JP5376882B2 - Printing apparatus and printing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴を吐出させることにより画像を印刷する印刷装置に関し、特に、複数の液体吐出ヘッドを用いて画像を印刷する印刷装置に関するものである。 The present invention relates to a printing apparatus that prints an image by ejecting droplets, and more particularly to a printing apparatus that prints an image using a plurality of liquid ejection heads.
近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ELディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。 In recent years, printing apparatuses using inkjet recording methods such as inkjet printers and inkjet plotters are not only printers for general consumers, but also, for example, formation of electronic circuits, manufacture of color filters for liquid crystal displays, manufacture of organic EL displays It is also widely used for industrial applications.
このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒーターを備え、ヒーターによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。 In such an ink jet printing apparatus, a liquid discharge head for discharging liquid is mounted as a print head. This type of print head includes a heater as a pressurizing unit in an ink flow path filled with ink, heats and boiles the ink with the heater, pressurizes the ink with bubbles generated in the ink flow path, A thermal head system that ejects ink as droplets from the ink ejection holes, and a part of the wall of the ink channel filled with ink is bent and displaced by a displacement element, and the ink in the ink channel is mechanically pressurized, and the ink A piezoelectric method for discharging liquid droplets from discharge holes is generally known.
また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および主走査方向に関して記録媒体より長い液体吐出ヘッドを固定した状態で副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。 In addition, in such a liquid discharge head, recording is performed with respect to a serial type in which recording is performed while moving the liquid discharge head in a direction (main scanning direction) orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium, and the main scanning direction. There is a line type in which recording is performed on a recording medium conveyed in the sub-scanning direction with a liquid discharge head longer than the medium being fixed. The line type has the advantage that high-speed recording is possible because there is no need to move the liquid discharge head as in the serial type.
シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。 In order to print droplets at a high density in any of the serial type and line type liquid discharge heads, the density of the liquid discharge holes for discharging the droplets formed in the liquid discharge head must be increased. There is a need to.
そこで液体吐出ヘッドを、マニホールドとマニホールドから複数の液体加圧室をそれぞれ介して繋がる液体吐出孔を有した流路部材と、前記液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。液体吐出ヘッドでは、各液体吐出孔に繋がった液体加圧室を、それを覆うように設けられた変位素子を変位させることで、各液体吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に600dpiの解像度で印刷が可能とされている。
しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドは、シリアル式であることにより、高解像度で高速な印字が可能であるが、液体吐出孔を高密度に配置するために、流路部材内に流路が高密度に近接して設けられているため、クロストークや流路の配置に起因した液体吐出孔毎の吐出特性にばらつきが生じるおそれがあった。
However, since the liquid discharge head described in
例えば、ある液体吐出孔がその周囲の他の液体吐出孔と比較して、液滴の吐出速度が大きく異なっていたり、液滴の体積が大きく異なっていたりすると、その液体吐出孔から吐出された液滴が着弾して形成する画素は、その周囲に形成された画素と比較して、着弾位置が特定の方向にずれていたり、画素の大きさが大きくなるあるいは小さくなるなど特定の傾向が見られるようになり、これらにより生じる印刷の濃淡の差により、副走査方向に直線状の印刷むらが生じることになる。 For example, when a certain liquid discharge hole is greatly different from the other liquid discharge holes around the liquid discharge hole or the volume of the liquid droplet is greatly different, the liquid discharge hole is discharged from the liquid discharge hole. Pixels formed by droplet landing have a certain tendency, such as the landing position being shifted in a specific direction or the size of the pixel becoming larger or smaller than the pixels formed around it. As a result, the printing unevenness caused by these causes linear printing unevenness in the sub-scanning direction.
そして、各液体吐出孔の吐出特性のばらつきが大きいと、主走査方向の印刷の濃度差は大きくなり、副走査方向に直線状の印刷むはより目立つようになる。特に、前記吐出特性のばらつきが流路の構造に起因したものである場合など、主走査方向に周期的な濃度むらが生じ、それが副走査方向に筋上に見えるおそれがあった。 When the variation in the ejection characteristics of the liquid ejection holes is large, the density difference in printing in the main scanning direction becomes large, and linear printing in the sub-scanning direction becomes more conspicuous. In particular, when the variation in the ejection characteristics is caused by the structure of the flow path, there is a possibility that periodic density unevenness occurs in the main scanning direction, which appears on the streak in the sub-scanning direction.
したがって、本発明の目的は、記録媒体に筋状の印刷むらの生じにくい印刷装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a printing apparatus in which streak-like printing unevenness hardly occurs on a recording medium.
本発明の印刷装置は、n個(nは4以上の整数)の液体吐出孔からなる液体吐出孔群と、液体を加圧して前記液体吐出孔からそれぞれ液滴を吐出させるn個の加圧部とを備え、前記液体吐出孔群は前記液体吐出孔が一方方向に等間隔dで、かつ前記一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、前記一方方向に直交する方向にm行(mは2以上で、n/2を超えない整数)の、前記液体吐出孔が等間隔(d×m)で前記一方方向に1列に並んだ液体吐出孔列を備えた、流路構造が略同一の複数の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに対して前記一方方向に直交する方向に印刷媒体を相対的に搬送する搬送手段と、一つの前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴により前記印刷媒体に対して前記一方方向に平行な画素からなる1ラインを形成するように前記加圧部に吐出信号を送って制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記液体吐出ヘッドの一つの前記液体吐出孔列に繋がっている前記加圧部へは同じタイミングで吐出信号を送るとともに、隣接する前記液体吐出孔列に繋がっている前記加圧部へは異なるタイミングで吐出信号を送り、かつ、1ラインを形成するために前記液体吐出孔列に繋がっている前記加圧部に送られる吐出信号のなかで、最初に送られる吐出信号から、2番目以降に送られる吐出信号までの時間の差を順にΔT2〜ΔTmとしたとき、前記制御部は、異なる前記液体吐出ヘッドではΔT2〜ΔTmのうちの少なくとも1つを異ならせて吐出信号を送ることを特徴とする。
The printing apparatus according to the present invention includes a liquid discharge hole group including n (n is an integer of 4 or more) liquid discharge holes, and n pressures that pressurize the liquid and discharge liquid droplets from the liquid discharge holes. The liquid discharge hole group is arranged so that the liquid discharge holes are equally spaced d in one direction and do not overlap in a direction orthogonal to the one direction, and in a direction orthogonal to the one direction. (m is 2 or more integer not exceeding n / 2) m rows of the liquid discharge hole is provided with a liquid discharge hole row arranged in one row in the one direction at regular intervals (d × m), flow A plurality of liquid discharge heads having substantially the same path structure, a transport unit that relatively transports the print medium in a direction perpendicular to the one direction with respect to the liquid discharge head, and a single liquid discharge head Is the pixel parallel to the one direction with respect to the print medium by droplets? A control unit that sends and controls a discharge signal to the pressurizing unit so as to form one line, and the control unit is connected to the liquid discharge hole row of the liquid discharge head. The discharge signal is sent to the pressure unit at the same timing, the discharge signal is sent to the pressure unit connected to the adjacent liquid discharge hole row at different timings, and the liquid discharge is performed to form one line. Among the discharge signals sent to the pressurizing section connected to the hole row, when the difference in time from the first discharge signal sent to the second and subsequent discharge signals is ΔT 2 to ΔT m in order The control unit sends an ejection signal by changing at least one of ΔT 2 to ΔT m in different liquid ejection heads.
本発明の印刷方法は、上述の印刷装置を用い、前記印刷媒体上に印刷するラインをk(kは前記液体吐出ヘッドの個数以上の整数)ライン毎に同一の前記液体吐出ヘッドで印刷するように前記液体吐出ヘッドを割り当てることを特徴とする。 The printing method of the present invention uses the above-described printing apparatus, and prints the lines to be printed on the print medium with the same liquid ejection head for each k (k is an integer equal to or greater than the number of the liquid ejection heads). The liquid discharge head is assigned to the above.
また、kが前記液体吐出ヘッドの個数と同じであることが好ましい。 Further, k is preferably the same as the number of the liquid discharge heads.
