JP5861513B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Description

本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは共通のノズルから液滴速度が同程度となる大液滴と小液滴とを吐出することが可能なインクジェット記録装置に関する。
ノズルから微小なインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド(以下、記録ヘッドという。)を用いて画像を記録するインクジェット記録装置では、圧力室内のインクに圧力を付与することでノズルからインク滴を吐出させ、記録紙等の記録媒体上に着弾させる。
このようなインクジェット記録方式は、比較的簡単な構成で、高精度な画像記録が可能であり、家庭用から工業用まで幅広い分野で急速な発展を遂げている。特にインクジェット記録の高速化と高画質化について様々な改良の提案がされており、ラインヘッドを用いたワンパス印字等のように記録ヘッドによって高速印字したいという要望が高い一方で、印字画像の階調性を向上させることでより一層の高画質化を図りたいという要望もある。
従来、高速印字を行いながらも階調性を向上させるために、1ノズルから1画素あたり複数のインク滴を吐出する方法が採用されているが、1ノズルから複数滴のインク滴を連続して吐出可能とすると印字時間が長くなってしまうという問題がある。そして印字時間を短くするために液滴吐出毎の駆動波形の間の休止期間を短くするとインク滴の吐出が不安定になる問題がある。
一方、大液滴と小液滴を1画素内で打ち分けることで、印字画像の階調性を向上させる方法も知られている(特許文献1、2)。
大液滴と小液滴とを打ち分ける方法では、液滴サイズが大小異なることによって、駆動電圧に対する吐出液滴速度の感度が異なるため、同一電源を用いると液滴速度に相違が生じ、着弾位置ずれが発生するという問題があるが、この問題に対し、特許文献1は、サイズの異なる大液滴のインク滴と小液滴のインク滴とで液滴速度が異なることによる着弾位置ずれを、液滴サイズ(液滴量)が大きくなる程(液滴速度が速くなる程)、吐出タイミングを遅らせるようにすることで、異なる液滴サイズのインク滴でも着弾位置ずれを起こさないようにしている。
また、特許文献2は、体積が最も大きなインク滴を吐出させる駆動波形よりも、体積が中程度のインク滴を吐出させる駆動波形を先行させて出力し、更に、体積が最も小さいインク滴を吐出させる駆動波形を、更に先行させて出力させることで、異なる液滴サイズのインク滴でも着弾位置ずれを起こさないようにしている。
特開2002−86766号公報 特開2002−321360号公報
特許文献1、2のいずれの技術も、異なる液滴サイズのインク滴の液滴速度が異なることを前提としつつ、その着弾位置ずれを抑えるために、液滴サイズ毎に吐出タイミングを調整する方法を提案している。しかし、この方法では、吐出タイミングを遅らせる分、駆動周期が長くなってしまい、高速印字を行う上では大きな問題がある。
一方、異なる液滴サイズのインク滴を吐出させる駆動電圧を変化させて、異なる液滴サイズのインク滴の液滴速度を揃える方法も採られるが、駆動信号発生回路が複雑、かつコストが高くなる問題がある。
そこで、本発明者はこのような液滴サイズの相違によって液滴速度が異なる点について鋭意検討した結果、大液滴と小液滴のそれぞれの駆動波形のパルス幅を調整することにより、同一電源を用いて、液滴サイズを大小異ならせながらも液滴速度を同程度とすることができることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、大液滴と小液滴のそれぞれの駆動波形のパルス幅を設定することで、同一のノズルから液滴速度が同程度となる大液滴と小液滴とを打ち分けることが可能なインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
1.インク滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルにそれぞれ連通する圧力室と、前記圧力室の容積を変化させることによって該圧力室内のインクを前記ノズルから吐出させる圧力発生手段とを有する記録ヘッドと、インク滴を吐出させるための少なくとも1つの駆動波形を一画素周期内に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記駆動信号を前記圧力発生手段に印加することによって、該圧力発生手段を作動させて前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録装置において、
前記駆動信号生成手段は、大液滴波形と小液滴波形との2種類の駆動波形を生成することが可能であり、
前記大液滴波形は、前記圧力室の容積を膨張させる膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルスとを含み、該大液滴波形の膨張パルス幅は、前記圧力発生室における圧力波の音響的共振周期の1/2をALとしたとき、2.8AL以上3.4AL以下であり、該大液滴波形の収縮パルス幅は、2ALであり、
前記小液滴波形は、前記圧力室の容積を膨張させる膨張パルスと、休止期間と、前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルスとを含み、該小液滴波形の膨張パルス幅は0.8AL以上1.2AL以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
2.前記小液滴波形における前記膨張パルス幅と、前記休止期間と、前記収縮パルス幅が、それぞれ1ALであることを特徴とする前記1記載のインクジェット記録装置。
3.前記大液滴波形の前記膨張パルスの駆動電圧は、前記小液滴波形の前記膨張パルスの駆動電圧と同電圧であり、且つ、前記大液滴波形の前記収縮パルスの駆動電圧は、前記小液滴波形の前記収縮パルスの駆動電圧と同電圧であることを特徴とする前記1又は2記載のインクジェット記録装置。
4.前記大液滴波形及び前記小液滴波形は、前記膨張パルスの駆動電圧をそれぞれVon、前記収縮パルスの駆動電圧をそれぞれVoffとした時、|Von|に対する|Voff|の比が、それぞれ0.3以上0.7以下であることを特徴とする前記1、2又は3記載のインクジェット記録装置。
