JP5590809B2 - Printing device - Google Patents
Printing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5590809B2 JP5590809B2 JP2009041991A JP2009041991A JP5590809B2 JP 5590809 B2 JP5590809 B2 JP 5590809B2 JP 2009041991 A JP2009041991 A JP 2009041991A JP 2009041991 A JP2009041991 A JP 2009041991A JP 5590809 B2 JP5590809 B2 JP 5590809B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- liquid discharge
- manifold
- liquid ejection
- sub
- 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
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記録装置が、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, recording apparatuses using an inkjet recording method, 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記録装置には、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 recording apparatus, a liquid discharge head for discharging a 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, such a liquid discharge head includes a serial type that performs recording while moving the head in a direction (main scanning direction) orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium, and a recording medium in 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 long head fixed. The line type has the advantage that high-speed recording is possible because there is no need to move the head as in the serial type.
シリアル式、ライン式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 regardless of whether the liquid ejection head is of a serial type or a line type, the density of the liquid ejection holes for ejecting the droplets formed in the liquid ejection head is increased. There is a need.
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。 Accordingly, the liquid discharge head includes a flow path member having a liquid discharge hole connecting the liquid discharge head from the manifold to each of the plurality of liquid pressurization chambers, and a plurality of displacement elements provided so as to cover the liquid pressurization chambers. There is known a technique of stacking and configuring actuator units (see, for example, Patent Document 1). In the liquid ejection head, the liquid pressurizing chamber connected to each liquid ejection hole is displaced by a displacement element provided so as to cover it, thereby ejecting ink from each liquid ejection hole, and 600 dpi in the main scanning direction. Printing is possible at the resolution.
しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドは、シル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、液滴の吐出速度の差が大きかったり、液滴の体積の差が大きかったりすると、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、印刷の濃淡の差により、副走査方向に直線状(筋状)の印刷むらが生じることになる。 For example, when a certain liquid discharge hole has a larger difference in droplet discharge speed or a larger volume difference than the other liquid discharge holes around it, the liquid 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, a linear (streaky) printing unevenness occurs in the sub-scanning direction due to the difference in printing density.
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、副走査方向の筋状の印刷むら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状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 stripe-like printing unevenness in the sub-scanning direction becomes more noticeable. In particular, when the variation in the ejection characteristics is caused by the structure of the flow path, periodic density unevenness occurs in the main scanning direction, which may appear to be streaks 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.
本発明の記録装置は、n個(nは2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、前記液
体吐出孔に前記液体を供給するためのマニホールドと、を備え、該マニホールドは、一方方向に沿った複数の副マニホールドに分岐しており、該副マニホールドを介して前記液体吐出孔に前記液体が供給されており、前記液体吐出孔が2次元的に、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ているp個(pは2以上の整数)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に等間隔dで並んだ画素群を形成し、p個の前記液体吐出ヘッドが形成する前記画素群を前記一方方向にd/pずつずらして形成すること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を制御する制御部とをさらに備え、p個の前記液体吐出ヘッドは、前記一方方向と直交する方向に並べられ、互いの位置は、それぞれの備える前記液体吐出孔群を前記一方方向にずらす量をdで割った際の整数部分iが1〜n−1のいずれかとなるように配置されているとともに、前記副マニホールドからの距離が等しい前記液体吐出孔から吐出される液滴により形成された画素が前記一方方向に直交する方向に連続しないように配置されていることを特徴とするものである。
The recording apparatus according to the present invention includes a liquid discharge hole group including n (n is an integer of 2 or more) liquid discharge holes, and n pressures that pressurize the liquid and discharge liquid droplets from the liquid discharge holes. Part and the liquid
A manifold for supplying the liquid to the body discharge hole , and the manifold branches into a plurality of sub-manifolds along one direction , and the liquid is supplied to the liquid discharge hole via the sub-manifold. The number of the liquid discharge holes is two-dimensionally arranged at equal intervals d in one direction and not overlapping in the direction orthogonal to the one direction (p is an integer of 2 or more). A liquid discharge head, a transport unit that relatively transports the print medium in a direction orthogonal to the one direction with respect to the liquid discharge head, and droplets discharged from the one liquid discharge head. On the other hand, a group of pixels arranged in parallel with the one direction at equal intervals d is formed, and the group of pixels formed by the p liquid ejection heads is formed by shifting in the one direction by d / p. Further comprising a control unit for controlling the pressing so as to form a line consisting of parallel pixels in said one direction relative to the body, the p number of the liquid discharge head, perpendicular to the one direction direction The positions of the liquid ejection holes are arranged such that the integer part i is any one of 1 to n-1 when the amount of the liquid ejection hole group provided in each direction is divided by d. In addition, the pixels formed by the liquid droplets ejected from the liquid ejection holes having the same distance from the sub-manifold are arranged so as not to be continuous in a direction orthogonal to the one direction. .
