expansion waveform element and contracts the individual liquid chamber;
a second expansion waveform element that is a waveform element subsequent to the first contraction waveform element and expands the individual liquid chamber;
a second contraction waveform element that is a waveform element subsequent to the second expansion waveform element and contracts the individual liquid chamber;
a third expansion waveform element which is a waveform element subsequent to the second contraction waveform element and expands the individual liquid chamber;
the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the second expansion waveform element is less than 0.5Tc;
A program characterized in that the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the second contraction waveform element is within the range of 0.5Tc to 0.6Tc.
前記第1収縮波形要素の開始から前記第3膨張波形要素の開始までの時間が0.9Tc~1.0Tcの範囲内であることを特徴とする請求項4に記載のプログラム。 The time from the start of the first expansion waveform element to the start of the first contraction waveform element is in the range of 0.45Tc to 0.65Tc;
5. The program according to claim 4, wherein the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the third expansion waveform element is within a range of 0.9Tc to 1.0Tc.
滴サイズに応じて選択された1又は2以上のパルスを含む駆動波形を前記圧力発生部に出力し、
前記駆動波形は、2以上の前記パルスを含む場合には、当該複数のパルスのうちの最後に最終パルスを含み、
前記最終パルスは、
前記個別液室を膨張させる第1膨張波形要素と、
前記第1膨張波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を収縮させる第1収縮波形要素と、
前記第1収縮波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を膨張させる第2膨張波形要素と、
前記第2膨張波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を収縮させる第2収縮波形要素と、
前記第2収縮波形要素よりも後の波形要素であり、前記個別液室を膨張させる第3膨張波形要素と、を含み、
前記第1収縮波形要素の開始から前記第2膨張波形要素の開始までの時間が0.5Tc未満であり、
前記第1収縮波形要素の開始から前記第2収縮波形要素の開始までの時間が0.5Tc~0.6Tcの範囲内であることを特徴とするヘッド駆動制御方法。 1. A head drive control method for driving and controlling a liquid ejection head having a plurality of nozzles for ejecting liquid droplets, individual liquid chambers communicating with the nozzles, and a pressure generating unit for generating pressure to pressurize liquid in the individual liquid chambers, comprising:
outputting a drive waveform including one or more pulses selected according to a droplet size to the pressure generating unit;
When the drive waveform includes two or more of the pulses, the drive waveform includes a final pulse at the end of the plurality of pulses,
The final pulse is
A first expansion corrugated element that expands the individual liquid chamber;
a first contraction waveform element that is a waveform element subsequent to the first expansion waveform element and contracts the individual liquid chamber;
a second expansion waveform element that is a waveform element subsequent to the first contraction waveform element and expands the individual liquid chamber;
a second contraction waveform element that is a waveform element subsequent to the second expansion waveform element and contracts the individual liquid chamber;
a third expansion waveform element which is a waveform element subsequent to the second contraction waveform element and expands the individual liquid chamber;
the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the second expansion waveform element is less than 0.5Tc;
A head drive control method, characterized in that the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the second contraction waveform element is within a range of 0.5Tc to 0.6Tc.
前記第1収縮波形要素の開始から前記第3膨張波形要素の開始までの時間が0.9Tc~1.0Tcの範囲内である、ことを特徴とする請求項6に記載のヘッド駆動制御方法。 The time from the start of the first expansion waveform element to the start of the first contraction waveform element is in the range of 0.45Tc to 0.65Tc;
7. The head drive control method according to claim 6, wherein the time from the start of the first contraction waveform element to the start of the third expansion waveform element is within a range of 0.9Tc to 1.0Tc.
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