本発明の印刷装置は、n個(nは4以上の整数)の液体吐出孔からなる液体吐出孔群と、液体を加圧して前記液体吐出孔からそれぞれ液滴を吐出させるn個の加圧部とを備え、前記液体吐出孔群は前記液体吐出孔が一方方向に等間隔dで、かつ前記一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、前記一方方向に直交する方向にm行(mは2以上で、n/2を超えない整数)の、前記液体吐出孔が等間隔(d×m)で前記一方方向に1列に並んだ液体吐出孔列を備えた、流路構造が略同一の複数の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに対して前記一方方向に直交する方向に印刷媒体を相対的に搬送する搬送手段と、一つの前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴により前記印刷媒体に対して前記一方方向に平行な画素からなる1ラインを形成するように前記加圧部に吐出信号を送って制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記液体吐出ヘッドの一つの前記液体吐出孔列に繋がっている前記加圧部へは同じタイミングで吐出信号を送るとともに、隣接する前記液体吐出孔列に繋がっている前記加圧部へは異なるタイミングで吐出信号を送り、かつ、1ラインを形成するために前記液体吐出孔列に繋がっている前記加圧部に送られる吐出信号のなかで、最初に送られる吐出信号から、2番目以降に送られる吐出信号までの時間の差を順にΔT2〜ΔTmとしたとき、前記制御部は、異なる前記液体吐出ヘッドではΔT2〜ΔTmのうちの少なくとも1つを異ならせて吐出信号を送ることにより、液体吐出孔に発生し得る、液体吐出孔の吐出特性の分布傾向に起因する画素の濃度差を、異なる傾向にすることができるので、印刷媒体の副走査方向に画素の濃度むらが連続して発生することが抑制され、副走査方向に平行な筋状の濃度分布が発生しにくくすることができる。 The printing apparatus according to the present invention includes a liquid discharge hole group including n (n is an integer of 4 or more) liquid discharge holes, and n pressures that pressurize the liquid and discharge liquid droplets from the liquid discharge holes. The liquid discharge hole group is arranged so that the liquid discharge holes are equally spaced d in one direction and do not overlap in a direction orthogonal to the one direction, and in a direction orthogonal to the one direction. (m is 2 or more integer not exceeding n / 2) m rows of the liquid discharge hole is provided with a liquid discharge hole row arranged in one row in the one direction at regular intervals (d × m), flow A plurality of liquid discharge heads having substantially the same path structure, a transport unit that relatively transports the print medium in a direction perpendicular to the one direction with respect to the liquid discharge head, and a single liquid discharge head Is the pixel parallel to the one direction with respect to the print medium by droplets? A control unit that sends and controls a discharge signal to the pressurizing unit so as to form one line, and the control unit is connected to the liquid discharge hole row of the liquid discharge head. The discharge signal is sent to the pressure unit at the same timing, the discharge signal is sent to the pressure unit connected to the adjacent liquid discharge hole row at different timings, and the liquid discharge is performed to form one line. Among the discharge signals sent to the pressurizing section connected to the hole row, when the difference in time from the first discharge signal sent to the second and subsequent discharge signals is ΔT 2 to ΔT m in order In the different liquid discharge heads, the control unit sends a discharge signal by changing at least one of ΔT 2 to ΔT m , thereby generating a discharge characteristic distribution of the liquid discharge holes. In the trend The pixel density difference can be made to have different tendencies, so that the density unevenness of the pixels in the sub-scanning direction of the print medium is suppressed from occurring continuously, and a streak density distribution parallel to the sub-scanning direction is obtained. It can be made difficult to occur.
本発明の印刷方法によれば、前記印刷装置を用い、前記印刷媒体上に印刷するラインをk(kは前記液体吐出ヘッドの個数以上の整数)ライン毎に同一の前記液体吐出ヘッドで印刷するように前記液体吐出ヘッドを割り当てることにより、こうした複数の液滴吐出ヘッド間で、搬送方向に連続して配置される画素を規則的に分担して形成することにより、加圧部へ送られる、液滴を吐出あるいは不吐出させる信号の処理を行なう制御部のプログラムなどのアルゴリズムの記述が簡単になる。また、印刷装置全体として吐出周波数を、液体吐出ヘッド単体の吐出周波数より高くすることができ、より印刷速度を速くすること、または搬送方向の解像度の高い印刷をすることが可能となる。 According to the printing method of the present invention, a line to be printed on the print medium is printed with the same liquid discharge head for each k (k is an integer equal to or greater than the number of the liquid discharge heads). By assigning the liquid ejection heads as described above, the pixels that are continuously arranged in the transport direction among the plurality of liquid droplet ejection heads are regularly formed and sent to the pressurizing unit. Description of algorithms such as a program of a control unit that performs processing of a signal for discharging or not discharging droplets is simplified. Further, the discharge frequency of the entire printing apparatus can be made higher than the discharge frequency of the single liquid discharge head, so that it is possible to increase the printing speed or perform printing with high resolution in the transport direction.
さらに、kが前記液体吐出ヘッドの個数と同じである場合、印刷装置全体の液体吐出間隔に対して各液体吐出孔ヘッドの液体吐出間隔を長くできるので、各液体吐出ヘッドがクロストークの影響で画質が悪くなることを抑制できる。あるいは、同程度の画質で印刷する際の印刷装置全体の液体吐出間隔を短くでき、単位時間当たりの印刷面積を広くしたり、搬送方向の解像度を高くしたりできる。 Further, when k is the same as the number of the liquid discharge heads, the liquid discharge interval of each liquid discharge hole head can be increased with respect to the liquid discharge interval of the entire printing apparatus. It can suppress that image quality deteriorates. Alternatively, the liquid discharge interval of the entire printing apparatus when printing with the same image quality can be shortened, the printing area per unit time can be increased, and the resolution in the transport direction can be increased.
図1は、本発明の一実施形態の印刷装置であるカラーインクジェットプリンタ1(以下、プリンタ1とする)の概略構成図である。このプリンタ1は、8つの液体吐出ヘッド2を有している。これらの液体吐出ヘッド2は、印刷媒体である印刷用紙Pの搬送方向に沿って、2つずつを組にして4組並べられ、プリンタ1内に固定されている。液体吐出ヘッド2は、図1の手前から奥へ向かう方向に細長い形状を有している。組になっている2つの液体吐出ヘッド2は、図1の紙面手前から奥へ向かう方向に位置をずらして固定されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color inkjet printer 1 (hereinafter referred to as printer 1) which is a printing apparatus according to an embodiment of the present invention. The
プリンタ1は、印刷媒体である印刷用紙Pを液体吐出ヘッド2に対して相対的に移動させる搬送手段を有している。具体的には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、給紙ユニット114、搬送ユニット120および紙受け部116が順に設けられている。また、プリンタ1には、液体吐出ヘッド2や給紙ユニット114などのプリンタ1の各部における動作を制御するための制御部100が設けられている。
The
給紙ユニット114は、複数枚の印刷用紙Pを収容することができる用紙収容ケース115と、給紙ローラ145とを有している。給紙ローラ145は、用紙収容ケース115に積層して収容された印刷用紙Pのうち、最も上にある印刷用紙Pを1枚ずつ送り出すことができる。
The
給紙ユニット114と搬送ユニット120との間には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、二対の送りローラ118aおよび118b、ならびに、119aおよび119bが配置されている。給紙ユニット114から送り出された印刷用紙Pは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット120へと送り出される。
Between the
搬送ユニット120は、エンドレスの搬送ベルト111と2つのベルトローラ106および107を有している。搬送ベルト111は、ベルトローラ106および107に巻き掛けられている。搬送ベルト111は、2つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト111は、2つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な2つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら2つの平面のうち、液体吐出ヘッド2に近い方の平面が、印刷用紙Pを搬送する搬送面127である。
The
ベルトローラ106には、図1に示されるように、搬送モータ174が接続されている。搬送モータ174は、ベルトローラ106を矢印Aの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ107は、搬送ベルト111に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ174を駆動してベルトローラ106を回転させることにより、搬送ベルト111は、矢印Aの方向に沿って移動する。