本発明の印刷装置によれば、n個(nは2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、前記液体吐出孔が2次元的に、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ているp個(pは2以上の整数)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に等間隔dで並んだ画素群を形成し、p個の前記液体吐出ヘッドが形成する前記画素群を前記一方方向にd/pずつずらして形成すること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を制御する制御部とを有し、前記p個の液体吐出ヘッドは、前記一方方向と直交する方向に並べられ、互いの位置は、それぞれの備える前記液体吐出孔群を前記一方方向にずらす量をdで割った際の整数部分iが1〜n−1のいずれかとなるように配置されていることにより、印刷媒体の主走査方向に並ぶ画素が、前記p個の液体吐出ヘッドで分担して形成され、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、液体吐出ヘッド毎にずらしながら画像を印刷媒体上に形成することができるので、主走査方向の吐出特性が平均化され、印刷媒体の副走査方向に連続した画素の濃度むらを目立たなくさせることができる。また、p個の液体吐出ヘッドは、前記副マニホールドからの距離が等しい前記液体吐出孔から吐出される液滴により形成された画素が前記一方方向に
直交する方向に連続しないように配置されていることから、一方方向に直交する搬送方向に連続した画素の濃度むらをより目立たなくさせることができる。
According to the printing apparatus of the present invention, the liquid ejection hole group including n (n is an integer of 2 or more) liquid ejection holes, and n pieces of liquid that pressurize the liquid and eject liquid droplets from the liquid ejection holes, respectively. A pressure unit, and the two liquid discharge holes are two-dimensionally arranged at equal intervals d in one direction and so as not to overlap in a direction orthogonal to the one direction (p is 2 or more) (Integer) liquid discharge head, transport means for transporting the print medium relative to the liquid discharge head in a direction orthogonal to the one direction, and the liquid droplets discharged from one liquid discharge head By forming a pixel group arranged in parallel to the one direction at equal intervals d with respect to the medium, and forming the pixel group formed by the p liquid ejection heads by shifting d / p in the one direction by d / p. Parallel to the one direction with respect to the print medium A control unit that controls the pressurizing unit so as to form one line of pixels, and the p liquid ejection heads are arranged in a direction orthogonal to the one direction, and each position is respectively In the main scanning direction of the print medium, the liquid ejection hole group is arranged so that the integer part i when the amount by which the liquid ejection hole group is displaced in the one direction is divided by d is any one of 1 to n-1. The pixel density difference caused by the distribution tendency of the discharge characteristics of the liquid discharge holes, which are formed by the p liquid discharge heads and are formed by the p liquid discharge heads, is shifted for each liquid discharge head. However, since the image can be formed on the print medium, the discharge characteristics in the main scanning direction are averaged, and the density unevenness of the continuous pixels in the sub scanning direction of the print medium can be made inconspicuous. The p liquid ejection heads have pixels formed by droplets ejected from the liquid ejection holes having the same distance from the sub-manifold in the one direction.
Since the pixels are arranged so as not to be continuous in the orthogonal direction, it is possible to make the density unevenness of the pixels continuous in the transport direction orthogonal to one direction more inconspicuous.
