JP4639863B2 - 液体吐出装置 - Google Patents
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Description
ところが、インク吸収部材は印刷用紙の裏面側に離間して配置されており、ノズル開口からインク吸収部材の露出面までの距離は、ノズル開口から用紙面までの距離(以下、PGと呼ぶ)に比べて長い。このため、印刷用紙から外れた領域に向けてインク滴が吐出された場合、ノズル開口から吐出されたインク滴が空気抵抗を受けて減速し、インク吸収部材まで到達せずにミスト化してしまう場合があった。特に、画質を向上させるためにインク滴の体積(重量)を小さくすると、空気抵抗による減速の度合いが大きくなってインク滴がミスト化しやすくなる。そしてこのようなミスト化したインクは、機内の至るところに付着して、いわゆる機内汚れの原因となる。
PGが大きいときには、特許文献1に係る手段を用いてもミスト化したインクを十分に捕集することは難しい。電極は、印刷用紙の縁の近傍に配置されているからである。
この発明の液体吐出装置によれば、PGによって条件を違えて吐出された液滴の量はほぼ同量であるため、吐出対象物上に着弾した後の画像等の階調性にはあまり差を与えない。
さらに好ましくは、前記吐出制御手段は、前記第1の電気パルスと前記第2の電気パルスとが一周期内でタイミングを違えて結合された駆動信号を生成する駆動信号生成手段を備え、前記一の値に対応する吐出制御において、前記駆動信号から前記第1ないし第2の電気パルスのいずれか一方を選択して、前記圧力発生手段に印加することを特徴とする。
さらに好ましくは、前記駆動信号において、前記第2の電気パルスは前記第1の電気パルスよりも遅いタイミングとなっていることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、粘度が高くミスト化した液体を発生しやすい顔料インクを用いつつも、機内汚染の低減を有効に図ることができる。
さらに好ましくは、前記第2の条件に係るVmが9.5m/sないし10.5m/sであることを特徴とする。
なお、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。
図1において、液体吐出装置としてのプリンタ100は、吐出対象物としての用紙6の印刷面6aに液体としてのインクを吐出して画像等の描画(印刷)を行う装置である。このプリンタ100は、スチール製のフレーム基体9と、インクを吐出する吐出ヘッド12と、吐出ヘッド12を搭載するキャリッジ1と、キャリッジ1を一定の方向に往復動(主走査)させる走査手段を構成する主走査機構8と、用紙6を裏面側から支持するプラテン5とを備えている。ここで、フレーム基体9は、その剛性と重量によって機構全体の土台をなすと共に、電気的なアースとしての機能を果たしている。
ガイドロッド4は、フレーム基体9の側面に設けられたPG変化手段15によって、伸長方向を保ったまま図の上下方向に移動するようになっており、当該移動により、吐出ヘッド12のノズル形成面12aと印刷面6aとの距離PG(図4参照)を変化させることが可能である。ガイドロッドの移動は、図示しない機構および駆動モータにより行われる。
メンテナンス機構10は、図の上方側が開放された箱型の弾性部材であるキャップ部材13を備えている。キャップ部材13は、吐出ヘッド12のノズル形成面12aに密着してノズル79の開口を封止する(キャッピング)ことで(図2参照)、未使用状態における当該ノズル79の保全を図るものである。また、キャッピングの状態から、キャップ部材13の内底部の連通口(図示せず)と通じる吸引ポンプ(図示せず)を動作させることにより、封止された空間を減圧してノズル79(図2参照)からインクを強制的に吸引することができる。
キャップ部材13の印刷領域側の近傍には、板状に成型された弾性部材を備えたワイピング手段11が吐出ヘッド12の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されている。ワイピング手段11は、キャリッジ1がキャップ部材13側に往復移動するに際して、必要に応じて吐出ヘッド12のノズル形成面12a(図2参照)を払拭することができるように構成されている。
図2に示すように、吐出ヘッド12は、樹脂等で成形された箱体状のケース71と、ケース71の収納室72に収容された櫛歯状の圧電振動子21と、ケース71と接合された流路ユニット74と、を備えている。
