JP5304498B2 - Inkjet recording device - Google Patents
Inkjet recording device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5304498B2 JP5304498B2 JP2009164549A JP2009164549A JP5304498B2 JP 5304498 B2 JP5304498 B2 JP 5304498B2 JP 2009164549 A JP2009164549 A JP 2009164549A JP 2009164549 A JP2009164549 A JP 2009164549A JP 5304498 B2 JP5304498 B2 JP 5304498B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- drive
- pressure chamber
- ink
- jet recording
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus.
マルチドロップ駆動のインクジェット記録装置では、1印刷周期中の吐出インク滴の数を変動させることで1画素を構成するインクドットの濃淡等が調整でき、これにより印刷の多階調性を可能ならしめている(例えば、特許文献1参照)。 In a multi-drop driving ink jet recording apparatus, the density of ink dots constituting one pixel can be adjusted by changing the number of ejected ink droplets in one printing cycle, thereby enabling multi-tone printing. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1には、膨張パルスのみからなる駆動パルスを複数回印加してマルチドロップ駆動を行うインクジェット記録装置が開示されており、1つの駆動パルスに要する時間は短いため高速駆動が容易になるとされている。
また、特許文献1には、膨張パルスと、該膨張パルスから所定時間後に印加される収縮パルスからなる駆動パルスを時間間隔を置かずに連続的に印加する条件で駆動を行うマルチドロップ駆動方法も提案されている。
しかしながら、特許文献1に開示された、膨張パルスのみからなる駆動パルスを複数回印加してマルチドロップ駆動を行う方法は、1つの駆動パルスに要する時間は短いため高速駆動は容易だが、圧力波振動が大きく発生するため安定性が大きく低下する。また、安定性を得るためには1つの液滴射出後もしくは1つのチャネルが吐出を終了し、隣接チャネルに駆動パルスを印加するまでに駆動パルスを印加しない長い休止時間を設けなくてはならず、結果として高速駆動は難しい。
However, the method of performing multi-drop driving by applying a driving pulse consisting only of an expansion pulse a plurality of times disclosed in
また、膨張パルスと、該膨張パルスから所定時間後に印加される収縮パルスからなる駆動パルスを時間間隔を置かずに連続的に印加してマルチドロップ駆動を行う方法も同様に圧力波振動の影響が大きくなり安定に射出することは難しい。 Similarly, the method of performing multi-drop driving by continuously applying an expansion pulse and a drive pulse comprising a contraction pulse applied after a predetermined time from the expansion pulse without a time interval is also affected by pressure wave vibration. It is difficult to get large and stable injection.
特許文献1のマルチドロップ駆動方法は、高速駆動において吐出が不安定になり、着弾ずれによる印字品質の低下等の問題がある。
In the multi-drop driving method of
マルチドロップ駆動においては、直前に吐出したインク滴の圧力振動の影響より吐出が不安定になり、着弾ずれなどによる印字品質の低下を招いてしまう。したがって圧力波振動やメニスカス位置の変動を制御し安定に吐出する必要がある。しかし、吐出後すぐに次の吐出のための駆動を行う高速駆動においては圧力波振動を完全にキャンセルすることは難しい。 In the multi-drop driving, the ejection becomes unstable due to the pressure vibration of the ink droplet ejected immediately before, and the print quality is deteriorated due to landing deviation or the like. Therefore, it is necessary to control the pressure wave vibration and the fluctuation of the meniscus position to discharge stably. However, it is difficult to completely cancel the pressure wave vibration in high-speed driving in which driving for the next discharge is performed immediately after the discharge.
本発明は、上記問題点を解決して、高速のマルチドロップ駆動においても安定射出でき、マルチドロップの着弾位置ずれを抑えることが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that solves the above-described problems and that can stably emit even in high-speed multi-drop driving and can suppress a deviation in landing positions of multi-drops.
本発明の目的は、以下に示す発明によって達成される。 The object of the present invention is achieved by the invention described below.
1.インク滴を吐出するノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室の容積を変化させる圧力発生手段を有する記録ヘッドと、インク滴をそれぞれ吐出させるための複数の駆動パルスを一印刷周期内に連続的に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記駆動信号を印加することによって、前記圧力発生手段を作動させて前記ノズルからインク滴を吐出させるようにしたインクジェット記録装置において、
一印刷周期内の各駆動パルスは、前記圧力室の容積を膨張させる膨張パルスと、該膨張パルスから所定時間後に前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルスとを有し、これらの駆動パルス間の時間間隔が0.3AL(ALは圧力室の音響的共振周期の1/2)以上1.0AL以下であり、
前記一印刷周期内の最初の駆動パルスにより吐出されるインク滴の体積をV1、n個(nは2以上の整数)の駆動パルスにより吐出されるn個のインク滴の総体積をVnとしたとき、V1≦(Vn)/nであることを特徴とするインクジェット記録装置。
1. A printing cycle including a nozzle for ejecting ink droplets, a pressure chamber communicating with the nozzle, a recording head having pressure generating means for changing the volume of the pressure chamber, and a plurality of drive pulses for ejecting ink droplets, respectively Ink-jet recording comprising drive signal generating means for generating a drive signal to be continuously applied therein, and applying the drive signal to operate the pressure generating means to eject ink droplets from the nozzles In the device
Each drive pulse in one printing cycle has an expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber, and a contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber after a predetermined time from the expansion pulse. time interval 0.3AL (
The volume of ink droplets ejected by the first drive pulse in the one printing cycle is V1, and the total volume of n ink droplets ejected by n (n is an integer of 2 or more) drive pulses is Vn. when, V1 ≦ (Vn) / n der Rukoto jet recording apparatus characterized.
2.前記膨張パルスの駆動電圧をVon(V)、前記収縮パルスの駆動電圧をVoff(V)としたとき、
各駆動パルスにおける膨張パルスの駆動電圧Von(V)は互いに実質的に等しく、かつ、収縮パルスの駆動電圧Voff(V)は互いに実質的に等しいことを特徴とする前記1に記載のインクジェット記録装置。
2. When the drive voltage of the expansion pulse is Von (V) and the drive voltage of the contraction pulse is Voff (V),
2. The ink jet recording apparatus according to 1 above, wherein the drive voltage Von (V) of the expansion pulse in each drive pulse is substantially equal to each other, and the drive voltage Voff (V) of the contraction pulse is substantially equal to each other. .
3.前記膨張パルスのパルス幅と前記所定時間と前記収縮パルスのパルス幅とがともに1ALであることを特徴とする前記1または2に記載のインクジェット記録装置。 3. 3. The ink jet recording apparatus according to 1 or 2, wherein a pulse width of the expansion pulse, the predetermined time, and a pulse width of the contraction pulse are all 1AL.
4.前記一印刷周期内の各駆動パルスにより吐出される各インク滴の速度が、±20%以内の範囲内にあることを特徴とする前記1乃至3の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。 4 . 4. The ink jet recording apparatus according to any one of 1 to 3 , wherein a speed of each ink droplet ejected by each driving pulse in the one printing cycle is within a range of ± 20%.
5.前記膨張パルスの駆動電圧をVon(V)、前記収縮パルスの駆動電圧をVoff(V)としたとき、
|Voff|/|Von|<1であることを特徴とする前記1乃至4の何れか1項に記載の液滴吐出装置。
5 . When the drive voltage of the expansion pulse is Von (V) and the drive voltage of the contraction pulse is Voff (V),
| Voff | / | Von | <1 in any one of 1 to 4 , wherein the droplet discharge device is described above.
6.|Voff|/|Von|=1/2であることを特徴とする前記5に記載の液滴吐出装置。 6 . 6. The droplet discharge device according to 5 above, wherein | Voff | / | Von | = 1/2.
7.各駆動パルスは矩形波からなるパルスであることを特徴とする前記1乃至6の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。 7 . 7. The ink jet recording apparatus according to any one of 1 to 6 , wherein each driving pulse is a pulse made of a rectangular wave.
8.前記圧力発生手段は、電気・機械変換手段であることを特徴とする前記1乃至7の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。 8 . 8. The ink jet recording apparatus according to any one of 1 to 7 , wherein the pressure generating unit is an electrical / mechanical converting unit.