As shown in FIG. 1, a
ベルトローラ107の近傍には、ニップローラ138とニップ受けローラ139とが、搬送ベルト111を挟むように配置されている。ニップローラ138は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ138の下方のニップ受けローラ139は、下方に付勢されたニップローラ138を、搬送ベルト111を介して受け止めている。2つのニップローラ138、139は回転可能に設置されており、搬送ベルト111に連動して回転する。
In the vicinity of the
給紙ユニット114から搬送ユニット120へと送り出された印刷用紙Pは、ニップローラ138と搬送ベルト111との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の搬送面127に押し付けられ、搬送面127上に固着する。そして、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の回転に従って、液体吐出ヘッド2が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト111の外周面113に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Pを搬送面127に確実に固着させることができる。
The printing paper P sent out from the
8つの液体吐出ヘッド2は、搬送ベルト111による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。各液体吐出ヘッド2は、下端にヘッド本体13を有している。ヘッド本体13の下面には、液体を吐出する多数の液体吐出孔8が設けられている(図4参照)。
The eight liquid ejection heads 2 are arranged close to each other along the conveyance direction by the conveyance belt 111. Each
1組になっている液体吐出ヘッド2に設けられた液体吐出孔8からは、同じ色の液滴(インク)が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド2の液体吐出孔8は一方方向(印刷用紙Pと平行で印刷用紙P搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド2の長手方向)に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。なお、液体吐出孔8が一方方向に等間隔で配置されているとは、より詳しくは、一方方向に平行な直線に対し、液体吐出孔8を前記一方方向に垂直に投影した場合、各液体吐出孔8の間隔が等間隔になるように配置されていることである。組になっている各液体吐出ヘッド2から吐出される液体の色は、それぞれ、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)およびブラック(K)である。各液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体13の下面と搬送ベルト111の搬送面127との間にわずかな隙間をおいて配置されている。
Liquid droplets (ink) of the same color are ejected from the liquid ejection holes 8 provided in the set of liquid ejection heads 2. Since the liquid ejection holes 8 of each
搬送ベルト111によって搬送された印刷用紙Pは、液体吐出ヘッド2と搬送ベルト111との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド2を構成するヘッド本体13から印刷用紙Pの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Pの上面には、制御部100によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。
The printing paper P transported by the transport belt 111 passes through the gap between the
この際、各色の画像は、組みになっている液体吐出ヘッド2から吐出される液滴が印刷用紙Pに着弾した画素により印刷される。各色の画像は一方方向に平行な画素のラインが一方方向に直交する方向に並んで形成されている。各画素のラインは1つの液体吐出ヘッド2から吐出された液滴により形成されている。つまり、1つラインは1つの液体吐出ヘッド2から吐出された液滴が印刷用紙Pに着弾して形成された画素が並んでいるか、あるいは、前述のように液滴が着弾して形成された画素と、液滴が着弾していないため空白となっている画素とが並んで形成されている。一方方向に垂直に並んだラインはそれぞれ、2つの液体吐出ヘッド2のいずれかから吐出された液滴で形成されたものであり、言い換えれば、各色の画像は、ライン毎に2つの液体吐出ヘッド2で分担して形成したものである。
At this time, the images of the respective colors are printed by the pixels on which the liquid droplets ejected from the
搬送ユニット120と紙受け部116との間には、剥離プレート140と二対の送りローラ121aおよび121bならびに122aおよび122bとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Pは、搬送ベルト111によって剥離プレート140へと搬送される。このとき、印刷用紙Pは、剥離プレート140の右端によって、搬送面127から剥離される。そして、印刷用紙Pは、送りローラ121a〜122bによって、紙受け部116に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Pが順次紙受け部116に送られ、紙受け部116に重ねられる。
A
なお、印刷用紙Pの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド2とニップローラ138との間には、紙面センサ133が設置されている。紙面センサ133は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Pの先端位置を検出することができる。紙面センサ133による検出結果は制御部100に送られる。制御部100は、紙面センサ133から送られた検出結果により、印刷用紙Pの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド2や搬送モータ174等を制御することができる。
Note that a
次に本発明の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体13について説明する。図2は、図1に示されたヘッド本体13を示す平面図である。図3は、図2の一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図であり、ヘッド本体13の一部である。図4は、図3と同じ位置の拡大透視図で、液体吐出孔8の位置が分かりやすいように、一部の流路を省略して描いている。なお、図3および図4において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータユニット21の下方にあって破線で描くべき液体加圧室10(液体加圧室群9)、しぼり12および液体吐出孔8を実線で描いている。図5は図3のV−V線に沿った縦断面図である。
Next, the head
ヘッド本体13は、平板状の流路部材4と、流路部材4上に、アクチュエータユニットである圧電アクチュエータユニット21とを有している。圧電アクチュエータユニット21は台形形状を有しており、その台形の1対の平行対向辺が流路部材4の長手方向に平行になるように流路部材4の上面に配置されている。また、流路部材4の長手方向に平行な2本の仮想直線のそれぞれに沿って2つずつ、つまり合計4つの圧電アクチュエータユニット21が、全体として千鳥状に流路部材4上に配列されている。流路部材4上で隣接し合う圧電アクチュエータユニット21の斜辺同士は、流路部材4の短手方向について部分的にオーバーラップしている。詳細は後述するが、このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット21を駆動することにより印刷される領域では、2つの圧電アクチュエータユニット21により吐出された液滴が混在して着弾することになる、
流路部材4の内部には液体流路の一部であるマニホールド5が形成されている。マニホールド5は流路部材4の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材4の上面にはマニホールド5の開口5bが形成されている。開口5bは、流路部材4の長手方向に平行な2本の直線(仮想線)のそれぞれに沿って5個ずつ、合計10個形成されている。開口5bは、4つの圧電アクチュエータユニット21が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド5には開口5bを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。
The
A
流路部材4内に形成されたマニホールド5は、複数本に分岐している(分岐した部分のマニホールド5を副マニホールド5aということがある)。開口5bに繋がるマニホールド5は、圧電アクチュエータユニット21の斜辺に沿うように延在しており、流路部材4の長手方向と交差して配置されている。2つの圧電アクチュエータユニット21に挟まれた領域では、1つのマニホールド5が、隣接する圧電アクチュエータユニット21に共有されており、副マニホールド5aがマニホールド5の両側から分岐している。これらの副マニホールド5aは、流路部材4の内部の各圧電アクチュエータユニット21に対向する領域に、互いに隣接してヘッド本体13の長手方向に延在している。
The
流路部材4は、複数の液体加圧室10がマトリクス状(すなわち、2次元的かつ規則的)に形成されている4つの液体加圧室群9を有している。液体加圧室10は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室10は流路部材4の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室10は、流路部材4の上面における圧電アクチュエータユニット21に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室10によって形成された各液体加圧室群9は圧電アクチュエータユニット21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各液体加圧室10の開口は、流路部材4の上面に圧電アクチュエータユニット21が接着されることで閉塞されている。
The
本実施形態では、図3に示されているように、マニホールド5は、流路部材4の短手方向に互いに平行に並んだ4列のE1〜E4の副マニホールド5aに分岐し、各副マニホールド5aに繋がった液体加圧室10は、等間隔に流路部材4の長手方向に並ぶ液体加圧室10の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に4列配列されている。副マニホールド5aに繋がった液体加圧室10の並ぶ列は副マニホールド5aの両側に2列ずつ配列されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the manifold 5 branches into four rows of E1-E4 sub-manifolds 5a arranged in parallel with each other in the short direction of the
全体では、マニホールド5から繋がる液体加圧室10は、等間隔に流路部材4の長手方向に並ぶ液体加圧室10の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に16列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室10の数は、加圧部で、アクチュエータである変位素子50の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔8もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に600dpiの解像度で画像形成が可能となっている。すなわち、各副マニホールド5aには平均すれば150dpiに相当する間隔で個別流路32が接続されている。これは、600dpi分の液体吐出孔8を4つ列の副マニホールド5aに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド5aに繋がる個別流路32が等間隔に繋がるとは限らないため、マニホールド5aの延在方向、すなわち主走査方向に平均170μm(150dpiならば25.4mm/150=169μmの間隔である)以下の間隔で個別流路32が形成されているということである。
As a whole, the
圧電アクチュエータユニット21の上面における各液体加圧室10に対向する位置には後述する個別電極35がそれぞれ形成されている。個別電極35は液体加圧室10より一回り小さく、液体加圧室10とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータユニット21の上面における液体加圧室10と対向する領域内に収まるように配置されている。
流路部材4の下面の液体吐出面には多数の液体吐出孔8が形成されている。これらの液体吐出孔8は、流路部材4の下面側に配置された副マニホールド5aと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔8は、流路部材4の下面側における圧電アクチュエータユニット21と対向する領域内に配置されている。これらの液体吐出孔群7は圧電アクチュエータユニット21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータユニット21の変位素子50を変位させることにより液体吐出孔8から液滴が吐出できる。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔8は、流路部材4の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。