このような圧電振動子21の駆動は、共通内部電極21cと個別内部電極21dとの間に印加する電気パルス(図6参照)によって行われる。そして、この電気パルスの印加によって圧力発生室81内のインクに圧力変動が発生し、ノズル79からインク滴が吐出される。すなわち、圧電振動子21および圧力発生室81は、圧力発生手段を構成している。
図3に示すように、搬送機構16は、プラテン5と、用紙6をプラテン5へ搬送する搬送ローラ19a、19bとを備えている。搬送ローラ19a、19bは互いに対向するように配置されており、用紙6を挟み込んで矢印Fの向きに搬送する。また、搬送ローラ19aは従動ローラであり、搬送ローラ19bは駆動ローラである。
同様に、ダミー部5bは用紙6の上縁部6dを印刷する際に、ダミー部5cは、用紙6の下端部(上縁部6dに対向する端部)を印刷する際に利用される。また、用紙6の側縁部6cに対向する縁部についても同様の方法で縁なし印刷が行われる。また、ダミー部5eは、多様なサイズの用紙6に対応するためにダミー部5dと同じ目的で設けられている。
電極20は、仮想線で示す導線によって高圧電源50と電気的に接続され、必要に応じて高電圧が印加されるようになっている。高圧電源50が電極20に電圧を印加すると、アース電位に維持された吐出ヘッド12のノズル形成面12aと電極20との間には電界(静電力)が発生する。すなわち、電極20および高圧電源50は、静電力発生手段を構成している。
用紙6は搬送過程において搬送機構16の各部材と擦れ合うなどして正極に帯電するため、用紙6とノズル形成面12aとの間に形成される電界により、吐出されるインク滴22m,22sは負極に帯電されている。このため、電極20に正極の高電圧電位を印加することにより、このような帯電されたインク滴22m,22sを静電力によって積極的に誘引し、吸液性部材18での回収を図ることができる。
図5に示すように、プリンタ100は、吐出制御手段を構成するプリントコントローラ23および駆動回路33と、圧力発生手段を構成する圧電振動子21と、走査手段(主走査機構8、搬送機構16)を駆動する主走査用モータ2および副走査用モータ14と、PG変化手段15を駆動するPG変化用モータ51と、静電力発生手段を構成する高圧電源50および電極20と、を備えている。ここで、プリントコントローラ23は、フレーム基体9(図1参照)の裏側に設けられた制御ボックス内に収容されており、駆動回路33は、吐出ヘッド12に搭載されている。
また、制御部28は、印刷データを解析していわゆる縁無し印刷を行うか否かを判別し、縁無し印刷を行う場合には高圧電源50の内部スイッチの切り替えを行い、電極20に高電圧を供給する。また、縁無し印刷を行わない場合には電極20への高電圧の供給は行わない。すなわち、制御部28は静電力選択手段として機能している。
また、制御部28は、PG大状態/小状態に応じて割り当て信号(SP)を生成する。ここで、割り当て信号(SP)とは、階調データの値に対応した駆動信号(COM)中の電気パルスPS1〜PS3(図6参照)の割り当てを規定したものである。
また、制御部28は、ラッチ信号(LAT)やチャンネル信号(CH)を生成する。ここで、ラッチ信号(LAT)やチャンネル信号(CH)は、駆動信号(COM)を構成する電気パルスPS1〜PS3(図6参照)の圧電振動子21への印加タイミングを規定するものである(図6参照)。
このように、第1シフトレジスタ36及び第1ラッチ回路39からなる回路ユニットと、第2シフトレジスタ37及び第2ラッチ回路40からなる回路ユニットは、それぞれが記憶回路として機能する。すなわち、これらの回路ユニットは、デコーダ42に入力される前の階調データを一時的に記憶する。
一方、縁無し印刷を行わない場合には電極20への高電圧の供給は行わない。電極20が誘引できるのは、ダミー部5b,5c,5d,5e近傍におけるインク滴22m,22s(図3,4参照)なので、縁無し印刷を行わないときにはほとんど効果が無いからである。これにより、余分な電力消費を抑えることができる。
上述のステップS3において設定された割り当て信号(SP)による階調データのデコードや、生成された選択パルスによる電気パルスの印加は、具体的には図8に示す関係で行われる。以下で、具体的に説明する。
尚、第1の条件に係る中ドットと第2の条件に係る中ドットとは、その吐出量についてほぼ同量となっており、画像等が形成された際の階調性についてはほとんど影響を及ぼさない。