9.前記電気・機械変換手段は、隣接する圧力室間の隔壁の少なくとも一部を形成し、且つ駆動パルスを印加することによりせん断モードで変形する圧電材料により構成されることを特徴とする前記8に記載のインクジェット記録装置。 9 . The electro-mechanical converting means, the 8, characterized in that it is formed of piezoelectric material which deforms in shear mode by forming at least a portion of the partition wall between adjacent pressure chambers, and applies a driving pulse The ink jet recording apparatus described.
10.各駆動パルスは、所定の基準状態から前記圧力室の容積を膨張させた後、前記基準状態に戻す膨張パルスと、前記基準状態が保持される所定時間と、前記圧力室の容積を収縮させた後、前記基準状態に戻す収縮パルスとを有し、これらの駆動パルス間においては前記基準状態が保持されることを特徴とする前記1乃至9の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。 10 . Each drive pulse expands the volume of the pressure chamber from a predetermined reference state and then returns to the reference state, a predetermined time during which the reference state is maintained, and contracts the volume of the pressure chamber 10. The inkjet recording apparatus according to any one of 1 to 9 , further comprising a contraction pulse that returns to the reference state, and the reference state is maintained between these drive pulses.
本発明により、高速のマルチドロップ駆動においても安定射出でき、マルチドロップの着弾位置ずれを抑えることが可能なインクジェット記録装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ink jet recording apparatus capable of stable injection even in high-speed multi-drop driving and capable of suppressing a multi-drop landing position shift.
以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。 Although the example of embodiment regarding this invention is shown below, the aspect of this invention is not limited to these.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。ここでは、電気・機械変換手段が、隣接する圧力室同士の隔壁を形成し、この隔壁を駆動することにより圧力室内のインクを吐出するせん断モードタイプの記録ヘッドを用い、これに矩形波からなる駆動パルスを印加する例を挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the electrical / mechanical conversion means uses a shear mode type recording head that forms a partition wall between adjacent pressure chambers, and ejects ink in the pressure chamber by driving the partition wall, and is composed of a rectangular wave. An example in which a drive pulse is applied will be described.
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。インクジェット記録装置1において、記録媒体Pは、搬送機構3の搬送ローラ対32に挟持され、更に、搬送モータ33によって回転駆動される搬送ローラ31により図示Y方向に搬送されるようになっている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus according to the present invention. In the
搬送ローラ31と搬送ローラ対32の間には、記録媒体Pの記録面PSと対向するように記録ヘッド2が設けられている。この記録ヘッド2は、記録媒体Pの幅方向に亘って掛け渡されたガイドレール4に沿って、不図示の駆動手段によって、上記記録媒体Pの搬送方向(副走査方向)と略直交する図示X−X’方向(主走査方向)に沿って往復移動可能に設けられたキャリッジ5に、ノズル面側が記録媒体Pの記録面PSと対向するように配置されて搭載されており、フレキシケーブル6を介して、駆動信号を生成するための回路が設けられる駆動信号生成手段100(図3参照)に電気的に接続されている。
The
かかる記録ヘッド2は、キャリッジ5の移動に伴って記録媒体Pの記録面PSを図示X−X’方向に移動し、この移動過程でインク滴を吐出することによって所望のインクジェット画像を記録するようになっている。
The
なお、図中、7はインク受け器であり、記録ヘッド2が非記録時のホームポジション等の待機位置に設けられている。記録ヘッド2がこの待機位置にある時、このインク受け器7に向けてインク滴を少量はき捨てるようにする。記録ヘッド2がこの待機位置において長期間作動停止している時は、図示しないが、記録ヘッド2のノズル面にキャップを被せることにより保護するようになっている。また、8は記録媒体Pを挟んで上記インク受け器7の反対位置に設けられたインク受け器であり、往復両方向で記録するとき、往動から復動に切り替えるときに、上記同様にはき捨てられたインク滴を受け入れる。
In the figure, reference numeral 7 denotes an ink receiver, and the
図2は、記録ヘッドの一態様であるせん断モードタイプの記録ヘッドの概略構成を示す図であり、(a)は一部断面で示す斜視図、(b)はインク供給部を備えた状態の断面図である。図3(a)〜(c)はその動作を示す図である。 2A and 2B are diagrams showing a schematic configuration of a shear mode type recording head which is an embodiment of the recording head, in which FIG. 2A is a perspective view partially showing a cross section, and FIG. 2B is a state in which an ink supply unit is provided. It is sectional drawing. 3A to 3C are diagrams showing the operation.
図2及び図3において100は駆動信号生成手段、2は記録ヘッド、21はインクチューブ、22はノズル形成部材、23はノズル、24はカバープレート、25はインク供給口、26は基板、27は隔壁、Lは圧力室の長さ、Dは圧力室の深さ、Wは圧力室の幅である。そして、圧力室28が隔壁27、カバープレート24及び基板26によって形成されている。
2 and 3, 100 is a drive signal generating means, 2 is a recording head, 21 is an ink tube, 22 is a nozzle forming member, 23 is a nozzle, 24 is a cover plate, 25 is an ink supply port, 26 is a substrate, and 27 is a substrate. The partition, L is the length of the pressure chamber, D is the depth of the pressure chamber, and W is the width of the pressure chamber. A
図1(b)には1個のノズル23を有する圧力室28の断面図が示されているが、実際のせん断モードで動作する記録ヘッド2では、図3に示すように、カバープレート24と基板26の間に、複数の電気・機械変換手段としての隔壁27A、27B、27C、27D・・・で隔てられた圧力室28A、28B、28C・・・が多数並設されている。
FIG. 1B shows a cross-sectional view of the
圧力室28の一端(以下、これをノズル端という場合がある)はノズル形成部材22に形成されたノズル23につながり、他端(以下、これをマニホールド端という場合がある)はマニホールド77、インク供給口25を経て、インクチューブ21によって図示されていないインクタンクに接続されている。
One end of the pressure chamber 28 (hereinafter sometimes referred to as a nozzle end) is connected to the
また、圧力室28は、圧力室28の出口側(図2における左側)の深溝部28aと、該深溝部28aから圧力室28の入口側(図2における右側)に行くに従って徐々に浅くなる浅溝部28bとを有している。
Further, the
各隔壁27A、27B、27C、27D・・・は、図3の矢印で示すように分極方向が異なる2枚の圧電材料からなる隔壁27a、27bから構成されており、各隔壁27表面には両隔壁27の上方から基板26の底面に亘って繋がる電極29A、29B、29Cが密着形成され、各電極29A、29B、29Cは、異方導電性フィルム78とフレキシブルケーブル6を介して、駆動信号生成手段100に接続している。
Each of the
各隔壁27は、ここでは図3の矢印で示すように分極方向が異なる2枚の隔壁27a、27bによって構成されているが、圧電材料は例えば符号27aの部分のみであってもよく、隔壁27の少なくとも一部にあればよい。
Each
駆動信号生成手段100は、複数の駆動パルスを連続的に印加する一連の駆動信号を一画素周期毎(一印刷周期毎)に発生する駆動信号発生回路と、各圧力室毎に前記駆動信号発生回路から供給された駆動信号の中から各画素の画像データに応じて駆動パルスを選択して各圧力室に供給する駆動パルス選択回路とからなり、各画素の画像データに応じて電気・機械変換手段としての隔壁27を駆動するための駆動パルスを供給する。一画素周期内の各駆動パルスは、圧力室の容積を膨張させる膨張パルスと、膨張パルスから所定時間後に圧力室の容積を収縮させる収縮パルスとを有し、これらの駆動パルス間の時間間隔が0.3AL(ALは圧力室の音響的共振周期の1/2)以上1.0AL以下に設定されている。
The drive signal generation means 100 generates a drive signal generation circuit that generates a series of drive signals for continuously applying a plurality of drive pulses every pixel period (every printing period), and generates the drive signal for each pressure chamber. It consists of a drive pulse selection circuit that selects a drive pulse from the drive signal supplied from the circuit according to the image data of each pixel and supplies it to each pressure chamber, and performs electrical / mechanical conversion according to the image data of each pixel A driving pulse for driving the
駆動パルス間の時間間隔とは直前の駆動パルスの印加終了時点から次の駆動パルスの印加開始時点までの時間間隔をさす。また、所定時間とは、膨張パルスの印加終了時点から収縮パルスの印加開始時点までの時間間隔をさす。 The time interval between drive pulses refers to the time interval from the end of application of the immediately preceding drive pulse to the start of application of the next drive pulse. The predetermined time refers to a time interval from the end of application of the expansion pulse to the start of application of the contraction pulse.
