JP4904038B2 - 液体吐出装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る液体吐出装置の一例としての画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。
図2は、液体吐出ヘッド50の全体構造の一例について概略を示す平面透視図である。
図4は、画像形成装置10におけるインク供給系およびメンテナンス系の構成を示した概要図である。
本実施形態におけるメニスカス揺らしの制御処理について以下詳細に説明する。
本実施形態の画像形成装置10は、複数のノズル51のメニスカスからの溶媒の揮発量に係る条件(揮発条件)を、各ノズル51ごとに、インクを吐出してから次にインクを吐出するまでの状態(吐出休止状態)、さらには閑散的な吐出状態において、取得して、メニスカス揺らし制御を行う。
(揮発条件1)環境温度(特にノズル近傍の温度が好ましい)
(揮発条件2)環境湿度(特にノズル近傍の湿度が好ましい)
(揮発条件3)溶媒蒸気圧
(揮発条件4)インクの攪拌履歴(メニスカス揺らし履歴、メンテナンス動作履歴)
(揮発条件5)インクの吐出履歴
(揮発条件6)ノズルの開口面積
(揮発条件7)インク体積(メニスカス揺らしにより攪拌される範囲内のインクの体積、あるいは、吐出流路512、圧力室52、インク供給流路53などのメニスカス揺らしによりインクが攪拌される範囲内の全容積)
(揮発条件8)圧力室52からノズル51へ至る吐出流路512の形状および寸法
(揮発条件9)メニスカス揺らしによるインクの攪拌効率(例えば、形状と攪拌量との対応関係やメニスカス揺らし用の駆動波形と攪拌量との対応関係)
(揮発条件10)メニスカス揺らし量(例えば、メニスカス揺らし時間、メニスカス揺らし駆動波形の形状・振幅・波長など)
(揮発条件11)インク物性(例えば、溶媒揮発性、溶媒拡散性、溶媒潜熱、熱伝導性、粘性、粘性の温度依存性など)
(揮発条件12)インク温度(好ましくは各ノズル51ごとのノズル51近傍のインクの温度)
(揮発条件13)アクチュエータ特性(揺らし力:インクが増粘して抵抗が増え動きにくくなった際のメニスカス揺らしにおけるアクチュエータの駆動力)
(揮発条件14)液体吐出ヘッド50と記録媒体との相対速度(例えば記録媒体の搬送速度)
これらの揮発条件をパラメータとして、ノズル51のメニスカスから揮発する溶媒の揮発量(あるいは、ノズル51のメニスカス近傍の溶媒濃度またはインク粘度)を、各ノズル51ごとに求める。
ノズル直径:30μm
ノズル長さ:30μm
(供給絞り部分もノズルと同形状とする)
圧力室サイズ:0.3mm×0.3mm×0.15mm
アクチュエータのコンプライアンス:1×10―20(m3/Pa)
入力圧力:1Mpa(片振幅)
パルス幅:1.87μsec
図11(a)に示す共振波形915、916の共振点である第1ピーク9151、9161および第2ピーク9152、9262に基づいて求めた周期及び対数減衰率を、図11(b)のテーブル情報に示す。このような計算により求めたテーブル情報、あるいは、測定により求めたテーブル情報は、図1の第2メモリ151に予め記憶しておく。
Claims (10)
- 液体を吐出するノズルと、
前記ノズルに連通する圧力室と、
前記圧力室の液体に加える圧力を発生するアクチュエータであって、前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出駆動、および、前記ノズルから液体が吐出しない程度に前記ノズルのメニスカスを揺らすメニスカス揺らし駆動を行うアクチュエータと、
前記ノズルのメニスカス近傍の液体の増粘状態を判別する増粘状態判別部であって、前記ノズルのメニスカスにおける液体の揮発量、前記液体の溶媒濃度及び前記液体の粘度のうちで少なくともひとつに基づいて、前記ノズルから液体の吐出が可能であって前記ノズルのメニスカス揺らしが不要な第1の増粘状態と、前記ノズルから液体の吐出は可能であるが前記ノズルのメニスカス揺らしが必要な第2の増粘状態と、前記ノズルから液体の吐出は不可能であるが前記ノズルのメニスカス揺らしを行うと前記第1の増粘状態に回復可能な第3の増粘状態とを判別する増粘状態判別部と、
前記ノズルから液体の吐出を行う場合には、前記第1の増粘状態であれば前記ノズルのメニスカス揺らしを行わないで前記ノズルから液体を吐出する一方で、前記第2の増粘状態及び前記第3の増粘状態のいずれかであれば前記ノズルのメニスカス揺らしを行った後に前記ノズルから液体を吐出し、前記ノズルから液体の吐出を行わない場合には、前記第1の増粘状態及び前記第2の増粘状態のいずれかであれば前記ノズルのメニスカス揺らしを行わない一方で、前記第3の増粘状態であれば前記ノズルのメニスカス揺らしを行う制御をする制御部と、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。 - 液体を吐出するノズルと、
前記ノズルに連通する圧力室と、