A large number of liquid discharge holes 8 are formed in the liquid discharge surface on the lower surface of the
各液体吐出ヘッド2は略同一の流路の構造を持つものである。ここで略同一の構造を持つとは、流路部材4に形成された流路の基本的な構造、すなわち、マニホールド5、副マニホールド5aおよび個別流路32の分岐の仕方が共通するもの、さらには、個別流路32の寸法、特にしぼり12および液体加圧室10の各部寸法が製造する際に発生するバラツキの範囲内で一致することを言う。
Each
略同一の流路構造の液体吐出ヘッド2では、同じ吐出信号で駆動した場合、各液体吐出孔8から吐出される液滴の吐出特性、すなわち、液滴の速度、量、あるいは、主な液滴とは別に吐出されることのあるサテライトと呼ばれる微小な液滴の発生の仕方などの傾向が類似する。例えば、特定の副マニホールド5aに繋がっている液体吐出孔8から吐出される液滴の量が、他の液体吐出孔8から吐出される液滴の量よりも多くなるといった傾向を持つことがある。そのような場合、1つの液体吐出ヘッドで印刷を行なうと、それら液体吐出孔8から吐出された液滴で形成された画素が印刷用紙Pの搬送方向に連続して形成されるため、画像に筋状の濃度むらが目立つことがある。複数の液体吐出ヘッド2を搬送方向に平行移動させた位置に並べて印刷を行なった場合も、複数の液体吐出ヘッド2で各液体吐出孔8の吐出特性に類似の傾向を持つため、この現象が発生する。
In the
ここで、本発明の印刷装置による印刷について図6を使って詳細に説明する。図6に、2つの液体吐出ヘッド201、202と、それらに設けられた液体吐出孔8から吐出された液滴により印刷用紙P上に形成された、画素210が直線に並んだラインL1〜L4の関係を模式的に示している。図6は図1に示したプリンタを上から見た状態を模しており、一方方向に長い2つの液体吐出ヘッド201、202の下を印刷用紙Pが、液体吐出ヘッド201、202の長手方向と直交する方向である搬送方向に搬送される間に画素210のラインL1〜L4が形成されている。図6では説明のため、画素210間の間隔が搬送方向と搬送方向に直交する方向とで異なっているが、実際には画素210は搬送方向と搬送方向に直交する方向に同じ間隔で形成してもよい。さらに図6では省略されているが、ラインL1〜L4の前方および後方にも画素のラインが形成されており、印刷された画素210全体で画像が印刷される。この画像は単色の画像、もしくは多色印刷のうちの一色分の画像である。多色印刷である場合、上述のように、さらに別の組の液体吐出ヘッドにより他の色の画像が形成され、全体で多色の画像が印刷される。
Here, printing by the printing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 6, two liquid discharge heads 201 and 202 and lines L 1 to L 2 , which are formed on the printing paper P by droplets discharged from the liquid discharge holes 8 provided in them, are arranged in a straight line. the relationship between L 4 is schematically shown. FIG. 6 illustrates the state of the printer shown in FIG. 1 as viewed from above. The printing paper P is below the two liquid ejection heads 201 and 202 that are long in one direction, and the longitudinal direction of the liquid ejection heads 201 and 202 is illustrated in FIG. Lines L 1 to L 4 of the
液体吐出ヘッド201は長手方向に等間隔dで液体吐出孔8が形成されている。液体吐出ヘッド201の液体吐出孔8は長手方向に直交する方向に重ならないように配置されている。液体吐出孔8は長手方向に1列に並んだ液体吐出孔列F1´−1〜F16´−1を長手方向に直交する方向に16行(m=16)備えている。各液体吐出孔列F1´−1〜F16´−1に属する液体吐出孔8は16×dの等間隔で配置されている。液体吐出ヘッド201には図4と同様の流路が形成されている。図6では液体吐出孔8の分布が分かりやすいように、1つの副マニホールド5aに繋がっている液体吐出孔8を破線で囲んで、液体吐出孔8を4つグループに分けて示している。液体吐出孔8は、図6左から、液体吐出孔列F1´−1の左端の液体吐出孔8、続いて液体吐出孔列F9´−1の左端の液体吐出孔8、さらに同様に液体吐出孔列F5´−1、F11´−1、F2´−1、F10´−1、F6´−1、F14´−1、F3´−1、F9´−1、F7´−1、F15´−1、F4´−1、F12´−1、F8´−1、F16の左端の液体吐出孔8が配置され、次は、液体吐出孔列F1´−1に属する液体吐出孔8のうち左から2番目のものが配置され、以降同じ順で繰り返して配置されている。
The
液体吐出ヘッド202は液体吐出ヘッド201と略同一の構造を持っている。すなわち、マニホールド5、副マニホールド5aおよび個別流路32の各部の寸法は、製造精度のばらつきの範囲内で同じものである。
The
液体吐出ヘッド201、202から吐出された液滴により形成された画素210により、印刷用紙Pには画像が印刷されている。ラインL1〜L4はそれぞれ、制御部100の制御により、一つの液体吐出ヘッドから吐出された液滴で形成された画素により形成されている。例えば、ラインL1、L3は液体吐出ヘッド201により形成され、ラインL2、L4は液体吐出ヘッド202により形成さている。各ラインをどちらの液体吐出ヘッドに印刷させるかは、この例に限らず、ライン2本毎に液体吐出ヘッドを切り替えたり、液体吐出ヘッド201で2ライン形成した後、液体吐出ヘッド201で1ライン形成するようにしてもよい。印刷用紙P上のどのラインをどちらの液体吐出ヘッドを使用するかは制御部100の制御により、印刷用紙P上のラインをk(kは液体吐出ヘッドの個数以上の整数)ライン毎に同一の前記液体吐出ヘッドで印刷するように液体吐出ヘッド201、202を割り当てるようにすれば、加圧部へ送られる、液滴を吐出あるいは不吐出させる信号の処理を行なう制御部100のプログラムなどのアルゴリズムの記述が簡単になる。
An image is printed on the printing paper P by the
ラインL1が液体吐出ヘッド201により印刷される場合、ラインL1上に液滴が着弾するように、液体吐出孔列F1´−1に属する液体吐出孔から液体吐出孔列F16´−1に属する液体吐出孔がこの順で吐出される。つまり、液体吐出孔列F1´−1に属する液体吐出孔に繋がっている液体加圧室10に吐出信号が送られるタイミングから液体吐出孔列F16´−1に属する液体吐出孔に繋がっている液体加圧室10に吐出信号が送られるタイミングを順にT1〜T16とすると、T1が最も早く、これに次いでT2〜T16の順となる。以上は、液体吐出ヘッド202の液体吐出孔列F1´−1〜F16´−1においても同様である。
If the line L 1 is printed by the
また、液体吐出ヘッド201には、流路間のクロストークや信号を処理する回路の制限などから、液体を吐出する周期に上限があることがあるが、kを前記液体吐出ヘッドの個数と同じにすること、すなわちこの場合、1ライン毎に液体吐出ヘッドを切り替えることにより、印刷装置全体として液体吐出ヘッド単位より吐出周波数を高くでき、より印刷速度を速くすること、または搬送方向の解像度の高い印刷をすることが可能となる。
Further, the
そして、このよう印刷を略同一の液体吐出ヘッドを用いて行なうと、副走査方向の液体吐出孔8の液体吐出特性にd×mを周期とした分布傾向が現われるおそれがあるが、後述のように、液体吐出ヘッドの液体吐出孔列毎に送る吐出信号の一部を時間をずらして送ることにより印刷用紙Pに搬送方向に画素の濃度むらが連続して発生することが抑制できる。 If printing is performed using substantially the same liquid discharge head, a distribution tendency with a period of d × m may appear in the liquid discharge characteristics of the liquid discharge holes 8 in the sub-scanning direction. In addition, by sending a part of the ejection signal sent for each liquid ejection hole row of the liquid ejection head while shifting the time, it is possible to suppress the occurrence of pixel density unevenness continuously in the transport direction on the printing paper P.
上述したように、1つのラインを形成する吐出信号のうち、送られるタイミングが早い方から順にT1〜T15とする。最も送られるタイミングが早いT1から、T2〜T16までの時間を順にΔT2〜ΔT16とする。異なる液体吐出ヘッドで、ΔT2〜ΔT16のうち少なくとも1つを異ならせると、異なる前記液体吐出ヘッドでは、マニホールド5、副マニホールド5aおよび個別流路32の各流路、あるいは流露部材4に残る残留振動の状態が変わることにより、液体吐出特性のd×mを周期とした分布傾向が変わり、印刷用紙Pに搬送方向に画素の濃度むらが連続して発生することが抑制され、搬送査方向に平行な筋状の濃度分布が発生しにくくすることができる。
As described above, among the ejection signals forming one line, T 1 to T 15 are set in order from the earlier sent timing. The time from T 1 having the earliest timing to T 2 to T 16 is set to ΔT 2 to ΔT 16 in order. If at least one of ΔT 2 to ΔT 16 is made different in different liquid discharge heads, the different liquid discharge heads remain in the flow paths of the
この点をさらに詳述すると、例えば、T1の時点で送られた吐出信号により液体吐出孔列F1´−1から液滴が吐出されると、その後、マニホールド5、副マニホールド5aおよび個別流路32の各流路、あるいは流露部材4に残留振動が残る。その後、T2の時点で送られた吐出信号により液体吐出孔列F2´−1から液滴が吐出されるが、その際に吐出される液滴は、単純にT2の時点で送られた吐出信号によって変位素子50が変位して起こされた液体の流動により吐出されるのではなく、その流動とその前から残っている残留振動が合わさった液体の流動により吐出される。したがって、液体吐出ヘッド201と液体吐出ヘッド202でT1からT2までの時間ΔT2が異ならせると、T2の時点での残留振動の状態が異なるので、液体吐出ヘッド201と液体吐出ヘッド202ではヘッドの構造が同じであるにもかかわらずT2の吐出信号により吐出される液滴の吐出特性に差が生じることになる。なお、この場合、液体吐出ヘッド201と液体吐出ヘッド202でT1からT3までのΔT3が同じであってもT2からT3までの時間が異なることになるので、T3の吐出信号により吐出される液滴の吐出特性が異なることになる。
This point will be explained further in detail, for example, when the liquid droplet from the liquid ejection hole rows F1'-1 is discharged by the discharge signal sent at time T 1, thereafter, the
ヘッド本体13に含まれる流路部材4は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材4の上面から順に、キャビティプレート22、ベースプレート23、アパーチャ(しぼり)プレート24、サプライプレート25、26、マニホールドプレート27、28、29、カバープレート30およびノズルプレート31である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路32および副マニホールド5aを構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体13は、図5に示されているように、液体加圧室10は流路部材4の上面に、副マニホールド5aは内部の下面側に、液体吐出孔8は下面にと、個別流路32を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、液体加圧室10を介して副マニホールド5aと液体吐出孔8とが繋がる構成を有している。
The
各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第1に、キャビティプレート22に形成された液体加圧室10である。第2に、液体加圧室10の一端から副マニホールド5aへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート23(詳細には液体加圧室10の入り口)からサプライプレート25(詳細には副マニホールド5aの出口)までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート24に形成されたしぼり12と、サプライプレート25、26に形成された個別供給流路6とが含まれている。
The holes formed in each plate will be described. These holes include the following. First, the
第3に、液体加圧室10の他端から液体吐出孔8へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ(部分流路)と呼称される。ディセンダは、ベースプレート23(詳細には液体加圧室10の出口)からノズルプレート31(詳細には液体吐出孔8)までの各プレートに形成されている。第4に、副マニホールド5aを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート27〜29に形成されている。