画像データを受信すると、制御部(図示せず)が搬送ローラのモータ及びキャリッジモータをそれぞれ制御すると共に、駆動信号発生回路に複数の駆動パルスを有する駆動信号を発生させる。さらに、制御部は、上記画像データに基づいて、駆動パルス選択回路に選択すべき駆動パルスの情報を出力する。そして、駆動パルス選択回路は、上記情報に基づいて、複数の駆動パルスのうちから所定の1または2以上の駆動パルスを選択して隔壁27に供給する。これにより、記録ヘッド2のノズル23から、一画素周期内に1または2以上のインク滴が吐出可能になっている。
When the image data is received, a control unit (not shown) controls the motor of the conveyance roller and the carriage motor, respectively, and causes the drive signal generation circuit to generate a drive signal having a plurality of drive pulses. Further, the control unit outputs information on the drive pulse to be selected to the drive pulse selection circuit based on the image data. Then, the drive pulse selection circuit selects one or more predetermined drive pulses from the plurality of drive pulses based on the above information and supplies them to the
かかる記録ヘッド2においては、各隔壁27表面に密着形成された電極29A、29B、29Cに駆動信号生成手段100の制御により駆動パルスが印加されると、以下に例示する動作によって圧力室28内のインクをインク滴としてノズル23から吐出する。なお、図3ではノズルは省略してある。
In such a
電極29A、29B、29Cのいずれにも駆動パルスが印加されない時は、隔壁27A、27B、27Cのいずれも変形しないが、図3(a)に示す状態において、電極29A及び29Cを接地すると共に電極29Bに膨張パルスを印加すると、隔壁27B、27Cを構成する圧電材料の分極方向に直角な方向の電界が生じ、各隔壁27B、27C共に、それぞれ隔壁27a、27bの接合面にズリ変形を生じ、図3(b)に示すように隔壁27B、27Cは互いに外側に向けて変形し、圧力室28Bの容積を膨張して圧力室28B内に負の圧力が生じてインクが流れ込む。
When no drive pulse is applied to any of the
更に、この状態を所定時間保持した後、電位を0に戻すと、隔壁27B、27Cは図3(b)に示す膨張位置から図3(a)に示す中立位置に戻り、圧力室28B内のインクに高い圧力が掛かる。これにより圧力室28Bを満たしているインクの一部によるノズル内のインクメニスカスがノズルから押し出される方向に変化する。この正の圧力がインク滴をノズルから吐出する程に大きくなると、インク滴はノズルから吐出する。
Further, after maintaining this state for a predetermined time, when the potential is returned to 0, the
中立位置に戻った状態を所定時間保持した後、図3(c)に示すように、隔壁27B、27Cを互いに逆方向に変形するように収縮パルス(キャンセルパルス)を印加して、圧力室28Bの容積を収縮させると、圧力室28B内に正の圧力が生じ、残留する圧力波の一部がキャンセルされる。
After holding the state returned to the neutral position for a predetermined time, as shown in FIG. 3C, a contraction pulse (cancellation pulse) is applied so as to deform the
この状態を所定時間保持した後、電位を0に戻し、隔壁27B、27Cを収縮位置から中立位置に戻すと、残留する圧力波の一部がキャンセルされる。他の各圧力室も駆動パルスの印加によって上記と同様に動作する。
After holding this state for a predetermined time, when the potential is returned to 0 and the
上記のようにインク滴は飛翔して画像を形成するが、階調画像や高濃度の画像を詳細に形成するために、前述のように同一画素周期内に、画像データに応じて圧力発生手段に連続して一連の駆動パルスを複数回印加し、複数のインク滴を飛翔させ、該複数のインク滴で一つの画素(ドット)を形成することができる。このことにより、画素を埋めるドットを拡大したり、1画素に複数のインク滴を着弾させることにより、階調や高濃度の画素を形成することによって、高画質な画像を形成することができる。 As described above, ink droplets fly to form an image. In order to form a gradation image or a high-density image in detail, the pressure generating means according to the image data within the same pixel period as described above. A series of drive pulses can be applied multiple times in succession to cause a plurality of ink droplets to fly, thereby forming one pixel (dot) with the plurality of ink droplets. As a result, it is possible to form a high-quality image by enlarging the dots filling the pixels or by forming a plurality of ink droplets on one pixel to form gradation and high density pixels.
前記複数のインク滴が合体して一つの画素を形成する場合、該複数の個々のインク滴をサブドロップSD、合体したものをスーパードロップと記すことにする。 When the plurality of ink droplets are combined to form one pixel, the plurality of individual ink droplets are referred to as sub-drop SD, and the combination is referred to as super drop.
複数のサブドロップSDを1画素内に着弾させてスーパードロップを形成するには、基本的に各サブドロップSDが飛翔する速度のばらつきを小さくする必要がある。各サブドロップSDが飛翔する速度のばらつきが大きいとサブドロップSDの着弾位置の精度の低下により印字品質の低下を招いてしまう。 In order to form a super drop by landing a plurality of sub-drops SD within one pixel, it is basically necessary to reduce variation in the speed at which each sub-drop SD flies. If there is a large variation in the speed at which each sub-drop SD flies, the printing quality will be lowered due to the reduced accuracy of the landing position of the sub-drop SD.
また、マルチドロップ駆動においては、SD吐出毎の残留圧力波を適宜キャンセルする必要がある。残留圧力波が大きすぎると、SD間で速度がばらつき、1画素を形成する複数のSD(インク滴)が互いに離れて着弾し、画素が乱れたり、メニスカス位置の変動から安定吐出できないという問題が発生する。 In multidrop driving, it is necessary to cancel the residual pressure wave for each SD discharge as appropriate. If the residual pressure wave is too large, the speed varies among SDs, and a plurality of SD (ink droplets) forming one pixel lands away from each other, and the pixels are distorted or cannot be stably ejected due to fluctuations in the meniscus position. Occur.
本発明における駆動信号は、インク滴をそれぞれ吐出させるための複数の駆動パルスを一印刷周期内に連続的に印加する駆動信号であって、一印刷周期内の各駆動パルスは、前記圧力室の容積を膨張させる膨張パルスと、該膨張パルスから所定時間後に前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルスとを有し、これらの駆動パルス間の時間間隔が0.3AL以上1.0AL以下であることを特徴とする。 The driving signal in the present invention is a driving signal for continuously applying a plurality of driving pulses for ejecting ink droplets within one printing cycle, and each driving pulse within one printing cycle is An expansion pulse for expanding the volume and a contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber after a predetermined time from the expansion pulse, and the time interval between these drive pulses is not less than 0.3 AL and not more than 1.0 AL It is characterized by.
なお、AL(Acoustic Length)とは、圧力室の音響的共振周期の1/2である。またパルス幅とは、電圧の立ち上がり始めから10%と立ち下がり始めから10%との間の時間と定義する。このALは、電気・機械変換手段である隔壁27に矩形波の電圧パルスを印加して吐出するインク滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、インク滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。さらにここで矩形波は、電圧の10%と90%との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがALの1/2以内、好ましくは1/4以内であるような波形である。
Note that AL (Acoustic Length) is ½ of the acoustic resonance period of the pressure chamber. The pulse width is defined as the time between 10% from the start of voltage rise and 10% from the start of voltage fall. This AL measures the speed of ink droplets ejected by applying a rectangular wave voltage pulse to the
図4は、本実施形態において、インク滴を吐出するために駆動信号生成回路100から隔壁27に印加される駆動信号を示している。図4は、本実施形態におけるスーパードロップを形成し、飛翔させる駆動パルスの波形を示した図であり、横軸に時間をとり、縦軸には駆動パルスの電圧をとってある。
FIG. 4 shows a drive signal applied to the
本実施の形態においては、N個(Nは2以上の整数)のサブドロップSD1、SD2、・・・SDN−1、SDNによって1個のスーパードロップUDを形成する場合に、図4に示すように、サブドロップSD1、SD2・・・SDN−1、SDNをそれぞれ吐出するための駆動パルスP1、P2、・・・PN−1、PNの駆動周期を短くして高速駆動しても、後の説明から明らかなように、安定してスーパードロップUDを形成することができる。
If in this embodiment, to form the N (N is an integer of 2 or more) sub-drop SD 1 of,
図4において、B1、B2、・・・BN−1、BNは各膨張パルスのパルス幅、C1、C2、・・・CN−1、CNは各収縮パルス(キャンセルパルス)のパルス幅、K1、K2、・・・KN−1、KNは各膨張パルスと収縮パルスの時間間隔、Y1、Y2、・・・YN−1は各駆動パルス間の時間間隔、YNは最後の駆動パルスと次の画素の最初の駆動パルスとの時間間隔、t1、t2、・・・tN−1、tNは各駆動パルスの周期をそれぞれ示している。 4, B 1 , B 2 ,... B N−1 , B N are pulse widths of the respective expansion pulses, C 1 , C 2 ,... C N−1 , C N are the respective contraction pulses (cancellation). the pulse width of the pulse), K 1, K 2, ··· K N-1, K N is the time interval between each inflation pulses with decreasing pulse, Y 1, Y 2, ··· Y N-1 is the drive pulse , Y N is the time interval between the last drive pulse and the first drive pulse of the next pixel, t 1 , t 2 ,... T N−1 , t N are the period of each drive pulse, respectively. Show.