図1は、本発明の一実施形態に係る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 a 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3参照)。
The eight liquid ejection heads 2 are arranged close to each other along the conveyance direction by the
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を前記一方方向に直角に投影した場合、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
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。一方方向に直角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を示す上面図である。図3は、図2の一点鎖線で囲まれた領域の拡大上面図であり、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
The
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、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おり、4つの液体吐出孔群7a〜dとなっている。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は同一の構造を持つものである。ここで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32の分岐の仕方が共通するもの、さらには、流路の相対的な配置が共通するもの、またさらには、流路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もののことを言う。
Each
流路の基本的な構造が共通する液体吐出ヘッド2では、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おお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でも、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には、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のラインL1〜L4が形成される。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 in which
液体吐出ヘッド201は一方方向に等間隔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は一方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は一方方向に1列に並んだ液体吐出孔列1−A〜1−Pを一方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1−A〜1−P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1−Aの左端の液体吐出孔8、続いて液体吐出孔列1−Iの左端の液体吐出孔8、さらに同様に液体吐出孔列1−E、1−M、1−B、1−J、1−F、1−N、1−C、1−K、1−G、1−O、1−D、1−L、1−H、1−Pの左端の液体吐出孔8が配置され、次は、液体吐出孔列1−A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
The liquid discharge holes 8 of the
液体吐出ヘッド202は液体吐出ヘッド201と同一の構造を有し、液体吐出ヘッド201を一方方向と直交する方向に移動させた位置から、一方方向に6.5×dずらした位置、つまり、それぞれの液体吐出装置201、202が備える液体吐出孔群が、一方方向に6.5×dずれる位置に固定されている。
The
ずらす量は、dで割った際の数値で特徴付けられる。上述の場合、dで割った数値は6.5であり、この数値の1未満の値(以下端数部分という)は、着弾する一方方向に高解像にするためにずらす量である。上述の場合、端数部分は、使用する液体吐出ヘッドが2つであるため、1/2になっている。使用する液体露出ヘッドがp個であれば、端数部分は1/pずつになるようにすればよい。そのようにすれば、各液体吐出ヘッドは一方方向に等間隔dで並んだ画素群を形成し、p個の画素群がd/pずつずれて形成されるため、全体で等間隔d/pで画素が形成され、これが印刷される1ラインとなる。つまり、1つの液体吐出ヘッド600dpiの解像度の印刷ができるのであれば、p個の液体吐出ヘッドによりp×600dpiの解像度で印刷が可能となる。 The amount of shift is characterized by the numerical value when divided by d. In the above case, the numerical value divided by d is 6.5, and a value less than 1 (hereinafter referred to as a fractional part) is an amount to be shifted in order to achieve high resolution in one landing direction. In the case described above, the fractional portion is ½ because two liquid ejection heads are used. If p liquid exposure heads are used, the fractional portion may be 1 / p at a time. By doing so, each liquid discharge head forms a pixel group arranged at equal intervals d in one direction, and p pixel groups are formed by being shifted by d / p. A pixel is formed, and this is one line to be printed. In other words, if printing with a resolution of one liquid ejection head 600 dpi is possible, printing with a resolution of p × 600 dpi is possible with p liquid ejection heads.
ずらす量をdで割った整数部分iが、1つの液体吐出ヘッドの液体吐出孔の数nとしたとき1〜n−1であると、流路等の構造がまったく同じである液体吐出孔から吐出された液滴が隣接して着弾することがなくなるため、主走査方向の吐出特性が平均化されるので、一方方向に直交する搬送方向に連続した画素の濃度むらを目立たなくさせることができる。これは、上述のような対策をとらずに、ベタを印刷する場合、流路等の構造がまったく同じであるため、吐出特性が類似し液体吐出孔から吐出された液滴が一方方向に連続して着弾する。そして、例えば、その液体吐出孔の吐出量が他の液体吐出孔と比較して、少ない場合、直径が小さく、人の目には薄く見える画素が一方方向に連続して形成され、さらに、それが一方方向に直交する方向に連続して形成されるので、人の目には薄い筋状の濃度むらが目立ってしまうことになる。 When the integer part i obtained by dividing the shift amount by d is 1 to n-1 when the number n of the liquid discharge holes of one liquid discharge head is 1 to n-1, the liquid discharge holes having the same structure such as the flow path are used. Since the discharged droplets do not land adjacently, the discharge characteristics in the main scanning direction are averaged, so that the density unevenness of pixels continuous in the transport direction orthogonal to one direction can be made inconspicuous. . This is because when the solid is printed without taking the above-mentioned measures, the structure of the flow path etc. is exactly the same, so the discharge characteristics are similar and the droplets discharged from the liquid discharge holes are continuous in one direction. And land. For example, when the discharge amount of the liquid discharge hole is small compared to other liquid discharge holes, pixels that have a small diameter and appear thin to the human eye are continuously formed in one direction. Are continuously formed in a direction perpendicular to one direction, and thin streaky density unevenness is conspicuous in the human eye.
