JP5728828B2 - 液体噴射装置 - Google Patents
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Description
前記噴射パルスを含む駆動信号を発生する駆動信号発生部と、
前記液体噴射ヘッドと着弾対象とを相対移動させる移動部と、
前記ノズルと前記着弾対象との距離を検出する検出器と、
前記検出器が検出した前記距離に応じて前記ノズルからの液体の噴射タイミングをノズル群毎に変更させる制御部と、を備え、
前記駆動信号発生部は、前記距離、当該距離を飛翔する液体の飛翔速度又は飛翔時間、および、前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象との相対速度に基づいて前記噴射パルスの発生タイミングが設定された駆動信号を、予め定められた段階的に異なる複数の距離に応じて発生可能であり、
前記飛翔速度は、前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象との間における平均飛翔速度であり、
当該平均飛翔速度は、前記検出器が検出した距離に応じて求められ、
前記制御部は、前記距離に基づき前記ノズル群毎に駆動信号を選択することを特徴とする。
「ノズルと着弾対象との距離」とは、液体が噴射されるノズルから着弾対象上における液体の着弾位置(又は仮想上の着弾予定位置)までの鉛直距離を意味する。
噴射モード毎に前記駆動信号における噴射パルスの発生タイミングが設定され、
前記制御部は、前記噴射モード毎および前記ノズル群毎に駆動信号を選択することが望ましい。
なお、「噴射モード」とは、ノズルから噴射される液体の量をより多くすることで、着弾対象上のより広い範囲に液体を着弾させて、より早く着弾対象上の所定の範囲を液体で埋めるモードや、ノズルから噴射される液体の量をより少なくすることで、着弾対象上のより狭い範囲に液体を着弾させて、より精細な画像等を形成するモードなど、噴射される液体の量が用途に応じてそれぞれ異なる各種のモードを意味する。
噴射パルス毎に発生タイミングが設定される構成を採用することが望ましい。
例示したプリンター1は、記録用紙、布、樹脂フィルム等の記録媒体Sに向けて、液体の一種であるインクを噴射する。記録媒体Sは、液体が噴射されて着弾する対象となる着弾対象である。外部装置としてのコンピューターCPは、プリンター1と通信可能に接続されている。プリンター1に画像を印刷させるため、コンピューターCPは、その画像に応じた印刷データをプリンター1に送信する。
記録ヘッド8は、ケース28と、このケース28内に収納される振動子ユニット29と、ケース28の底面(先端面)に接合される流路ユニット30等を備えている。上記のケース28は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部には振動子ユニット29を収納するための収納空部31が形成されている。振動子ユニット29は、圧力発生部の一種として機能する圧電振動子32と、この圧電振動子32が接合される固定板33と、圧電振動子32に駆動信号等を供給するためのフレキシブルケーブル34とを備えている。圧電振動子32は、圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であって、積層方向(電界方向)に直交する方向に伸縮可能(電界横効果型)な縦振動モードの圧電振動子である。
図5は、記録ヘッド8のノズル43から記録媒体Sに向けてインクを噴射させたときの、記録媒体Sの撓みに起因するインクの着弾位置ずれ及びその調整について説明する模式図である。本実施形態におけるプリンター1は、インクを噴射する基準となる時間に対して噴射タイミングを変更してインクを噴射することができるように構成されている。これは、以下に説明するように、インクを噴射するノズル43から記録媒体Sまでの距離(より詳しくは、ノズル43から、当該ノズル43から噴射されたインクの記録媒体S上における着弾位置(又は仮想上の着弾予定位置)までの鉛直距離であり、本発明における「距離」に相当する。以下、プラテンギャップPGという。)の変化によってインクの着弾位置が変わってしまうことから、インクの噴射タイミングを調整することで、本来目標とする着弾位置にインクを着弾させようとするものである。なお、噴射タイミングは、記録媒体Sに撓み等が生じていない理想状態におけるプラテンギャップPG(後述するPG0)でインクを噴射するときのタイミング(デフォルトのタイミング)を基準として、PG0からの変化の度合いに応じて設定される。
なお、速度成分Vm、時間成分T、及び距離成分Lに対する添え字に関し、aはノズル列Aに対応するもの、bはノズル列Bに対応するもの、0はPG0上の目標の着弾位置に着弾させることを想定したときのもの、をそれぞれ示している。
タイミング調整をしていない状態でノズル列Aのノズル43から噴射されたインク滴の記録媒体S上の着弾位置Daは、目標とする着弾位置Daxに対してΔLaだけヘッド移動方向、即ち主走査方向の先方側(記録ヘッド8の移動方向を基準として下流側)にずれている。したがって、ΔLaだけヘッド移動方向の後方側に着弾するように、ノズル列Aのノズル43からインクを噴射するタイミングを早めるように調整する必要がある。このΔLaに対応する調整時間がΔTaとして示されている。ここで、ΔLa=La−L0で表される。また、L0およびLaについてはそれぞれ以下の式で表される。