5.前記大液滴波形及び前記小液滴波形は、いずれも矩形波であることを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6.前記記録ヘッドは、隣接する前記圧力室間で共通の隔壁が圧電材料からなり、該隔壁表面に形成された駆動電極に前記駆動波形を印加することによって該隔壁を圧力発生手段としてせん断変形させて前記圧力室の容積を変化させるせん断モード型の記録ヘッドであり、
前記大液滴波形及び前記小液滴波形による前記隔壁のせん断変形は、インク滴を吐出する前記圧力室内に臨む前記駆動電極に印加される駆動波形とインク滴を吐出する該圧力室に隣接するインク滴を吐出しない前記圧力室内に臨む前記駆動電極に印加される駆動波形との差分波形によってなされることを特徴とする前記1〜5のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
7.前記駆動信号生成手段は、隣り合う3つのチャネルを1組として全チャネルを複数の組に分け、各組内の3つのチャネルを時分割で順次駆動するように前記圧力発生手段に前記駆動波形を印加することを特徴とする前記1〜6のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
本発明によれば、大液滴と小液滴のそれぞれの駆動波形のパルス幅を設定することにより、同一駆動電圧を用いて、同一のノズルから液滴速度が同程度の大液滴と小液滴とを打ち分けることが可能なインクジェット記録装置を提供することができる。
本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図 記録ヘッド3の一例を示す図であり、(a)は外観を断面で示す斜視図、(b)は側面から見た断面図 (a)は大液滴波形を示す図、(b)は小液滴波形を示す図 大液滴波形及び小液滴波形を印加した時の記録ヘッドのインク吐出動作の説明図 差分波形で駆動する場合の大液滴波形を示す図 差分波形で駆動する場合の小液滴波形を示す図 3サイクル駆動時の吐出動作の説明図 3サイクル駆動時の吐出動作の説明図 3サイクル駆動時の吐出動作の説明図 3サイクル駆動時に印加される駆動波形のタイミングチャート 独立駆動時に印加される駆動波形のタイミングチャート 大液滴波形のパルス幅を変化させたときの液滴量と液滴速度との関係を示すグラフ 小液滴波形のパルス幅を変化させたときの液滴量と液滴速度との関係を示すグラフ 大液滴波形の駆動電圧比を変化させたときの液滴速度との関係を示すグラフ 小液滴波形の駆動電圧比を変化させたときの液滴速度との関係を示すグラフ 大液滴波形及び小液滴波形のVon電圧を16.7Vに固定した時の駆動電圧比と液滴量との関係を示すグラフ 大液滴波形及び小液滴波形のVon電圧を17.7Vに固定した時の駆動電圧比と液滴量との関係を示すグラフ 大液滴波形と小液滴波形の駆動電圧比と液滴速度との関係を示すグラフ
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。
インクジェット記録装置1において、記録媒体Pは、搬送機構2の搬送ローラー対22に挟持され、更に、搬送モーター23によって回転駆動される搬送ローラー21により図示Y方向(副走査方向)に搬送されるようになっている。
搬送ローラー21と搬送ローラー対22の間には、記録媒体Pの記録面PSと対向するように記録ヘッド3が設けられている。この記録ヘッド3は、記録媒体Pの幅方向に亘って掛け渡されたガイドレール4に沿って、不図示の駆動手段によって、記録媒体Pの搬送方向(副走査方向)と略直交する図示X−X’方向(主走査方向)に沿って往復移動可能に設けられたキャリッジ5に、ノズル面側が記録媒体Pの記録面PSと対向するように配置されて搭載されており、フレキシブルケーブル6を介して、後述する駆動回路に設けられる駆動信号発生部100(図4参照)に電気的に接続されている。
記録ヘッド3は、キャリッジ5の主走査方向の移動に伴って記録媒体Pの記録面PSを図示X−X’方向に走査移動し、この走査移動の過程でノズルからインク滴を吐出することによって所望のインクジェット画像を記録するようになっている。
図2は、記録ヘッド3の一例を示す図であり、(a)は外観を断面で示す斜視図、(b)は側面から見た断面図である。
記録ヘッド3において、30はチャネル基板である。チャネル基板30には、細溝状の多数のチャネル31と隔壁32とが交互となるように並設されている。チャネル基板30の上面には、全てのチャネル31の上方を塞ぐようにカバー基板33が設けられている。チャネル基板30とカバー基板33の端面にはノズルプレート34が接合され、このノズルプレート34の表面によってノズル面が形成される。各チャネル31の一端は、このノズルプレート34に形成されたノズル34aを介して外部と連通している。
各チャネル31の他端は、チャネル基板30に対して徐々に浅溝となり、カバー基板33に開口形成された各チャネル31に共通の共通流路33aに連通している。共通流路33aは更にプレート35によって閉塞され、該プレート35に形成されたインク供給口35aを介して、インク供給管35bから共通流路33a及び各チャネル31内にインクが供給される。
各隔壁32は、電気・機械変換手段であるPZT等の圧電材料からなる。ここでは上壁部32aと下壁部32bが共に分極処理された圧電材料によって形成され、該上壁部32aと下壁部32bとで分極方向(図2(b)中の矢印で示す。)を互いに反対方向としたものを例示しているが、分極処理された圧電材料によって形成される部分は例えば符号32aの部分のみであってもよく、隔壁32の少なくとも一部にあればよい。隔壁32はチャネル31と交互に並設されている。従って、一つの隔壁32はその両隣のチャネル31、31で共用される。
各チャネル31内には、両隔壁32の壁面からチャネル31の底面に亘って、それぞれ駆動電極(図2おいては不図示)が形成されており、隔壁32を挟んだ両駆動電極に、後述する駆動回路に設けられた駆動信号発生部からそれぞれ所定電圧の駆動パルスを印加すると、圧電材料からなる隔壁32は、上壁部32aと下壁部32bとの接合面を境にして屈曲変形する。この隔壁32の屈曲変形によってチャネル31内に圧力波が発生し、該チャネル31内のインクにノズル34aから吐出するための圧力が付与される。従って、チャネル基板30、カバー基板33、ノズルプレート34に囲まれるチャネル31の内部が本発明における圧力室を構成し、圧電材料からなる隔壁32及びその表面の駆動電極によって本発明における圧力発生手段を構成している。
この記録ヘッド3とフレキシブルケーブル6を介して電気的に接続される駆動回路に設けられた駆動信号発生部は、インク滴を吐出させるための少なくとも1つの駆動波形を一画素周期内に印加する駆動信号を生成するものである。本発明において駆動信号発生部は、大液滴を吐出するための大液滴波形と小液滴を吐出するための小液滴波形との2種類の駆動波形を生成することが可能とされる。