ずらす量をdで割った整数部分iが1〜n−1のうち16(=m)の倍数および16(=m)の倍数−1を除くいずれかの整数とするのが好ましい。iをmの倍数およびmの倍数−1にしないことにより、流路の構造が類似した液体吐出孔8から吐出された液滴により形成された画素201が一方方向に連続しなくなり、一方方向に直交する搬送方向に連続した画素の濃度むらをより目立たなくさせることができる。
It is preferable that the integer part i obtained by dividing the shift amount by d is an integer other than a multiple of 16 (= m) and a multiple of 16 (= m) -1 among 1 to n-1. By not making i a multiple of m and a multiple of m −1, 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。各ラインL1〜L4はそれぞれ、制御部100の制御により、2つの液体吐出ヘッド201、202から吐出された液滴により形成された画素210で形成される。一つの液体吐出ヘッド201から吐出された液滴で形成された画素210が等間隔dで並んだ画素群を形成する。もう1つの液体吐出ヘッド202から吐出された液滴で形成された画素210も等間隔dで並んだ画素群を形成する。そしてそれら画素群が0.5dずらして着弾することで、全体として2つの液体吐出ヘッド201、202により、画素210が等間隔d/2で形成された1つのラインが形成される。
An image is printed on the printing paper P by the
なお、液体吐出ヘッド201単体ではLAからLDの範囲が印刷可能であるが、液体吐出ヘッド201と液体吐出ヘッド202をLAからLBまでの6.5d分ずらして配置しているため、本実施例の印刷方法で印刷可能な範囲はLBよりd/2左のLEからLDよりd/2のLFまでの範囲となる。ただし、それぞれの液体吐出ヘッド201、202の横に印刷範囲が連続するように他の液体吐出ヘッドを配置することで、印刷可能な範囲を広くすることができる。
Although the range of L D from L A is a
液体吐出孔8の吐出特性に影響する流路の構造としては、次のようなことが考えられる。
マニホールド5が複数の副マニホールド5aに分岐した構造をとっている場合、副マニホールド5aの端からの距離の差により液体吐出孔8の特性が影響を受けることがある。
つまり、各副マニホールド5aの端からの距離が近い液体吐出孔8の吐出特性は類似したものになり、それとは異なる距離の液体吐出孔8の吐出特性は差が大きくなることがある
。
このような場合、各副マニホールド5aの端からの距離が近い液体吐出孔8から吐出された液滴により形成された画素210が搬送方向に連続する割合を少なくすることが好ましく、連続していない状態にすることがより好ましい。上述の液体吐出孔8の配置の場合、ずらし量の整数部分iは1〜14、さらに2〜13、さらに3〜12、特に4〜11が好ましい。ずらし量は前述の量に16d(m×d)の整数倍の値を加えた値にしてもよいが、そのようにすると印刷可能な範囲の幅が狭くなる。
The following may be considered as the structure of the flow path that affects the discharge characteristics of the
When the
In other words, the discharge characteristics of the liquid discharge holes 8 that are close to the end of each sub-manifold 5a are similar, and the discharge characteristics of the liquid discharge holes 8 that are different from the discharge characteristics may differ greatly.