L0=Vcr0×PG0/Vm0
La=Vcra×PGa/Vma
そして、調整時間ΔTaは以下のようにして求められる。
ΔTa=−ΔLa/Vcra
=−(La−L0)/Vcra=(L0−La)/Vcra
={(Vcr0×PG0/Vm0)−(Vcra×PGa/Vma)}/Vcra
=(Vcr0×PG0/Vm0)/Vcra−PGa/Vma
=(PG0/Vm0)×{Vcr0/Vcra−(PGa/PG0)/(Vma/Vm0)}…(1)
Lb=Vcrb×PGb/Vmb
そして、調整時間ΔTbは以下のようにして求められる。
ΔTb=−ΔLb/Vcrb
=−(Lb−L0)/Vcrb=(L0−Lb)/Vcrb
={(Vcr0×PG0/Vm0)−(Vcrb×PGb/Vmb)}/Vcrb
=(Vcr0×PG0/Vm0)/Vcrb−PGb/Vmb
=(PG0/Vm0)×{Vcr0/Vcrb−(PGb/PG0)/(Vmb/Vm0)}…(2)
上記式(2)も上記式(1)と同様に、ΔTbの値が正の時は、噴射タイミングを基準に対して遅らせる一方、ΔTaの値が負の時は、噴射タイミングを基準に対して早めることになる。
まず、記録媒体Sにおける主走査方向のプラテンギャップPGが求められる(S1)。上述したように、本実施形態においては、記録媒体Sに対するインクの噴射処理の前に、記録媒体Sに対して記録ヘッド8を走査させて、ギャップ検出器によってプラテンギャップPGが動的に検出される。これにより、記録媒体Sに対する記録ヘッド8の走査位置に応じたプラテンギャップPGが把握される。なお、プラテンギャップPGの検出方法については、これには限られず、搬送ローラー15やプラテン16等によって記録媒体Sに意図的にコックリングを形成し(即ち、プラテン等の形状に倣うように矯正し)、当該コックリングの形状から推定する構成を採用することもできる。また、本実施形態では、ギャップ検出器によって記録媒体Sのプラテンギャップの変動範囲を把握し、この範囲内で複数のプラテンギャップレベルを段階的(例えば3段階)に設定しておき、これらのプラテンギャップレベルの中から、検出されたプラテンギャップにより近いレベルを調整時のプラテンギャップPGとして採用する。プラテンギャップレベルの中には、少なくとも理想的な状態のPG0が基準値として含まれる。記録媒体Sのプラテンギャップは、ヘッド移動方向、即ち、主走査方向の位置によって異なる場合があるので、プラテンギャップPGは、主走査方向の位置情報と対応付けてメモリー26に記憶される。
さらに、圧力発生部としては圧電素子には限らず、圧力室内に気泡を発生させる発熱素子や静電気力を利用して圧力室の容積を変動させる静電アクチュエーター等の各種圧力発生部を用いる場合にも本発明を適用することができる。
Luminescence)ディスプレイやFED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極製造装置,バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置,ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。
Claims (3)
- 複数のノズルをヘッド移動方向に交差する方向に列設してなるノズル群を前記ヘッド移動方向に複数並べて有し、噴射パルスの印加により圧力発生部を駆動することでノズルから液体を噴射して着弾対象に着弾させる液体噴射ヘッドと、
前記噴射パルスを含む駆動信号を発生する駆動信号発生部と、
前記液体噴射ヘッドと着弾対象とを相対移動させる移動部と、
前記ノズルと前記着弾対象との距離を検出する検出器と、
前記検出器が検出した前記距離に応じて前記ノズルからの液体の噴射タイミングをノズル群毎に変更させる制御部と、を備え、
前記駆動信号発生部は、前記距離、当該距離を飛翔する液体の飛翔速度又は飛翔時間、および、前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象との相対速度に基づいて前記噴射パルスの発生タイミングが設定された駆動信号を、予め定められた段階的に異なる複数の距離に応じて発生可能であり、
前記飛翔速度は、前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象との間における平均飛翔速度であり、
当該平均飛翔速度は、前記検出器が検出した距離に応じて求められ、
前記制御部は、前記距離に基づき前記ノズル群毎に駆動信号を選択することを特徴とする液体噴射装置。 - 複数種類の噴射モードを選択可能に構成され、
噴射モード毎に前記駆動信号における噴射パルスの発生タイミングが設定され、
前記制御部は、前記噴射モード毎および前記ノズル群毎に駆動信号を選択することを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。 - 前記駆動信号発生部の発生する前記駆動信号は、前記着弾対象に着弾して形成されるドットの大きさが異なる複数種類の噴射パルスを含み、
噴射パルス毎に発生タイミングが設定されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体噴射装置。
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