Third, there is a communication hole that constitutes a flow channel that communicates from the other end of the
このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド5aからの液体の流入口(副マニホールド5aの出口)から液体吐出孔8に至る個別流路32を構成している。副マニホールド5aに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔8から吐出される。まず、副マニホールド5aから上方向に向かって、個別供給流路6を通り、しぼり12の一端部に至る。次に、しぼり12の延在方向に沿って水平に進み、しぼり12の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室10の一端部に至る。さらに、液体加圧室10の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室10の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔8へと進む。
Such communication holes are connected to each other to form an
圧電アクチュエータユニット21は、図5に示されるように、2枚の圧電セラミック層21a、21bからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層21a、21bはそれぞれ20μm程度の厚さを有している。圧電アクチュエータユニット21全体の厚さは40μm程度である。圧電セラミック層21a、21bのいずれの層も複数の液体加圧室10を跨ぐように延在している(図3参照)。これらの圧電セラミック層21a、21bは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料からなる。
As shown in FIG. 5, the
圧電アクチュエータユニット21は、Ag−Pd系などの金属材料からなる共通電極34およびとAu系などの金属材料からなる個別電極35を有している。個別電極35は上述のように圧電アクチュエータユニット21の上面における液体加圧室10と対向する位置に配置されている。個別電極35の一端は、液体加圧室10と対向する領域外に引き出されて接続電極36が形成されている。この接続電極36は例えばガラスフリットを含む金からなり、厚さが15μm程度で凸状に形成されている。また、接続電極36は、図示されていないFPC(Flexible Printed Circuit)に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極35には、制御部100からFPCを通じて吐出信号が供給される。
The
共通電極34は、圧電セラミック層21aと圧電セラミック層21bとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極34は、圧電アクチュエータユニット21に対向する領域内の全ての液体加圧室10を覆うように延在している。共通電極34の厚さは2μm程度である。共通電極34は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層21b上において、個別電極35からなる電極群を避ける位置に個別電極35とは異なる表面電極(不図示)が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層21bの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極34と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極35と同様に、FPC上の別の電極と接続されている。
The
図5に示されるように、共通電極34と個別電極35とは、最上層の圧電セラミック層21bのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層21bにおける個別電極35と共通電極34とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータユニット21においては、最上層の圧電セラミック層21bのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック21aは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータユニット21はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。
As shown in FIG. 5, the
なお、後述のように、個別電極35に選択的に所定の吐出信号が供給されることにより、この個別電極35に対応する液体加圧室10内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路32を通じて、対応する液体吐出孔8から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータユニット21における各液体加圧室10に対向する部分は、各液体加圧室10および液体吐出孔8に対応する個別の変位素子50(アクチュエータ)に相当する。つまり、2枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図5に示されているような構造を単位構造とする変位素子50が液体加圧室10毎に、液体加圧室10の直上に位置する振動板21a、共通電極34、圧電セラミック層21b、個別電極35により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット21には変位素子50が複数含まれている。なお、本実施形態において1回の吐出動作によって液体吐出孔8から吐出される液体の量は5〜7pL(ピコリットル)程度である。
As will be described later, when a predetermined ejection signal is selectively supplied to the
多数の個別電極35は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがFPC上のコンタクトおよび配線を介して、個別にアクチュエータ制御手段に電気的に接続されている。
A large number of
本実施形態における圧電アクチュエータユニット21においては、個別電極35を共通電極34と異なる電位にして圧電セラミック層21bに対してその分極方向に電界を印加すると、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この時圧電セラミック層21bは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と直交する方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層21aは、個別電極35と共通電極34とに挟まれた領域を持たない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータユニット21は、上側(つまり、液体加圧室10とは離れた側)の圧電セラミック層21bを、活性部を含む層とし、かつ下側(つまり、液体加圧室10に近い側)の圧電セラミック層21aを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている
この構成において、電界と分極とが同方向となるように、アクチュエータ制御手段により個別電極35を共通電極34に対して正または負の所定電位とすると、圧電セラミック層21bの電極に挟まれた部分(活性部)が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層21aは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層21bと圧電セラミック層21aとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層21bは液体加圧室10側へ凸となるように変形(ユニモルフ変形)する。
In the
本実施の形態における実際の駆動手順は、予め個別電極35を共通電極34より高い電位(以下高電位と称す)にしておき、吐出要求がある毎に個別電極35を共通電極34と一旦同じ電位(以下低電位と称す)とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極35が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層21a、bが元の形状に戻り、液体加圧室10の容積が初期状態(両電極の電位が異なる状態)と比較して増加する。このとき、液体加圧室10内に負圧が与えられ、液体がマニホールド5側から液体加圧室10内に吸い込まれる。その後再び個別電極35を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層21a、bが液体加圧室10側へ凸となるように変形し、液体加圧室10の容積減少により液体加圧室10内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む吐出信号を個別電極35に供給することになる。このパルス幅は、液体加圧室10内において圧力波がマニホールド5から液体吐出孔8まで伝播する時間長さであるAL(Acoustic Length)が理想的である。これによると、液体加圧室10内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。
In the actual driving procedure in this embodiment, the
また、階調印刷においては、液体吐出孔8から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量(体積)で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する液体吐出孔8から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をALとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。
In gradation printing, gradation expression is performed by the number of droplets ejected continuously from the liquid ejection holes 8, that is, the droplet amount (volume) adjusted by the number of droplet ejections. For this reason, the number of droplet discharges corresponding to the specified gradation expression is continuously performed from the
続いて、本発明の吐出信号の制御について詳細に説明する。液体加圧室群9に属する各液体加圧室10は、その長い対角線の一端において液体吐出孔8に連通されているとともに、他端においてしぼり12を介して副マニホールドE1〜E4のいずれかに連通されている。液体加圧室10は、配列方向Aおよび配列方向Bの2方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。液体加圧室10の短い方の対角線は上述した配列方向Aと平行である。配列方向Bは、配列方向Aと鈍角θをなる液体加圧室10の一斜辺方向である。そして、液体加圧室10の両方の鋭角部は、隣接する別の2つの液体加圧室の間に位置している。
Next, the discharge signal control of the present invention will be described in detail. Each of the
図3に示すように、液体加圧室10は、配列方向Aに沿って37.5dpiに相当する距離ずつ離隔して配列している。また、液体加圧室10は、配列方向Bに16個並べられている。すなわち、1つの圧電アクチュエータユニット21内には、配列方向Aに延びる液体加圧室列11が配列方向Bに16行形成されており、全体として600dpiの解像度で印刷ができるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
これら16本の液体加圧室列11は、所定の間隙を介して隣接しており、液体加圧室群9が構成されている。液体加圧室列11は、図3の紙面に対して直交する方向から見て、副マニホールドE1〜E4との相対位置に応じて、第1の液体加圧室列11a、第2の液体加圧室列11b、第3の液体加圧室列11c、および、第4の液体加圧室列11dに分けられる。これら第1〜第4の液体加圧室列11a〜11dは、圧電アクチュエータユニット21の上辺から下辺に向けて、11c→11d→11a→11b→11c→11d→…→11bという順番で周期的に4個ずつ配置されている。
These 16 liquid pressurizing
第1の液体加圧室列11aを構成する液体加圧室10aおよび第2の液体加圧室列11bを構成する液体加圧室10bにおいては、配列方向Aと直交する方向にとった方向Cに関して、液体吐出孔8が下側に偏在し、それぞれ対応する液体加圧室10の下端部付近と対向している。一方、第3の液体加圧室列11cを構成する液体加圧室10cおよび第4の液体加圧室列11dを構成する液体加圧室10dにおいては、方向Cに関して、液体吐出孔8が上側に偏在し、それぞれ対応する液体加圧室10の上端部付近と対向している。つまり、第1の液体加圧室列11aに属する液体加圧室10aに係る液体吐出孔8は、図4に示す液体吐出孔列15aを形成し、第2の液体加圧室列11bに属する液体加圧室10bに係る液体吐出孔8は、図4に示す液体吐出孔列15bを形成している。そして、第3の液体加圧室列11cに属する液体加圧室10cに係る液体吐出孔8は、図4に示す液体吐出孔列15cを形成し、第4の液体加圧室列11dに属する液体加圧室10dに係る液体吐出孔8は、図4に示す液体吐出孔列15dを形成している。
In the