これら大液滴波形と小液滴波形について図3を用いて説明する。図3において(a)は大液滴波形、(b)は小液滴波形を示している。また、この大液滴波形及び小液滴波形を印加した時の記録ヘッド3のインク吐出動作について図4を用いて説明する。図4は記録ヘッド3をチャネルの長さ方向と直交する方向に切断した断面の一部を示している。
図3に示す大液滴波形PAは、チャネルの容積を膨張させる3AL幅の膨張パルスPa1と、チャネルの容積を収縮させる2AL幅の収縮パルスPa2とを含む矩形波からなる。
ここでAL(Acoustic Length)とは、チャネルにおける圧力波の音響的共振周期の1/2のことである。ALは、駆動電極に矩形波の駆動パルスを印加した際に吐出されるインク滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、インク滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。
また、パルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、0Vを0%、波高値電圧を100%とした場合に、パルス幅とは、電圧の0Vからの立ち上がり10%と波高値電圧からの立ち下がり10%との間の時間として定義する。
更に、矩形波とは、電圧の10%と90%との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがALの1/2以内、好ましくは1/4以内、さらに好ましくは1/10以内であるような波形を指す。
大液滴波形PAにおける膨張パルスPa1は、インク滴を吐出させるチャネル31B内に臨む駆動電極36Bに対して所定の正の駆動電圧+Vonを印加するパルスである。図4(a)に示すように、互いに隣り合うチャネル31A、31B、31C内の駆動電極36A、36B、36Cのいずれにも駆動パルスが印加されない時は、隔壁32A、32B、32C、32Dのいずれも変形しないが、この図4(a)に示す状態において、駆動電極36A及び36Cを接地すると共に駆動電極36Bに膨張パルスPa1を印加すると、隔壁32B、32Cを構成する圧電材料の分極方向に直角な方向の電界が生じる。これにより、各隔壁32B、32C共に、それぞれ上壁部32a、下壁部32bの接合面にズリ変形を生じ、図4(b)に示すように隔壁32B、32Cは互いに外側に向けて屈曲変形し、チャネル31Bの容積を拡大する。この屈曲変形により、チャネル31B内に負の圧力波が発生し、インクが流れ込む。
チャネル31B内の圧力は1AL毎に反転するため、3AL経過後のチャネル31B内は正の圧力となり、このタイミングで駆動電極36Bに収縮パルスPa2を印加する。
収縮パルスPa2は、膨張パルスPa1の印加終了に連続して休止期間を置かずに負の駆動電圧−Voffを印加するパルスである。この駆動電圧−Voffを膨張パルスPa1に連続して駆動電極36Bに印加すると、このときの隔壁32B、32Cの動きは、図4(b)に示すように外側に向けて変形した状態から一気に図4(c)に示すように内側に向けて変形する。その結果、膨張パルスPa1の急激な立下りによる正の圧力と足し合わされることによって、チャネル31B内には更に大きな圧力が付与され、ノズルから比較的大きなインク滴が吐出される。収縮パルスPa2は2AL後に0電位に戻され、隔壁32B、32Cの変形が図4(a)の中立状態に戻ることによって残留する圧力波はキャンセルされる。
図3に示す小液滴波形PBは、チャネルの容積を膨張させる1AL幅の膨張パルスPb1と、チャネルの容積を収縮させる1AL幅の収縮パルスPb2とを含む矩形波からなるが、この膨張パルスPb1と収縮パルスPb2との間に、隔壁を変形させない0電位を1AL幅で継続させる休止期間Pb3を有している。
小液滴波形PBにおける膨張パルスPb1は、インク滴を吐出させるチャネル31B内に臨む駆動電極36Bに対して所定の正の駆動電圧+Vonを印加するパルスである。図4(a)に示す状態において、駆動電極36A及び36Cを接地すると共に駆動電極36Bに膨張パルスPb1を印加すると、上記と同様に、図4(b)に示すように隔壁32B、32Cは互いに外側に向けて屈曲変形し、チャネル31Bの容積を拡大する。この屈曲変形により、チャネル31B内に負の圧力波が発生し、インクが流れ込む。
チャネル31B内の圧力は1AL後に正の圧力に反転するため、このタイミングで駆動電極36Bを0電位に戻すと、隔壁32B、32Cは図4(b)に示す拡大位置から図4(a)に示す中立状態に戻り、チャネル31B内に吐出のための圧力が付与される。このときの隔壁32B、32Cは中立状態に復帰するだけであるため、チャネル31B内には大液滴波形PAに比較して小さな圧力が付与させるだけである。その結果、ノズルから比較的小さなインク滴が吐出される。
一方、収縮パルスPb2は、膨張パルスPb1の印加終了後に0電位の状態を1AL継続させる休止期間Pb3を置いてから、負の駆動電圧−Voffを印加するパルスである。膨張パルスPb1の印加終了後に更に1ALの休止期間Pb3が終了した時点では、隔壁32B、32Cは図4(a)のように中立状態のままであるが、チャネル31B内の圧力は負の圧力となっている。このタイミングで駆動電極36Bに収縮パルスPb2を印加すると、隔壁32B、32Cが内側に向けて変形することで、負圧状態のチャネル31B内に正の圧力が付与され、更にその1AL後に中立状態に戻される結果、チャネル31内の残留圧力波はキャンセルされる。
以上の説明において、大液滴波形PAにおける膨張パルスPa1のパルス幅は3ALとされているが、2.8AL以上3.4AL以下の範囲であればよい。また、小液滴波形PBにおける膨張パルスPb1のパルス幅も1ALに限定されるものではなく、0.8AL以上1.2AL以下の範囲であればよい。
本発明では、インクジェット記録装置1において階調を表現するために、液滴サイズが大小異なるインク滴を同一のノズル34aから打ち分ける場合の大液滴波形と小液滴波形の組合せとして、上記の大液滴波形PAと上記の小液滴波形PBとの組合せを採用することにより、同一駆動電圧を用いて、大液滴と小液滴とで液滴速度を同程度にすることができる。このため、大液滴と小液滴との間で着弾位置ずれが問題となることはなくなり、従来のように着弾位置ずれを抑えるために液滴サイズ毎に吐出タイミングを調整する必要はなくなる。その結果、駆動周期の冗長化を抑制でき、高速印字を行うことができるようになる。また、大液滴波形と小液滴波形とで同一の駆動電圧を用いることができるため、駆動信号発生回路を簡便に構成することができる。