そして、本実施形態においては、一印刷周期内の各駆動パルスは、圧力室の容積を膨張させる膨張パルスと、該膨張パルスから所定時間後に前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルス(キャンセルパルス)からなり、各駆動パルス間の時間間隔であるY1、Y2、・・・YN−1は0.3AL以上1.0AL以下に設定されている。 In this embodiment, each drive pulse in one printing cycle includes an expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber, and a contraction pulse (cancellation pulse) for contracting the volume of the pressure chamber after a predetermined time from the expansion pulse. Y 1 , Y 2 ,..., Y N−1 , which are time intervals between the drive pulses, are set to 0.3 AL or more and 1.0 AL or less.
このように駆動パルスを上記構成とし、各駆動パルス間の時間間隔を0.3AL以上1.0AL以下の値に設定することにより、1発ごとの液滴の射出時の残留圧力波振動をキャンセルでき、残留圧力波振動が大きく抑えられるため、1発ごとの駆動周期を短くすることができ、高速駆動が可能になる。また、残留振動が少ないので、安定に射出することも可能になり、各サブドロップが画素に着弾する位置のばらつきを小さく抑えることができ、印字品質の向上を図ることができる。 In this way, the drive pulse is configured as described above, and the time interval between the drive pulses is set to a value between 0.3 AL and 1.0 AL, thereby canceling the residual pressure wave vibration at the time of ejection of each droplet. In addition, since the residual pressure wave vibration is greatly suppressed, the driving cycle for each shot can be shortened, and high-speed driving becomes possible. In addition, since there is little residual vibration, it is possible to emit stably, the variation in the position where each sub-drop reaches the pixel can be suppressed, and the print quality can be improved.
即ち、収縮パルス(キャンセルパルス)により、1発ごとの液滴の射出時の残留圧力波振動を抑えているが、0には抑えきれず、一部が残る。駆動パルス間の時間間隔を0.3AL以上1.0AL以下の値に設定することで、この残り部分の圧力波と次の駆動パルスの印加開始時のパルスエッジで発生する圧力波との圧力波の重畳が抑えられ、安定に射出することが可能になるものと推測される。 That is, although the residual pressure wave oscillation at the time of ejection of each droplet is suppressed by the contraction pulse (cancellation pulse), it cannot be suppressed to 0 and a part remains. By setting the time interval between drive pulses to a value between 0.3 AL and 1.0 AL, the pressure wave between this remaining pressure wave and the pressure wave generated at the pulse edge at the start of the application of the next drive pulse It is presumed that the superimposition is suppressed and stable injection can be performed.
また、各膨張パルスのパルス幅と、各収縮パルスのパルス幅と、各膨張パルスと各収縮パルスの時間間隔とがともに1ALに設定することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the pulse width of each expansion pulse, the pulse width of each contraction pulse, and the time interval between each expansion pulse and each contraction pulse are all set to 1AL.
このように1ALに設定することにより、圧力波振動のキャンセル効果を高めることができ、SD射出の、さらなる安定化を図ることができる。 Thus, by setting to 1 AL, the effect of canceling the pressure wave vibration can be enhanced, and the SD injection can be further stabilized.
また、各膨張パルスの駆動電圧をVon(V)、前記収縮パルスの駆動電圧をVoff(V)としたとき、|Voff|/|Von|<1に設定することが好ましく、さらに好ましくは、|Voff|/|Von|=1/2に設定する。 Further, when the drive voltage of each expansion pulse is Von (V) and the drive voltage of the contraction pulse is Voff (V), it is preferable to set | Voff | / | Von | <1, more preferably | Set Voff | / | Von | = 1/2.
このように|Voff|/|Von|<1に設定することにより、圧力波振動のキャンセル効果を高めることができ、さらなる射出の安定化を図ることができる。 Thus, by setting | Voff | / | Von | <1, the effect of canceling the pressure wave vibration can be enhanced, and the injection can be further stabilized.
また、一画素周期内の最初の駆動パルスにより吐出されるインク滴の体積をV1、n個(nは2以上の整数)の駆動パルスにより吐出されるn個のインク滴の総体積をVnとしたとき、V1≦(Vn)/nであることが好ましい。
Further, the volume of ink droplets ejected by the first drive pulse in one pixel period is V 1 , and the total volume of n ink droplets ejected by n (n is an integer of 2 or more) drive pulses is
このようにV1≦(Vn)/nとなるような条件で駆動することにより、直前の駆動パルスにより振動が引き起こされたノズル開口のメニスカスが圧力室の方向に引き込まれている時点で次の駆動パルスによるSDのインク吐出を開始するようになるため、さらなる射出の安定化を図ることができる。 By driving under such a condition as V 1 ≦ (V n ) / n, the meniscus of the nozzle opening that is caused to vibrate by the immediately preceding drive pulse is drawn in the direction of the pressure chamber. Since the SD ink ejection is started by the drive pulse, the ejection can be further stabilized.
図4の駆動信号では、最大N個のインク滴を吐出し、0階調からN階調までの印字ができる。 With the drive signal shown in FIG. 4, a maximum of N ink droplets can be ejected to perform printing from 0 gradation to N gradation.
例えば、N=3とした場合には、0ドロップ(0階調)、一画素周期内の最初の駆動パルスにより吐出されるサブドロップSD1の1ドロップ(1階調)、SD1と一画素周期内の2番目の駆動パルスにより吐出されるSD2の2ドロップ(2階調)、SD1とSD2と一画素周期内の3番目(最後)の駆動パルスにより吐出されるSD3の3ドロップ(3階調)のそれぞれで0階調から3階調までの印字ができる。
For example, when N = 3, 0 drop (0 gradation), 1 drop (1 gradation) of sub-drop SD 1 ejected by the first drive pulse within one pixel period, SD 1 and 1
ここで、サブドロップSD1の体積をV1、サブドロップSD2の体積をV2、サブドロップSD3の体積をV3としたとき、前述のV1≦(Vn)/nを満足するためには、以下の関係を満足するればよい。 Here, when the volume of the sub-drop SD 1 is V 1 , the volume of the sub-drop SD 2 is V 2 , and the volume of the sub-drop SD 3 is V 3 , the above-described V 1 ≦ (V n ) / n is satisfied. For this purpose, the following relationship should be satisfied.
V1≦(V1+V2)/2
V1≦(V1+V2+V3)/3
また、一画素周期内の各駆動パルスにより吐出される各インク滴の速度が、±20%以内の範囲内にあることが好ましい。
V 1 ≦ (V 1 + V 2 ) / 2
V 1 ≦ (V 1 + V 2 + V 3 ) / 3
Moreover, it is preferable that the speed of each ink droplet ejected by each drive pulse within one pixel period is within a range of ± 20%.
このような条件で駆動することにより、各サブドロップ間の速度のばらつきが少なくなるので、各サブドロップが画素に着弾する位置のばらつきを小さく抑えることができ、印字品質のさらなる向上を図ることができる。 By driving under such conditions, the variation in speed between the sub-drops is reduced, so that the variation in the position where each sub-drop reaches the pixel can be kept small, and the print quality can be further improved. it can.
また、SDNのサブドロップを吐出する最後の駆動パルスPNと次の画素の最初の駆動パルスP1との時間間隔は0.3AL以上1.0AL以下に設定することが好ましい(後述する3サイクル駆動では、直前のサイクルで駆動する組の最後の駆動パルス次のサイクルで駆動する組の最初の駆動パルスとの時間間隔に相当)。 Further, 3 it is preferable (to be described later to set the time interval between the first driving pulse P 1 of the last driving pulse P N and the next pixel for discharging the sub-drop SD N is below 1.0AL more 0.3AL In the cycle drive, the last drive pulse of the set driven in the immediately preceding cycle corresponds to the time interval with the first drive pulse of the set driven in the next cycle).