また、電気パルスPS1より遅いタイミングで電気パルスPS2を配置してあるので、Vmの比較的遅い第1の条件に係る中ドットにVmの比較的速い第2の条件に係る中ドットが追いつく関係となり、用紙6の印刷面6a(図4参照)上に一体もしくは一体に近い状態で大ドットを着弾させることができる。これにより画質の向上を図ることができる。
また、PG小状態(第2の条件)に係る中ドットのVmは9.5m/sないし10.5m/sであることが好ましい。このとき、サテライトドット22s(図4参照)のミスト化が適度に抑えられつつも、好適な着弾精度を確保することができる。
また、距離PGの設定については、上述の実施形態のように印刷データに基づいて自動調整される態様に限定されるものではなく、ユーザが手動で行うようになっていてもよい。さらにこのような場合において、液体吐出装置はPGの状態を検知するセンサを備えており、当該センサの検知結果によって、制御部28が割り当て信号(SP)を切り替えるようになっていてもよい。
また、距離PGの設定については、上述の実施形態のようにPG大状態とPG小状態の二段階に切り替えられる態様に限定されるものではなく、連続的に値を変化する態様となっていてもよい。このような場合において、割り当て信号(SP)の設定の切り替えは、距離PGが所定値以上か否かによって行うことができる。
また、上述の実施形態の階調データは2ビット(4値)であるが、本願発明は、1ビットないし3ビット以上の階調データで処理される液体吐出装置についても適用できる。
また、各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。
Claims (4)
- 液体をノズルから液滴として吐出する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドと対向するように配設され、前記吐出対象物を支持する支持部材と、 前記支持部材に隣接する位置において静電力を発生させる静電力発生手段と、
前記吐出ヘッドが前記吐出対象物の縁の領域を含んで前記液滴を吐出するか否かによって、前記静電力の発生の有無を選択する静電力選択手段と、
前記吐出対象物の種類に応じて、前記吐出対象物と前記ノズルとの距離(PG)を変化させるPG変化手段と、
前記ノズル毎に生成された二値以上の階調データに応じた条件で前記ノズルから液滴を吐出させる吐出制御手段と、を備え、
前記吐出制御手段は、前記PGが所定値以上である場合には吐出される液滴の速度が遅いものとなる第1の電気パルスを用いて前記液滴を吐出し、前記PGが所定値未満である場合には吐出される液滴の速度が速いものとなる第2の電気パルスを用いて前記液滴を吐出することを特徴とする液体吐出装置。 - 液体をノズルから液滴として吐出する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドと対向するように配設され、前記吐出対象物を支持する支持部材と、 前記支持部材に隣接する位置において静電力を発生させる静電力発生手段と、
前記吐出ヘッドが前記吐出対象物の縁の領域を含んで前記液滴を吐出するか否かによって、前記静電力の発生の有無を選択する静電力選択手段と、
前記吐出対象物の種類に応じて、前記吐出ヘッドを高さ方向に変化させて前記吐出対象物と前記ノズルとの距離(PG)を変化させるPG変化手段と、
前記ノズル毎に生成された二値以上の階調データに応じた条件で前記ノズルから液滴を吐出させる吐出制御手段と、を備え、
前記吐出制御手段は、前記PGが所定値以上である場合には吐出される液滴の速度が遅いものとなる第1の電気パルスを用いて前記液滴を吐出し、前記PGが所定値未満である場合には吐出される液滴の速度が速いものとなる第2の電気パルスを用いて前記液滴を吐出することを特徴とする液体吐出装置。 - 前記第1の電気パルス及び前記第2の電気パルスによって吐出される液滴の量は、ほぼ同量であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
- 前記吐出制御手段は、前記第1の電気パルスと前記第2の電気パルスとが一周期内でタイミングを違えて結合された駆動信号を生成する駆動信号生成手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の液体吐出装置。
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