第1および第4の液体加圧室列11a、11dにおいては、図3の紙面に対して直交する方向から見て、液体加圧室10、10dの半分以上の領域が、各副マニホールドE1〜E4と重なっている。一方、第2および第3の液体加圧室列11b、11cにおいては、液体加圧室10b、10cのほぼ全領域が、各副マニホールドE1〜E4と重なっていない。そのため、いずれの液体加圧室列11に属する液体加圧室10についてもこれに連通する液体吐出孔8が副マニホールドE1〜E4と重ならないようにしつつ、副マニホールドE1〜E4の幅を可能な限り広くして各液体加圧室10に液滴を円滑に供給することが可能となっている。
In the first and fourth liquid pressurizing
図4には、流路部材4の長手方向に37.5dpiに相当する幅(678.0μm)を有し、流路部材4の短手方向(方向C)に延在する帯状領域Rが示されている。この帯状領域R内には、各液体吐出孔列15a〜15dについて1つの液体吐出孔8が存在しており、全部で16個の液体吐出孔8が含まれている。これら16個の各液体吐出孔8を配列方向Aに延びる仮想直線上に同じ方向から射影した点の位置は、印刷時の解像度である600dpiに相当する間隔ずつ離隔し、等間隔になっている。
FIG. 4 shows a strip-shaped region R having a width (678.0 μm) corresponding to 37.5 dpi in the longitudinal direction of the
図4に示すように、複数の液体吐出孔8が、副マニホールドE1〜E4の延在方向(配列方向A)に沿って配列されているとともに、互いに平行な16列の液体吐出孔列15を形成している。これら液体吐出孔列15は、液体加圧室列11a〜11dのそれぞれと対応しており、液体吐出孔列15a〜15dに分けられている。液体吐出孔列15aおよび液体吐出孔列15bの間には、液体吐出孔列15cが位置している。これは、第2および第3の液体加圧室列11b、11cに属する液体加圧室10どうしの一鋭角部が、方向Cにオーバーラップし、かつ、その一鋭角部側に当該液体加圧室10に係る液体吐出孔8が偏在しているためである。
As shown in FIG. 4, a plurality of liquid discharge holes 8 are arranged along the extending direction (arrangement direction A) of the sub-manifolds E1 to E4, and 16 liquid
その結果、第3の液体加圧室列11cに属する液体加圧室10に係る液体吐出孔8が第1および第2の液体加圧室列11a、11bに係る液体吐出孔8間に配置されている。つまり、図3に示すように、各液体加圧室列11a〜11dを図中下から上に向かって順にF1〜F16と表す。また、これら液体加圧室列11a〜11dに対応する液体吐出孔列15a〜15dにF1´〜F16´と記すと、図4に示すように、液体吐出孔列15b、15cに対応するF4´、F5´、F8´、F9´、F12´、F13´の並びが液体加圧室列11の並びとは異なって、方向Cに入れ替わっている。各液体吐出孔8は流路部材4の長手方向(配列方向A)に沿って37.5dpiに相当する距離ずつ離隔されている。各液体吐出孔列15a〜15dは、上述のように、4本の副マニホールドE1〜E4と対向しない位置に配置されている
1つの帯状領域Rに属する16個の液体吐出孔8を配列方向Aに延びる直線上に射影した位置が左にあるものから順に、これら16個の液体吐出孔8を(1)〜(16)と表すことにしたとき、これら16個の液体吐出孔8は、下から、(1)、(9)、(13)、(15)、(5)、(7)、(11)、(16)、(3)、(8)、(12)、(14)、(4)、(6)、(10)、(2)の順番に並んでいる。このように構成された液体吐出ヘッド2において、圧電アクチュエータユニット21を印刷用紙の搬送に合わせて適宜駆動させると、配列方向Aに600dpiの解像度を有する文字や図形等を描画することができる。
As a result, the liquid discharge holes 8 related to the
まず液体吐出ヘッド201単体の吐出信号の制御について説明する。図7にアクチュエータ制御部153の機能ブロック図を示す。図7に示すように、アクチュエータ制御部153は、波形出力部154と、4つの遅延部155と、タイミング指示部156と、波形増幅部157とを備えている。なお、波形出力部154、遅延部155、およびタイミング指示部156はデジタル回路で構成されており、波形増幅部157はアナログ回路で構成されている。
First, the control of the ejection signal of the
波形出力部154は、通信部151から入力された印字の実行内容に基づいて、液体吐出孔8から所望の体積のインクを吐出させるための吐出信号を生成して出力するものである。波形出力部154は、1つのラインを形成するために送られる吐出信号についてはいえば、F1に送られる吐出信号が最も早く出力され、これに次いで順にF2〜F16送られる吐出信号が出力される。F1〜F16に送られる吐出信号が出力されるタイミングをそれぞれTg1〜Tg16とすると、Tg2からTg1までの時間の差ΔTg2は、F1に繋がっている液体吐出孔8からF2に繋がっている液体吐出孔8からまで記録用紙Pが移動する時間に相当する。ΔTg3〜ΔTg16も同様に、F1に繋がっている液体吐出孔8からF3〜F16に繋がっている液体吐出孔8からまで記録用紙Pが移動する時間に相当する。また、ΔTg2〜ΔTg16は複数用いられる液体吐出ヘッド201、202で共通である。
The
4つの遅延部155は、それぞれが副マニホールド流路E1〜E4毎の液体吐出孔列15a〜15dのいずれかに対応するものであり、波形出力部154から出力された吐出信号を所定時間遅延させ、遅延させた吐出信号をさらに出力するものである。また、遅延部155は、タイミング指示部156の指示に基づいて、遅延なし、遅延時間td、遅延時間td×2、および遅延時間td×3(図10参照)の4つの遅延時間のいずれかを設定することができる。吐出信号の遅延は液体吐出孔8からのインクの吐出タイミングの遅延となる。つまり、遅延部155は、副マニホールド流路E1〜E4毎に係る4つの液体吐出孔列15a〜15dにおいて、液体吐出孔列単位で液体吐出孔8からのインクの吐出タイミングを4種類設定することができる。
Each of the four
タイミング指示部156は、各遅延部155に対して、互いに異なるように上述の遅延時間(液滴の吐出タイミング)を設定するものである。波形増幅部157は、遅延部155が出力した吐出信号を増幅して出力するものである。波形増幅部157が出力した吐出波形は、圧電アクチュエータユニット21の対応する個別電極35に供給される。
The
図9を参照してタイミング指示部156について詳細に説明する。図8は、タイミング指示部156の機能ブロック図である。図9に示すように、タイミング指示部156は、テーブル記憶部161と、セレクタ162とを備えている。テーブル記憶部161は、各液体吐出孔列15a〜15dに対応する個別電極35に供給される吐出信号の異なった遅延時間を記憶するものである。テーブル記憶部161に記憶されている遅延時間の例を表1および表2に示す。なお、表1および表2においては、遅延なしを「0」、遅延時間tdを「1」、遅延時間td×2を「2」、および遅延時間td×3を「3」と表している(図9参照)。また、表1は、各液体吐出孔列15a〜15dを副マニホールドE1〜E4毎に整理して示しており、表2は、表1を射影点番号順に並べて整理して示したものである。また、表1および表2においては、液体吐出孔列15a〜15dの列番号を上述の場合と同様にF1´〜F16´で表している。
The
本実施の形態においては、遅延時間tdは、隣接した液体加圧室10間に構造的クロストークが生じない期間の最小値である3.2μsであるが、これに限定するものではない。複数の液体加圧室10が高密度に配列されると、構造的クロストークが無視できなくなる。そこで、遅延時間のtdを、構造的クロストークが生じない期間としておけば、複数の液体加圧室10を高密度に配列しても、構造的クロストークの影響を低減させることができる。なお、このtd値は、各液体加圧室10の位置関係(配置密度)や周囲の剛性によって適宜決められる。
In the present embodiment, the delay time td is 3.2 μs, which is the minimum value of the period during which no structural crosstalk occurs between the adjacent
表1および表2に、2つの液体吐出ヘッド201、202を用いる際に、設定する遅延量を示した。各副マニホールドE1〜E4に係る液体吐出孔列15a〜15dの吐出信号の遅延時間が互いに異なるように設定されている。また、表2に示すように、各液体吐出孔列15a〜15dに属する液体吐出孔8の射影点において、隣接する液体吐出孔8の吐出信号の遅延時間が互いに異なるようにも設定されている。タイミング指示部156においては、これら各液体吐出孔列15a〜15dの遅延時間に基づいて、4つの遅延部155のそれぞれに対して遅延時間を設定する。なお、本実施の形態における遅延時間は、副マニホールドE1〜E4毎に係る液体加圧室列数に対応した4種類となっているが、2種類以上であればよい。セレクタ162は、テーブル記憶部161に記憶されている液体吐出孔列15a〜15d毎の遅延時間を選択して遅延部155に対して遅延時間を設定するものである。
Tables 1 and 2 show delay amounts to be set when using the two liquid discharge heads 201 and 202. The delay times of the discharge signals of the liquid
さらに詳しく言うと、上述のように波形出力部154は、1つのラインを形成するためにF1´〜F16´に送られる吐出信号をそれぞれTg1〜Tg16のタイミングで出力する。F1´〜F16´に送られる吐出信号のタイミングを上述のようにT1〜T16とすると、Tg1〜Tg16とT1〜T16は、表1および2に示された遅延量の分だけ異なる。液体吐出ヘッド201では、F3´に送られる吐出信号とF1´に送られる吐出信号の時間の差は遅延される前はΔTg3であり、遅延された後では、T1は遅延されずT3はtd×1遅延されるので、ΔT3はΔTg3+td×1となる。液体吐出ヘッド202では、F3´に送られる吐出信号とF1´に送られる吐出信号の時間の差は遅延される前はΔTg3であり、T1はtd×2遅延され、T3は遅延されないので、ΔT3はΔTg3−td×2となる。ΔTg3は、液体吐出ヘッド201、202で共通であるので、液体吐出ヘッド201と液体吐出ヘッド202ではΔT2が異なっている。そして、異なる前記液体吐出ヘッドでは、マニホールド5、副マニホールド5aおよび個別流路32の各流路に残る残留振動の状態が変わるため、液体吐出特性のd×mを周期とした分布傾向が変わり、印刷用紙Pに搬送方向に画素の濃度むらが連続して発生することが抑制され、搬送査方向に平行な筋状の濃度分布が発生しにくくすることができる。
More specifically, as described above, the
アクチュエータ制御部153により出力される4種類の遅延がかけられた吐出信号の波形パターンを図9に示す。なお、縦軸は電位を、横軸は時間をそれぞれ示しており、副マニホールドE1に係る液体吐出孔列15a〜15dに対応する吐出信号の波形パターンである。また、遅延0は遅延なしの波形パターンを、遅延1は遅延時間tdの波形パターンを、遅延2は遅延時間td×2の波形パターンを、遅延3は遅延時間td×3の波形パターンをそれぞれ示している。このうち、遅延0で示される波形パターンは、液体吐出孔列15b(F1´)に加えられ、遅延1で示される波形パターンは、液体吐出孔列15a(F2´)に加えられる。さらに、遅延2で示される波形パターンは、液体吐出孔列15d(F3´)に加えられ、遅延3で示される波形パターンは、液体吐出孔列15c(F4´)に加えられる。本実施の形態においては、液滴を吐出するために高電位を基準とするパルスが個別電極35に供給される。図9に示された波形パターンは、吐出パルスとキャンセルパルスとから構成されている。吐出パルスは液体吐出孔8から液滴を吐出するためのものであり、1つのパルスで1つの液滴を吐出することができる。図10に示した波形パターンには3つの吐出パルスが含まれている。そして、遅延0の波形パターンを基準として、遅延1の波形パターンは開始時間が時間td遅延しており、遅延2の波形パターンは開始時間が時間td×2遅延しており、遅延3の波形パターンは開始時間が時間td×3遅延している。
FIG. 9 shows the waveform patterns of the discharge signals to which the four types of delays output from the
キャンセルパルスは、液滴吐出後に個別流路32内に残留する残留圧力を除去するためのものである。キャンセルパルスは、残留圧力の周期に対して反転した周期のタイミングで、個別流路32に新たな圧力を発生させる。これにより残留圧力がキャンセルパルスにより生成された圧力によりほとんど相殺される。これにより、最後の吐出パルスにより吐出された液体が一つの液滴にまとまりやすくなり、液滴にまとまらないで液滴の本来の着弾位置の周囲に着弾するサテライトと呼ばれる微小な液滴が発生し難くなる。また、周囲の液体加圧室10からの吐出や同じ液体加圧室10からの次の吐出の際に残留応力による影響を受け難くなる。
The cancel pulse is for removing residual pressure remaining in the
このよう波形パターンが加わった際に、遅延された吐出信号で吐出される液滴の速度が、遅延されていない吐出信号で吐出される液滴の速度と比較するとわずかながら変動するおそれがある。このとき、遅延された吐出信号と遅延されていない吐出信号とで、電圧を変えることで、吐出速度を変えることにより、印刷位置精度を高くすることができる。 When such a waveform pattern is added, there is a possibility that the speed of the liquid droplet ejected by the delayed ejection signal varies slightly compared to the speed of the liquid droplet ejected by the ejection signal not delayed. At this time, the printing position accuracy can be increased by changing the discharge speed by changing the voltage between the delayed discharge signal and the non-delayed discharge signal.