前記圧力室の液体に加える圧力を発生するアクチュエータであって、前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出駆動、および、前記ノズルから液体が吐出しない程度に前記ノズルのメニスカスを揺らすメニスカス揺らし駆動を行うアクチュエータと、
前記ノズルのメニスカス近傍の液体の増粘状態を判別する増粘状態判別部と、
前記ノズルから液体の吐出を行う場合には、前記メニスカス近傍の液体の増粘状態が前記ノズルから液体を吐出することが不可能な状態となる前に前記アクチュエータを用いて前記メニスカス揺らし駆動を行ってから、前記アクチュエータを用いて前記液体吐出駆動を行う一方で、前記ノズルから液体の吐出を行わない場合には、前記メニスカス近傍の液体の増粘状態が前記ノズルから液体を吐出することが不可能な状態となっても、前記メニスカス揺らし駆動により前記メニスカス近傍の液体の粘度が回復可能である間は前記ノズルから液体の吐出を行う場合と比較して前記メニスカス揺らし駆動の頻度を低減して前記アクチュエータにより前記メニスカス揺らし駆動を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。 - 前記増粘状態判別部は、前記ノズルのメニスカス近傍の液体の増粘状態を実測により判別することを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出装置。
- 前記ノズルのメニスカスから溶媒が揮発するための揮発条件を取得する手段と、
前記揮発条件を取得する手段によって取得された揮発条件と前記ノズルのメニスカス近傍の増粘状態との対応関係を示す情報を数式または表として記憶する記憶部と、を備え、
前記増粘状態判別部は、前記揮発条件取得手段によって取得された揮発条件と、前記記憶部に記憶された情報とに基づいて、前記増粘状態を判別することを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出装置。 - 前記圧力室、前記圧力室から前記ノズルに至る流路、および、前記ノズルのうちで少なくともひとつの内圧を検出する圧力センサを備え、
前記増粘状態判別部は、前記圧力センサの検出結果に基づいて前記増粘状態を判別することを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記ノズルの近傍に、前記液体の溶媒濃度を検出する濃度センサが配置され、
前記増粘状態判別部は、前記濃度センサの検出結果に基づいて前記増粘状態を判別することを特徴とする請求項3に記載の液体吐出装置。 - 液体を吐出するノズルのメニスカス近傍の液体の増粘状態について、ノズルのメニスカスにおける液体の揮発量、前記液体の溶媒濃度及び前記液体の粘度のうちで少なくともひとつに基づいて、前記ノズルから液体の吐出が可能であって前記ノズルのメニスカス揺らしが不要な第1の増粘状態と、前記ノズルから液体の吐出は可能であるが前記ノズルのメニスカス揺らしが必要な第2の増粘状態と、前記ノズルから液体の吐出は不可能であるが前記ノズルのメニスカス揺らしを行うと前記第1の増粘状態に回復可能な第3の増粘状態とを判別し、
前記ノズルから液体の吐出を行う場合には、前記第1の増粘状態であれば前記ノズルのメニスカス揺らしを行わないで前記ノズルから液体を吐出する一方で、前記第2の増粘状態及び前記第3の増粘状態のいずれかであれば前記ノズルのメニスカス揺らしを行った後に前記ノズルから液体を吐出し、
前記ノズルから液体の吐出を行わない場合には、前記第1の増粘状態及び前記第2の増粘状態のいずれかであれば前記ノズルのメニスカス揺らしを行わない一方で、前記第3の増粘状態であれば前記ノズルのメニスカス揺らしを行うことを特徴とする液体吐出装置の制御方法。 - 液体を吐出するノズルのメニスカス近傍の液体の増粘状態を判別し、
前記ノズルから液体の吐出を行う場合には、前記メニスカス近傍の液体の増粘状態が前記ノズルから液体を吐出することが不可能な状態となる前に前記ノズルから液体が吐出しない程度に前記ノズルのメニスカス揺らしを行ってから、前記ノズルから液体を吐出させる一方で、前記ノズルから液体の吐出を行わない場合には、前記メニスカス近傍の液体の増粘状態が前記ノズルから液体を吐出することが不可能な状態となっても、前記メニスカスを揺らしにより前記メニスカス近傍の液体の粘度が回復可能である間は前記ノズルから液体の吐出を行う場合と比較して前記メニスカス揺らしの頻度を低減して前記メニスカス揺らしを行うことを特徴とする液体吐出装置の制御方法。 - 前記ノズルのメニスカス近傍の液体の増粘状態を実測により判別することを特徴とする請求項7または8に記載の液体吐出装置の制御方法。
- 前記ノズルのメニスカスから溶媒が揮発するための揮発条件を取得する手段と、前記揮発条件を取得する手段によって取得された揮発条件と前記ノズルのメニスカス近傍の増粘状態との対応関係を示す情報を数式または表として記憶する記憶部と、を用い、
前記揮発条件取得手段によって取得された揮発条件と、前記記憶部に記憶された情報とに基づいて、前記増粘状態を判別することを特徴とする請求項7または8に記載の液体吐出装置の制御方法。
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