本発明において大液滴波形PAと小液滴波形PBは、いずれも図示するように矩形波であることが好ましい態様である。特に本実施形態に示すせん断モード型の記録ヘッド3では、チャネル31内に発生した圧力波の共振を利用してインク滴をノズル34aから吐出するので、矩形波を用いることで圧力波の位相を揃えることにより圧力波の共振を高め、より効率良くインク滴を吐出させることができる。
また、せん断モード型の記録ヘッド3は、矩形波からなる駆動波形の印加により、圧力波を効率よく利用するため、駆動電圧を低く抑えることが可能である。一般に吐出、非吐出を問わず記録ヘッド3には常に電圧が掛かるので、低い駆動電圧はヘッドの発熱を抑え、インク滴を安定的に射出させる上で重要である。
更に、矩形波は、簡単なデジタル回路を用いることで容易に生成可能であるため、傾斜波を有する台形波を用いる場合に比べ、回路構成も簡素化できる利点がある。
大液滴波形PAの膨張パルスPa1の駆動電圧+Vonは、小液滴波形PBの膨張パルスPb1の駆動電圧+Vonと同電圧であり、且つ、大液滴波形PAの収縮パルスPa2の駆動電圧−Voffは、小液滴波形PBの収縮パルスPb2の駆動電圧−Voffと同電圧であることが好ましい。大液滴及び小液滴の各駆動信号のための電源が1つで済むため、駆動回路や制御回路の構成を簡略化することができる。
また、大液滴波形PA及び小液滴波形PBは、各膨張パルスPa1、Pb1の駆動電圧|Von|に対する各収縮パルスPa2、Pb2の駆動電圧|Voff|の比(|Voff|/|Von|)を、それぞれ0.3以上0.7以下とすることが好ましい。|Von|に対する|Voff|の比がこの範囲内にあることで、圧力波残響を適正にキャンセルすることが可能となり、短い周期で安定に液滴を射出することが可能となる。しかも、|Von|に対する|Voff|の比をこの範囲内で適宜調整することにより、大液滴波形PAと小液滴波形PBとで、それぞれの液滴量を異ならせて大液滴と小液滴とに打ち分けることができながらも、同電圧で同程度の液滴速度となるように更に液滴速度を合わせ込むことができるようになる。
なお、本発明において液滴速度を同程度にするとは、液滴サイズが大小異なるインク滴において、一方のインク滴の液滴速度に対して他方のインク滴の液滴速度差が1.0m/s以内であることをいう。速度差がこの範囲内であれば、速度差に起因する着弾位置ずれが画像中において大きく目立つことはない。
更に、本実施形態に示すように大液滴波形PAの収縮パルスPa2のパルス幅を2ALとし、小液滴波形PBの膨張パルスPb1と、休止期間Pb3と、収縮パルスPb2の各パルス幅をそれぞれ1ALとすることで、圧力波残響を効率よくキャンセルすることが可能となり、駆動波形全体の波形長を短くできる。波形長を短くできることで、それだけ短期間で駆動波形を印加することができようになるため、高速印字を図る上でより好ましい態様である。
本実施形態に示すせん断モード型の記録ヘッド3では、隔壁32の変形は圧電材料からなる隔壁32を両側から挟むように設けられる2つの駆動電極36に掛かる電圧差で起こるため、この電圧差を利用して、インク滴の吐出を行う吐出チャネルに負電圧の駆動波形を印加する代わりに、その両隣の非吐出チャネルに正電圧の駆動波形を印加し、その差分波形を利用することによっても上記と全く同様に駆動させることができる。
例えば図4に示すチャネル31Bをインク滴の吐出を行う吐出チャネルとし、これに大液滴波形PAを印加する場合、このチャネル31B内に臨む駆動電極36Bには、図5(a)に示すように大液滴波形PAにおける正電圧(+Von)である膨張パルスPa1のみを印加し、収縮パルスPa2の印加時は、この駆動電極36Bを接地して、その両隣の非吐出チャネルとなるチャネル31A、31C内に臨む駆動電極36A、36Cに、図5(b)に示すように正電圧(+Voff)からなる収縮パルスPa2を掛けるようにしてもよい。この収縮パルスPa2の印加によって、隔壁32B、32Cはチャネル31A、31C内において外側に向けて変形するので、その結果、図4(c)に示すようにチャネル31Bはその容積を収縮させるように変形する。
また同様に、チャネル31Bに小液滴波形PBを印加する場合は、このチャネル31B内に臨む駆動電極36Bには、図6(a)に示すように小液滴波形PBにおける正電圧(+Von)である膨張パルスPb1のみを印加し、これに続く休止期間Pb3は駆動電極36A、36B、36Cを接地し、更に収縮パルスPb2の印加時には、両隣の非吐出チャネルとなるチャネル31A、31C内に臨む駆動電極36A、36Cに、図6(b)に示すように正電圧(+Voff)からなる収縮パルスPb2を掛ければよい。
このように大液滴波形PAの収縮パルスPa2及び小液滴波形PBの収縮パルスPb2による隔壁32のせん断変形を、インク滴を吐出する吐出チャネルに隣接する非吐出チャネル内に臨む駆動電極36に印加される駆動波形の差分波形によってなされるようにすることで、大液滴及び小液滴のインク滴の吐出のための駆動波形を正電圧(+Von、+Voff)だけで構成することができるようになり、駆動回路を簡略化することができる。
本実施形態のように、少なくとも一部が圧電材料で構成された隔壁32によって隔てられた複数のチャネル31が並設される記録ヘッド3を駆動する場合、一つのチャネル31の隔壁32が吐出の動作をすると、その両隣のチャネル31が影響を受けるため、複数のチャネル31のうちの隣り合う3つのチャネルを1組として全チャネル31を複数の組に分け、各組内の3つのチャネルを時分割で順次駆動する3サイクル駆動法が行われる。
この3サイクル駆動法による吐出動作について図7〜図9を用いて説明する。
3サイクル駆動法を行う場合の記録ヘッド3は、2つ置きのチャネル31がまとめて1つのグループとされ、全チャネル31がA、B、Cの3つのグループ(これをA相、B相、C相という。)に分けられるが、ここでは、そのうちの互いに隣り合うA1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3の9つのチャネル31について説明する。また、このときのA相、B相、C相の各チャネル31内の駆動電極(図7〜図9では不図示)に対して印加される駆動波形のタイミングチャートを図10に示す。ここでは、図5に示す大液滴波形PA及び図6に示す小液滴波形PBを使用し、B相チャネル(大液滴)→C相チャネル(小液滴)→A相チャネル(大液滴)の順にインク滴を吐出する場合を示す。