遅延された吐出信号で吐出される液滴の速度はクロストークの影響を受けて、遅くなる傾向があるため、遅延された吐出信号の電圧は高くすることが好ましい。 Since the speed of the liquid droplets ejected by the delayed ejection signal tends to be slow due to the influence of crosstalk, it is preferable to increase the voltage of the delayed ejection signal.
本実施の形態では、上述したような液体加圧室10やマニホールド5の配設関係があるので、先にも記したように時間tdは、液体加圧室10が隣接することで生じることがある構造的クロストークの影響を受けない最短時間(3.2μs)に設定してある。そのため、図9に示すように、遅延0の最初の吐出パルスから遅延3のキャンセルパルスまでの期間Tmも短くなる。印刷用紙Pが、その搬送方向に関する印刷解像度に対応した距離だけ搬送されるのに要する時間を印刷周期としたとき、液滴吐出後にキャンセルパルスでは相殺しきれなかった残留圧力による影響がでない時間だけは待つにしても、期間Tmが短くなった分だけ一印刷周期を短く抑えることができる。すなわち、高速印刷に寄与する。なお、本実施形態における単位距離は、印刷用紙Pの搬送方向の解像度が600dpiとなっているので約40μmとなっている。
In the present embodiment, since the
ここで、副マニホールドE1〜E4毎の4種類の吐出信号について説明する。図10は、4つの副マニホールド毎の液体吐出孔列15a〜15dに属する液体吐出孔8に係る波形パターンを示す説明図である。図10に示すように、副マニホールドE1に係る液体吐出孔列15a〜15dにそれぞれ対応する個別電極35には、液体吐出孔8の射影点番号が(1)、(9)、(13)、(5)のものに順に遅延0、遅延1、遅延2、遅延3の波形パターンが供給されている。副マニホールドE2に係る液体吐出孔列15a〜15dにそれぞれ対応する個別電極35にも、同様に液体吐出孔8の射影点番号が(15)、(7)、(11)、(3)のものに、順に遅延0、遅延1、遅延2、遅延3の波形パターンが供給されている。副マニホールドE3に係る液体吐出孔列15a〜15dにそれぞれ対応する個別電極35には、液体吐出孔8の射影点番号が(16)、(8)、(12)、(4)のものに順に遅延1、遅延0、遅延3、遅延2の波形パターンが供給されている。副マニホールドE4に係る液体吐出孔列15a〜15dにそれぞれ対応する個別電極35にも、同様に液体吐出孔8の射影点番号が(14)、(6)、(10)、(2)のものに順に遅延1、遅延0、遅延3、遅延2の波形パターンが供給されている。このように隣接する液体加圧室列間や液体吐出孔8の隣接した射影点に異なった吐出タイミングで吐出信号が供給されている。こうして4種類の遅延パターンの吐出信号が、各液体吐出孔列15a〜15dに係る個別電極35に供給されて圧電アクチュエータユニット21が駆動される。対応する液体吐出孔8からは、波形パターンに応じた量の液滴が遅延の種類に応じたタイミングで吐出される。そして、印刷用紙P上に所望の階調のドットが形成される。本実施形態においては、図9に示すような遅延0〜遅延3の波形パターンが一印刷周期毎に繰り返されている。
Here, the four types of discharge signals for each of the sub-manifolds E1 to E4 will be described. FIG. 10 is an explanatory diagram showing a waveform pattern related to the liquid ejection holes 8 belonging to the liquid
変形例によると、本実施形態におけるセレクタ162は、同じ液体吐出孔列15a〜15dに係る個別電極35に、同じ遅延の波形パターンの吐出信号を供給するように遅延部155に対して遅延時間を設定しているが、これだけによらず、異なる遅延の波形パターンの吐出信号が同じ液体吐出孔列15a〜15dに係る個別電極35に供給されるように遅延部155に対して遅延時間を設定していてもよい。つまり、最初の印刷周期において、個別電極35に供給される吐出信号の遅延の波形パターンが、次回の印刷周期における当該個別電極35に供給される吐出信号の遅延の波形パターンが異なっていてもよい。
この場合でも、遅延時間tdが期間Tmを短くするように最小値となっているので、一印刷周期を短く抑えつつ、次の印刷周期にクロストークの影響が生じにくくなる。
According to the modification, the
Even in this case, since the delay time td has a minimum value so as to shorten the period Tm, the influence of crosstalk is less likely to occur in the next printing cycle while keeping one printing cycle short.
以上のような本実施の形態における液体吐出ヘッド2によると、隣接する液体加圧室列11a〜11d間において、対応する個別電極35にはそれぞれ異なる吐出タイミングで吐出信号が供給されるので、構造的クロストークによる影響を低減させることができる。つまり、吐出タイミングの時間的差異は、短くても互いに構造的クロストークの影響を受けない時間に設定されている。そのため、各液体加圧室列11間において、どの隣接する組み合わせを取っても、隣接する液体加圧室10からの構造的クロストークは受けない。
さらに、高密度化が進んだ場合においても、構造的クロストークの影響を低く抑えることができる。加えて、一印刷周期内で、複数の吐出タイミングが存在することは、吐出タイミングの数に対応して電力の消費タイミングが分割されることでもある。これにより、消費電力ピークが瞬間的に過大になるのを避けることができ、電源装置を小型で簡略なものとすることが可能となる。
According to the
Furthermore, even when the density is increased, the influence of structural crosstalk can be kept low. In addition, the presence of a plurality of ejection timings within one printing cycle also means that the power consumption timing is divided according to the number of ejection timings. As a result, it is possible to avoid a momentary increase in the power consumption peak, and to make the power supply device small and simple.