このように0.3AL以上1.0AL以下に設定することにより、最後の駆動パルスPNによる圧力波振動のキャンセル効果を高めることができ、次の画素の1発目のSD射出の安定化を図ることができる。 By thus setting the inclusive 0.3AL 1.0AL, last it can increase the effect of canceling the pressure wave vibration by the driving pulse P N, the stabilization of the one shot th SD injection of the next pixel Can be planned.
また、一画素周期内の各駆動パルス各駆動パルスにおける膨張パルスの駆動電圧Vonは互いに実質的に等しく、かつ、収縮パルスの駆動電圧Voffは互いに実質的に等しいことが好ましい。ここで実質的に等しいとは、各駆動パルスにおける膨張パルス(収縮パルス)の駆動電圧が±0.5Vの範囲にあることをいう。また、電圧とはパルスの最大電圧を指す。 Further, it is preferable that the drive voltage Von of the expansion pulse in each drive pulse in each pixel cycle is substantially equal to each other, and the drive voltage Voff of the contraction pulse is substantially equal to each other. Here, “substantially equal” means that the drive voltage of the expansion pulse (contraction pulse) in each drive pulse is in the range of ± 0.5V. The voltage indicates the maximum voltage of the pulse.
このように各駆動パルスの駆動電圧は実質的に等しくすることにより、駆動回路を簡略化でき、コスト低減を図ることができる。 Thus, by making the drive voltages of the drive pulses substantially equal, the drive circuit can be simplified and the cost can be reduced.
なお、駆動パルスの電圧Vonと電圧Voffの基準電圧は0とは限らない。この電圧Vonと電圧Voffは、それぞれ基準電圧からの差分の電圧である。なお、本実施形態では基準電圧をGNDレベルとしているため、低電圧化が可能であり、駆動電圧の低減化により、圧電材料(PZT)の劣化を抑えることができると共に、低い駆動電圧でありながら、圧力室内に大きな圧力変動を与えることが可能である。 Note that the reference voltages of the drive pulse voltage Von and the voltage Voff are not necessarily zero. The voltage Von and the voltage Voff are respectively differential voltages from the reference voltage. In the present embodiment, since the reference voltage is set at the GND level, the voltage can be lowered, and the reduction of the driving voltage can suppress the deterioration of the piezoelectric material (PZT) and the driving voltage is low. It is possible to give a large pressure fluctuation in the pressure chamber.
また、この基準電圧に保持された状態を基準状態としたとき、各駆動パルスは、所定の基準状態から前記圧力室の容積を膨張させた後、前記基準状態に戻す膨張パルスと、前記基準状態が保持される所定時間と、前記圧力室の容積を収縮させた後、前記基準状態に戻す収縮パルスとを有し、これらの駆動パルス間においては前記基準状態が保持されることが好ましい。各駆動パルスの始点と終点の電圧(基準電圧)を等しくさせることができるので、駆動パルスを連続的に発生させる際に電圧を戻すための不要な信号を付加する必要が無くなる。 Further, when the state held at the reference voltage is set as the reference state, each drive pulse expands the volume of the pressure chamber from a predetermined reference state and then returns to the reference state, and the reference state It is preferable that a predetermined time during which the pressure chamber is maintained and a contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and then returning to the reference state, and the reference state is maintained between these drive pulses. Since the voltage (reference voltage) at the start point and end point of each drive pulse can be made equal, it is not necessary to add an unnecessary signal for returning the voltage when the drive pulse is continuously generated.
また、基準状態における圧力室は膨張状態でも収縮状態でもない基準容積の状態にあることが好ましい。 The pressure chamber in the reference state is preferably in a reference volume state that is neither in an expanded state nor a contracted state.
各駆動パルスは、同一波形の駆動パルスで構成することが好ましい。駆動信号生成回路の構成を簡略化できる。本実施形態においては、立ち上がり時間と立ち下がり時間がともにほぼ0に近い矩形波パルスを用いている。矩形波からなるパルスを用いることにより、駆動効率が向上するとともにパルス幅の設定が容易になる。 Each drive pulse is preferably composed of drive pulses having the same waveform. The configuration of the drive signal generation circuit can be simplified. In the present embodiment, a rectangular wave pulse having a rise time and a fall time which are both nearly zero is used. By using a pulse composed of a rectangular wave, the driving efficiency is improved and the setting of the pulse width is facilitated.
シェアモードタイプの記録ヘッド2では、前記のようにインク滴を吐出させる圧力室28Bの側壁27B及び27Cが変形の動作をすると、隣の圧力室28A、28Cが影響を受けるため、隣接する圧力室28A、28Cからは同時にインク滴の吐出ができない。このため、通常、通常、複数の圧力室28のうち、互いに1本以上の圧力室28を挟んで離れている圧力室28をまとめて1つの組となすようにして、2つ以上の組に分割し、各組毎にインク吐出動作を時分割で順次行うように駆動制御される。例えば、全圧力室28を2つおきに選んで3相に分けて吐出する、いわゆる3サイクル吐出法が行われる。しかし、一つの圧力室からインク滴を吐出すると、吐出した圧力室の振動が隣接する圧力室にも伝わるので、これらの振動がある程度収まってから次の吐出が可能となる。また、別のチャネル構成として、圧力室と該圧力室の少なくとも両隣にインクを含まない、即ちインクの出射を行わない空気室(ダミーチャネル)を交互に設けて、インク滴を吐出した圧力室の影響が、その隣の圧力室に伝わらないようにする方法がある。この場合、各圧力室は同じタイミングでインク滴の吐出を行うことができる。本発明は上記いずれの方法にも適用可能であるが、特に後者の場合、マルチドロップのインク滴をより安定して吐出可能となるために好ましい。
In the share mode
かかる3サイクル吐出動作について図5を用いて更に説明する。図5に示す例では、記録ヘッドは圧力室がA1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3の9つの圧力室28で構成されているものとし、図4の駆動信号を基本として、1画素周期に7発(N=7)のインク滴を吐出する例に挙げて説明する。また、このときのA、B、Cの各組の圧力室28の電極に印加される駆動信号のタイミングチャートを図6に示す。
Such a 3-cycle discharge operation will be further described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 5, it is assumed that the recording head has nine
最初のサブドロップSD1を吐出するために、パルス幅がB1の膨張パルス、それから所定時間K1後にパルス幅がC1の収縮パルスからなる駆動パルスP1を印加し、その後に所定の時間間隔Y1(0.3AL以上1.0AL以下)を設ける。 For discharging the first sub-drop SD 1, the expansion pulse width is B 1, and then the pulse width is applied a driving pulse P 1 consisting of decreasing pulse C 1 after a predetermined time K 1, then at a given time An interval Y 1 (0.3 AL or more and 1.0 AL or less) is provided.
次にサブドロップSD2を吐出するために、パルス幅がB2の膨張パルス、それから所定時間K2後にパルス幅がC2の収縮パルスからなる駆動パルスP2を印加し、その後に所定の時間間隔Y2(0.3AL以上1.0AL以下)を設ける。 Next, in order to discharge the sub-drop SD 2, the expansion pulse with a pulse width B 2, then the pulse width is applied a driving pulse P 2 consisting of decreasing pulse C 2 after a predetermined time K 2, then at a given time An interval Y 2 (0.3 AL or more and 1.0 AL or less) is provided.
同様にして、SD3〜SD7のサブドロップを吐出する駆動パルスを所定の時間間隔Y(0.3AL以上1.0AL以下)で印加する。また、SD7のサブドロップを吐出する最後の駆動パルスP7と次のサイクルで駆動する組の最初の駆動パルスP1との時間間隔は0.3AL以上1.0AL以下に設定する。 Similarly, a driving pulse for discharging sub-drops SD 3 to SD 7 is applied at a predetermined time interval Y (0.3 AL or more and 1.0 AL or less). Further, the time interval between the last drive pulse P 7 for discharging the sub-drop of SD 7 and the first drive pulse P 1 of the set driven in the next cycle is set to 0.3 AL or more and 1.0 AL or less.