なお、ここでは、大液滴波形PA及び小液滴波形PBを、図10に示すGND波形、PLSTM1波形及びPLSTM2波形をパルス分割信号の立ち上がり時に選択することによって作成し、隔壁32を挟む2つの駆動電極に印加される駆動波形の差分波形によって駆動させる態様を示している。GND波形は、接地のための0電位を維持する波形であり、PLSTM1波形は、大液滴波形PAの膨張パルスPa1に相当する+Vonのパルス幅3ALの波形を3ALの休止期間をおいて繰り返す波形であり、PLSTM2波形は、大液滴波形PAの収縮パルスPa2に相当する+Voffのパルス幅2ALの波形を4ALの休止期間をおいて繰り返す波形である。このPLSTM2波形は、PLSTM1波形の立ち下がりに同期して立ち上がるタイミングで繰り返され、これによりA相、B相、C相の各チャネルからの吐出が6ALずつの周期で順次行われるようになっている。
また、パルス分割信号は、PLSTM1波形とPLSTM2波形とを分割して小液滴波形PBを作成するためのタイミング信号であり、A相、B相、C相のチャネルの駆動タイミングを規定するパルス選択ゲート信号の立ち上がり期間において、該PLSTM1波形信号の立ち上がりに同期して立ち上がる第1のパルス分割信号d1から1AL間隔で立ち上がる第2、第3のパルス分割信号d2、d3と、その第3のパルス分割信号d3の立ち上がりから2AL後に立ち上がる第4のパルス分割信号d4との合計4つの信号によって構成されている。
図7は、B相チャネルから大液滴を吐出する際の吐出動作を示しており、まず、図7(a)の中立状態から、B相チャネルのパルス選択ゲート信号の立ち上がり後、第1のパルス分割信号d1の立ち上がりに同期して、非吐出チャネルとなるA相チャネル(A1、A2、A3)及びC相チャネル(C1、C2、C3)に、図10に示すようにPLSTM2波形を選択して印加すると共に、吐出チャネルとなるB相チャネル(B1、B2、B3)にはPLSTM1波形を選択して印加する。これにより図7(b)のようにB相チャネルは両隔壁が外側に向けて変形してチャネル内の容積が膨張する。
3AL経過後にPLSTM1波形に含まれる膨張パルスPa1が立ち下がったタイミングで、A相チャネル及びC相チャネルに印加されたPLSTM2波形が立ち上がり、これらA相チャネル及びC相チャネルに大液滴波形PAの2ALの収縮パルスPa2が印加される。これにより、図7(c)のようにB相チャネルは両隔壁が内側に向けて変形してチャネル内の容積が一気に収縮し、B相チャネルの各ノズルから大液滴を吐出する。
収縮パルスPa2が2AL継続した後、A相チャネル、B相チャネル及びC相チャネルは0電位となり、全てのチャネルが図7(a)のように中立状態に復帰して残留圧力波をキャンセルする。
次に、図8は、C相から小液滴を吐出する際の吐出動作を示しており、まず、図8(a)の中立状態から、C相チャネルのパルス選択ゲート信号の立ち上がり後、第1のパルス分割信号d1の立ち上がりに同期して、非吐出チャネルとなるA相チャネル及びB相チャネルに、図10に示すようにPLSTM2波形を選択して印加すると共に、吐出チャネルとなるC相チャネルにはPLSTM0波形を選択して印加する。この時点では全てのチャネルは図8(a)の中立状態を維持したままである。
次いで、第2のパルス分割信号d2の立ち上がりに同期して、C相チャネルのみにPLSTM1波形を選択して印加する。これにより、図8(b)のようにB相チャネルは両隔壁が外側に向けて変形してチャネル内の容積が膨張する。
このC相チャネルへのPLSTM1波形の印加が1AL継続された後、第3のパルス分割信号d3が立ち上がった時にC相チャネルに再びPLSTM0波形を選択すると、全てのチャネルは図8(a)の中立状態に復帰する。これにより、C相チャネルは両隔壁が図8(b)の膨張状態から中立状態に向けて収縮するため、C相チャネルの各ノズルから小液滴を吐出する。
C相チャネルに印加されたPLSTM1波形の立ち下がりから1AL経過すると、A相チャネル及びB相チャネルに印加されたPLSTM2波形が立ち上がる。これにより、C相チャネルは両隔壁が図8(a)の中立状態から図8(c)のように内側に向けて収縮し、その後、第4のパルス分割信号d4の立ち上がりに同期してC相チャネルにPLSTM2波形を選択して印加すると、A相チャネル、B相チャネル及びC相チャネルには全て同電圧の正電圧+Voffが印加された状態となるため、全ての隔壁に電圧差がなくなり、全てのチャネルが図8(a)の中立状態に復帰して残留圧力波をキャンセルする。
図9は、A相チャネルから大液滴を吐出する際の吐出動作を示しており、まず、図9(a)の中立状態から、A相チャネルのパルス選択ゲート信号の立ち上がり後、第1のパルス分割信号d1の立ち上がりに同期して、非吐出チャネルとなるB相チャネル及びC相チャネルに、図10に示すようにPLSTM2波形を選択して印加すると共に、吐出チャネルとなるA相チャネルにはPLSTM1波形を選択して印加する。これにより図9(b)のようにA相チャネルは両隔壁が外側に向けて変形してチャネル内の容積が膨張する。
3AL経過後にPLSTM1波形に含まれる膨張パルスPa1が立ち下がったタイミングで、B相チャネル及びC相チャネルに印加されたPLSTM2波形が立ち上がり、これらB相チャネル及びC相チャネルに大液滴波形PAの2ALの収縮パルスPa2が印加される。これにより、図9(c)のようにA相チャネルは両隔壁が内側に向けて変形してチャネル内の容積が一気に収縮し、A相チャネルの各ノズルから大液滴を吐出する。
収縮パルスPa2が2AL継続した後、A相チャネル、B相チャネル及びC相チャネルは0電位となり、全てのチャネルが図9(a)のように中立状態に復帰して残留圧力波をキャンセルする。
以上のように駆動される3サイクル駆動法では、A相、B相及びC相の各相においてPLSTM0波形、PLSTM1波形及びPLSTM2波形の3つの波形を適宜選択して印加するだけで、大液滴波形PAと小液滴波形PBを作成して各相のチャネルに印加することができるため、大液滴と小液滴の吐出のための駆動波形の作成が極めて簡単になり、駆動回路を簡略化できて低コスト化を図ることができる。
本実施形態に示すせん断モード型の記録ヘッド3は、常にインク滴を吐出する吐出チャネルと常にインク滴を吐出しない非吐出チャネルとを交互に配置した独立駆動タイプとすることもできる。この独立駆動タイプとした場合の吐出チャネルと非吐出チャネルに対して印加される駆動波形のタイミングチャートを図11に示す。