また、同じ副マニホールドE1〜E4に連通した複数の液体加圧室10が構成する4列の液体加圧室列11a〜11d間において、対応する個別電極35に4種類の遅延0〜遅延3の波形パターンの吐出信号が供給されるので、流体的クロストークの影響を低減させることができる。ここで、流体的クロストークとは、マニホールド5において、各液体加圧室から伝播した圧力波が互いに共振して常在波を発生し、その常在波が当該副マニホールドに連通している全ての液体加圧室における液滴吐出に影響を与えることである。係る流体的クロストークの影響により液滴の吐出特性にばらつきが生じる。このような流体的クロストークの影響を減少させるために、本実施形態においては、同じ副マニホールドE1〜E4に連通した複数の液体加圧室10が、液体加圧室列11a〜11d間において、それぞれが異なる4種類の吐出タイミングで吐出信号が対応する個別電極35に供給されている。
Further, four types of
本実施の形態では、上述のように、吐出タイミングの最小の時間差を、構造的クロストークが隣接する液体加圧室列間で影響しない程度の時間tdに設定してある。この時間td以上のタイミング差にしておけば、流体的クロストークの影響も受けずに済む。なお、この時間tdは、上述のような液体加圧室10、マニホールド5および両者の位置関係や連通形態に対応して決められたものであって、構造的な違いがある場合でも、少なくともこれらの配設状態や連通状態に合わせて設定すればよい。すなわち、いずれのクロストークの影響も受け難い時間tdとすればよい。
In the present embodiment, as described above, the minimum time difference of the ejection timing is set to a time td that does not affect the structural crosstalk between adjacent liquid pressurizing chamber rows. If the timing difference is equal to or greater than this time td, it is not affected by fluidic crosstalk. This time td is determined in accordance with the
また、16列の液体吐出孔列15a〜15dに属する液体吐出孔8を仮想直線上に同じ方向から射影したときにおいて、互いに隣接する射影点(1)〜(16)に係る液体加圧室10に対応する個別電極35に異なる吐出タイミングで吐出信号が供給されることになる。仮に、隣接する液体加圧室列間で異なる吐出タイミングの吐出信号を供給したときに、流体的クロストークや構造的クロストークが完全に抑制できなくても、この残余のクロストークの影響が被印刷媒体上のドット間で分散されることになる。そのため、このクロストークに起因したドットの大きさの相違が目立ちにくくなる。例えば、隣接する液体加圧室列11間および同じマニホールドに連通する液体加圧室列11間で吐出タイミングを変えて印刷しても、液体吐出孔の配置状態によっては、同じ吐出タイミングで形成されたドットが連続して隣接した横線を形成していることがある。上述のように吐出タイミングを変えることでクロストークの影響が十分に取り切れている構成であればよいが、クロストークの残余の影響があった場合、例え注目するドットが係る液体加圧室列11やマニホールドが互いに異なっていたとしても、特定のタイミングで形成されることにより、その残余の影響が表れてしまうことがある。すなわち、一本の横線であっても、線の太さのばらつきとして影響が表れる。さらには、被印刷媒体上の印刷結果において、濃淡ムラが解消される。つまり、同じ大きさのドットが隣接せずにばらついて形成されるので、ドットの大きさの相違が目立ちにくくなるからである。したがって、クロストークに起因した被印刷媒体上でのドットの大きさの相違が目立ちにくくなり、被印刷媒体への印刷品質が向上する。
Further, when the liquid discharge holes 8 belonging to the 16 liquid
また、複数の液体加圧室10が構成する16列の液体加圧室列11a〜11dが各副マニホールドE1〜E4の延在方向に平行に延在し、複数の液体加圧室10、16列の液体加圧室列11a〜11dおよび複数の副マニホールドE1〜E4の互いの位置関係が規則的な関係になっている。そのため、流体的クロストークおよび構造的クロストークによる影響も規則的になる。つまり、同一液体加圧室列11に属する各液体加圧室10は、各クロストークの影響を同程度受けるため、液体加圧室列11毎に異なる吐出タイミングで対応する個別電極35に吐出信号を供給することで、各クロストークによる影響の低減が液体加圧室列11毎に均一化する。したがって、液体加圧室列11間において、各クロストークの影響に起因した液滴吐出特性のばらつきが抑制しやすくなり、液滴吐出精度が向上する。
In addition, 16 liquid pressurizing
そして、このように制御しても残る吐出特性のばらつきを抑制するために、複数の液体吐出ヘッド201、202を用いて印刷を行なう。表1および表2に示したように、液体吐出ヘッド201と液体吐出ヘッド202とで、対応する液体吐出孔列に繋がっている液体加圧室10を加圧する吐出信号の遅延量を変えることにより、マニホールド5、副マニホールド5aおよび個別流路32の各流路、あるいは流路部材4に残る残留振動の重なり方が変わるため、液体吐出ヘッド201と液体吐出ヘッド202では、液体吐出孔8の液体吐出特性の傾向が変わる。その結果、副走査方向の濃度むらが連続して形成されにくく、副走査方向に平行な筋状の濃度分布が発生しにくくなる。
Then, in order to suppress variations in the ejection characteristics remaining even under such control, printing is performed using a plurality of liquid ejection heads 201 and 202. As shown in Tables 1 and 2, the
遅延量を変える液体吐出孔列は、16行のうちの1行でもよいが、各副マニホールド5aに繋がっている液体吐出孔列4行のうちの少なくとも1行を変えると、各副マニホールド5aに残る残留振動がそれぞれ直接的に変わるため、液体吐出特性の変化が比較的大きく、濃度むら抑制の効果が大きい。すなわち、T2−T1、T3−T2およびT4−T3のうちの少なくとも1つ、T5−T4、T6−T5およびT5−T4のうちの少なくとも1つ、T12−T11、T11−T10およびT10−T9のうちの少なくとも1つ、T16−T15、T15−T14およびT13−T12のうちの少なくとも1つ、の計少なくとも4つを異ならせることが好ましい。さらに、Tn1−Tn2(n1は奇数、n2=n1−1)あるいは、Tn1−Tn2(n1は偶数、n2=n1−1)として、1タイミング毎に異ならせるのが好ましい。 The liquid discharge hole row for changing the delay amount may be one of the 16 rows, but if at least one of the four liquid discharge hole rows connected to each sub-manifold 5a is changed, each sub-manifold 5a is changed. Since the remaining residual vibrations change directly, the change in liquid ejection characteristics is relatively large, and the effect of suppressing density unevenness is great. That is, at least one of T 2 -T 1 , T 3 -T 2 and T 4 -T 3 , at least one of T 5 -T 4 , T 6 -T 5 and T 5 -T 4 , At least one of the T 12 -T 11, T 11 -T 10 and T 10 -T 9, at least one of the T 16 -T 15, T 15 -T 14 and T 13 -T 12, a total of Preferably, at least four are different. Furthermore, it is preferable that T n1 −T n2 (n1 is an odd number, n2 = n1-1) or T n1 −T n2 (n1 is an even number, n2 = n1-1) is varied at every timing.
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims.
以上のような液体吐出ヘッド2は、例えば、以下のようにして作製する。
The
ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層21a、21bとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極34となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じてグリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を挿入する。
A tape composed of a piezoelectric ceramic powder and an organic composition is formed by a general tape forming method such as a roll coater method or a slit coater method, and a plurality of green sheets that become piezoelectric
ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、その後有機金ペーストを用いて焼成体表面に個別電極25を印刷して、焼成した後、Agペーストを用いて接続電極36を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータユニット21を作製する。
Next, each green sheet is laminated to produce a laminate, and pressure adhesion is performed. The laminated body after pressure contact is fired in a high-concentration oxygen atmosphere, and then the
次に、流路部材4を、圧延法等により得られプレート22〜31を積層して作製する。プレート22〜31に、マニホールド5、個別供給流路6、液体加圧室10およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。
Next, the
これらプレート22〜31は、Fe―Cr系、Fe−Ni系、WC−TiC系の群から選ばれる少なくとも1種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Fe−Cr系がより好ましい。
These
圧電アクチュエータ21と流路部材4とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ21や流路部材4への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が100〜150℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ21と流路部材4とを加熱接合することができる。
The
この後必要に応じて圧電アクチュエータ上21と制御回路100とを電気的に接続するために、接続電極36にFPCなどの電極を接合し、液体吐出ヘッド2を得る。
Thereafter, in order to electrically connect the
1・・・プリンタ
2・・・液体吐出ヘッド
4・・・流路部材
5・・・マニホールド
5a・・・副マニホールド
5b・・・開口
6・・・個別供給流路
8・・・液体吐出孔
9・・・液体加圧室群
10・・・液体加圧室
11a、b、c、d・・・液体加圧室列
12・・・しぼり
15a、b、c、d・・・液体吐出孔列
21・・・圧電アクチュエータユニット
21a・・・圧電セラミック層(振動板)
21b・・・圧電セラミック層
22〜31・・・プレート
32・・・個別流路
34・・・共通電極
35・・・個別電極
36・・・接続電極
50・・・変位素子
DESCRIPTION OF
21b ... Piezoelectric ceramic layer 22-31 ...
Claims (3)
前記液体吐出ヘッドに対して前記一方方向に直交する方向に印刷媒体を相対的に搬送する搬送手段と、
一つの前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴により前記印刷媒体に対して前記一方方向に平行な画素からなる1ラインを形成するように前記加圧部に吐出信号を送って制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記液体吐出ヘッドの一つの前記液体吐出孔列に繋がっている前記加圧部へは同じタイミングで吐出信号を送るとともに、隣接する前記液体吐出孔列に繋がっている前記加圧部へは異なるタイミングで吐出信号を送り、
かつ、1ラインを形成するために前記液体吐出孔列に繋がっている前記加圧部に送られる吐出信号のなかで、最初に送られる吐出信号から、2番目以降に送られる吐出信号までの時間の差を順にΔT2〜ΔTmとしたとき、前記制御部は、異なる前記液体吐出ヘッドではΔT2〜ΔTmのうちの少なくとも1つを異ならせて吐出信号を送ることを特徴とする印刷装置。 a liquid ejection hole group including n (n is an integer of 4 or more) liquid ejection holes, and n pressure units that pressurize the liquid and eject liquid droplets from the liquid ejection holes, respectively. The ejection hole group is arranged so that the liquid ejection holes are equally spaced d in one direction and do not overlap in a direction orthogonal to the one direction, and m rows (m is 2 or more in the direction orthogonal to the one direction) A plurality of substantially identical flow channel structures , each having a liquid discharge hole array in which the liquid discharge holes are arranged in a line in the one direction at equal intervals (d × m). A liquid ejection head,
Conveying means for relatively conveying the print medium in a direction orthogonal to the one direction with respect to the liquid ejection head;
A control unit that sends and controls an ejection signal to the pressurizing unit so as to form one line composed of pixels parallel to the one direction with respect to the print medium by droplets ejected from one liquid ejection head; Have
The control unit sends an ejection signal at the same timing to the pressurizing unit connected to one liquid ejection hole row of the liquid ejection head and the pressurization connected to the adjacent liquid ejection hole row. The discharge signal is sent to the part at different timings,
In addition, among the discharge signals sent to the pressurizing unit connected to the liquid discharge hole row to form one line, the time from the first discharge signal sent to the second and subsequent discharge signals The control unit sends the ejection signal while varying at least one of ΔT 2 to ΔT m in different liquid ejection heads, where ΔT 2 to ΔT m are sequentially set as ΔT 2 to ΔT m. .
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