SD1〜SD7の7滴によるスーパードロップを形成する期間を画素周期とする。 A period for forming a super drop by 7 drops of SD 1 to SD 7 is defined as a pixel period.
図6に示す駆動パルスによりスーパードロップを形成し飛翔させた場合に、高速駆動で、かつ、サブドロップSD1〜SD7を安定して射出できる。 When a super drop is formed by the drive pulse shown in FIG. 6 and is caused to fly, the sub-drops SD 1 to SD 7 can be stably ejected at high speed.
インク吐出時には、まずA組(A1、A2、A3)の各圧力室28の電極に前記SD1〜SD7を吐出する1連の駆動パルス電圧を掛け、その両隣の圧力室の電極を接地し、A組のノズルからSD1〜SD7のインク滴を吐出させる。
At the time of ink discharge, first, a series of driving pulse voltages for discharging the SD 1 to SD 7 are applied to the electrodes of the
続いてB組(B1、B2、B3)の各圧力室28、更に続いてC組(C1、C2、C3)の各圧力室28へと上記同様に動作する。
Subsequently, the operation is performed in the same manner as described above for each
以上は、ベタ画像(フル駆動)の場合であるが、実際は、各画素の印字データに応じて、SD1〜SD7のうちの吐出するインク滴の数を変化させる。 The above is the case of a solid image (full drive), but actually, the number of ink droplets to be ejected among SD 1 to SD 7 is changed according to the print data of each pixel.
かかるせん断モードタイプのインクジェット記録ヘッドでは、隔壁27の変形は壁の両側に設けられる電極に掛かる電圧差で起こるので、インク吐出を行う圧力室の電極に負電圧を掛ける代わりに、図7に示すように、インク吐出を行う圧力室の電極を接地して、その両隣の圧力室の電極に正電圧を掛けるようにしても同様に動作させることができる。この後者の方法によれば、図6の駆動信号を印加した場合と全く同一の効果を奏することができる上に、正電圧のみによって回路構成が可能であるため、回路設計上有利である。
In such a shear mode type ink jet recording head, the deformation of the
以上の実施形態では、圧力発生手段(隔壁)が圧電素子により構成されるものを示した。本発明のインクジェット記録装置は、このように圧力発生手段が圧電素子により構成されるものである場合に、圧力室の容積を膨張させる制御が容易にできるために好ましい。 In the above embodiment, the pressure generating means (partition wall) is constituted by a piezoelectric element. The ink jet recording apparatus of the present invention is preferable because the control of expanding the volume of the pressure chamber can be easily performed when the pressure generating means is constituted by a piezoelectric element.
また、上記実施形態では、ALに比べて十分に短い立ち上がり時間及び立ち下がり時間を持った矩形波の駆動パルスを圧電素子に印加している。矩形波を用いることで、圧力波の音響的共振をより有効に利用した駆動を行なうことができる。台形波を使用する方法に比べてインク滴を吐出させる効率が良く、低い駆動電圧で駆動することができる上に、簡単なデジタル回路で駆動回路を設計できる効果がある。また、パルス幅の設定が容易になるという利点を有する。 In the above embodiment, a rectangular-wave drive pulse having a sufficiently short rise time and fall time as compared with AL is applied to the piezoelectric element. By using the rectangular wave, it is possible to perform driving using the acoustic resonance of the pressure wave more effectively. Compared with the method using a trapezoidal wave, the efficiency of ejecting ink droplets is good, and it is possible to drive with a low driving voltage and to design a driving circuit with a simple digital circuit. In addition, the pulse width can be easily set.
また、上記実施形態例では、圧力発生手段として電界を印加することによりせん断モードで変形するせん断モード型の圧電素子を用いた。せん断モード型の圧電素子では、矩形波の駆動パルスをより効果的に利用することができ、駆動電圧が下げられ、より効率的な駆動が可能となるため好ましい。 In the above embodiment, a shear mode type piezoelectric element that deforms in a shear mode by applying an electric field as a pressure generating means is used. The shear mode type piezoelectric element is preferable because a rectangular-wave drive pulse can be used more effectively, the drive voltage is lowered, and more efficient drive is possible.
また、本発明のインクジェット記録装置は、圧力発生手段がせん断モード型の圧電素子である場合に、顕著な効果を発揮する。せん断モード型の圧電素子では、圧力波の共振を利用して駆動するので、圧力振動が残留しやすく、これにより、マルチドロップで高速駆動を行った場合、吐出が不安定になりやすいからである。 In addition, the ink jet recording apparatus of the present invention exhibits a remarkable effect when the pressure generating means is a shear mode type piezoelectric element. This is because the shear mode type piezoelectric element is driven by utilizing the resonance of the pressure wave, so that pressure vibration is likely to remain, and this makes the discharge unstable when performing multi-drop high-speed driving. .
但し、本発明は、必ずしも記録ヘッドの圧力室の容積を電気・機械変換手段からなる隔壁を駆動させることによってノズルよりインク滴を吐出させるものに限らない。例えば、圧力室内の容積を圧力室の外側に設けた圧電材料からなる電気・機械変換手段によって変化させることによってノズルよりインク滴を吐出させるタイプの記録ヘッドや、圧力室内にヒータを配置し、このヒータを熱源として圧力室内のインクを加熱させ、加熱時に発生する気泡のエネルギーを利用してインク滴を吐出させるタイプの記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置であってもよい。 However, the present invention is not necessarily limited to ejecting ink droplets from the nozzles by driving the partition wall composed of the electro-mechanical conversion means for the volume of the pressure chamber of the recording head. For example, a recording head of a type that ejects ink droplets from nozzles by changing the volume in the pressure chamber by an electromechanical conversion means made of a piezoelectric material provided outside the pressure chamber, and a heater in the pressure chamber are arranged. An ink jet recording apparatus using a recording head of a type in which ink in a pressure chamber is heated using a heater as a heat source and ink droplets are ejected using energy of bubbles generated during heating may be used.
以下、本発明の効果を実施例に基づいて例証するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
《画像形成と評価1》
(実施例1〜8)
図2に示すシェアモードタイプの記録ヘッドA(ノズルピッチ:180dpi、ノズル数:256、ノズル径:23μm、AL:2.5μs、インク滴量:4pl)を2つ用意し、各ヘッドのノズル列が、相互に1/2ピッチずらされ、千鳥状に配置するように貼り合わせた。これにより、各ヘッドのそれぞれが180dpiのヘッドであるので、ノズルのピッチを互いに1/2ずらせることで、360dpiの記録ヘッドとして使用することが可能となり、ノズル数を増やし、高密度の記録ヘッドとすることができる。
Hereinafter, although the effect of the present invention is illustrated based on an example, the present invention is not limited to these.
<< Image formation and
(Examples 1-8)
Two share mode type recording heads A (nozzle pitch: 180 dpi, number of nozzles: 256, nozzle diameter: 23 μm, AL: 2.5 μs, ink droplet amount: 4 pl) shown in FIG. 2 are prepared, and the nozzle array of each head However, they were pasted so that they were shifted from each other by 1/2 pitch and arranged in a staggered manner. Accordingly, since each of the heads is a 180 dpi head, the nozzle pitch can be shifted by ½, so that it can be used as a 360 dpi recording head, the number of nozzles can be increased, and a high density recording head can be used. It can be.
この2列ヘッド(ノズルピッチ:360dpi、ノズル数:512)を備えた図1に記載の構成からなるインクジェット記録装置に、インクを装填し、下記の条件で吐出した。 Ink was loaded into an ink jet recording apparatus having the structure shown in FIG. 1 equipped with this two-row head (nozzle pitch: 360 dpi, number of nozzles: 512), and discharged under the following conditions.
インク:アクリル系紫外線硬化インク(粘度10cp(50℃における測定値)、表面張力30mN/m(25℃における測定値))。 Ink: Acrylic ultraviolet curable ink (viscosity 10 cp (measured value at 50 ° C.), surface tension 30 mN / m (measured value at 25 ° C.)).
この2列ヘッド(ノズルピッチ:360dpi、ノズル数:512)の各列の圧力室を図6に示したSD1〜SD7のサブドロップをそれぞれ吐出させる3つの駆動パルスP1〜P7を1画素周期毎に含む駆動信号を基本として、3群に分け、3サイクル駆動を行った。 Three drive pulses P 1 to P 7 for ejecting sub-drops SD 1 to SD 7 shown in FIG. 6 from the pressure chambers of each row of this two-row head (nozzle pitch: 360 dpi, number of nozzles: 512) are 1 Based on the drive signal included in each pixel period, it was divided into three groups and three-cycle driving was performed.