ここでも図10と同様にPLSTM0波形、PLSTM1波形及びPLSTM2波形の3つの波形を適宜選択して印加するだけで、大液滴波形PAと小液滴波形PBを作成し、差分波形を利用して駆動させることができることがわかる。すなわち、非吐出チャネルには常にPLSTM2波形を選択しておき、吐出チャネルにPLSTM1波形を選択するか、または、パルス分割信号に同期してPLSTM0波形、PLSTM1波形又はPLSTM2波形を選択することにより、大液滴の吐出と小液滴の吐出とを選択することができるので、駆動回路を簡略化できる。
以下、実施例によって本発明の効果を例証する。
(1)駆動パルス幅と液滴速度、液滴量との関係
記録ヘッドは、ノズルピッチ=300dpi、ノズル数=512、ノズル径=23μm、AL=2.4μsの図2に示すせん断モード型の記録ヘッドとし、駆動周波数を40kHzとして独立駆動で駆動した。
この記録ヘッドに印加する大液滴波形の駆動電圧は、Von=17.7V、Voff=8.9V(|Voff|/|Von|=0.5)に設定し、収縮パルス幅は4.8μs(2AL)とした。大液滴波形のパルス幅を変化させたときの液滴量とノズル面から1mm飛翔後の液滴速度を測定した。その結果を表1及び図12に示す。
Figure 0005861513
また、この記録ヘッドに印加する小液滴波形の駆動電圧はVon=17.7V、Voff=8.9V(|Voff|/|Von|=0.5)に設定し、休止期間及び収縮パルス幅はいずれも2.4μs(1AL)とした。小液滴波形のパルス幅を変化させたときの液滴量とノズル面から1mm飛翔後の液滴速度を測定した。その結果を表2及び図13に示す。
Figure 0005861513
以上のように、大液滴波形の膨張パルス幅を2.8AL以上3.4AL以下の範囲とし、小液滴波形の膨張パルス幅を0.8AL以上1.2AL以下の範囲とした場合、液滴速度が速く、且つ大液滴と小液滴とで液滴量を異ならせることができ、その液滴速度差が1.0m/s以内となって、良好な射出性が確保できた。また、大液滴波形の膨張パルス幅、及び、小液滴波形の膨張パルス幅を上記の範囲に設定すると、記録ヘッドのAL値がばらついた場合でも液滴速度の変動を小さく抑えることができ、ヘッドの個体差に対する射出特性のばらつきを抑制することができる。
(2)駆動電圧比と液滴速度、液滴量との関係
記録ヘッドは、ノズルピッチ=300dpi、ノズル数=512、ノズル径=23μm、AL=2.4μsの図2に示すせん断モード型の記録ヘッドとし、駆動周波数を40kHzとして独立駆動で駆動した。
大液滴波形の膨張パルス幅=7.2μs(3AL)、収縮パルス幅=4.8μs(2AL)とし、駆動電圧比(|Voff|/|Von|)を変化させたときのノズル面から1mm飛翔後の液滴速度を測定した。その結果を表3及び図14に示す。
Figure 0005861513
また、小液滴波形の膨張パルス幅=2.4μs(1AL)、休止期間=2.4μs(1AL)、収縮パルス幅=2.4μs(1AL)とし、駆動電圧比(|Voff|/|Von|)を変化させたときのノズル面から1mm飛翔後の液滴速度を測定した。その結果を表4及び図15に示す。
Figure 0005861513
以上のように、小液滴波形はVon電圧が同じならば駆動電圧比を変えても液滴速度はあまり変化しないが、それに比べて大液滴波形は、Von電圧が同じでも駆動電圧比を変えると液滴速度が大きく変化する。このことから、Von電圧が一定でも大液滴波形の側で駆動電圧比を適宜調整することにより、大液滴波形と小液滴波形とで液滴速度が同程度となるように合わせ込むことが可能であることがわかる。
次に、大液滴波形及び小液滴波形のVon電圧を16.7V又は17.7Vに固定し、駆動電圧比(|Voff|/|Von|)を変化させたときの液滴量を測定して求めた。
Von=16.7Vのときの結果を表5及び図16に示す。
Figure 0005861513
また、Von=17.7Vのときの結果を表6及び図17に示す。
Figure 0005861513
以上のように、表5(図16)、表6(図17)から、駆動電圧比を調整することによって、大液滴波形と小液滴波形とで液滴量を異ならせることが可能であることがわかる。特に、大液滴波形における液滴量が小液滴波形における液滴量の1.4倍以上を確保したまま、液滴速度を同程度に調整することが可能である。
(3)電圧比と液滴速度との関係
記録ヘッドは、ノズルピッチ=300dpi、ノズル数=512、ノズル径=25μm、AL=2.1μsの図2に示すせん断モード型の記録ヘッドとし、駆動周波数を45kHzとして独立駆動で駆動した。
大液滴波形の膨張パルス幅=6.3μs(3AL)、収縮パルス幅=4.2μs(2AL)とし、Von電圧を16Vに固定したときのノズル面から1mm飛翔後の液滴速度を測定した。
また、小液滴波形についても、膨張パルス幅=2.1μs(1AL)、休止期間=2.1μs(1AL)、収縮パルス幅=2.1μs(1AL)とし、Von電圧を16Vに固定したときのノズル面から1mm飛翔後の液滴速度を測定した。その結果を表7及び図18に示す。
Figure 0005861513
以上のように、表7(図18)から、表3、表4で使用した記録ヘッドと違う記録ヘッドにおいても、Von電圧が同一で、|Voff|/|Von|比が同じところで、小液滴波形と大液滴波形の液滴速度が一致する部分があることがわかる。
(4)3サイクル駆動
記録ヘッドは、ノズルピッチ=300dpi、ノズル数=512、ノズル径=24μm、AL=3.3μsの図2に示すせん断モード型の記録ヘッドとし、駆動周波数を10kHz、Von電圧を15.5V、Voff電圧を7.8V(|Voff|/|Von|=0.5)として3サイクル駆動で駆動した。
大液滴波形の膨張パルス幅を9.9μs(3AL)、収縮パルス幅を6.6μs(2AL)と設定したところ、液滴速度は6.1m/s、液滴量は6.7plとなった。一方、小液滴波形の膨張パルス幅、休止時間、収縮パルス幅をそれぞれ3.3μs(1AL)と設定したところ、液滴速度は6.0m/s、液滴量は4.2plとなった。
以上のように、3サイクル駆動で大液滴と小液滴を吐出する場合でも、液滴速度を同程度とすることができた。
(5)独立駆動
記録ヘッドは、ノズルピッチ=300dpi、ノズル数=512、ノズル径=23μm、AL=2.4μsの図2に示すせん断モード型の記録ヘッドとし、駆動周波数を40kHz、Von電圧を17.9V、Voff電圧を9V(|Voff|/|Von|=0.5)として独立駆動で駆動した。
大液滴波形の膨張パルス幅を7.2μs(3AL)、収縮パルス幅を4.8μs(2AL)と設定したところ、液滴速度は6.0m/s、液滴量は4.9plとなった。一方、小液滴波形の膨張パルス幅、休止時間、収縮パルス幅をそれぞれ2.4μs(1AL)と設定したところ、液滴速度は6.0m/s、液滴量は2.9plとなった。