In such a case, it is preferable to reduce the rate at which the
また、液体吐出孔8の吐出特性に影響する流路の構造としては、副マニホールド5aと液体吐出孔8との距離が考えられる。1−A〜1−Dの液体吐出孔列に属する液体吐出孔8は、これらの中央に位置する副マニホールド5aから分岐して繋がっている。しぼり12や液体加圧室10等の寸法は、各液体吐出孔8の吐出特性が同じになるように、音響特性が近くなるように同一に設計される。しかし、副マニホールド5aは多数の液体吐出孔8に液体を供給するため、大きな断面積が必要であり、副マニホールド5a中の液体が液滴を吐出する際の振動の影響により振動し、その振動が流路部材4を通して各液体吐出孔8の液体吐出特性に影響を与えることを考えると、この吐出特性の影響は、副マニホールド5aからの距離に関係する。また、上述の構造のように副マニホールド5aの断面積を大きくするために、流路部材の主面から見て、液体加圧室10のうち副マニホールド5aに近い位置にある液体加圧室10が副マニホールド5aと重なっている場合、副マニホールド5aと重なっている液体加圧室10に繋がっている液体吐出孔8と、副マニホールド5aと重なっていない液体加圧室10に繋がっている液体吐出孔8とでは吐出特性に差が生じることが考えられる。その場合、副マニホールド5aと液体吐出孔8との距離が同じ液体吐出孔8から吐出された液滴により形成された画素210が一歩方向に連続する割合を少なくすることが好ましく、連続していない状態にすることがより好ましい。上述の液体吐出孔8の配置の場合、液体吐出孔列1−A、1−E、1−I、1−Lに属する液体吐出孔8同士、液体吐出孔列1−B、1−F、1−J、1−Nに属する液体吐出孔8同士、液体吐出孔列1−C、1−G、1−K、1−Oに属する液体吐出孔8同士、液体吐出孔列1−D、1−H、1−L、1−Pに属する液体吐出孔8同士、から吐出された液滴により形成された画素210が搬送方向に連続する割合を少なくすることが好ましく、連続していない状態にすることがより好ましい。このためには、ずらし量の整数部分iを1、2、5、6、9、10、13および14にすることが好ましい。
Further, as a flow path structure that affects the discharge characteristics of the
さらには、副マニホールド5aと液体吐出孔8との距離が近い液体吐出孔同士、具体的には液体吐出孔列1−A、1−D、1−E、1−H、1−I、1−L、1−M、1−Pに属する液体吐出孔8同士、液体吐出孔列1−B、1−C、1−F、1−G、1−J、1−K、1−N、1−Oに属する液体吐出孔8同士から吐出された液滴により形成された画素210が搬送方向に連続する割合を少なくすることが好ましく、連続していない状態にすることがより好ましい。このためには、ずらし量の整数部分iは、1および14より2d
および13dが好ましく、以下、3および12、4および11、5および10、6および9、7および8の順により好ましい。
Furthermore, the liquid discharge holes having a short distance between the sub-manifold 5a and the liquid discharge holes 8, specifically, the liquid discharge hole arrays 1-A, 1-D, 1-E, 1-H, 1-I, 1 -L, 1-M, 1-P belonging to the liquid ejection holes 8, liquid ejection hole rows 1-B, 1-C, 1-F, 1-G, 1-J, 1-K, 1-N, It is preferable to reduce the rate at which the
Contact and 1 3d are preferred, less preferred by 1 1, 5 and 1 0,6 forward in our and 9,7 Contact and 8 and 1 2, 4 Contact and 3 us.
さらに、液体吐出孔8の吐出特性に影響する流路の構造としては、次のようなことが考えられる。マニホールド5が複数の副マニホールド5aに分岐した構造をとっている場合、副マニホールド5aの寸法の差により各副マニホールド5aから分岐して繋がる液体吐出孔8の特性が影響を受けることがある。例えば、各副マニホールド5aの断面の形状が異なっていたり、長さが異なっていたりすると、その副マニホールド5a音響特性の差により吐出特性が影響を受ける可能性がある。また、各副マニホールド5aから分岐して繋がっている液体吐出孔8の数が異なる場合、各副マニホールド5a内の液体を通じて生じるクロストークの影響により、吐出特性が影響を受ける可能性がある。このような場合、副マニホールド5a毎に吐出特性に差があると考えられるので、液体吐出ヘッドのずらし量は、同一の構造の副マニホールド5aに繋がった液体吐出孔8から吐出された液滴により形成された画素210が搬送方向に連続する割合を少なくすることが好ましく、連続していない状態にすることがより好ましい。上述の液体吐出孔8の配置の場合、ずらし量の整数部分iは4〜11にすると同一の構造の副マニホールドに繋がった液体吐出孔8から吐出された液滴により形成された画素210が搬送方向に連続して形成されなくなるため好ましい。
Further, the following may be considered as the flow path structure that affects the discharge characteristics of the
以上を総合すると、ずらし量の整数部分iは7および8にすることが好ましい。
Taken together, the integer part minute i of the shift amount is preferably set to 7 you and 8.
液体吐出ヘッドを3つ以上組み合わせて印刷する場合、その中で少なくとも1組液体吐出ヘッドの一方方向の相対位置をずらして配置することで、印刷用紙の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むらを目立たなくさせることができる。より好ましいのは、いずれの液体吐出ヘッドも一方方向に直交する方向に平行移動させた位置に配置しないようにする、すなわち、全ての液体吐出ヘッドが相対的に一方方向にずらして配置することである。 When printing with a combination of three or more liquid ejection heads, at least one of the liquid ejection heads is arranged so that the relative positions in one direction are shifted, so that the density unevenness of the pixels continues in the conveyance direction of the printing paper. Generation | occurrence | production is suppressed and the stripe-like density | concentration nonuniformity parallel to a conveyance inspection direction can be made not conspicuous. More preferably, none of the liquid discharge heads is arranged at a position translated in a direction perpendicular to one direction, that is, all the liquid discharge heads are relatively shifted in one direction. is there.
図7は本発明の印刷装置の別の実施例である。図7に、2つの液体吐出ヘッド301、302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310が直線に並んだラインL11〜L14の関係を模式的に示している。図7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301、302の下を印刷用紙Pが、液体吐出ヘッド301、302の一方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のラインL11〜L14が形成されている。
FIG. 7 shows another embodiment of the printing apparatus of the present invention. In FIG. 7, lines L 11 to L that are formed on the printing paper P by the liquid droplets ejected from the two liquid ejection heads 301 and 302 and the liquid ejection holes 8 provided in them, and in which the
液体吐出ヘッド301は一方方向に等間隔dで液体吐出孔8が形成されている。
液体吐出ヘッド301の液体吐出孔8は一方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は前記一方方向に平行な3−A〜3−Pの16行の直線に配置されている。液体吐出ヘッド301には図4と同様のマニホールド5および副マニホールド5aが形成されているが、副マニホールド5aから液体吐出孔8への個別流路32に引き出し方が異なっており、液体吐出孔8は図7に示す配置となっている。図7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左からの3−A、3−I、3−E、3−M、3−B、3−J、3−F、3−N、3−C、3−K、3−G、3−O、3−D、3−L、3−H、3−Pの液体吐出孔列に属する液体吐出孔8が配置され、次は、3−D、3−L、3−H、3−P、3−C、3−K、
3−G、3−O、3−B、3−J、3−F、3−N、3−A、3−I、3−E、3−Mの液体吐出孔列に属する液体吐出孔8が配置され、次は3−Aの液体吐出孔列に属する液体吐出孔8が配置され、以降同じ順で繰り返して配置されている。
The
The
Liquid ejection holes 8 belonging to the 3-G, 3-O, 3-B, 3-J, 3-F, 3-N, 3-A, 3-I, 3-E, 3-M liquid ejection hole arrays Next, the liquid ejection holes 8 belonging to the 3- A liquid ejection hole array are arranged, and thereafter are repeatedly arranged in the same order.
液体吐出ヘッド302は液体吐出ヘッド301と同一の構造を持ち、液体吐出ヘッドに301を一方方向と直交する方向に移動させた位置から、一方方向に9.5dずらした位置、つまり、それぞれの液体吐出ヘッド301、302が備える液体吐出孔群が、一方方向に9.5dずれる位置に固定されている。流路の基本的な構造が共通する液体吐出ヘッド301、302では、各液体吐出孔8から吐出される液滴の吐出特性に類似の傾向が見られることがあるが、そのような傾向があったとしても、液体吐出ヘッド301、302が相対的に一方方向にずらして配置されているため、印刷媒体の搬送方向に画素310の濃度むらが連続して発生することが抑制され、搬送方向に平行な筋状の濃度むらを目立たなくさせることができる。
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27〜30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、対応する液体吐出口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および液体吐出口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口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
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 ceramic layers 21a and 21b after firing are produced. . An electrode paste to be the
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と外部回路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
7a、b、c、d・・・液体吐出孔群
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 (1)
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、
前記液体吐出孔に前記液体を供給するためのマニホールドと、を備え、
該マニホールドは、一方方向に沿った複数の副マニホールドに分岐しており、該副マニホールドを介して前記液体吐出孔に前記液体が供給されており、
前記液体吐出孔が2次元的に、前記一方方向に等間隔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ているp個(pは2以上の整数)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に等間隔dで並んだ画素群を形成し、p個の前記液体吐出ヘッドが形成する前記画素群を前記一方方向にd/pずつずらして形成すること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を制御する制御部とをさらに備え、
p個の前記液体吐出ヘッドは、前記一方方向と直交する方向に並べられ、互いの位置は、それぞれの備える前記液体吐出孔群を前記一方方向にずらす量をdで割った際の整数部分iが1〜n−1のいずれかとなるように配置されているとともに、前記副マニホールドからの距離が等しい前記液体吐出孔から吐出される液滴により形成された画素が前記一方方向に直交する方向に連続しないように配置されていることを特徴とする印刷装置。 a liquid ejection hole group consisting of n (n is an integer of 2 or more) liquid ejection holes;
N pressure units that pressurize the liquid and discharge liquid droplets from the liquid discharge holes,
A manifold for supplying the liquid to the liquid discharge hole,
The manifold is branched into a plurality of sub-manifolds along one direction, and the liquid is supplied to the liquid discharge holes via the sub-manifolds.
P liquid discharge heads (p is an integer of 2 or more) are arranged so that the liquid discharge holes are two-dimensionally arranged at equal intervals d in the one direction and not in a direction perpendicular to the one direction. When,
Conveying means for relatively conveying the print medium in a direction orthogonal to the one direction with respect to the liquid ejection head;
The pixel group formed by p liquid ejection heads is formed by droplets ejected from one liquid ejection head to form a pixel group arranged in parallel to the one direction at equal intervals d with respect to the print medium. And a controller that controls the pressurizing unit so as to form one line of pixels parallel to the one direction with respect to the print medium by forming the first and second components by shifting d / p in the one direction. ,
The p liquid ejection heads are arranged in a direction orthogonal to the one direction, and the positions of the liquid ejection heads are integer parts i obtained by dividing the amount of displacement of the liquid ejection hole group provided in the one direction by d. Are arranged to be any one of 1 to n-1, and pixels formed by droplets ejected from the liquid ejection holes having the same distance from the sub-manifold are in a direction perpendicular to the one direction. A printing apparatus characterized by being arranged not to be continuous.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009041991A JP5590809B2 (en) | 2009-02-25 | 2009-02-25 | Printing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009041991A JP5590809B2 (en) | 2009-02-25 | 2009-02-25 | Printing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010194857A JP2010194857A (en) | 2010-09-09 |
JP5590809B2 true JP5590809B2 (en) | 2014-09-17 |
Family
ID=42820103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009041991A Active JP5590809B2 (en) | 2009-02-25 | 2009-02-25 | Printing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5590809B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11453226B2 (en) | 2017-09-29 | 2022-09-27 | Kyocera Corporation | Liquid ejecting head and recording device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005221848A (en) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Seiko Epson Corp | Film forming method, electrooptical device, and electronic equipment |
JP2005279968A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | Liquid drop ejection head and image forming apparatus |
JP3921690B2 (en) * | 2004-06-29 | 2007-05-30 | 富士フイルム株式会社 | Ejection head, image forming apparatus, and image forming method |
-
2009
- 2009-02-25 JP JP2009041991A patent/JP5590809B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010194857A (en) | 2010-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5197893B2 (en) | Piezoelectric actuator, liquid discharge head, and recording apparatus | |
JP5174965B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP4977803B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP2010194858A (en) | Printing apparatus | |
JP5902535B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP5388737B2 (en) | Liquid discharge element, liquid discharge head using the same, and recording apparatus | |
JP5253292B2 (en) | Recording device | |
JP5893977B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP5376882B2 (en) | Printing apparatus and printing method | |
JP5258600B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP5078752B2 (en) | Printing apparatus and printing method | |
JP5546110B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus | |
JP5590809B2 (en) | Printing device | |
JP2014233885A (en) | Liquid discharge head, and recording device using the same | |
JP5997102B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP5751861B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP5818481B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP2010149290A (en) | Liquid ejection head, adjusting method therefor, and recording device using the same | |
JP5783849B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP6224791B2 (en) | Piezoelectric actuator substrate, liquid ejection head using the same, and recording apparatus | |
JP5934420B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same | |
JP6034237B2 (en) | Piezoelectric actuator substrate, liquid ejection head using the same, and recording apparatus | |
JP2014046541A (en) | Liquid discharge head and recording device using same | |
JP2013154597A (en) | Piezoelectric actuator substrate for liquid discharge head, liquid discharge head and recording apparatus using the same, and method for manufacturing piezoelectric actuator substrate for liquid discharge head | |
JP5977031B2 (en) | Liquid discharge head and recording apparatus using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110915 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20121031 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131022 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20131210 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
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: 20140701 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140729 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Ref document number: 5590809 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Country of ref document: JP |