各駆動パルスは、各膨張パルスの駆動電圧Vonと各収縮パルスの駆動電圧Voffの比(|Voff|/|Von|)は1/2とした。 In each drive pulse, the ratio (| Voff | / | Von |) of the drive voltage Von of each expansion pulse and the drive voltage Voff of each contraction pulse was ½.
また、各膨張パルスのパルス幅(B1〜B7)を1AL、各収縮パルスのパルス幅(C1〜C7)を1AL、各膨張パルスと各収縮パルスの時間間隔(K1〜K7)を1ALとした。 Further, the pulse width (B 1 to B 7 ) of each expansion pulse is 1AL, the pulse width (C 1 to C 7 ) of each contraction pulse is 1AL, and the time interval (K 1 to K 7) between each expansion pulse and each contraction pulse. ) Was set to 1AL.
各駆動パルス間の時間間隔(Y1〜Y6)を表1に示す8通りに変化させた。なお、Y1〜Y6は同一の時間間隔とした。 The time intervals (Y 1 to Y 6 ) between the drive pulses were changed in eight ways as shown in Table 1. Y 1 to Y 6 were set to the same time interval.
また、直前のサイクルで駆動する組の最後のSD7のサブドロップを吐出する駆動パルスP7と次のサイクルで駆動する組の最初の駆動パルスP1との時間間隔Y7は、上記各駆動パルスの時間間隔(Y1〜Y6)と同一に設定した。即ち、例えば、表1の実施例2では、Y1〜Y7がすべて0.5μsに設定され、実施例3では、Y1〜Y7がすべて0.75μsに設定されている。 In addition, the time interval Y 7 between the driving pulse P 7 that discharges the sub-drop of the last SD 7 of the group driven in the immediately preceding cycle and the first driving pulse P 1 of the group that is driven in the next cycle is determined by each of the above driving It was set to be the same as the pulse time interval (Y 1 to Y 6 ). That is, for example, in Example 2 of Table 1, Y 1 to Y 7 are all set to 0.5 .mu.s, in Example 3, Y 1 to Y 7 are all set to 0.75Myuesu.
尚、インクを吐出する際はインクタンクからヘッド部分まで断熱して50℃の加温を行った。また、記録ヘッド2の両側(キャリッジ上)に光照射手段である、照度(光量):100mW/cm2のLED(日亜化学社製(特注品)、ピーク波長:365nm)を設置し、インク着弾後0.1秒後に紫外線が照射されてインクを硬化した。
When discharging ink, the ink tank was thermally insulated from the head portion and heated at 50 ° C. Further, LEDs (illuminance (light quantity): 100 mW / cm 2 (manufactured by Nichia Corporation (special order), peak wavelength: 365 nm)), which are light irradiation means, are installed on both sides (on the carriage) of the
記録媒体は、上質紙を使用した。なお、印字中は、記録媒体を裏面から加温して、画像記録時の記録媒体の表面温度が45℃になるようにヒーター温度を設定した。記録媒体の表面温度は、非接触温度計(IT−530N形(株)堀場製作所社製)を用いて測定した。 High quality paper was used as the recording medium. During printing, the recording medium was heated from the back side, and the heater temperature was set so that the surface temperature of the recording medium during image recording was 45 ° C. The surface temperature of the recording medium was measured using a non-contact thermometer (IT-530N type, manufactured by Horiba, Ltd.).
このときの出射安定性及び画素形状を下記の方法で測定した結果を表1に示す。いずれも△以上の性能を許容レベルとした。
〔出射安定性の測定方法〕
それぞれの駆動パルス印加条件において、駆動電位Von、Voffを変化させることによりインク滴の飛翔速度を上げていき、飛翔状態を観察した。吐出方向の曲がりやサテライトの飛散などが起こらない飛翔速度の上限を安定出射速度上限と定めた。SD1〜SD7の平均値で評価した。
出射安定性の評価基準
○:8.5m/s≦安定出射速度上限
△:8m/s≦安定出射速度上限<8.5m/s
×:安定出射速度上限<8m/s
〔画素形状の評価〕
各駆動パルスは、各膨張パルスの駆動電圧Vonを16V、各収縮パルスの駆動電圧Voffを8Vとし、上質紙に形成した画像について、1画素に打ち込まれた7滴のインク滴による1ドットの形状をルーペで拡大観察し、下記の評価基準に則りドット形状の評価を行った。
○:1画素を形成する7つのSD(インク滴)がほぼ同一位置に着弾し、ドット形状の乱れがほぼない。
△:1画素を形成する7つのSD(インク滴)が互いに若干離れて着弾し、ドット形状もやや乱れているが、許容の範囲である。
×:1画素を形成する7つのSD(インク滴)が互いに離れて着弾し、画素が乱れ、ドット形状が悪く、実用上問題となるレベル。
Table 1 shows the results obtained by measuring the emission stability and pixel shape at this time by the following method. In all cases, the performance of Δ or higher was regarded as an acceptable level.
[Measurement method of output stability]
Under each driving pulse application condition, the flying speed of the ink droplet was increased by changing the driving potentials Von and Voff, and the flying state was observed. The upper limit of the flight speed at which no bending in the discharge direction or scattering of satellites occurred was defined as the upper limit of the stable emission speed. It was evaluated by the average value of the SD 1 ~SD 7.
Evaluation criteria for output stability ○: 8.5 m / s ≦ stable output speed upper limit Δ: 8 m / s ≦ stable output speed upper limit <8.5 m / s
X: Stable emission speed upper limit <8 m / s
[Evaluation of pixel shape]
Each drive pulse has a drive voltage Von of each expansion pulse of 16 V, a drive voltage Voff of each contraction pulse of 8 V, and an image formed on high-quality paper, one dot shape by seven ink droplets that are driven into one pixel. Was magnified and observed with a loupe, and the dot shape was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: Seven SD (ink droplets) forming one pixel land at almost the same position, and there is almost no dot shape disturbance.
Δ: Seven SD (ink droplets) forming one pixel landed slightly apart from each other, and the dot shape was somewhat disturbed, but this is within the allowable range.
X: Level at which seven SD (ink droplets) forming a pixel landed away from each other, the pixel is disturbed, the dot shape is poor, and is a practical problem.
(実施例9〜20)
圧力室の長さLを長くしてAL:5.0μsとした以外は、上記記録ヘッドAと同様にして記録ヘッドBを作製し、各駆動パルスの時間間隔(Y1〜Y6)を表1に示す12通りに変化させた以外は、同様にして評価した。
(Examples 9 to 20)
A recording head B was prepared in the same manner as the recording head A except that the length L of the pressure chamber was increased to AL: 5.0 μs, and the time interval (Y 1 to Y 6 ) of each drive pulse was expressed. Evaluation was conducted in the same manner except that the number of changes was changed to 12 as shown in 1.
表1より、ALの値が異なる記録ヘッドA、Bのいずれにおいても、駆動パルス間の時間間隔が0.3AL以上1.0AL以下の条件を満たす本発明のインクジェット記録装置は、満たさない比較例のインクジェット記録装置に比べて、出射安定性が良好であり、SD1〜SD7の各インク滴により形成した1ドットの画素形状に優れることが確認できた。
《画像形成と評価2》
(実施例21〜30)
評価1と同様の記録ヘッドを用いて、表1の実施例5または実施例15と同一の条件で、各膨張パルスのパルス幅B(B1〜B7)を1ALで固定し、各収縮パルスのパルス幅C(C1〜C7)、各膨張パルスと各収縮パルスの時間間隔K(K1〜K7)を表2に示す通りに変化させた以外は、同様にして評価した。評価結果を表2に示す。
From Table 1, in any of the recording heads A and B having different AL values, the ink jet recording apparatus of the present invention that satisfies the condition that the time interval between drive pulses is 0.3 AL or more and 1.0 AL or less is a comparative example that does not satisfy As compared with the inkjet recording apparatus, it was confirmed that the emission stability was good and the pixel shape of one dot formed by the ink droplets SD 1 to SD 7 was excellent.