また、記録ヘッドは、ノズルピッチ=300dpi、ノズル数=512、ノズル径=25μm、AL=2.1μsの図2に示すせん断モード型の記録ヘッドとし、駆動周波数を45kHz、Von電圧を16V、Voff電圧を6.5V(|Voff|/|Von|=0.4)として独立駆動で駆動した。
大液滴波形の膨張パルス幅を6.3μs(3AL)、収縮パルス幅を4.2μs(2AL)と設定したところ、液滴速度は6.8m/s、液滴量は5.2plとなった。一方、小液滴波形の膨張パルス幅、休止時間、収縮パルス幅をそれぞれ2.1μs(1AL)と設定したところ、液滴速度は6.4m/s、液滴量は2.8plとなった。
以上のように、独立駆動で大液滴と小液滴を吐出する場合でも、液滴速度を同程度とすることができた。
(6)まとめ
以上、本発明によれば、大液滴波形の膨張パルス幅を2.8AL以上3.4AL以下の範囲とし、小液滴波形の膨張パルス幅を0.8AL以上1.2AL以下の範囲とすることで、液滴速度が同程度でありながらも液滴量を異ならせることができ、大液滴と小液滴とを打ち分けることができる。
また、小液滴波形はVon電圧が同じであれば駆動電圧比を変えても液滴速度はあまり変化しないが、大液滴波形はVon電圧が同じでも駆動電圧比を変えることで液滴速度を変化させることができる。
このことから、本発明では、大液滴波形の駆動電圧比を変えることで、大液滴と小液滴の液滴量を異ならせながら、液滴速度を同程度に合わせ込むことが可能である。
1:インクジェット記録装置
2:搬送機構
21:搬送ローラー
22:搬送ローラー対
23:搬送モーター
3:記録ヘッド
30:チャネル基板
31:チャネル
32:隔壁
32a:上壁部
32b:下壁部
33:カバー基板
33a:共通流路
34:ノズルプレート
34a:ノズル
35:プレート
35a:インク供給口
35b:インク供給管
4:ガイドレール
5:キャリッジ
6:フレキシブルケーブル
100:駆動信号発生部
P:記録媒体
PS:記録面
PA:大液滴波形
Pa1:膨張パルス
Pa2:収縮パルス
PB:小液滴波形
Pb1:膨張パルス
Pb2:収縮パルス
Pb3:休止期間

Claims (7)

  1. インク滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルにそれぞれ連通する圧力室と、前記圧力室の容積を変化させることによって該圧力室内のインクを前記ノズルから吐出させる圧力発生手段とを有する記録ヘッドと、インク滴を吐出させるための少なくとも1つの駆動波形を一画素周期内に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記駆動信号を前記圧力発生手段に印加することによって、該圧力発生手段を作動させて前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録装置において、
    前記駆動信号生成手段は、大液滴波形と小液滴波形との2種類の駆動波形を生成することが可能であり、
    前記大液滴波形は、前記圧力室の容積を膨張させる膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルスとを含み、該大液滴波形の膨張パルス幅は、前記圧力発生室における圧力波の音響的共振周期の1/2をALとしたとき、2.8AL以上3.4AL以下であり、該大液滴波形の収縮パルス幅は、2ALであり、
    前記小液滴波形は、前記圧力室の容積を膨張させる膨張パルスと、休止期間と、前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルスとを含み、該小液滴波形の膨張パルス幅は0.8AL以上1.2AL以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記小液滴波形における前記膨張パルス幅と、前記休止期間と、前記収縮パルス幅が、それぞれ1ALであることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記大液滴波形の前記膨張パルスの駆動電圧は、前記小液滴波形の前記膨張パルスの駆動電圧と同電圧であり、且つ、前記大液滴波形の前記収縮パルスの駆動電圧は、前記小液滴波形の前記収縮パルスの駆動電圧と同電圧であることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記大液滴波形及び前記小液滴波形は、前記膨張パルスの駆動電圧をそれぞれVon、前記収縮パルスの駆動電圧をそれぞれVoffとした時、|Von|に対する|Voff|の比が、それぞれ0.3以上0.7以下であることを特徴とする請求項1、2又は3記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記大液滴波形及び前記小液滴波形は、いずれも矩形波であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記記録ヘッドは、隣接する前記圧力室間で共通の隔壁が圧電材料からなり、該隔壁表面に形成された駆動電極に前記駆動波形を印加することによって該隔壁を圧力発生手段としてせん断変形させて前記圧力室の容積を変化させるせん断モード型の記録ヘッドであり、
    前記大液滴波形及び前記小液滴波形による前記隔壁のせん断変形は、インク滴を吐出する前記圧力室内に臨む前記駆動電極に印加される駆動波形とインク滴を吐出する該圧力室に隣接するインク滴を吐出しない前記圧力室内に臨む前記駆動電極に印加される駆動波形との差分波形によってなされることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  7. 前記駆動信号生成手段は、隣り合う3つのチャネルを1組として全チャネルを複数の組に分け、各組内の3つのチャネルを時分割で順次駆動するように前記圧力発生手段に前記駆動波形を印加することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6497384B2 (ja) * 2014-03-31 2019-04-10 コニカミノルタ株式会社 インクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置
CN106457824B (zh) * 2014-03-31 2018-04-17 柯尼卡美能达株式会社 喷墨头的驱动方法以及喷墨记录装置
EP3238941B1 (en) * 2014-12-26 2020-10-07 Konica Minolta, Inc. Method for driving droplet-discharging head and droplet-discharging device
US10913287B2 (en) * 2015-03-31 2021-02-09 Konica Minolta, Inc. Inkjet recording apparatus, method for driving inkjet head, and method for forming image
US10821724B2 (en) * 2016-02-24 2020-11-03 Konica Minolta, Inc. Inkjet recording device and inkjet head driving method
JP6881899B2 (ja) * 2016-05-31 2021-06-02 東芝テック株式会社 インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ
EP3736136B1 (en) * 2018-01-05 2023-02-08 Konica Minolta, Inc. Inkjet recording device and inkjet head drive method
JP2019123098A (ja) * 2018-01-12 2019-07-25 東芝テック株式会社 インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置
WO2020116059A1 (ja) * 2018-12-03 2020-06-11 富士フイルム株式会社 ヘッド駆動装置、ヘッド装置、印刷装置、及びヘッド駆動方法
JP2020152070A (ja) * 2019-03-22 2020-09-24 東芝テック株式会社 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3290057B2 (ja) * 1995-07-18 2002-06-10 ブラザー工業株式会社 インク噴射装置およびその駆動方法
JP3249719B2 (ja) * 1995-07-24 2002-01-21 ブラザー工業株式会社 インク噴射装置およびその駆動方法
US6141113A (en) * 1997-01-22 2000-10-31 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink droplet ejection drive method and apparatus using ink-nonemission pulse after ink-emission pulse
JP2002086766A (ja) 2000-09-13 2002-03-26 Oki Data Corp インクジェットプリンタ
JP3921958B2 (ja) 2001-04-25 2007-05-30 ブラザー工業株式会社 インク吐出装置
US6676238B2 (en) * 2001-09-28 2004-01-13 Canon Kabushiki Kaisha Driving method and apparatus for liquid discharge head
JP4110819B2 (ja) * 2002-04-09 2008-07-02 コニカミノルタホールディングス株式会社 インクジェット記録方法
JP2005014431A (ja) * 2003-06-26 2005-01-20 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
US7357471B2 (en) * 2003-10-28 2008-04-15 Perkinelmer Las, Inc. Method and apparatus for fluid dispensing using curvilinear drive waveforms
JP4631285B2 (ja) * 2004-01-30 2011-02-16 コニカミノルタホールディングス株式会社 インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法
WO2005120840A1 (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法
US20060017780A1 (en) * 2004-07-23 2006-01-26 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method of ejecting ink droplet and apparatus for ejecting ink droplet
JP4694858B2 (ja) * 2005-02-23 2011-06-08 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッドの駆動装置、インクジェットヘッド、及び、液滴吐出装置
EP2039516B1 (en) * 2007-09-18 2013-10-23 Konica Minolta Holdings, Inc. Liquid droplet ejecting apparatus and liquid droplet ejecting method
JP5286757B2 (ja) * 2007-11-30 2013-09-11 コニカミノルタ株式会社 インクジェット記録装置
EP2184168B1 (en) * 2008-11-07 2012-02-15 Konica Minolta IJ Technologies, Inc. Inkjet recording apparatus
GB0820718D0 (en) * 2008-11-12 2008-12-17 Xaar Technology Ltd Method and apparatus for droplet deposition
JP2010143173A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Konica Minolta Ij Technologies Inc インクジェット記録装置

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