<< Image formation and
(Examples 21 to 30)
Using the same recording head as in
表2から、ALの値が異なる記録ヘッドA、Bのいずれにおいても、各膨張パルスのパルス幅B(B1〜B7)、各収縮パルスのパルス幅C(C1〜C7)、各膨張パルスと各収縮パルスの時間間隔K(K1〜K7)がともに1ALである条件を満たす実施例23,28のインクジェット記録装置は、満たさない実施例21、22,24〜27,29.30のインクジェット記録装置に比べて、出射安定性が良好であり、SD1〜SD7の各インク滴により形成した1ドットの画素形状に優れることが確認できた。
《画像形成と評価3》
(実施例31〜40)
評価1と同様の記録ヘッドを用いて、表1の実施例5または実施例15と同一の条件で、各膨張パルスの駆動電圧Vonと各収縮パルスの駆動電圧Voffの比(|Voff|/|Von|)を表3に示す通りに変化させた以外は、同様にして評価した。評価結果を表3に示す。
From Table 2, in each of the recording heads A and B having different values of AL, the pulse width B (B 1 to B 7 ) of each expansion pulse, the pulse width C (C 1 to C 7 ) of each contraction pulse, each The ink jet recording apparatuses of Examples 23 and 28 that satisfy the condition that the time interval K (K 1 to K 7 ) between the expansion pulse and each contraction pulse is 1 AL are not satisfied. Examples 21, 22, 24 to 27, 29. Compared with 30 inkjet recording devices, the emission stability was good, and it was confirmed that the 1-dot pixel shape formed by each of the ink droplets SD 1 to SD 7 was excellent.
<< Image formation and
(Examples 31 to 40)
Using the same recording head as in
表3から、ALの値が異なる記録ヘッドA、Bのいずれにおいても、|Voff|/|Von|が1/2である条件を満たす実施例33,38のインクジェット記録装置は、満たさない実施例31,32,34〜37、39,40のインクジェット記録装置に比べて、出射安定性が良好であり、SD1〜SD7の各インク滴により形成した1ドットの画素形状に優れることが確認できた。 From Table 3, the ink jet recording apparatuses of Examples 33 and 38 that satisfy the condition that | Voff | / | Von | is 1/2 are not satisfied in any of the recording heads A and B having different AL values. Compared to 31, 32, 34 to 37, 39, and 40 ink jet recording apparatuses, the emission stability is good, and it can be confirmed that the pixel shape of one dot formed by each ink droplet of SD 1 to SD 7 is excellent. It was.
1 インクジェット記録装置
2 記録ヘッド
21 インクチューブ
22 ノズル形成部材
23 ノズル
24 カバープレート
25 インク供給口
26 基板
27 隔壁
28 圧力室
3 搬送機構
31 搬送ローラ
32 搬送ローラ対
33 搬送モータ
4 ガイドレール
5 キャリッジ
6 フレキシケーブル
7、8 インク受け器
100 駆動信号生成手段
P 記録媒体
PS 記録面
DESCRIPTION OF
Claims (10)
一印刷周期内の各駆動パルスは、前記圧力室の容積を膨張させる膨張パルスと、該膨張パルスから所定時間後に前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルスとを有し、これらの駆動パルス間の時間間隔が0.3AL(ALは圧力室の音響的共振周期の1/2)以上1.0AL以下であり、
前記一印刷周期内の最初の駆動パルスにより吐出されるインク滴の体積をV1、n個(nは2以上の整数)の駆動パルスにより吐出されるn個のインク滴の総体積をVnとしたとき、V1≦(Vn)/nであることを特徴とするインクジェット記録装置。 A printing cycle including a nozzle for ejecting ink droplets, a pressure chamber communicating with the nozzle, a recording head having pressure generating means for changing the volume of the pressure chamber, and a plurality of drive pulses for ejecting ink droplets, respectively Ink-jet recording comprising drive signal generating means for generating a drive signal to be continuously applied therein, and applying the drive signal to operate the pressure generating means to eject ink droplets from the nozzles In the device
Each drive pulse in one printing cycle has an expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber, and a contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber after a predetermined time from the expansion pulse. time interval 0.3AL (AL 1/2 the acoustic resonance period of the pressure chamber) Ri der least 1.0AL less,
The volume of ink droplets ejected by the first drive pulse in the one printing cycle is V1, and the total volume of n ink droplets ejected by n (n is an integer of 2 or more) drive pulses is Vn. when, V1 ≦ (Vn) / n der Rukoto jet recording apparatus characterized.
各駆動パルスにおける膨張パルスの駆動電圧Von(V)は互いに実質的に等しく、かつ、収縮パルスの駆動電圧Voff(V)は互いに実質的に等しいことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 When the drive voltage of the expansion pulse is Von (V) and the drive voltage of the contraction pulse is Voff (V),
2. The ink jet recording according to claim 1, wherein the drive voltage Von (V) of the expansion pulse in each drive pulse is substantially equal to each other, and the drive voltage Voff (V) of the contraction pulse is substantially equal to each other. apparatus.
|Voff|/|Von|<1であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の液滴吐出装置。 When the drive voltage of the expansion pulse is Von (V) and the drive voltage of the contraction pulse is Voff (V),
| Voff | / | Von | <The apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009164549A JP5304498B2 (en) | 2008-09-17 | 2009-07-13 | Inkjet recording device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008237747 | 2008-09-17 | ||
JP2008237747 | 2008-09-17 | ||
JP2009164549A JP5304498B2 (en) | 2008-09-17 | 2009-07-13 | Inkjet recording device |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010094972A JP2010094972A (en) | 2010-04-30 |
JP2010094972A5 JP2010094972A5 (en) | 2012-07-05 |
JP5304498B2 true JP5304498B2 (en) | 2013-10-02 |
Family
ID=42257003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009164549A Active JP5304498B2 (en) | 2008-09-17 | 2009-07-13 | Inkjet recording device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5304498B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5440392B2 (en) * | 2010-05-31 | 2014-03-12 | コニカミノルタ株式会社 | Inkjet recording device |
JP6377444B2 (en) * | 2014-08-01 | 2018-08-22 | 株式会社東芝 | Inkjet head |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3478648B2 (en) * | 1995-11-02 | 2003-12-15 | ブラザー工業株式会社 | Inkjet drive |
JP2007152873A (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Konica Minolta Holdings Inc | Ink jet recording method and ink jet recording ink used therefor |
JP2009000960A (en) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Toshiba Tec Corp | Ink jet head |
-
2009
- 2009-07-13 JP JP2009164549A patent/JP5304498B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010094972A (en) | 2010-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4779578B2 (en) | Droplet discharge apparatus and droplet discharge head driving method | |
JP6497383B2 (en) | Ink jet head driving method and ink jet recording apparatus | |
JP4792752B2 (en) | Droplet discharge apparatus and droplet discharge head driving method | |
JP5593353B2 (en) | Ink jet head driving method and driving apparatus | |
JP5458808B2 (en) | Inkjet recording apparatus and inkjet recording method | |
JP5867072B2 (en) | Droplet ejection device and method for driving droplet ejection device | |
JPWO2017145743A1 (en) | Inkjet recording apparatus and inkjet head driving method | |
JP2019059131A (en) | Liquid discharge device | |
JP4534504B2 (en) | Droplet discharge apparatus and droplet discharge head driving method | |
JP2012196902A (en) | Liquid jetting apparatus | |
JP5533298B2 (en) | Inkjet recording device | |
JP5605185B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and control method thereof | |
JP5304498B2 (en) | Inkjet recording device | |
JP5402656B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus | |
JP2018114676A (en) | Liquid jet device, control device, recording system, control program of liquid jet device, recording medium and image formation method | |
JP5282301B2 (en) | Liquid ejection device | |
JP5440392B2 (en) | Inkjet recording device | |
US20210129530A1 (en) | Liquid jet head and liquid jet recording device | |
JP5286840B2 (en) | Ink jet head and coating apparatus provided with ink jet head | |
JP5181711B2 (en) | INKJET HEAD, COATING APPARATUS HAVING INKJET HEAD, AND METHOD FOR DRIVING INKJET HEAD | |
JP6620685B2 (en) | Inkjet head, inkjet recording apparatus, and inkjet head driving method | |
US11673387B2 (en) | Liquid jet head and liquid jet recording device | |
JP2016087918A (en) | Driving method of inkjet head and inkjet recording device | |
JP2006159817A (en) | Liquid droplet discharging device and driving method for liquid droplet discharging head | |
JP2011110716A (en) | Liquid ejecting apparatus, and, control method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120521 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120521 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120521 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20130417 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130528 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130610 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5304498 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |