JP6136006B2 - Droplet ejection apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、液滴を吐出する液滴吐出装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a droplet discharge device and an image forming apparatus that discharge droplets.
従来、液滴を吐出する複数のノズルと、このノズルに連通し液体を収容する液室と、この液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段とを有する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置が知られている。この液滴吐出装置では、駆動信号を印加して圧力発生手段を駆動することで液室内の液体を加圧してノズルから液滴を吐出させることができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid droplet ejection head having a plurality of nozzles for ejecting liquid droplets, a liquid chamber communicating with the nozzles and containing a liquid, and pressure generating means for generating pressure for pressurizing the liquid in the liquid chamber is provided. A droplet discharge device is known. In this droplet discharge device, by applying a driving signal to drive the pressure generating means, the liquid in the liquid chamber can be pressurized and the droplets can be discharged from the nozzle.
上記液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドとしては、圧力発生手段の圧力発生機構の種類により、幾つかの方式に大別される。
例えば、特許文献1には、液室の壁の一部を薄い振動板とし、この振動板に対応して電気機械変換素子としての圧電素子を配置したピエゾ方式のものが記載されている。ピエゾ方式では、駆動信号の印加に伴って発生する圧電素子の変形により振動板を変形させて液室内の圧力を変化させることにより、ノズルから液滴を吐出させる。
また、特許文献2には、液室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向して配置された液室外の個別電極とを備えた静電方式のものが記載されている。静電方式では、駆動信号を印加して振動板と電極との間に電界を形成し、この電界によって発生する静電力により振動板を変形させて液室内の圧力を変化させ、ノズルから液滴を吐出させる。
また、液室の内部に発熱体を配置し、通電による発熱体の加熱によって気泡を発生させ、気泡の圧力によって液滴を吐出させるバブルジェット(登録商標)方式のものも知られている。
The droplet discharge head of the droplet discharge apparatus is roughly classified into several types depending on the type of pressure generation mechanism of the pressure generation means.
For example, Patent Document 1 discloses a piezoelectric type in which a part of a wall of a liquid chamber is a thin diaphragm and a piezoelectric element as an electromechanical conversion element is arranged corresponding to the diaphragm. In the piezo method, droplets are ejected from a nozzle by changing the pressure in a liquid chamber by deforming a diaphragm by deformation of a piezoelectric element that occurs with application of a drive signal.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes an electrostatic type that includes a diaphragm that forms a wall surface of a liquid chamber and an individual electrode outside the liquid chamber that is disposed to face the diaphragm. In the electrostatic method, an electric field is formed between the diaphragm and the electrode by applying a driving signal, and the diaphragm is deformed by the electrostatic force generated by the electric field to change the pressure in the liquid chamber, and the liquid droplets are discharged from the nozzle. To discharge.
There is also known a bubble jet (registered trademark) type in which a heating element is disposed inside a liquid chamber, bubbles are generated by heating the heating element by energization, and droplets are ejected by the pressure of the bubbles.
上記圧電素子等の圧力発生手段を備えた液滴吐出ヘッドでは、環境温度によってヘッド内の液体の粘度などの物性値が変化する場合がある。この場合は、予め設定した所定の駆動信号を圧力発生手段に印加しても、液滴の吐出速度や吐出量などの液滴吐出特性が変化して狙いの液滴吐出特性からずれてしまう。このように温度変化に伴って液滴吐出特性が変化すると、吐出した液滴が到達する対象面における液滴の着弾位置や付着量が変わってしまう。この液滴吐出ヘッドを画像形成装置に用いた場合、上記温度変化に伴う液滴吐出特性の変化は画質低下につながる。 In a droplet discharge head provided with pressure generating means such as the above-described piezoelectric element, physical property values such as the viscosity of the liquid in the head may change depending on the environmental temperature. In this case, even if a predetermined drive signal set in advance is applied to the pressure generating means, the droplet discharge characteristics such as the droplet discharge speed and the discharge amount change and deviate from the target droplet discharge characteristics. As described above, when the droplet discharge characteristics change with the temperature change, the landing position and the adhesion amount of the droplet on the target surface to which the discharged droplet arrives change. When this droplet discharge head is used in an image forming apparatus, the change in droplet discharge characteristics accompanying the above temperature change leads to a decrease in image quality.
そこで、従来、上記温度変化による液滴吐出特性の変化を補償(以下「温度補償」という。)するために、温度の検出結果に基づいて、圧力発生手段に印加する駆動信号の振幅やパルス幅などを変える制御が知られている。
例えば、特許文献3には、上記静電方式のインクジェットヘッドの環境温度と駆動信号のパルス幅補正値dPwとの対応テーブルを記憶した記憶部を備えたインクジェットヘッドの駆動制御装置が開示されている。この対応テーブルは、所定の温度幅(5℃)で連続する複数の温度範囲それぞれに、吐出インク重量特性が一定となるパルス幅補正値dPwが対応するように設けられる。この駆動制御装置では、検出温度に対応するパルス幅補正値dPwを対応テーブルから検索出力し、パルス幅補正値dPwと、予め設定されている駆動信号のパルス幅初期値Pwsとを加算して、補正パルス幅Pw=Pws+dPwを求める。この補正パルス幅Pwを有する駆動信号を、インクジェットヘッドの対向板及び振動板のそれぞれに形成した対向電極の間に印加することにより、インクジェットヘッドの吐出インク重量特性が一定となるように温度補償を行う。
また、特許文献4には、上記ピエゾ方式のインクジェットヘッドの環境温度と駆動信号の駆動波形データとを対応付けたテーブルを記憶した内部ROMを備えたインクジェット記録装置が開示されている。このテーブルは、所定の温度幅(5℃)で連続する複数の温度範囲それぞれに、その温度範囲に応じた駆動波形データが対応するように設けられる。このインクジェット記録装置では、検出温度に対応する駆動波形データを選択し、選択した駆動波形データに基づいて駆動パルスを生成する。この駆動パルスをインクジェットヘッドの圧電発生手段である圧電素子に印加することにより、環境温度変化に対して安定したインク滴を吐出できる温度補償が可能になる。
Therefore, conventionally, in order to compensate for the change in the droplet discharge characteristics due to the temperature change (hereinafter referred to as “temperature compensation”), the amplitude and pulse width of the drive signal applied to the pressure generating means based on the temperature detection result. Controls that change are known.
For example, Patent Document 3 discloses an inkjet head drive control device including a storage unit that stores a correspondence table between the environmental temperature of the electrostatic inkjet head and the pulse width correction value dPw of the drive signal. . This correspondence table is provided so that a pulse width correction value dPw at which the ejected ink weight characteristic is constant corresponds to each of a plurality of temperature ranges continuous at a predetermined temperature width (5 ° C.). In this drive control device, the pulse width correction value dPw corresponding to the detected temperature is retrieved from the correspondence table, the pulse width correction value dPw and the pulse width initial value Pws of the preset drive signal are added, The correction pulse width Pw = Pws + dPw is obtained. By applying a drive signal having this correction pulse width Pw between the opposing electrodes formed on the opposing plate and the diaphragm of the inkjet head, temperature compensation is performed so that the weight characteristic of the ejected ink of the inkjet head is constant. Do.
Patent Document 4 discloses an ink jet recording apparatus including an internal ROM that stores a table in which the environmental temperature of the above-described piezo ink jet head is associated with drive waveform data of a drive signal. This table is provided so that drive waveform data corresponding to each temperature range corresponds to each of a plurality of temperature ranges continuous at a predetermined temperature range (5 ° C.). In this ink jet recording apparatus, drive waveform data corresponding to the detected temperature is selected, and a drive pulse is generated based on the selected drive waveform data. By applying this drive pulse to the piezoelectric element that is the piezoelectric generating means of the ink-jet head, temperature compensation can be performed so that stable ink droplets can be ejected against environmental temperature changes.
しかしながら、上記特許文献3,4に開示されている従来の検出温度に基づく圧力発生手段の駆動信号の制御を実行しても、以下に示すように液滴吐出特性が変化して狙いの液滴吐出特性からずれるおそれがある。
上記従来の駆動信号の温度補償の制御では、所定の温度幅を有する複数の温度範囲毎に温度補償用データとしてパルス幅補正値dPwや駆動波形データを記憶している。そのため、その温度範囲内での温度変化に対しては上記液滴吐出特性の変化を精度よく温度補償することができず安定した液適を吐出することができないおそれがある。温度補償の精度を上げるために各温度範囲の温度幅を狭くすることが考えられるが、パルス幅補正値dPwや駆動波形データを記憶するためのROM等の記憶部の容量を増やす必要があるため、コストアップにつながる。
また、上記温度範囲の温度幅はそのままにして、各温度範囲の境界近傍の温度に対応する温度補償用データ(パルス幅補正値dPwや駆動波形データ)を、その境界の両側の温度範囲それぞれの温度補償用データから線形補間して求めることが考えられる。しかしながら、本発明者らが鋭意実験及び検討を行った結果、上記線形補間を行っても精度よく温度補償することができない場合があることがわかった。例えば、圧電素子に印加する駆動信号と、その駆動信号の印加によって変化する圧力発生機構の物理的パラメータである圧電素子の変形(液室側の表面変位)との関係が非線形であると、上記線形補間を行っても精度よく温度補償することができない場合がある。
However, even if the control of the driving signal of the pressure generating means based on the conventional detection temperature disclosed in Patent Documents 3 and 4 is executed, the droplet discharge characteristics change as shown below, and the target droplet There is a risk of deviation from the discharge characteristics.
In the conventional temperature compensation control of the drive signal, the pulse width correction value dPw and the drive waveform data are stored as temperature compensation data for each of a plurality of temperature ranges having a predetermined temperature range. Therefore, with respect to a temperature change within that temperature range, the change in the droplet discharge characteristics cannot be accurately compensated for temperature, and there is a possibility that stable liquid suitability cannot be discharged. Although it is conceivable to narrow the temperature width of each temperature range in order to increase the accuracy of temperature compensation, it is necessary to increase the capacity of a storage unit such as a ROM for storing the pulse width correction value dPw and drive waveform data. , Leading to increased costs.
Further, while maintaining the temperature range of the above temperature range, the temperature compensation data (pulse width correction value dPw and drive waveform data) corresponding to the temperature in the vicinity of the boundary of each temperature range is obtained for each temperature range on both sides of the boundary. It is conceivable to obtain linear interpolation from temperature compensation data. However, as a result of diligent experiments and examinations by the present inventors, it has been found that there are cases where temperature compensation cannot be performed with high accuracy even if the linear interpolation is performed. For example, if the relationship between the drive signal applied to the piezoelectric element and the deformation (surface displacement on the liquid chamber side) of the piezoelectric element, which is a physical parameter of the pressure generating mechanism that changes by the application of the drive signal, is nonlinear, Even if linear interpolation is performed, temperature compensation may not be performed with high accuracy.
なお、上記温度補償用データを増やした場合のコストアップの課題や上記線形補間を行っても精度よく温度補償することができない場合があるという課題は、前述の静電方式やバブルジェット方式などの他の方式の液滴吐出ヘッドの場合にも同様に発生し得る。例えば、静電方式の液滴吐出ヘッドの場合、上記個別電極に印加する駆動信号と、その駆動信号の印加によって変化する圧力発生機構の物理的パラメータである振動板の表面変位の大きさとの関係が非線形であると、上記課題が同様に発生し得る。また、バブルジェット方式の液滴吐出ヘッドの場合、発熱体に印加する駆動信号と、その駆動信号によって変化する圧力発生機構の物理的パラメータである発熱体の発熱量の大きさとの関係が非線形であると、上記課題が同様に発生し得る。 Note that the problem of cost increase when the temperature compensation data is increased and the problem that temperature compensation may not be performed accurately even if the linear interpolation is performed are the above-described electrostatic method and bubble jet method. The same may occur in the case of other types of droplet discharge heads. For example, in the case of an electrostatic droplet discharge head, the relationship between the drive signal applied to the individual electrode and the magnitude of the surface displacement of the diaphragm, which is a physical parameter of the pressure generating mechanism that changes as the drive signal is applied If is non-linear, the above problem can occur in the same manner. In the case of a bubble jet type droplet discharge head, the relationship between the driving signal applied to the heating element and the amount of heat generated by the heating element, which is a physical parameter of the pressure generating mechanism that changes according to the driving signal, is nonlinear. If it exists, the said subject may generate | occur | produce similarly.
本発明の目的は、低コスト化を図りつつ、圧力発生手段における駆動信号と圧力発生機構の物理的パラメータの大きさとの関係が非線形である場合でも温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性が得られる液滴吐出装置を提供することである。 The object of the present invention is to achieve stable liquid droplet ejection that is not affected by temperature changes even when the relationship between the drive signal in the pressure generating means and the physical parameter size of the pressure generating mechanism is non-linear while reducing costs. It is an object of the present invention to provide a droplet discharge device capable of obtaining characteristics.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、液滴を吐出するノズルと該ノズルに連通した液室と該液室内に圧力を発生させる圧力発生機構の物理的パラメータの大きさが駆動信号によって変化する圧力発生手段とを有する液滴吐出ヘッドと、前記圧力発生手段に印加する駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、複数の温度それぞれに対応する駆動信号の駆動波形データが格納された記憶手段と、温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の温度検知結果に基づいて前記駆動信号を出力して前記圧力発生手段に印加するように前記駆動信号出力手段を制御する制御手段と、を備えた液滴吐出装置であって、前記制御手段は、前記記憶手段に格納されている前記複数の温度それぞれに対応する駆動波形データのうち、前記温度検知手段で検知された検知温度TxについてTn≦Tx≦Tn+1を満たす温度Tn及びTn+1それぞれに対応する駆動波形データを読み出し、前記温度Tn及びTn+1それぞれに対応する駆動波形データを、前記温度Tn及びTn+1それぞれに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データに変換し、前記温度Tn及びTn+1それぞれに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データから、前記検知温度Txに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データを線形補間して求め、前記検知温度Txに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データを、前記検知温度Txに対応する駆動波形データに変換し、前記圧力発生手段に印加する駆動信号の生成に用いる駆動波形データを、前記変換後の検知温度Txに対応する駆動波形データに変更することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is driven by the size of a physical parameter of a nozzle that discharges droplets, a liquid chamber that communicates with the nozzle, and a pressure generation mechanism that generates pressure in the liquid chamber. A droplet discharge head having a pressure generating means that changes according to a signal, a drive signal output means for outputting a drive signal applied to the pressure generating means, and drive waveform data of a drive signal corresponding to each of a plurality of temperatures are stored. Storage means; temperature detection means for detecting temperature; and control for controlling the drive signal output means to output the drive signal based on the temperature detection result of the temperature detection means and apply the drive signal to the pressure generation means A droplet discharge device comprising: a temperature detection unit configured to detect the temperature among drive waveform data corresponding to each of the plurality of temperatures stored in the storage unit; The drive waveform data corresponding to each of the temperatures Tn and Tn + 1 satisfying Tn ≦ Tx ≦ Tn + 1 for the detected temperature Tx detected in the stage is read, and the drive waveform data corresponding to each of the temperatures Tn and Tn + 1 are read out from the temperatures Tn and Tn + 1, respectively. Is converted into time change data of physical parameters of the pressure generation mechanism corresponding to the temperature Tn and Tn + 1, and the time change data of physical parameters of the pressure generation mechanism corresponding to the temperatures Tn and Tn + 1, respectively, corresponds to the detected temperature Tx. The time change data of the physical parameter of the pressure generating mechanism is obtained by linear interpolation, and the time change data of the physical parameter of the pressure generating mechanism corresponding to the detected temperature Tx is converted into the drive waveform data corresponding to the detected temperature Tx. Drive used to generate a drive signal that is converted and applied to the pressure generating means The shape data, is characterized in changing the driving waveform data corresponding to the detection temperature Tx of the converted.
なお、本明細書において、「圧力発生機構の物理的パラメータ」は、駆動信号の印加により圧力発生手段において液室内の液体に圧力を発生させるときに変化する物理量を意味する。例えば、「圧力発生機構の物理的パラメータ」は、ピエゾ方式の液滴吐出ヘッドの場合において駆動信号が印加される電気機械変換素子である圧電素子の液室側の表面変位である。また、「圧力発生機構の物理的パラメータ」は、静電方式の液滴吐出ヘッドの場合における駆動信号が印加される個別電極に対向する振動板の表面変位や、バブルジェット方式の液滴吐出ヘッドの場合における発熱体の発熱量が含まれる概念である。
また、本明細書において、駆動信号の「波形」又は「駆動波形」は、駆動信号の1周期における時間的な変動全体を意味する。
また、本明細書において、駆動信号中の「パルス」は、上記波形を構成する要素(時間的な変動の一部)である。特に、本明細書における「パルス」は、駆動信号の1周期の波形のうち、液室内の圧力変化を発生させるように瞬間値が時間的に変化している部分を意味する。
また、本明細書において、「駆動波形データ」は、駆動波形における複数の時間又はその識別子のデータと、その複数の時間それぞれに対応する電圧又は電流のデータとを含むものである。また、「圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データ」は、上記駆動波形の複数の時間又はその識別子のデータと、その複数の時間それぞれに対応する圧力発生機構の物理的パラメータの値のデータとを含むものである。
In the present specification, the “physical parameter of the pressure generation mechanism” means a physical quantity that changes when pressure is generated in the liquid in the liquid chamber by the pressure generation means by applying a drive signal. For example, the “physical parameter of the pressure generating mechanism” is the surface displacement on the liquid chamber side of a piezoelectric element that is an electromechanical conversion element to which a drive signal is applied in the case of a piezo type droplet discharge head. The “physical parameters of the pressure generating mechanism” are the surface displacement of the diaphragm facing the individual electrode to which the drive signal is applied in the case of the electrostatic droplet discharge head, and the bubble jet droplet discharge head. In this case, the heat generation amount of the heating element is included.
In this specification, the “waveform” or “drive waveform” of the drive signal means the entire temporal variation in one cycle of the drive signal.
Further, in this specification, “pulse” in the drive signal is an element (part of temporal variation) constituting the waveform. In particular, “pulse” in the present specification means a portion of the waveform of one cycle of the drive signal where the instantaneous value changes with time so as to generate a pressure change in the liquid chamber.
Further, in this specification, “drive waveform data” includes a plurality of times or identifier data thereof in a drive waveform and voltage or current data corresponding to each of the plurality of times. The “time change data of physical parameters of the pressure generating mechanism” includes a plurality of times of the driving waveform or data of identifiers thereof, and data of physical parameter values of the pressure generating mechanisms corresponding to the plurality of times, respectively. Is included.
本発明によれば、低コスト化を図りつつ、圧力発生手段における駆動信号と圧力発生機構の物理的パラメータの大きさとの関係が非線形である場合でも温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性が得ることができる。 According to the present invention, stable liquid droplet ejection that is not affected by temperature changes even when the relationship between the drive signal in the pressure generating means and the physical parameter size of the pressure generating mechanism is non-linear while reducing costs. Characteristics can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置を備えた画像形成装置の一例について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の概略構成の一例を示す斜視図である。また、図2は同画像形成装置の側面図である。この画像形成装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、液滴吐出装置としての印字機構部2等が収納されている。印字機構部2は、装置本体1の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した液滴吐出ヘッド(記録ヘッド)14、液滴吐出ヘッド14への画像形成用のインク等の液体を供給する液体タンク(インクカートリッジ)等で構成されている。記録媒体としての用紙3は、給紙カセット4又は手差しトレイ5から給送されることにより装置本体内に取り込まれ、印字機構部2によって所要の画像が形成された後、後面側に装着された排紙トレイ6に排紙される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, an example of an image forming apparatus provided with a droplet discharge device according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the overall schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the image forming apparatus. This image forming apparatus is a serial type ink jet recording apparatus, and stores a printing mechanism unit 2 as a droplet discharge apparatus. The printing mechanism unit 2 includes a carriage that can move in the main scanning direction inside the apparatus main body 1, a liquid droplet ejection head (recording head) 14 mounted on the carriage, and a liquid such as ink for image formation on the liquid droplet ejection head 14. It is composed of a liquid tank (ink cartridge) or the like for supplying the liquid. The paper 3 as a recording medium is taken into the apparatus main body by being fed from the paper feed cassette 4 or the manual feed tray 5, and after a required image is formed by the printing mechanism unit 2, it is mounted on the rear side. The paper is discharged to the paper discharge tray 6.
印字機構部2は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド11と従ガイドロッド12とでキャリッジ13を主走査方向(図2で紙面垂直方向)に摺動自在に保持している。このキャリッジ13にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド14が液滴吐出方向を下方に向けて装着されている。キャリッジ13の上側には、ヘッド14に各色の液体を供給するための各液体タンク(インクカートリッジ)15が交換可能に装着されている。 The printing mechanism unit 2 holds the carriage 13 slidably in the main scanning direction (vertical direction in FIG. 2) with a main guide rod 11 and a sub guide rod 12 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). doing. A droplet discharge head 14 for discharging droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) is mounted on the carriage 13 with the droplet discharge direction facing downward. Yes. On the upper side of the carriage 13, each liquid tank (ink cartridge) 15 for supplying each color liquid to the head 14 is replaceably mounted.
液体タンク15は、上方に大気と連通する大気口を有し、下方には液滴吐出ヘッド14へ液体を供給する供給口を有し、内部には液体が充填された多孔質体を有している。この多孔質体の毛管力により、液滴吐出ヘッド14へ供給される液体がわずかな負圧に維持されている。この液体タンク15から液体が液滴吐出ヘッド14内に供給される。 The liquid tank 15 has an atmosphere port communicating with the atmosphere above, a supply port for supplying liquid to the droplet discharge head 14 below, and a porous body filled with the liquid inside. ing. The liquid supplied to the droplet discharge head 14 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Liquid is supplied from the liquid tank 15 into the droplet discharge head 14.
キャリッジ13は、装置後方側(用紙搬送方向下流側)が主ガイドロッド11に摺動自在に装着され、装置前方側(用紙搬送方向上流側)が従ガイドロッド12に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ13を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ17で回転駆動される駆動プーリ18と従動プーリ19との間にタイミングベルト20が張架されている。このタイミングベルト20にキャリッジ13が固定しており、主走査モータ17の正逆回転により、キャリッジ13が往復駆動される。 The carriage 13 is slidably mounted on the main guide rod 11 at the rear side of the apparatus (downstream side in the sheet conveyance direction), and is slidably mounted on the sub guide rod 12 at the front side of the apparatus (upstream side in the sheet conveyance direction). ing. In order to move and scan the carriage 13 in the main scanning direction, a timing belt 20 is stretched between a driving pulley 18 and a driven pulley 19 that are rotationally driven by a main scanning motor 17. A carriage 13 is fixed to the timing belt 20, and the carriage 13 is reciprocated by forward and reverse rotation of the main scanning motor 17.
なお、本実施形態では、各色の液体に対応する複数の液滴吐出ヘッド14を用いているが、各色の液滴を吐出する複数のノズルを有する1個の液滴吐出ヘッドを用いてもよい。
また、本実施形態では、液滴吐出ヘッド14として、ピエゾ方式の液滴吐出ヘッドであるピエゾ型ヘッドを用いている。この液滴吐出ヘッド14は、圧力発生手段として、後述するように、液体流路の壁面の少なくとも一部を形成する振動板と、この振動板を変形させる電気機械変換素子としての圧電素子とを有する。なお、このピエゾ型ヘッドに代えて、バブルジェット方式の液滴吐出ヘッド(サーマル型ヘッド)、静電方式の液滴吐出ヘッド(静電型ヘッド)などを用いることもできる。
In this embodiment, a plurality of droplet discharge heads 14 corresponding to the liquids of the respective colors are used. However, a single droplet discharge head having a plurality of nozzles for discharging the droplets of the respective colors may be used. .
In the present embodiment, a piezo-type head that is a piezo-type droplet discharge head is used as the droplet discharge head 14. As will be described later, the droplet discharge head 14 includes a vibration plate that forms at least a part of the wall surface of the liquid flow path, and a piezoelectric element as an electromechanical conversion element that deforms the vibration plate. Have. Instead of this piezo-type head, a bubble jet type droplet discharge head (thermal type head), an electrostatic type droplet discharge head (electrostatic type head), or the like can also be used.
また、本実施形態の画像形成装置は、給紙カセット4にセットした用紙3をヘッド14の下方側に搬送するために、給紙カセット4から用紙3を分離給装する給紙ローラ21及びフリクションパッド22と、用紙3を案内するガイド部材23と、を備えている。更に、画像形成装置は、給紙された用紙3を反転させて搬送する搬送ローラ24と、この搬送ローラ24の周面に押し付けられる搬送コロ25と、搬送ローラ24からの用紙3の送り出し角度を規定する先端コロ26とを備えている。搬送ローラ24は副走査モータ27によってギヤ列を介して回転駆動される。 In addition, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a paper feed roller 21 that separates and feeds the paper 3 from the paper feed cassette 4 and friction in order to transport the paper 3 set in the paper feed cassette 4 to the lower side of the head 14. A pad 22 and a guide member 23 for guiding the paper 3 are provided. Further, the image forming apparatus reverses and conveys the fed paper 3, a conveyance roller 25 pressed against the peripheral surface of the conveyance roller 24, and a feeding angle of the paper 3 from the conveyance roller 24. A tip roller 26 is provided. The transport roller 24 is rotationally driven by a sub-scanning motor 27 through a gear train.
また、キャリッジ13の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ24から送り出された用紙3を液滴吐出ヘッド14の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材29が設けられている。この印写受け部材29の用紙搬送方向下流側には、用紙3を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ31と拍車32とが設けられている。更に、用紙3を排紙トレイ6に送り出す排紙ローラ33及び拍車34と、排紙経路を形成するガイド部材35,36とが配設されている。 In addition, a printing receiving member 29 is provided as a paper guide member for guiding the paper 3 fed from the transport roller 24 corresponding to the movement range of the carriage 13 in the main scanning direction on the lower side of the droplet discharge head 14. Yes. A transport roller 31 and a spur 32 that are rotationally driven to send the paper 3 in the paper discharge direction are provided on the downstream side of the printing receiving member 29 in the paper transport direction. Further, a paper discharge roller 33 and a spur 34 for sending the paper 3 to the paper discharge tray 6 and guide members 35 and 36 for forming a paper discharge path are provided.
上記構成の画像形成装置において、画像形成時には、キャリッジ13を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド14を駆動することにより、停止している用紙3に液滴を吐出して1行分の画像を形成し、用紙3を所定量搬送した後、次の行の画像を形成する。画像形成終了信号又は用紙3の後端が画像形成領域に到達した信号を受けることにより、画像形成動作を終了させ、用紙3を排紙する。 In the image forming apparatus configured as described above, during image formation, the droplet discharge head 14 is driven in accordance with the image signal while moving the carriage 13, thereby discharging droplets onto the stopped paper 3 and corresponding to one row. After the image 3 is formed and the sheet 3 is conveyed by a predetermined amount, the next row image is formed. Upon receiving an image formation end signal or a signal that the rear end of the sheet 3 reaches the image forming area, the image forming operation is terminated and the sheet 3 is discharged.
また、キャリッジ13の移動方向右端側の画像形成領域を外れた位置には、液滴吐出ヘッド14の吐出不良を回復するための回復装置37が配置されている。回復装置37は、キャップ手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ13は印字待機中には回復装置37側に移動されてキャッピング手段で液滴吐出ヘッド14がキャッピングされる。これにより、液滴吐出ヘッド14のノズル(吐出口)が湿潤状態に保たれ、液体の乾燥による吐出不良を防止することができる。また、画像形成の途中などに画像形成と関係しない液体を吐出する(パージする)ことにより、全てのノズルの液体の粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持することができる。
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液滴吐出ヘッド14のノズルを密封し、チューブを通して吸引手段でノズルから液体とともに気泡等を吸い出し、ノズル面に付着した液体やゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引された液体は、装置本体下部に設置された廃インク溜(不図示)に排出され、廃インク溜内部の液体吸収体に吸収保持される。
A recovery device 37 for recovering defective ejection of the droplet ejection head 14 is disposed at a position outside the image forming area on the right end side in the movement direction of the carriage 13. The recovery device 37 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 13 is moved to the recovery device 37 during printing standby, and the droplet discharge head 14 is capped by the capping means. Thereby, the nozzle (discharge port) of the droplet discharge head 14 is kept in a wet state, and discharge failure due to liquid drying can be prevented. Further, by discharging (purging) a liquid that is not related to image formation in the middle of image formation or the like, the viscosity of the liquid of all the nozzles can be made constant and stable discharge performance can be maintained.
When a discharge failure occurs, the nozzle of the droplet discharge head 14 is sealed with a capping unit, bubbles and the like are sucked out from the nozzle through the tube with a suction unit, and the liquid or dust adhering to the nozzle surface is cleaned with a cleaning unit. And the defective discharge is recovered. The sucked liquid is discharged into a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the apparatus main body, and is absorbed and held by a liquid absorber inside the waste ink reservoir.
次に、本実施形態の画像形成装置(液滴吐出装置)に用いることができる液滴吐出ヘッド(「薄膜ヘッド」、「薄膜ピエゾヘッド」とも呼ばれる。)について説明する。 Next, a droplet discharge head (also referred to as “thin film head” or “thin film piezo head”) that can be used in the image forming apparatus (droplet discharge device) of the present embodiment will be described.
図3(a)は、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの内部構造を示す部分平面図である。図3(b)は、図3(a)の液滴吐出ヘッドの切断面A−A’から見た部分断面図である。図3(c)は、図3(a)の液滴吐出ヘッドの切断面B−B’から見た部分断面図である。本実施形態の液滴吐出ヘッドは、液滴を基板の面部に設けたノズルから吐出させるサイドシューター方式の一例である。 FIG. 3A is a partial plan view showing the internal structure of the droplet discharge head according to the present embodiment. FIG. 3B is a partial cross-sectional view as viewed from the cut surface A-A ′ of the droplet discharge head of FIG. FIG. 3C is a partial cross-sectional view as seen from the cut surface B-B ′ of the droplet discharge head of FIG. The droplet discharge head of this embodiment is an example of a side shooter system that discharges droplets from nozzles provided on the surface of the substrate.
図3において、本実施形態の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズル110aを有するノズル基板110と、個別液室基板111と、サブフレームとして機能する保護基板112との3枚の基板を重ねた積層構造となっている。個別液室基板111は、ノズル110aに連通した個別液室(「加圧液室」、「圧力室」ともいう。)111aと、流体抵抗部111bと、溝部からなる液体供給路111cとが形成されている。個別液室111aの上壁は振動板113で形成され、その振動板113上に、電気機械変換素子としての圧電素子114が形成されている。この圧電素子114は、個別液室111a内の液体に圧力を発生させる圧力発生手段として機能するアクチュエータ部となる。保護基板112は、圧電素子114が変形可能に保護される圧電素子保護空間を形成する凹部112aを有している。 In FIG. 3, the droplet discharge head of this embodiment includes three substrates: a nozzle substrate 110 having a nozzle 110a for discharging droplets, an individual liquid chamber substrate 111, and a protective substrate 112 functioning as a subframe. It has a stacked structure. The individual liquid chamber substrate 111 includes an individual liquid chamber (also referred to as a “pressurized liquid chamber” or a “pressure chamber”) 111 a communicating with the nozzle 110 a, a fluid resistance portion 111 b, and a liquid supply path 111 c including a groove portion. Has been. The upper wall of the individual liquid chamber 111 a is formed by a vibration plate 113, and a piezoelectric element 114 as an electromechanical conversion element is formed on the vibration plate 113. The piezoelectric element 114 serves as an actuator unit that functions as pressure generating means for generating pressure in the liquid in the individual liquid chamber 111a. The protective substrate 112 has a recess 112a that forms a piezoelectric element protection space in which the piezoelectric element 114 is protected in a deformable manner.
個別液室基板111としては、例えば、シリコン基板上にシリコン酸化膜を介してシリコン層が形成されたSOI(silicon on insulator)基板を用いられる。振動板113としては、例えば、SOI基板のシリコン層の表面にパイロ酸化法を適用してシリコン酸化膜を形成する。更に、振動板113の上に、下部電極(共通電極)114aとなる白金膜と、圧電層114bとなるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)層と、上部電極(個別電極)114cとなる白金膜との多層構成が形成される。この多層構成からなるアクチュエータ部が、シリコンをエッチングすることで形成した個別液室111aに対向する領域に形成される。 As the individual liquid chamber substrate 111, for example, an SOI (silicon on insulator) substrate in which a silicon layer is formed on a silicon substrate via a silicon oxide film is used. As the diaphragm 113, for example, a silicon oxide film is formed on the surface of the silicon layer of the SOI substrate by applying a pyro oxidation method. Furthermore, on the diaphragm 113, a platinum film that becomes the lower electrode (common electrode) 114a, a PZT (lead zirconate titanate) layer that becomes the piezoelectric layer 114b, and a platinum film that becomes the upper electrode (individual electrode) 114c Is formed. This multi-layer actuator portion is formed in a region facing the individual liquid chamber 111a formed by etching silicon.
更に、個別液室基板111上には、上下電極114a,114cと各配線材料との層間に配置する層間絶縁膜115と、引き出し配線の材料を保護する為のパッシベーション膜116とが、アクチュエータ部の上面及び側面を覆うように配置される。上部電極114cは、引き出し配線117を介して端子電極としての個別電極パッド118に接続されている。また、下部電極114aは、引き出し配線119及びバイパス配線120を介して端子電極としての共通電極パッドに接続されている。 Further, on the individual liquid chamber substrate 111, an interlayer insulating film 115 disposed between the upper and lower electrodes 114a and 114c and each wiring material, and a passivation film 116 for protecting the material of the lead wiring are provided in the actuator portion. It arrange | positions so that an upper surface and a side surface may be covered. The upper electrode 114c is connected to an individual electrode pad 118 serving as a terminal electrode via a lead wiring 117. The lower electrode 114a is connected to a common electrode pad serving as a terminal electrode via a lead wiring 119 and a bypass wiring 120.
ノズル基板110は、例えば、厚さ30[μm]以上50[μm]以下のSUS基板が用いられ、プレス加工と研磨加工とによりノズル110aが形成される。このノズル110aは、個別液室基板111の個別液室111aと連通している。 For example, a SUS substrate having a thickness of 30 [μm] to 50 [μm] is used as the nozzle substrate 110, and the nozzle 110a is formed by pressing and polishing. The nozzle 110 a communicates with the individual liquid chamber 111 a of the individual liquid chamber substrate 111.
保護基板112は、圧電素子の保護及び変位を妨げないための圧電素子の保護空間を形成する凹部112aと、液体流路となる溝部からなる共通液室112bとが形成される。更に、保護基板112は、個別液室基板111の流路隔壁111dの剛性を高めて液室全体を支えるための柱112cと、バイパス配線120が配置される配線用空間112cとが形成されている。 The protective substrate 112 is formed with a concave portion 112a that forms a protective space for the piezoelectric element for preventing the piezoelectric element from being protected and displaced, and a common liquid chamber 112b that includes a groove portion serving as a liquid flow path. Further, the protective substrate 112 is formed with a column 112c for enhancing the rigidity of the flow path partition 111d of the individual liquid chamber substrate 111 and supporting the entire liquid chamber, and a wiring space 112c in which the bypass wiring 120 is disposed. .
なお、上記構成の液滴吐出ヘッドにおいて、互いに対応しているノズル110aと個別液室111aとの組み合わせを吐出チャンネル(吐出CH)と呼ぶ。 In the droplet discharge head configured as described above, a combination of the nozzle 110a and the individual liquid chamber 111a corresponding to each other is referred to as a discharge channel (discharge CH).
次に、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドのより具体的な実施例について作製方法を説明する。
図4〜図14は、本実施例の液滴吐出ヘッドの作製工程の一例を示す説明図である。
本実施例においては、シリコン基板に振動板材料及び圧電素子材料を成膜していくことでアクチュエータ部を作成していく。
図4の振動板成膜の工程では、まず、厚み400[μm]のシリコン基板の表面にシリコン酸化膜を0.2[μm]及びシリコン層を2.0[μm]を形成したSOI基板を用いる。このSOI基板の表面にパイロ(Wet)酸化法によりシリコン酸化膜を0.3[μm]形成し、これを振動板113の層とする。
Next, a manufacturing method for a more specific example of the droplet discharge head according to the present embodiment will be described.
4 to 14 are explanatory views showing an example of a manufacturing process of the droplet discharge head of this embodiment.
In this embodiment, the actuator part is created by depositing a diaphragm material and a piezoelectric element material on a silicon substrate.
In the diaphragm film forming process of FIG. 4, first, an SOI substrate having a silicon oxide film of 0.2 [μm] and a silicon layer of 2.0 [μm] formed on the surface of a silicon substrate having a thickness of 400 [μm]. Use. A silicon oxide film of 0.3 [μm] is formed on the surface of the SOI substrate by a pyro oxidation method, and this is used as a layer of the diaphragm 113.
図5の下部電極形成の工程では、下部電極114aとなる白金(Pt)層をスパッタ法により振動板113上に0.2[μm]成膜してパターニングする。更に、ゾルゲル法により圧電層114bを下部電極114a上に2[μm]成膜し、さらに、圧電層114b上に上部電極114cとなる白金(Pt)層を0.1[μm]成膜する。 In the step of forming the lower electrode in FIG. 5, a platinum (Pt) layer to be the lower electrode 114a is formed by patterning on the vibration plate 113 with a thickness of 0.2 [μm] by sputtering. Further, the piezoelectric layer 114b is formed on the lower electrode 114a by 2 [μm] by the sol-gel method, and further, the platinum (Pt) layer to be the upper electrode 114c is formed by 0.1 [μm] on the piezoelectric layer 114b.
図6の圧電層(PZT)/上部電極形成の工程では、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術を用いたパターニング法(以下「リソエッチ法」と言う)とにより、上部電極114c及び圧電層114bをパターニングする。 In the step of forming the piezoelectric layer (PZT) / upper electrode in FIG. 6, the upper electrode 114c and the piezoelectric layer 114b are patterned by a patterning method using a photolithography technique and an etching technique (hereinafter referred to as “lithoetch method”).
図7の層間絶縁膜形成の工程では、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により層間絶縁膜115を0.3[μm]成膜し、リソエッチ法により、各種貫通孔がパターニングされて形成される。すなわち、層間絶縁膜115には、次に形成する引き出し配線117と上部電極114cとの配線コンタクトをとるためのビアホール115aが形成される。更に、層間絶縁膜115には、バイパス配線への導通部となる貫通孔115bと、液体供給孔となる貫通孔115cと、圧電素子の上面が露出する開口部115dとが形成される。 In the step of forming the interlayer insulating film in FIG. 7, the interlayer insulating film 115 is formed by 0.3 [μm] by a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and various through holes are patterned by a lithoetch method. That is, a via hole 115a is formed in the interlayer insulating film 115 for making a wiring contact between the lead wiring 117 to be formed next and the upper electrode 114c. Further, the interlayer insulating film 115 is formed with a through hole 115b serving as a conduction portion to the bypass wiring, a through hole 115c serving as a liquid supply hole, and an opening 115d exposing the upper surface of the piezoelectric element.
図8の引き出し配線形成工程では、アルミ材料により、引き出し配線117、119を形成する。引き出し配線117は、圧電素子114の駆動による振動板113の振動による応力を受けるので、振動により断線しないように、やわらかいアルミ材料を使い、1[μm]程度厚く積んでいる。 In the lead wiring formation process of FIG. 8, lead wirings 117 and 119 are formed of an aluminum material. Since the lead-out wiring 117 receives stress due to the vibration of the vibration plate 113 driven by the piezoelectric element 114, the lead wiring 117 is made of a soft aluminum material and is thickened by about 1 [μm] so as not to be disconnected due to vibration.
図9のパッシベーション層形成の工程では、アルミ配線保護のためのパッシベーション膜116として、プラズマCVD法によるシリコン窒化膜を2[μm]成膜してパターニングする。 In the step of forming a passivation layer in FIG. 9, a silicon nitride film by plasma CVD is formed to a thickness of 2 [μm] and patterned as a passivation film 116 for protecting the aluminum wiring.
図10の貫通孔事前エッチングの工程では、振動板113の液体供給口となる部分113aを、事前にエッチングする。 In the through hole pre-etching step of FIG. 10, the portion 113 a serving as the liquid supply port of the diaphragm 113 is etched in advance.
図11のパッド/バイパス配線形成の工程では、金をメッキ法により積層して、上部電極(個別電極)114cに接続される個別電極パッド118と、バイパス配線120とを同時に形成する。個別電極パッド118を金で形成することで、図示しない駆動回路素子(ドライバIC)との電気的接続を低温のワイヤボンディングで接続している。また、金は抵抗値が低く、バイパス配線120として共通電極の抵抗値を下げる効果が大きい。なお、個別電極パッド118の形成工程とバイパス配線120の形成工程とを分け、バイパス配線120の材料として、銅、アルミなどを使用してもよい。その場合、バイパス配線120を腐食から保護する保護層が必要となるケースもある。 In the step of forming the pad / bypass wiring in FIG. 11, gold is laminated by a plating method, and the individual electrode pad 118 connected to the upper electrode (individual electrode) 114c and the bypass wiring 120 are simultaneously formed. By forming the individual electrode pads 118 of gold, electrical connection with a drive circuit element (driver IC) (not shown) is connected by low-temperature wire bonding. Also, gold has a low resistance value, and the effect of lowering the resistance value of the common electrode as the bypass wiring 120 is great. Note that the step of forming the individual electrode pad 118 and the step of forming the bypass wiring 120 may be separated, and copper, aluminum, or the like may be used as the material of the bypass wiring 120. In that case, a protective layer for protecting the bypass wiring 120 from corrosion may be required.
図12の保護基板接合の工程では、別途ガラス基板にブラスト加工で柱を形成した保護基板112を個別液室基板111に接合する。 In the protective substrate bonding step of FIG. 12, a protective substrate 112 in which a pillar is separately formed on a glass substrate by blasting is bonded to the individual liquid chamber substrate 111.
図13の個別液室基板研磨及び液室形成の工程では、個別液室基板111の保護基板接合面とは反対面を、所望の厚さまで研磨する。保護基板112は、シリコン基板にリソエッチ法で凹部を加工したものでもよいし、シリコン基板をTMAH、KOHなどのアルカリエッチング液を用いたウェットエッチングにより加工したものでもよい。また、樹脂モールドやメタルインジェクションモールドなどの成型部品でも構わない。また、駆動回路をアクチュエータ基板上に一体形成する際に、パイロ酸化法で酸化膜を形成し、LOCOS(local oxidation of silicon)法で酸化膜の形成領域を選択することで、駆動回路を同一基板上に形成することもできる。その後、シリコン基板の反対面に、誘導結合型プラズマを用いたICP(Inductive Coupled Plasma)ドライエッチングにより、個別液室111a、流体抵抗部111b及び液体供給部111cとなる凹部を形成する。 In the individual liquid chamber substrate polishing and liquid chamber forming process of FIG. 13, the surface opposite to the protective substrate bonding surface of the individual liquid chamber substrate 111 is polished to a desired thickness. The protective substrate 112 may be a silicon substrate obtained by processing a recess by a lithoetch method, or may be a silicon substrate processed by wet etching using an alkaline etching solution such as TMAH or KOH. Further, it may be a molded part such as a resin mold or a metal injection mold. In addition, when the drive circuit is integrally formed on the actuator substrate, an oxide film is formed by a pyro-oxidation method, and an oxide film formation region is selected by a LOCOS (local oxidation of silicon) method so that the drive circuit is formed on the same substrate. It can also be formed on top. Thereafter, recesses to be the individual liquid chamber 111a, the fluid resistance portion 111b, and the liquid supply portion 111c are formed on the opposite surface of the silicon substrate by ICP (Inductive Coupled Plasma) dry etching using inductively coupled plasma.
最後に、図14のノズル基板接合の工程では、厚さ30[μm]以上50[μm]以下のSUS基板にプレス加工と研磨加工とにより別途ノズル基板110にノズル110aを形成しておく。このノズル110aが形成されたノズル基板110を個別液室基板111の流路隔壁形成面に接着し、圧電素子の上部電極及び下部電極と接続されたアルミ配線部を駆動回路に接続することで液滴吐出ヘッドが完成する。 Finally, in the nozzle substrate bonding step of FIG. 14, a nozzle 110a is separately formed on the nozzle substrate 110 by pressing and polishing a SUS substrate having a thickness of 30 [μm] to 50 [μm]. The nozzle substrate 110 on which the nozzles 110a are formed is adhered to the flow channel partition surface of the individual liquid chamber substrate 111, and the aluminum wiring portion connected to the upper electrode and the lower electrode of the piezoelectric element is connected to the drive circuit to thereby provide the liquid. A droplet discharge head is completed.
次に、本実施形態に係る画像形成装置の制御について説明する。
図15は、本実施形態に係る画像形成装置の制御系の主要部の一構成例を示すブロック図である。図15において、制御手段としての制御部は、装置全体の制御を司るマイクロコンピュータ(以下、「CPU」という。)80と、所要の固定情報を格納した記憶手段としての内部ROM(以下、単に「ROM」という。)81と、ワーキングメモリ等として使用する記憶手段としてのRAM82と、を備えている。更に、制御部は、外部のコンピュータ装置などのホスト側から転送される画像データ(「ドットデータ」又は「ドットパターンデータ」という。)を格納する記憶手段としての画像メモリ(ラスデータメモリ)83を備えている。また、制御部は、パラレル入出力(PIO)ポート84と、パラレル入出力(PIO)ポート86と、駆動信号生成回路87と、ヘッド駆動回路88と、ドライバ89とを備えている。
Next, control of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a main part of a control system of the image forming apparatus according to the present embodiment. In FIG. 15, a control unit as a control means includes a microcomputer (hereinafter referred to as “CPU”) 80 that controls the entire apparatus and an internal ROM (hereinafter simply referred to as “memory” that stores necessary fixed information). ROM ”) 81 and a RAM 82 as storage means used as a working memory or the like. Further, the control unit has an image memory (lass data memory) 83 as storage means for storing image data (referred to as “dot data” or “dot pattern data”) transferred from the host side such as an external computer device. I have. In addition, the control unit includes a parallel input / output (PIO) port 84, a parallel input / output (PIO) port 86, a drive signal generation circuit 87, a head drive circuit 88, and a driver 89.
PIOポート84にはホストのプリンタドライバ側から転送される画像データなどの各種情報及びデータ、操作パネル90からの各種指示、選択情報、環境温度を検出する温度検知手段としての温度センサ92などの各種センサからの検知信号等が入力される。また、PIOポート84を介してホスト側や操作パネル90側に対して所要の情報が送出される。操作パネル90には表示ランプ等の報知手段91を備えている。 The PIO port 84 has various information and data such as image data transferred from the printer driver side of the host, various instructions from the operation panel 90, selection information, various kinds of temperature sensors 92 as temperature detecting means for detecting the environmental temperature, and the like. A detection signal or the like from the sensor is input. In addition, necessary information is sent to the host side and the operation panel 90 side via the PIO port 84. The operation panel 90 is provided with notification means 91 such as a display lamp.
また、駆動信号生成回路87は、液滴吐出ヘッド14の圧電素子114に対して印加する所要の駆動波形を有する駆動信号を生成して出力する。この駆動信号生成回路87としては、後述するように、CPU80からのデジタル信号からなる駆動波形データをアナログ信号からなる駆動信号にD/A変換するD/A変換器を用いることができる。このD/A変換器を用いることで、簡単な構成で所要の駆動波形を有する駆動信号を生成して出力することができる。 The drive signal generation circuit 87 generates and outputs a drive signal having a required drive waveform to be applied to the piezoelectric element 114 of the droplet discharge head 14. As the drive signal generation circuit 87, as will be described later, a D / A converter that D / A converts drive waveform data composed of digital signals from the CPU 80 into drive signals composed of analog signals can be used. By using this D / A converter, it is possible to generate and output a drive signal having a required drive waveform with a simple configuration.
ヘッド駆動回路(ドライバIC)88は、PIOポート86を介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、液滴吐出ヘッド14の選択された吐出チャンネルの圧電素子114に対して、駆動信号生成回路87から出力された駆動信号を印加する。 A head drive circuit (driver IC) 88 is a drive signal generation circuit 87 for the piezoelectric element 114 of the selected discharge channel of the droplet discharge head 14 based on various data and signals given through the PIO port 86. The drive signal output from is applied.
ドライバ89は、PIOポート86を介して与えられる駆動制御データに応じて主走査モータ17及び副走査モータ27を各々駆動制御することで、キャリッジ13を主走査方向に移動走査し、搬送ローラ24を回転させて用紙3を所定量搬送させる。 The driver 89 moves and scans the carriage 13 in the main scanning direction by driving and controlling the main scanning motor 17 and the sub-scanning motor 27 in accordance with driving control data given through the PIO port 86, and the conveying roller 24. The paper 3 is rotated and conveyed by a predetermined amount.
次に、上記構成の制御系における検出温度に応じた駆動波形の選択を伴うヘッド駆動制御について説明する。
図16は、上記構成の制御系における検出温度に応じた駆動波形の選択を伴うヘッド駆動制御を行う部分の一構成例を示すブロック図である。
上記CPU80を有する主制御部101は、ホスト側から送られてくる画像形成データとしてのフォントデータ(ドットデータ)を処理して、液滴吐出ヘッド14の並びに対応した縦横変換を行う。また、主制御部101は、液滴吐出ヘッド14から吐出される液滴を大滴、小滴、非印字の3値で打ち分けるために必要な2ビットの駆動データSDを生成してヘッド駆動回路(ドライバIC)88に出力する。また、主制御部101は、ヘッド駆動回路(ドライバIC)88に対して、クロック信号CLK、ラッチ信号LAT、及び、駆動波形選択信号M1〜M3を出力する。駆動波形選択信号M1〜M3は、画像ドットを形成するサイズのドット(大滴)に対応した駆動波形、小滴に対応した駆動波形、非印字に対応した駆動波形を選択するための信号である。
Next, head drive control with selection of a drive waveform according to the detected temperature in the control system having the above configuration will be described.
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of a portion that performs head drive control with selection of a drive waveform in accordance with the detected temperature in the control system having the above configuration.
The main control unit 101 having the CPU 80 processes font data (dot data) as image formation data sent from the host side, and performs corresponding vertical / horizontal conversion of the droplet discharge heads 14. Further, the main control unit 101 generates head drive by generating 2-bit drive data SD necessary for dividing the droplets ejected from the droplet ejection head 14 into three values of large droplets, small droplets, and non-printing. Output to the circuit (driver IC) 88. The main control unit 101 also outputs a clock signal CLK, a latch signal LAT, and drive waveform selection signals M1 to M3 to the head drive circuit (driver IC) 88. The drive waveform selection signals M1 to M3 are signals for selecting a drive waveform corresponding to a dot (large droplet) having a size for forming an image dot, a drive waveform corresponding to a small droplet, and a drive waveform corresponding to non-printing. .
更に、主制御部101は内部のROM81に格納した駆動波形データを読み出して駆動信号生成回路87に与える。この場合、ROM81には、複数の温度それぞれに応じて互いに異なるパラメータ(駆動条件)を有する複数種類の駆動波形データを格納している。主制御部101は、温度センサ92からの検知信号に基づいて環境温度を検出判別し、検出された温度(検出温度)に基づいて複数種類の駆動波形データから1つの駆動波形データを選択して駆動信号生成回路87に与える。 Further, the main control unit 101 reads out the drive waveform data stored in the internal ROM 81 and gives it to the drive signal generation circuit 87. In this case, the ROM 81 stores a plurality of types of drive waveform data having different parameters (drive conditions) according to each of a plurality of temperatures. The main control unit 101 detects and discriminates the environmental temperature based on the detection signal from the temperature sensor 92 and selects one drive waveform data from a plurality of types of drive waveform data based on the detected temperature (detected temperature). This is given to the drive signal generation circuit 87.
駆動信号生成回路87は、D/Aコンバータ102と増幅器103と電流増幅器104とを有する。D/Aコンバータ102は、主制御部101から与えられる駆動波形データをD/A変換してアナログ信号として出力する。増幅器103は、D/Aコンバータ102から出力されたアナログ信号を、実際の駆動電圧を有する駆動信号まで増幅する。電流増幅器104は、増幅器103から出力された駆動信号を、液滴吐出ヘッド14の圧電素子114の駆動に必要な電流を十分供給できるように増幅する。駆動信号生成回路87は、1駆動周期内に複数の駆動パルスを含む駆動波形Pvの駆動信号を生成してドライバIC(ヘッド駆動回路)88に与える。 The drive signal generation circuit 87 includes a D / A converter 102, an amplifier 103, and a current amplifier 104. The D / A converter 102 performs D / A conversion on the drive waveform data supplied from the main control unit 101 and outputs it as an analog signal. The amplifier 103 amplifies the analog signal output from the D / A converter 102 to a drive signal having an actual drive voltage. The current amplifier 104 amplifies the drive signal output from the amplifier 103 so that a current necessary for driving the piezoelectric element 114 of the droplet discharge head 14 can be sufficiently supplied. The drive signal generation circuit 87 generates a drive signal having a drive waveform Pv including a plurality of drive pulses within one drive cycle and supplies the drive signal to a driver IC (head drive circuit) 88.
ドライバIC(ヘッド駆動回路)88は、図示を省略するが、シフトレジスタとラッチ回路とデータセレクタとレベルシフタとトランスミッションゲートとを有する。シフトレジスタは、主制御部101からのクロック信号CLKによって駆動データSDを取り込む。ラッチ回路は、シフトレジスタのレジスト値をラッチ信号LATでラッチする。データセレクタは、ラッチ回路にラッチされた2ビットの駆動データによって駆動波形選択信号M1〜M3(ロジック信号)を選択する。レベルシフタは、データセレクタの出力(ロジック信号)を駆動電圧レベルに変換する。トランスミッションゲートは、レベルシフタの出力でオン/オフが制御される。このトランスミッションゲートは、駆動信号生成回路87からの駆動波形Pvが与えられ、液滴吐出ヘッド14の各ノズルに対応する圧電素子114に接続されている。 The driver IC (head drive circuit) 88 includes a shift register, a latch circuit, a data selector, a level shifter, and a transmission gate, which are not shown. The shift register takes in the drive data SD by the clock signal CLK from the main control unit 101. The latch circuit latches the resist value of the shift register with the latch signal LAT. The data selector selects drive waveform selection signals M1 to M3 (logic signals) based on the 2-bit drive data latched by the latch circuit. The level shifter converts the output (logic signal) of the data selector into a drive voltage level. The transmission gate is controlled to be turned on / off by the output of the level shifter. The transmission gate is given a drive waveform Pv from the drive signal generation circuit 87 and is connected to the piezoelectric elements 114 corresponding to the respective nozzles of the droplet discharge head 14.
ドライバIC(ヘッド駆動回路)88では、駆動データSDに応じてデータセレクタにより駆動波形選択信号M1〜M3の1つが選択される。そして、ロジック信号である選択した駆動波形選択信号M1〜M3がレベルシフタにより駆動電圧レベルに変換され、トランスミッションゲートのゲートに与えられる。これにより、トランスミッションゲートは選択された駆動波形選択信号M1〜M3の長さに応じてスイッチングされる。従って、トランスミッションゲートが開状態になっている吐出チャンネルの圧電素子114に対して、所定の駆動波形Pvを有する駆動信号である駆動パルスが印加されることになる。 In the driver IC (head drive circuit) 88, one of the drive waveform selection signals M1 to M3 is selected by the data selector in accordance with the drive data SD. Then, the selected drive waveform selection signals M1 to M3, which are logic signals, are converted into drive voltage levels by the level shifter and applied to the gate of the transmission gate. As a result, the transmission gate is switched according to the length of the selected drive waveform selection signals M1 to M3. Accordingly, a drive pulse, which is a drive signal having a predetermined drive waveform Pv, is applied to the piezoelectric element 114 of the ejection channel in which the transmission gate is open.
次に、上記検出温度に応じた駆動波形の選択を伴うヘッド駆動制御における温度補償制御について説明する。
前述のように、主制御部101は、温度センサ92の検知信号に基づき環境温度を検出し、検出温度に対応する駆動波形データをROM81から読み出し、駆動信号生成回路87に与える。しかし、通常、ROM81には、温度センサ92で検出可能温度のすべてに対応する駆動波形データを格納していない。例えば、コスト抑制のため、温度センサ92で検出可能な温度が0.5℃ごとに対し、ROM81に格納されている駆動波形データは5℃ごとの場合もある。検出可能な温度のすべてに対して駆動波形データをROM81に格納しておけば高精度での温度補償制御が可能となるが、ROM81を大容量にする必要があり、コストアップにつながってしまう。
Next, temperature compensation control in head drive control that involves selection of a drive waveform in accordance with the detected temperature will be described.
As described above, the main control unit 101 detects the environmental temperature based on the detection signal of the temperature sensor 92, reads the drive waveform data corresponding to the detected temperature from the ROM 81, and provides it to the drive signal generation circuit 87. However, normally, the ROM 81 does not store drive waveform data corresponding to all temperatures detectable by the temperature sensor 92. For example, the drive waveform data stored in the ROM 81 may be every 5 ° C. while the temperature detectable by the temperature sensor 92 is every 0.5 ° C. for cost reduction. If drive waveform data is stored in the ROM 81 for all detectable temperatures, the temperature compensation control can be performed with high accuracy. However, the ROM 81 needs to have a large capacity, leading to an increase in cost.
検出温度に対応する駆動波形データがROM81に格納されてない場合には、通常検出温度の前後の温度に対応する2つの駆動波形データを用いて線形補間した駆動波形データを用いて駆動信号が生成されて出力される。 When drive waveform data corresponding to the detected temperature is not stored in the ROM 81, a drive signal is generated using drive waveform data linearly interpolated using two drive waveform data corresponding to temperatures before and after the normal detected temperature. Is output.
図17は、本実施形態に係る温度補償制御の一例における駆動波形を示すグラフである。この例は、温度センサ92での検出可能温度が0.5℃ごとであり、ROM81に格納されている駆動波形データが5℃ごとである場合の例である。 FIG. 17 is a graph showing drive waveforms in an example of temperature compensation control according to the present embodiment. This example is an example where the temperature detectable by the temperature sensor 92 is every 0.5 ° C. and the drive waveform data stored in the ROM 81 is every 5 ° C.
図17において、温度センサ92で検出された検出温度が12.5℃の場合、ROM81には、その検出温度12.5℃に対応する駆動波形データが格納されていない。ROM81に格納されている駆動波形データの中で12.5℃の前後の温度に対応する駆動波形データは、図17中の符号A、Bで示す10℃に対応した駆動波形(以下「10℃波形」ともいう。)と15℃に対応した駆動波形(以下「15℃波形」ともいう。)である。ここで、10℃波形と15℃波形との相違点は、横軸の時間において1駆動周期中の2.0[μs]から3.0[μs]までの間の電圧であり、10℃波形では1.0[V]、15℃波形では5.0[V]である。このため、図17中の符号Cで示す12.5℃に対応する駆動波形(以下「12.5℃波形」ともいう。)の電圧は、10℃波形及び15℃波形それぞれの電圧(1.0[V]、5.0[V])から線形補間して求められる。この線形補間して求められた3.0[V](2.0[μs]〜3.0[μs]間)の電圧を有する駆動波形データが出力される。 In FIG. 17, when the detected temperature detected by the temperature sensor 92 is 12.5 ° C., the ROM 81 does not store drive waveform data corresponding to the detected temperature 12.5 ° C. Of the drive waveform data stored in the ROM 81, the drive waveform data corresponding to temperatures around 12.5 ° C. is a drive waveform corresponding to 10 ° C. indicated by symbols A and B in FIG. And a driving waveform corresponding to 15 ° C. (hereinafter also referred to as “15 ° C. waveform”). Here, the difference between the 10 ° C. waveform and the 15 ° C. waveform is the voltage between 2.0 [μs] and 3.0 [μs] in one drive cycle in the time on the horizontal axis, and the 10 ° C. waveform. Is 1.0 [V], and 15 [deg.] C. is 5.0 [V]. For this reason, the voltage of the drive waveform corresponding to 12.5 ° C. (hereinafter also referred to as “12.5 ° C. waveform”) indicated by the symbol C in FIG. 17 is the voltage (1. 0 [V], 5.0 [V]). Drive waveform data having a voltage of 3.0 [V] (between 2.0 [μs] and 3.0 [μs]) obtained by this linear interpolation is output.
図18は、図17の駆動波形データを用いた温度補償制御の一例を示すフローチャートである。図18において、温度センサ92で温度を検知した後、その温度センサ92の検知信号に基づき環境温度(12.5℃)を検出する(S101)。そして、この検出温度(12.5℃)に対応する駆動波形データがROM81に存在するか否かを判断する(S102)。図17の駆動波形データの場合は、検出温度(12.5℃)に対応する駆動波形データがROM81に存在しない(S102でN)ので、その検出温度(12.5℃)の前後の温度(10℃、15℃)に対応する10℃波形及び15℃波形のデータを読み出す。これらの10℃波形の電圧(1.0[V])及び15℃波形の電圧(5.0[V])を用いて、検出温度(12.5℃)に対応する電圧(3.0[V])を線形補間して求める(S103)。そして、上記線形補間して求めた電圧(3.0[V])が1駆動周期中の2.0[μs]から3.0[μs]までの間の電圧に設定された駆動波形を有する駆動信号を生成して出力する(S104)。 FIG. 18 is a flowchart showing an example of temperature compensation control using the drive waveform data of FIG. In FIG. 18, after the temperature is detected by the temperature sensor 92, the environmental temperature (12.5 ° C.) is detected based on the detection signal of the temperature sensor 92 (S101). Then, it is determined whether or not drive waveform data corresponding to the detected temperature (12.5 ° C.) exists in the ROM 81 (S102). In the case of the drive waveform data of FIG. 17, since drive waveform data corresponding to the detected temperature (12.5 ° C.) does not exist in the ROM 81 (N in S102), the temperature (12.5 ° C.) before and after the detected temperature (12.5 ° C.). 10 ° C. and 15 ° C. waveform data corresponding to 10 ° C. and 15 ° C.) are read out. Using these 10 ° C. waveform voltage (1.0 [V]) and 15 ° C. waveform voltage (5.0 [V]), a voltage (3.0 [V]) corresponding to the detected temperature (12.5 ° C.) is used. V]) is obtained by linear interpolation (S103). The voltage (3.0 [V]) obtained by the above linear interpolation has a drive waveform set to a voltage between 2.0 [μs] and 3.0 [μs] in one drive cycle. A drive signal is generated and output (S104).
上記図17及び図18に示すように、検出温度に対して駆動信号の電圧を線形補間して求めることができるのは、次の(1)及び(2)の理由による。
(1)液滴吐出ヘッド内の液体の温度範囲が5℃ほどの狭い温度範囲では、各温度で同じ所定の吐出速度Vj(=7.0[m/s])で液滴を吐出させるために必要な圧電素子114の液室側の表面変位量Δδが、液体の温度に対してほぼ線形とみなせる。この点は、本発明者らにより図19に示すように実験的に確認されている。
(2)また、圧力発生手段における電気機械変換素子として複数の層を重ねて形成した積層型の圧電素子を用いる場合、その圧電素子に印加される駆動信号の電圧V[V]に対し、圧電素子114の液室側の表面変位δ[μm]は線形に増加する。すなわち、積層型の圧電素子に印加される駆動信号の電圧V[V]と圧電素子114の液室側の表面変位δ[μm]との関係は線形特性を示す。この点も、本発明者らにより図20に示すように実験的に確認されている。
As shown in FIG. 17 and FIG. 18, the reason why the voltage of the drive signal can be obtained by linear interpolation with respect to the detected temperature is due to the following reasons (1) and (2).
(1) In order to eject droplets at the same predetermined ejection speed Vj (= 7.0 [m / s]) at each temperature when the temperature range of the liquid in the droplet ejection head is a narrow temperature range of about 5 ° C. The surface displacement amount Δδ on the liquid chamber side of the piezoelectric element 114 required for the above can be regarded as substantially linear with respect to the temperature of the liquid. This point has been experimentally confirmed by the present inventors as shown in FIG.
(2) Further, in the case of using a laminated piezoelectric element formed by stacking a plurality of layers as the electromechanical conversion element in the pressure generating means, a piezoelectric signal is applied to the voltage V [V] of the drive signal applied to the piezoelectric element. The surface displacement δ [μm] on the liquid chamber side of the element 114 increases linearly. That is, the relationship between the voltage V [V] of the drive signal applied to the multilayer piezoelectric element and the surface displacement δ [μm] on the liquid chamber side of the piezoelectric element 114 exhibits a linear characteristic. This point has also been experimentally confirmed by the present inventors as shown in FIG.
以上のように、本実施形態では、上記(1)及び(2)の点が確認されている条件下で、ROM81に駆動波形データが格納されていない検知温度TxについてTn≦Tx≦Tn+1を満たす温度Tn及びTn+1それぞれに対応する駆動波形データを読み出す。より具体的には、ROM81に駆動波形データが格納されていない検出温度Txに対して、その前後の温度T1,T2の駆動波形データを読み出す。そして、読み出した温度Tn及びTn+1(T1,T2)を用いて検出温度に対応する駆動信号の電圧の線形補間を行う。これにより、精度の高い温度補償制御が可能となる。 As described above, in the present embodiment, Tn ≦ Tx ≦ Tn + 1 is satisfied for the detected temperature Tx in which the drive waveform data is not stored in the ROM 81 under the conditions in which the points (1) and (2) are confirmed. Read drive waveform data corresponding to each of the temperatures Tn and Tn + 1. More specifically, with respect to the detected temperature Tx for which drive waveform data is not stored in the ROM 81, the drive waveform data of the temperatures T1 and T2 before and after that is read. Then, linear interpolation of the voltage of the drive signal corresponding to the detected temperature is performed using the read temperatures Tn and Tn + 1 (T1, T2). Thereby, highly accurate temperature compensation control becomes possible.
次に、圧力発生手段における電気機械変換素子(アクチュエータ)として薄膜型の圧電素子114を用いた場合の温度補償制御について説明する。
図21に示すように、薄膜型の圧電素子114は、前述の積層型の圧電素子とは異なり、印加される駆動信号の電圧に対し、圧力発生機構の物理的パラメータとしての圧電素子114の液室側の表面変位δが非線形に増加する。すなわち、駆動信号の電圧と、圧力発生機構の物理的パラメータとしての圧電素子114の液室側の表面変位δとの関係が、非線形の関係にある。このように、薄膜型の圧電素子では、積層型の圧電素子と異なり、液室側の表面変位の電圧特性が線形でないために、前記図18〜図20で示した検出温度に対応する駆動信号の電圧の線形補間を行うと、液滴の着弾位置ズレが生じるおそれがある。薄膜型の圧電素子では、駆動信号の電圧の低い領域では線形に近い表面変位特性を示すが、高電圧印加時(30V付近)には、図21中の符号Bの曲線に示すように表面変位δの飽和傾向が見られる。この飽和傾向は、薄膜型の圧電素子では駆動源である圧電膜が約1[μm]以上2[μm]以下の薄い膜であり、その膜内の電界強度が非常に高くなるためと考えられている。
Next, temperature compensation control when a thin film type piezoelectric element 114 is used as an electromechanical conversion element (actuator) in the pressure generating means will be described.
As shown in FIG. 21, the thin film type piezoelectric element 114 is different from the above-described laminated type piezoelectric element in that the liquid of the piezoelectric element 114 as a physical parameter of the pressure generating mechanism is applied to the voltage of the applied drive signal. The chamber-side surface displacement δ increases nonlinearly. That is, the relationship between the voltage of the drive signal and the surface displacement δ on the liquid chamber side of the piezoelectric element 114 as a physical parameter of the pressure generating mechanism is a non-linear relationship. As described above, in the thin film type piezoelectric element, unlike the stacked type piezoelectric element, the voltage characteristic of the surface displacement on the liquid chamber side is not linear. Therefore, the drive signal corresponding to the detected temperature shown in FIGS. When the linear interpolation of the voltage is performed, there is a possibility that the landing position deviation of the droplet may occur. The thin film type piezoelectric element exhibits a nearly linear surface displacement characteristic in a region where the voltage of the drive signal is low, but when a high voltage is applied (near 30 V), the surface displacement is indicated by a curve B in FIG. There is a tendency for saturation of δ. This saturation tendency is considered to be due to the fact that the piezoelectric film as a driving source is a thin film of about 1 [μm] or more and 2 [μm] or less in the thin film type piezoelectric element, and the electric field strength in the film becomes very high. ing.
図22は、温度補償制御に用いられる10℃及び15℃それぞれの駆動信号の駆動波形(10℃波形、15℃波形)の他の例を示すグラフである。図22における10℃波形及び15℃波形は、駆動信号の1周期における0〜1.0[μs]及び4.0〜5.0[μs]の期間(パルスの両側の期間)それぞれにおける電圧(いわゆる、中間電位)が互いに異なる。また、10℃波形の振幅は0〜15[V]であり、15℃波形の振幅は0〜7.0[V]である。これらの10℃波形及び15℃波形を用いて温度に関する線形補間を行って求めた12.5℃波形の振幅は、0〜11.0[V]である。そして、前述の図20から、上記薄膜型の圧電素子について温度に関する線形補間を行って求めた12.5℃波形の振幅0〜11.0[V]に対応する表面変位量Δδは、0.129[μm]である。この表面変位量Δδ(=0.129[μm])は12.5℃のときの液滴吐出速度Vj=7[m/s]に必要な表面変位量Δδ=0.125[μm]を上回る(図19参照)。このため、図23に示すように、検出温度が12.5℃のときは、ノズル110aから吐出される液滴Dの吐出速度Vjが10℃や15℃のときの7.0[m/s]よりも速くなり、液滴Dの着弾位置にズレが生じる。 FIG. 22 is a graph showing another example of drive waveforms (10 ° C. waveform, 15 ° C. waveform) of drive signals of 10 ° C. and 15 ° C. used for temperature compensation control. The 10 ° C. waveform and the 15 ° C. waveform in FIG. 22 are voltages (0 to 1.0 [μs] and 4.0 to 5.0 [μs] in one cycle of the drive signal (voltages on both sides of the pulse). The so-called intermediate potentials are different from each other. The amplitude of the 10 ° C. waveform is 0 to 15 [V], and the amplitude of the 15 ° C. waveform is 0 to 7.0 [V]. The amplitude of the 12.5 ° C. waveform obtained by performing linear interpolation on the temperature using these 10 ° C. and 15 ° C. waveforms is 0 to 11.0 [V]. Then, from FIG. 20 described above, the surface displacement Δδ corresponding to the amplitude of 0 to 11.0 [V] of the 12.5 ° C. waveform obtained by performing linear interpolation on the temperature of the thin film piezoelectric element is 0. 129 [μm]. This surface displacement amount Δδ (= 0.129 [μm]) exceeds the surface displacement amount Δδ = 0.125 [μm] required for the droplet discharge speed Vj = 7 [m / s] at 12.5 ° C. (See FIG. 19). For this reason, as shown in FIG. 23, when the detected temperature is 12.5 ° C., 7.0 [m / s] when the discharge speed Vj of the droplet D discharged from the nozzle 110a is 10 ° C. or 15 ° C. ], And the landing position of the droplet D is displaced.
そこで、本実施形態では、以下の実施例に示すような薄膜型の圧電素子を用いた場合でも精度よく温度補償制御を行うことができるようにしている。 Therefore, in this embodiment, temperature compensation control can be performed with high accuracy even when a thin film type piezoelectric element as shown in the following examples is used.
次に、本実施形態の画像形成装置(液滴吐出装置)において薄膜型の圧電素子を用いた場合でも精度よく行うことができる温度補償制御の具体例について説明する。
[実施例1]
実施例1では、薄膜型の圧電素子114における駆動信号の電圧Vと表面変位δとの関係を示す非線形の変位特性を次の式(1)で近似し、この近似式(1)に基づいて、図18における駆動波形の補間を行っている。式(1)中のaは定数である。
δ=a・V0.5 (1)
Next, a specific example of temperature compensation control that can be accurately performed even when a thin film type piezoelectric element is used in the image forming apparatus (droplet discharge apparatus) of the present embodiment will be described.
[Example 1]
In the first embodiment, the nonlinear displacement characteristic indicating the relationship between the voltage V of the driving signal and the surface displacement δ in the thin film piezoelectric element 114 is approximated by the following equation (1), and based on this approximate equation (1): The drive waveform interpolation in FIG. 18 is performed. In formula (1), a is a constant.
δ = a · V 0.5 (1)
本実施例1では、温度センサ92で検出した検出温度がTx[℃]であり、この検出温度Txに対応する駆動波形データがROM81に格納されていない場合について説明する。ここで、ROM81に駆動波形データが格納されていない検知温度TxについてTn≦Tx≦Tn+1を満たす温度Tn及びTn+1として、本実施例では、検知温度Txの前後の温度T1,T2の駆動波形データを読み出す。 In the first embodiment, a case where the detected temperature detected by the temperature sensor 92 is Tx [° C.] and drive waveform data corresponding to the detected temperature Tx is not stored in the ROM 81 will be described. Here, with respect to the detected temperature Tx for which drive waveform data is not stored in the ROM 81, assuming that the temperatures Tn and Tn + 1 satisfy Tn ≦ Tx ≦ Tn + 1, in this embodiment, the drive waveform data of temperatures T1 and T2 before and after the detected temperature Tx are used. read out.
前述の通り、駆動波形データが格納されている温度間隔が狭い温度間隔であれば、所定の吐出速度が得られる圧電素子114の表面の必要変位量Δδは温度に比例すると仮定できる。このため、検出温度Txでの圧電素子114の表面変位δxは、上記前後の温度T1、T2それぞれにおける圧電素子114の表面変位δ1、δ2を用いて、次の式(2)で示すように線形補間して求めることができる。
δx=(δ2−δ1)(Tx−T1)/(T2−T1)+δ1 (2)
As described above, if the temperature interval in which the drive waveform data is stored is a narrow temperature interval, it can be assumed that the required displacement amount Δδ of the surface of the piezoelectric element 114 at which a predetermined discharge speed is obtained is proportional to the temperature. Therefore, the surface displacement δx of the piezoelectric element 114 at the detected temperature Tx is linear as shown by the following equation (2) using the surface displacements δ1 and δ2 of the piezoelectric element 114 at the front and rear temperatures T1 and T2, respectively. It can be obtained by interpolation.
δx = (δ2−δ1) (Tx−T1) / (T2−T1) + δ1 (2)
ここで、ROM81に格納されている駆動波形データは、複数の温度それぞれに対応する時間及び電圧のデータである。検出温度Txでの電圧Vxは、温度T1及びT2それぞれに対応する電圧V1、V2を用いて、次の式(3)及び(4)で表される。
Vx=(δx/a)2 (3)
δx=a(V20.5−V10.5)(Tx−T1)/(T2−T1)+V10.5 (4)
Here, the drive waveform data stored in the ROM 81 is time and voltage data corresponding to each of a plurality of temperatures. The voltage Vx at the detected temperature Tx is expressed by the following equations (3) and (4) using the voltages V1 and V2 corresponding to the temperatures T1 and T2, respectively.
Vx = (δx / a) 2 (3)
δx = a (V2 0.5 −V1 0.5 ) (Tx−T1) / (T2−T1) + V1 0.5 (4)
本実施例1では、上記式(3)及び(4)に従い、上記検出温度Txの前後の温度T1,T2での駆動信号の1周期における低電圧部、中間電圧部及び高電圧部それぞれの電圧V1,V2から、検出温度Txでの駆動信号の各部の電圧を補間して求めている。そして、その補間して求めた各部の電圧を有する波形の駆動信号を、検出温度Tx時の駆動信号として生成して出力する。 In the first embodiment, the voltages of the low voltage portion, the intermediate voltage portion, and the high voltage portion in one cycle of the drive signal at the temperatures T1 and T2 before and after the detected temperature Tx according to the above formulas (3) and (4). The voltage of each part of the drive signal at the detected temperature Tx is obtained by interpolation from V1 and V2. And the drive signal of the waveform which has the voltage of each part calculated | required by the interpolation is produced | generated and output as a drive signal at the detection temperature Tx.
ここで、上記式(4)は、温度T1,T2に対応する電圧V1,V2を圧電素子114の表面変位δ1,δ2に変換する処理と、その表面変位δ1,δ2から検知温度Txに対応する表面変位δxを線形補間して求める処理とを一緒に行う式である。なお、実際の温度補償制御において、上記式(4)を用いた処理は、駆動波形の全体(例えば後述の図24参照)に対して実行される。すなわち、上記式(4)は、次の2つの処理A,Bを一緒の行う式である。
処理A:温度T1,T2に対応する駆動波形データを温度T1,T2に対応する圧電素子の表面変位δの時間変化データに変換する処理。
処理B:温度T1,T2に対応する圧電素子の表面変位δの時間変化データから検知温度Txに対応する圧電素子の表面変位δの時間変化データを線形補間して求める処理。
Here, the above equation (4) corresponds to the process of converting the voltages V1, V2 corresponding to the temperatures T1, T2 into the surface displacements δ1, δ2 of the piezoelectric element 114 and the detected temperature Tx from the surface displacements δ1, δ2. This is an equation for performing processing for obtaining the surface displacement δx by linear interpolation. In the actual temperature compensation control, the process using the above equation (4) is executed on the entire drive waveform (for example, see FIG. 24 described later). That is, the above equation (4) is an equation for performing the following two processes A and B together.
Process A: A process of converting drive waveform data corresponding to the temperatures T1 and T2 into time change data of the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the temperatures T1 and T2.
Process B: A process of obtaining by linear interpolation the time change data of the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the detected temperature Tx from the time change data of the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the temperatures T1 and T2.
また、上記式(3)は、検知温度Txに対応する圧電素子114の表面変位δxを、検知温度Txに対応する電圧Vxに変換する式である。なお、実際の温度補償制御において、上記式(3)を用いた処理についても、駆動波形の全体(例えば後述の図24参照)に対して実行される。すなわち、上記式(3)は、検知温度Txに対応する圧電素子の表面変位δの時間変化データを、検知温度Txに対応する駆動波形データに変換する処理を行う式である。 Further, the above equation (3) is an equation for converting the surface displacement δx of the piezoelectric element 114 corresponding to the detected temperature Tx into a voltage Vx corresponding to the detected temperature Tx. In the actual temperature compensation control, the process using the above equation (3) is also executed for the entire drive waveform (for example, see FIG. 24 described later). That is, the above equation (3) is an equation for performing processing for converting the time change data of the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the detected temperature Tx into the drive waveform data corresponding to the detected temperature Tx.
図24は、薄膜型の圧電素子における駆動信号の電圧Vと表面変位δとの関係を示す非線形の変位特性を式(1)で近似して電圧を求めた検出温度12.5℃に対応する駆動信号の1周期における駆動波形の全体の一例を示すグラフである。図24中の曲線Cは、検出温度12.5℃に対応する駆動信号の1周期における低電圧部、中間電圧部及び高電圧部それぞれの電圧について本実施例1の温度補償制御によって補間して求めた駆動波形(12.5℃波形)である。また、図24中の曲線A及びBはそれぞれ、12.5℃波形を補間して求めるときに用いた10℃波形及び15℃波形である。また、図24中の曲線Dは、10℃波形及び15℃波形から従来の線形補間によって求めた比較例に係る12.5℃波形である。 FIG. 24 corresponds to the detected temperature of 12.5 ° C. obtained by approximating the nonlinear displacement characteristic indicating the relationship between the voltage V of the driving signal and the surface displacement δ in the thin film type piezoelectric element by the equation (1). It is a graph which shows an example of the whole drive waveform in 1 period of a drive signal. A curve C in FIG. 24 is obtained by interpolating the voltages of the low voltage portion, the intermediate voltage portion, and the high voltage portion in one cycle of the drive signal corresponding to the detected temperature of 12.5 ° C. by the temperature compensation control of the first embodiment. It is the obtained drive waveform (12.5 ° C. waveform). Curves A and B in FIG. 24 are a 10 ° C. waveform and a 15 ° C. waveform used when the 12.5 ° C. waveform is interpolated to obtain. A curve D in FIG. 24 is a 12.5 ° C. waveform according to a comparative example obtained from a 10 ° C. waveform and a 15 ° C. waveform by conventional linear interpolation.
以上のように、実施例1では、駆動信号の電圧Vと表面変位δとの関係を示す非線形の変位特性を式(1)で近似し、この近似式(1)を用いて駆動信号の電圧Vと表面変位δとの間の変換を行っている。そして、検出温度Txの前後の温度T1、T2での駆動波形データを用いて検出温度Txに対応する駆動波形を補間する温度補償制御を行っている。この温度補償制御を制御部で行うことにより、薄膜型の圧電素子のような表面変位の電圧特性が線形でないアクチュエータを圧力発生手段に用いる場合であっても、高精度の温度補償制御が可能となる。 As described above, in the first embodiment, the nonlinear displacement characteristic indicating the relationship between the voltage V of the drive signal and the surface displacement δ is approximated by the equation (1), and the voltage of the drive signal is calculated using the approximate equation (1). Conversion between V and the surface displacement δ is performed. Then, temperature compensation control for interpolating a drive waveform corresponding to the detected temperature Tx is performed using drive waveform data at temperatures T1 and T2 before and after the detected temperature Tx. By performing this temperature compensation control in the control unit, it is possible to perform highly accurate temperature compensation control even when an actuator having non-linear surface displacement voltage characteristics such as a thin film type piezoelectric element is used as the pressure generating means. Become.
なお、上記式(1)を一般化すると、次の式(5)になる。この一般化した式(5)を用いることにより、実施例1の温度補償制御を適用可能な薄膜型の圧電素子の種類が拡がる。すなわち、駆動信号の電圧V[V]と表面変位δ[μm]との関係を示す特性として様々な非線形特性を有する薄膜型の圧電素子についても、実施例1の温度補償制御を適用することができる。なお、式(5)中のakは定数[μm/V]であり、m,nは実数である。 In addition, when the above formula (1) is generalized, the following formula (5) is obtained. By using this generalized equation (5), the types of thin film piezoelectric elements to which the temperature compensation control of the first embodiment can be applied are expanded. That is, the temperature compensation control of the first embodiment can be applied to a thin film type piezoelectric element having various nonlinear characteristics as a characteristic indicating the relationship between the voltage V [V] of the drive signal and the surface displacement δ [μm]. it can. In Equation (5), a k is a constant [μm / V], and m and n are real numbers.
[実施例2]
実施例2では、上記式(1)の代わりに制御部に予め格納したδ−V変換テーブルを用いて、駆動信号の電圧Vと表面変位δとの間の変換を行っている。また、本実施例2では、上記実施例1の場合と同様に、温度センサ92で検出した検出温度がTx[℃]であり、この検出温度Txに対応する駆動波形データがROM81に格納されていない場合について説明する。なお、本実施例2において、前述の実施例1と共通する部分については説明を省略する。
[Example 2]
In the second embodiment, conversion between the voltage V of the drive signal and the surface displacement δ is performed using a δ-V conversion table stored in advance in the control unit instead of the above equation (1). In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the detected temperature detected by the temperature sensor 92 is Tx [° C.], and drive waveform data corresponding to the detected temperature Tx is stored in the ROM 81. The case where there is not will be described. In the second embodiment, the description of the parts common to the first embodiment will be omitted.
ここで、ROM81に駆動波形データが格納されている温度のうち検出温度Txの前後の温度をそれぞれT1、T2とする。表1は、δ−V変換テーブルの一例である。
実施例2において、ROM81に格納されている駆動波形データの中で12.5℃の前後の温度に対応する駆動波形データは10℃波形と15℃波形である(図17参照)。ここで、10℃波形と15℃波形との相違点は2.0[μs]から3.0[μs]までの間の電圧であり、10℃波形では1.0[V]、15℃波形では5.0[V]である。 In the second embodiment, drive waveform data corresponding to temperatures around 12.5 ° C. among the drive waveform data stored in the ROM 81 are a 10 ° C. waveform and a 15 ° C. waveform (see FIG. 17). Here, the difference between the 10 ° C. waveform and the 15 ° C. waveform is a voltage between 2.0 [μs] and 3.0 [μs], and the 10 ° C. waveform is 1.0 [V] and the 15 ° C. waveform. Then, it is 5.0 [V].
ここで、表1のδ−V変換テーブルから、12.5℃波形に対応する圧電素子の表面変位δは、0.071[μm]である。この表面変位δ=0.071[μm]は次の手順で求めることができる。表1から、10℃波形の1.0[V]に相当する圧電素子の表面変位δは0.044[μm]であり、15℃波形の5.0[V]に相当する圧電素子の表面変位δは0.098[μm]である。これらの変位δの値から12.5℃波形に対応する圧電素子の表面変位δを線形補間して求めると、前述の式(2)により、(0.098−0.044)(12.5−10)/(15−10)+0.044=0.071[μm]となる。この12.5℃波形に対応する圧電素子の表面変位δから、表1を用いて12.5℃波形の2.0[μs]〜3.0[μs]間の電圧に変換すると、2.6[V]となる。これは、表1のδ−V変換テーブルにおいて、圧電素子の表面変位δ=0.071[μm]に対応する電圧Vが2.6[V]であるためである。 Here, from the δ-V conversion table of Table 1, the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the 12.5 ° C. waveform is 0.071 [μm]. This surface displacement δ = 0.071 [μm] can be obtained by the following procedure. From Table 1, the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to 1.0 [V] of the 10 ° C. waveform is 0.044 [μm], and the surface of the piezoelectric element corresponding to 5.0 [V] of the 15 ° C. waveform. The displacement δ is 0.098 [μm]. When the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the 12.5 ° C. waveform is obtained by linear interpolation from these displacement δ values, (0.098−0.044) (12.5) according to the above-described equation (2). −10) / (15−10) + 0.044 = 0.071 [μm]. When the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the 12.5 ° C. waveform is converted into a voltage between 2.0 [μs] and 3.0 [μs] of the 12.5 ° C. waveform using Table 1, 6 [V]. This is because in the δ-V conversion table of Table 1, the voltage V corresponding to the surface displacement δ = 0.071 [μm] of the piezoelectric element is 2.6 [V].
なお、本実施例2におけるδ−V変換テーブルを用いた温度補償制御における処理は、上記実施例1と同様に、駆動波形の全体(例えば図24参照)に対して実行される。すなわち、上記δ−V変換テーブルを用いて、検知温度Txの前後の温度T1,T2に対応する駆動波形データが、温度T1,T2に対応する圧電素子の表面変位δの時間変化データに変換される。そして、その温度T1,T2に対応する圧電素子の表面変位δの時間変化データから、検知温度Txに対応する圧電素子の表面変位δの時間変化データが線形補間して求められる。また、上記δ−V変換テーブルを用いて、検知温度Txに対応する圧電素子の表面変位δの時間変化データが、検知温度Txに対応する駆動波形データに変換される。 Note that the processing in the temperature compensation control using the δ-V conversion table in the second embodiment is performed on the entire drive waveform (see, for example, FIG. 24) as in the first embodiment. That is, using the δ-V conversion table, the drive waveform data corresponding to the temperatures T1 and T2 before and after the detected temperature Tx is converted into time change data of the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the temperatures T1 and T2. The Then, the time change data of the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the detected temperature Tx is obtained by linear interpolation from the time change data of the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the temperatures T1 and T2. Further, using the δ-V conversion table, the time change data of the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the detected temperature Tx is converted into drive waveform data corresponding to the detected temperature Tx.
以上のように、本実施例2では、前述の実施例1のように数式を利用する場合のみならず、δ−V変換テーブルを制御部にあらかじめ持つことでも、実施例1と同様に高精度の温度補償制御が可能となる。すなわち、薄膜型の圧電素子のような表面変位の電圧特性が線形でないアクチュエータを圧力発生手段に用いる場合であっても、高精度の温度補償制御が可能となる。 As described above, in the second embodiment, not only when using mathematical formulas as in the first embodiment described above, but also by having a δ-V conversion table in the control unit in advance, high accuracy is achieved as in the first embodiment. Temperature compensation control is possible. That is, even when an actuator having a non-linear voltage characteristic of surface displacement such as a thin film type piezoelectric element is used for the pressure generating means, highly accurate temperature compensation control can be performed.
[実施例3]
実施例3は、δ−V変換テーブル内に対応する電圧が存在しない場合の実施例である。すなわち、前述の実施例2では、10℃波形及び15℃波形それぞれの2.0[μs]〜3.0[μs]間の電圧(1.0,5.0[V])がδ−V変換テーブル内に存在する例を挙げた。実施例3は、これらの電圧(1.0,5.0[V])の少なくとも一方がδ−V変換テーブル内にない場合の例である。なお、本実施例3において、前述の実施例1、2と共通する部分については説明を省略する。
[Example 3]
The third embodiment is an embodiment where there is no corresponding voltage in the δ-V conversion table. That is, in Example 2 described above, the voltage (1.0, 5.0 [V]) between 2.0 [μs] and 3.0 [μs] of each of the 10 ° C. waveform and the 15 ° C. waveform is δ−V. An example is given in the conversion table. In the third embodiment, at least one of these voltages (1.0, 5.0 [V]) is not in the δ-V conversion table. In the third embodiment, the description of the parts common to the first and second embodiments will be omitted.
実施例3では、温度センサ92での検出温度が8.5℃で、ROM81に格納されている駆動波形データの中で8.5℃の前後の温度に対応する駆動波形データは5℃波形と10℃波形とする(図25参照)。5℃波形と10℃波形の相違点は2.0[μs]〜3.0[μs]間の電圧であり、5℃波形では0.15[V]であり、15℃波形では1.0[V]である。 In the third embodiment, the temperature detected by the temperature sensor 92 is 8.5 ° C., and drive waveform data corresponding to temperatures around 8.5 ° C. among the drive waveform data stored in the ROM 81 is a 5 ° C. waveform. The waveform is 10 ° C. (see FIG. 25). The difference between the 5 ° C. waveform and the 10 ° C. waveform is the voltage between 2.0 [μs] and 3.0 [μs], which is 0.15 [V] for the 5 ° C. waveform and 1.0 for the 15 ° C. waveform. [V].
ここで、5℃波形に対応する電圧Vから圧電素子の表面変位δへの変換ができない。これは、5℃波形の2.0[μs]〜3.0[μs]間の電圧0.15[V]が表1のδ−V変換テーブル内に存在しないためである。 Here, it is impossible to convert the voltage V corresponding to the 5 ° C. waveform into the surface displacement δ of the piezoelectric element. This is because the voltage 0.15 [V] between 2.0 [μs] and 3.0 [μs] of the 5 ° C. waveform does not exist in the δ-V conversion table of Table 1.
そこで、本実施例3では、5℃波形の電圧Vから圧電素子の表面変位δへの変換を行うために、5℃波形の電圧に最も近い電圧を代用して変換する。本例の場合、5℃波形の電圧0.15[V]に最も近いδ−V変換テーブル中の電圧は0.20[V]であり、5℃波形の電圧Vから圧電素子の表面変位δへの変換の際に、この値(=0.20[V])を代用する。このような電圧の代用を行って変換することで、8.5℃のときの駆動波形(以下「8.5℃波形」という。)の2.0[μs]〜3.0[μs]間の電圧は0.8[V]となる。この電圧V=0.8[V]は次の手順で求めることができる。5℃波形の電圧0.15[V]の代わりに表1のδ−V変換テーブル上の電圧0.20[V]を代用すると、電圧0.20[V]に対応する圧電素子の表面変位δは0.020[μm]である。また、表1から10℃波形の1.0[V]に相当する圧電素子の表面変位δは0.044[μm]である。これらの表面変位δの値を用いて8.5℃波形に対応する圧電素子の表面変位δを電圧に関して線形補間して求めると、前述の式(2)により、(0.044−0.020)(8.5−5)/(10−5)+0.020=0.037[μm]となる。ここで、式(2)のTをVに置き換えることで電圧による線形補間が可能となる。この表面変位0.037[μm]に対応する電圧Vは、表1から、0.8[V]となる。 Therefore, in the third embodiment, in order to convert the voltage V having the 5 ° C. waveform to the surface displacement δ of the piezoelectric element, the voltage closest to the voltage having the 5 ° C. waveform is used instead. In this example, the voltage in the δ-V conversion table closest to the voltage 0.15 [V] of the 5 ° C. waveform is 0.20 [V], and the surface displacement δ of the piezoelectric element from the voltage V of the 5 ° C. waveform. This value (= 0.20 [V]) is substituted in the conversion to. By performing conversion by substituting such a voltage, between 2.0 [μs] and 3.0 [μs] of the drive waveform at 8.5 ° C. (hereinafter referred to as “8.5 ° C. waveform”). Is 0.8 [V]. This voltage V = 0.8 [V] can be obtained by the following procedure. When the voltage 0.20 [V] on the δ-V conversion table of Table 1 is substituted for the voltage 0.15 [V] of the 5 ° C. waveform, the surface displacement of the piezoelectric element corresponding to the voltage 0.20 [V] δ is 0.020 [μm]. Further, from Table 1, the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to 1.0 [V] of the 10 ° C. waveform is 0.044 [μm]. When the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the 8.5 ° C. waveform is obtained by linear interpolation with respect to the voltage using these surface displacement δ values, (0.044−0.020) is obtained by the above equation (2). ) (8.5-5) / (10-5) + 0.020 = 0.037 [μm]. Here, linear interpolation by voltage becomes possible by replacing T in the expression (2) with V. From Table 1, the voltage V corresponding to this surface displacement of 0.037 [μm] is 0.8 [V].
以上のように、実施例3では、駆動波形中の電圧に対応する電圧が、δ−V変換テーブル内に存在しない場合についても、実施例2と同様に、検出温度に対応する圧電素子の表面変位δの補間を行うことが可能となる。 As described above, in Example 3, even when the voltage corresponding to the voltage in the drive waveform does not exist in the δ-V conversion table, similarly to Example 2, the surface of the piezoelectric element corresponding to the detected temperature. The displacement δ can be interpolated.
[実施例4]
実施例4は、δ−V変換テーブル内に対応する電圧Vが存在しない場合の他の実施例である。本実施例4では、前述の実施例3のようにδ−V変換テーブル中の最も近い電圧を代用するのではなく、電圧Vに最も近い前後の電圧に対応するそれぞれの圧電素子の表面変位δを用いて、検出温度に対応する圧電素子の表面変位δを線形補間して求めている。つまり、変換前の駆動波形データの電圧Vがδ−V変換テーブルにない場合に、δ−V変換テーブル中の電圧のうちVp≦V≦Vp+1を満たすVp及びVp+1それぞれに対応する表面変位δp及びδp+1の線形補間を行っている。なお、本実施例4において、前述の実施例1〜3と共通する部分については説明を省略する。
[Example 4]
The fourth embodiment is another embodiment where there is no corresponding voltage V in the δ-V conversion table. In the fourth embodiment, instead of substituting the closest voltage in the δ-V conversion table as in the third embodiment, the surface displacement δ of each piezoelectric element corresponding to the voltage before and after the voltage V is the closest. The surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the detected temperature is obtained by linear interpolation. That is, when the voltage V of the drive waveform data before conversion is not in the δ-V conversion table, the surface displacement δp corresponding to Vp and Vp + 1 satisfying Vp ≦ V ≦ Vp + 1 among the voltages in the δ-V conversion table and Linear interpolation of δp + 1 is performed. In the fourth embodiment, the description of the parts common to the first to third embodiments will be omitted.
実施例4では実施例3と同様の場合について説明する。すなわち、温度センサ92での検出温度が8.5℃であり、ROM81に格納されている駆動波形データの中で8.5℃の前後の温度に対応する駆動波形データが5℃波形と10℃波形とする(図25参照)。 In the fourth embodiment, a case similar to that in the third embodiment will be described. That is, the temperature detected by the temperature sensor 92 is 8.5 ° C., and the drive waveform data corresponding to the temperature around 8.5 ° C. among the drive waveform data stored in the ROM 81 is the 5 ° C. waveform and 10 ° C. A waveform is used (see FIG. 25).
ここで、前述の通り、5℃波形の2.0[μs]〜3.0[μs]間の電圧0.15[V]がδ−V変換テーブルにないため、圧電素子の表面変位δへの変換ができない。この5℃波形に対応する圧電素子の表面変位δを、0.15[V]の前後の電圧に対応する表面変位から線形補間すると0.015[μm]である。この0.015[μm]は次の手順で求めることができる。表1から、電圧0.15[V]の前後の電圧はそれぞれ0.0[V]及び0.20[V]である。また、これら2つの電圧に対応する圧電素子の表面変位δはそれぞれ0.00[μm]及び0.02[μm]である。この2つの表面変位δから、5℃波形電圧に対応する圧電素子の表面変位δを電圧に関して線形補間して求めると、前述の式(2)により、(0.02−0.00)(0.15−0)/(0.20−0)+0=0.015[μm]となる。ここで、式(2)のTをVに置き換えることで電圧による線形補間が可能となる。 Here, as described above, since the voltage 0.15 [V] between 2.0 [μs] and 3.0 [μs] of the 5 ° C. waveform is not in the δ-V conversion table, the surface displacement δ of the piezoelectric element is increased. Cannot be converted. When the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the 5 ° C. waveform is linearly interpolated from the surface displacement corresponding to voltages around 0.15 [V], it is 0.015 [μm]. This 0.015 [μm] can be determined by the following procedure. From Table 1, the voltages before and after the voltage 0.15 [V] are 0.0 [V] and 0.20 [V], respectively. The surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to these two voltages is 0.00 [μm] and 0.02 [μm], respectively. When the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the 5 ° C. waveform voltage is obtained by linear interpolation with respect to the voltage from the two surface displacements δ, (0.02-0.00) (0 .15-0) / (0.20-0) + 0 = 0.015 [μm]. Here, linear interpolation by voltage becomes possible by replacing T in the expression (2) with V.
このようにδ−V変換テーブルにない電圧に対応する表面変位δを、前後の電圧により線形補間することで、8.5[V]波形の2.0[μs]〜3.0[μs]間の電圧は0.6[V]となる。この0.6[V]は次の手順で求めることができる。前述の通り、5℃波形の電圧0.15[V]の表面変位δは0.015[μm]であり、また10℃波形の1.0[V]に相当する表面変位δは0.044[μm]である。こられの表面変位の値を用いて8.5℃波形に対応する表面変位δを線形補間すると、前述の式(2)により、(0.044−0.015)(8.5−5)/(10−5)+0.015=0.035[μm]となる。この表面変位0.035[μm]に対応する電圧は、表1から、0.6[V]となる。 As described above, the surface displacement δ corresponding to the voltage not included in the δ-V conversion table is linearly interpolated by the front and rear voltages, so that the waveform of the 8.5 [V] waveform is 2.0 [μs] to 3.0 [μs]. The voltage between them is 0.6 [V]. This 0.6 [V] can be obtained by the following procedure. As described above, the surface displacement δ of the voltage 0.15 [V] of the 5 ° C. waveform is 0.015 [μm], and the surface displacement δ corresponding to 1.0 [V] of the 10 ° C. waveform is 0.044. [Μm]. When the surface displacement δ corresponding to the 8.5 ° C. waveform is linearly interpolated using these surface displacement values, (0.044−0.015) (8.5-5) according to the above equation (2). /(10−5)+0.015=0.035 [μm]. From Table 1, the voltage corresponding to this surface displacement of 0.035 [μm] is 0.6 [V].
以上のように、実施例4では、駆動波形中の電圧に対応する電圧が、δ−V変換テーブル内に存在しない場合についても、実施例2、3と同様に、検出温度に対応する圧電素子の表面変位δの補間を行うことが可能となる。 As described above, in the fourth embodiment, even when the voltage corresponding to the voltage in the drive waveform does not exist in the δ-V conversion table, as in the second and third embodiments, the piezoelectric element corresponding to the detected temperature. It is possible to interpolate the surface displacement δ.
[実施例5]
実施例5は、δ−V変換テーブル内に対応する表面変位δが存在しない場合の実施例である。なお、本実施例5において、前述の実施例1〜4と共通する部分については説明を省略する。
[Example 5]
The fifth embodiment is an embodiment where there is no corresponding surface displacement δ in the δ-V conversion table. In the fifth embodiment, description of portions common to the first to fourth embodiments will be omitted.
本実施例5では、温度補償制御に用いる駆動波形データがROM81に格納されている前述の図22に示す10℃波形及び15℃波形であり、表2に示すδ―V変換テーブルを用いている。また、本実施例5では、温度センサ92での検知温度が11℃の場合について説明する。
温度センサ92での検知温度が11℃の場合、ROM81に11℃に対応する駆動波形データは格納されておらず、ROM81に格納されている駆動波形データの中で11℃の前後の温度に対応する駆動波形データは10℃波形と15℃波形である(図22参照)。ここで、10℃波形と15℃波形の相違点は0〜1.0[μs]間及び4.0〜5.0[μs]間の電圧であり、10℃波形では15[V]であり、15℃波形では7.0[V]である。これらの波形から11℃波形の圧電素子の表面変位δを算出すると0.159[μm]である。この0.159[μm]は次の手順で求めることができる。表2から、10℃波形の15[V]に相当する表面変位δは0.170[μm]であり、15℃波形の7.0[V]に相当する表面変位δは0.116[μm]である。これらの表面変位δの値を用いて11℃波形に対応する表面変位δを線形補間しても求めると、前述の式(2)により、(0.170−0.116)(11−15)/(10−15)+0.116=0.159[μm]となる。 When the temperature detected by the temperature sensor 92 is 11 ° C., the drive waveform data corresponding to 11 ° C. is not stored in the ROM 81, and the drive waveform data stored in the ROM 81 corresponds to temperatures around 11 ° C. The drive waveform data to be performed is a 10 ° C. waveform and a 15 ° C. waveform (see FIG. 22). Here, the difference between the 10 ° C. waveform and the 15 ° C. waveform is the voltage between 0 to 1.0 [μs] and 4.0 to 5.0 [μs], and the 10 ° C. waveform is 15 [V]. In the 15 ° C. waveform, 7.0 [V]. The surface displacement δ of the piezoelectric element having an 11 ° C. waveform is calculated from these waveforms to be 0.159 [μm]. This 0.159 [μm] can be obtained by the following procedure. From Table 2, the surface displacement δ corresponding to 15 [V] of the 10 ° C. waveform is 0.170 [μm], and the surface displacement δ corresponding to 7.0 [V] of the 15 ° C. waveform is 0.116 [μm]. ]. When these surface displacements δ are used to obtain the surface displacement δ corresponding to the 11 ° C. waveform by linear interpolation, (0.170−0.116) (11-15) according to the above equation (2). /(10−15)+0.116=0.159 [μm].
ここで、11℃波形に対応する表面変位δ(=0.159[μm])から電圧への変換ができない。これは、11℃波形の0〜1.0[μs]間及び4.0〜5.0[μs]間に対応する表面変位δ(=0.159[μm])が表2のδ−V変換テーブル内に存在しないためである。 Here, it is impossible to convert the surface displacement δ (= 0.159 [μm]) corresponding to the 11 ° C. waveform into a voltage. This is because the surface displacement δ (= 0.159 [μm]) corresponding to 0 to 1.0 [μs] and 4.0 to 5.0 [μs] of the 11 ° C. waveform is δ−V in Table 2. This is because it does not exist in the conversion table.
そこで、本実施例5では、電圧への変換を行うために、11℃波形に対応する表面変位δ(=0.159[μm])に最も近い表面変位δを代用して変換している。これにより、11℃波形の0〜1.0[μs]間及び4.0〜5.0[μs]間の電圧は13.0[V]となる。すなわち、本実施例5の場合、11℃波形の表面変位δ(=0.159[μm])に最も近い表2のδ−V変換テーブル中の表面変位δは0.158[μm]である。この表面変位δの値(=0.158[μm])を11℃波形の表面変位δとして代用すると、これに対応する電圧は表2により13.0[V]となる。 Therefore, in the fifth embodiment, in order to convert to voltage, the surface displacement δ closest to the surface displacement δ (= 0.159 [μm]) corresponding to the 11 ° C. waveform is used instead of the conversion. Thereby, the voltage between 0-1.0 [μs] and 4.0-5.0 [μs] of the 11 ° C. waveform is 13.0 [V]. That is, in the case of Example 5, the surface displacement δ in the δ-V conversion table of Table 2 closest to the surface displacement δ (= 0.159 [μm]) of the 11 ° C. waveform is 0.158 [μm]. . When the value of the surface displacement δ (= 0.158 [μm]) is substituted for the surface displacement δ of the 11 ° C. waveform, the corresponding voltage is 13.0 [V] according to Table 2.
以上のように、実施例5では、駆動波形中の電圧に対応する圧電素子の表面変位δが、δ−V変換テーブル内に存在しない場合についても、実施例2と同様に、検出温度に対応する圧電素子の表面変位δの補間を行うことが可能となる。 As described above, in the fifth embodiment, the case where the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the voltage in the drive waveform does not exist in the δ-V conversion table corresponds to the detected temperature as in the second embodiment. It is possible to interpolate the surface displacement δ of the piezoelectric element.
[実施例6]
実施例6は、δ−V変換テーブル内に対応する表面変位δが存在しない場合の他の実施例である。なお、本実施例6において、前述の実施例1〜5と共通する部分については説明を省略する。
[Example 6]
The sixth embodiment is another embodiment where the corresponding surface displacement δ does not exist in the δ-V conversion table. In the sixth embodiment, the description of the parts common to the first to fifth embodiments will be omitted.
本実施例6では、実施例5のようにδ−V変換テーブル中の最も近い表面変位を代用するのではなく、最も近い前後の表面変位に対応するそれぞれの電圧の線形補間により、変換テーブル内に存在しない表面変位に対応する電圧を算出して補間するものである。つまり、変換前の圧電素子の液室側の表面変位δがδ−V変換テーブルにない場合は、δ−V変換テーブル中の表面変位のうちδq≦δ≦δq+1を満たすδq及びδq+1それぞれに対応する駆動波形データのVq及びVq+1の線形補間を行っている。 In the sixth embodiment, instead of substituting the nearest surface displacement in the δ-V conversion table as in the fifth embodiment, linear interpolation of respective voltages corresponding to the nearest front and rear surface displacements is performed. The voltage corresponding to the surface displacement that does not exist is calculated and interpolated. That is, when the surface displacement δ on the liquid chamber side of the piezoelectric element before conversion is not in the δ-V conversion table, it corresponds to each of δq and δq + 1 satisfying δq ≦ δ ≦ δq + 1 among the surface displacements in the δ-V conversion table. Linear interpolation of Vq and Vq + 1 of the drive waveform data to be performed is performed.
実施例6では前述の実施例5と同様の場合を考える。すなわち、温度センサ92での検出温度が11℃であり、ROM81に格納されている駆動波形データの中で11℃の前後の温度に対応する駆動波形データが10℃波形と15℃波形とする(図22参照)。このとき、前述の通り、11℃波形に対応する表面変位δ(=0.159[μm])が表2のδ−V変換テーブルにないため、電圧への変換ができない。 In the sixth embodiment, a case similar to that of the above-described fifth embodiment is considered. That is, the temperature detected by the temperature sensor 92 is 11 ° C., and the drive waveform data corresponding to temperatures around 11 ° C. among the drive waveform data stored in the ROM 81 is a 10 ° C. waveform and a 15 ° C. waveform ( (See FIG. 22). At this time, as described above, since the surface displacement δ (= 0.159 [μm]) corresponding to the 11 ° C. waveform is not in the δ-V conversion table of Table 2, it cannot be converted into a voltage.
そこで、11℃波形に対応する電圧Vを、11℃波形に対応する表面変位δ(=0.159[μm])の前後の表面変位から電圧Vの線形補間をすると、13.2[V]である。この電圧13.2[V]は次の手順で求めることができる。表2から、表面変位0.159[μm]の前後にある表面変位はそれぞれ0.158[μm]及び0.161[μm]である。そして、表2から、これら2つの表面変位δに対応する電圧Vはそれぞれ13.0[V]及び13.5[V]である。この2つの電圧から、11℃波形変位に対応する電圧を、変位による線形補間により算出すると、前述の式(2)により、(13.5−13.0)(0.159−0.158)/(0.161−0.158)+13=13.2[V]となる。ここで、式(2)のδをV、Tをδにすることで電圧による線形補間ができる。 Therefore, when the voltage V corresponding to the 11 ° C. waveform is linearly interpolated from the surface displacement before and after the surface displacement δ (= 0.159 [μm]) corresponding to the 11 ° C. waveform, 13.2 [V]. It is. This voltage 13.2 [V] can be obtained by the following procedure. From Table 2, the surface displacements before and after the surface displacement of 0.159 [μm] are 0.158 [μm] and 0.161 [μm], respectively. From Table 2, the voltages V corresponding to these two surface displacements δ are 13.0 [V] and 13.5 [V], respectively. When the voltage corresponding to the 11 ° C. waveform displacement is calculated from these two voltages by linear interpolation based on the displacement, (13.5-13.0) (0.159-0.158) according to the above-described equation (2). /(0.161−0.158)+13=13.2 [V]. Here, linear interpolation by voltage can be performed by setting δ in equation (2) to V and T to δ.
以上のように、実施例6では、駆動波形中の電圧に対応する圧電素子の表面変位δが、δ−V変換テーブル内に存在しない場合についても、実施例2、5と同様に、検出温度に対応する圧電素子の表面変位δの補間を行うことが可能となる。 As described above, in Example 6, even when the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to the voltage in the drive waveform does not exist in the δ-V conversion table, the detected temperature is the same as in Examples 2 and 5. It is possible to interpolate the surface displacement δ of the piezoelectric element corresponding to.
なお、上記実施形態及び各実施例において、液滴吐出ヘッドの圧電素子に出力する駆動信号の駆動波形を入れ替えるタイミングについては、様々なバリエーションが考えられる。例えば、液滴吐出ヘッドの圧電素子に出力する駆動信号の駆動波形を入れ替えるタイミングは、画像形成装置の記録媒体(印刷物)の1ページごと又は複数ページごと、一定時間ごと、液滴空吐出のタイミングごと等に設定してもよい。
また、上記実施形態及び各実施例において、温度検知手段としての温度センサ92の設置場所は、液滴吐出ヘッドの内部だけでなく、液滴吐出ヘッドの外側、画像形成装置の外側、液体タンク(インクカートリッジ)15内等、様々なバリエーションが考えられる。
In the above embodiment and each example, various variations can be considered for the timing of switching the drive waveform of the drive signal output to the piezoelectric element of the droplet discharge head. For example, the timing at which the drive waveform of the drive signal output to the piezoelectric element of the droplet discharge head is switched is for every page or multiple pages of the recording medium (printed material) of the image forming apparatus, every predetermined time, and the droplet empty discharge timing You may set every.
In the above-described embodiment and each example, the temperature sensor 92 as a temperature detecting unit is installed not only inside the droplet discharge head but also outside the droplet discharge head, outside the image forming apparatus, and liquid tank ( Various variations are conceivable, such as in the ink cartridge 15.
また、上記実施形態及び各実施例では、圧力発生手段を構成するアクチュエータが圧電素子であるピエゾ方式の液滴吐出ヘッドを備えた場合について説明したが、本発明は、他の方式の液滴吐出ヘッドを備えた場合にも同様に適用することができる。
例えば、本発明は、静電方式の液滴吐出ヘッドの場合に適用できる。この場合、駆動信号の印加によって変化する圧力発生機構の物理的パラメータは、駆動信号が印加される個別電極に対向する振動板の表面変位である。そして、本発明は、個別電極に印加する駆動信号と振動板の表面変位の大きさとの関係が非線形である場合でも、温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性が得られる。
また、本発明は、バブルジェット方式の液滴吐出ヘッドにも適用することができる。この場合、駆動信号によって変化する圧力発生機構の物理的パラメータは、発熱体の発熱量である。そして、本発明は、発熱体に印加する駆動信号と発熱体の発熱量の大きさとの関係が非線形である場合でも、温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性が得られる。
In the above-described embodiment and each example, the case where the actuator constituting the pressure generating unit includes a piezo-type droplet discharge head that is a piezoelectric element has been described. The same applies to the case where a head is provided.
For example, the present invention can be applied to an electrostatic droplet discharge head. In this case, the physical parameter of the pressure generating mechanism that changes due to the application of the drive signal is the surface displacement of the diaphragm facing the individual electrode to which the drive signal is applied. In the present invention, even when the relationship between the drive signal applied to the individual electrode and the magnitude of the surface displacement of the diaphragm is non-linear, stable droplet ejection characteristics that are not affected by temperature changes can be obtained.
The present invention can also be applied to a bubble jet type droplet discharge head. In this case, the physical parameter of the pressure generating mechanism that changes according to the drive signal is the amount of heat generated by the heating element. In the present invention, even when the relationship between the drive signal applied to the heating element and the amount of heat generated by the heating element is non-linear, stable droplet ejection characteristics that are not affected by temperature changes can be obtained.
また、上記図1及び図2を用いて説明した画像形成装置では、液滴吐出ヘッドから吐出した液滴を用紙に着弾させて画像を形成する場合について説明したが、本発明は、画像形成装置以外の装置にも適用することができる。例えば、本発明は、画像形成用の液滴を着弾させて付与する媒体が、用紙以外の媒体(記録媒体、転写材、記録紙)、例えば糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体である場合も同様に適用することができる。また、本発明は、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与すること場合だけでなく、文字等の意味を持たないパターンを媒体に付与する(単に液滴を吐出する)装置にも適用することができる。また、本発明は、パターニング用の液体レジストを吐出して被着弾媒体上に着弾させる装置にも適用することができる。また、本発明は、遺伝子分析試料を吐出して被着弾媒体上に着弾させる液滴吐出装置や、三次元造型用の液滴吐出装置などにも適用することができる。 Further, in the image forming apparatus described with reference to FIGS. 1 and 2 described above, a case has been described in which an image is formed by landing droplets ejected from a droplet ejection head on a sheet. It can be applied to other devices. For example, according to the present invention, the medium on which the droplets for image formation are landed and applied is a medium (recording medium, transfer material, recording paper) other than paper, such as thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass. The same applies to a medium such as wood or ceramics. The present invention is not limited to the case where an image having a meaning such as a character or a figure is applied to a medium, but also a device that applies a pattern having no meaning such as a character to the medium (simply ejects a droplet). It can also be applied to. The present invention can also be applied to an apparatus for discharging a liquid resist for patterning to land on a landing medium. The present invention can also be applied to a droplet discharge device that discharges a genetic analysis sample to land on a landing medium, a three-dimensional molding droplet discharge device, and the like.
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
液滴を吐出するノズル110aとノズル110aに連通した個別液室111a等の液室と液室内に圧力を発生させる圧力発生機構の物理的パラメータの大きさが駆動信号によって変化する圧電素子114などの圧力発生手段とを有する液滴吐出ヘッド14と、圧力発生手段に印加する駆動信号を出力するヘッド駆動回路(ドライバIC)88等の駆動信号出力手段と、複数の温度それぞれに対応する駆動信号の駆動波形データが格納されたROM81等の記憶手段と、温度を検知する温度センサ92等の温度検知手段と、温度検知手段の温度検知結果に基づいて駆動信号を出力して圧力発生手段に印加するように駆動信号出力手段を制御するCPU80を有する主制御部101等の制御手段と、を備えた液滴吐出装置であって、前記制御手段は、記憶手段に格納されている複数の温度それぞれに対応する駆動波形データのうち、温度検知手段で検知された検知温度TxについてTn≦Tx≦Tn+1を満たす温度Tn及びTn+1それぞれに対応する駆動波形データを読み出し、温度Tn及びTn+1それぞれに対応する駆動波形データを、温度Tn及びTn+1それぞれに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データに変換し、温度Tn及びTn+1それぞれに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データから、検知温度Txに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データを線形補間して求め、検知温度Txに対応する圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データを、検知温度Txに対応する駆動波形データに変換し、圧力発生手段に印加する駆動信号の生成に用いる駆動波形データを、変換後の検知温度Txに対応する駆動波形データに変更する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、圧力発生手段における駆動信号と圧力発生機構の物理的パラメータの大きさとの関係が非線形である場合に、記憶手段に駆動波形データが記憶されていない検知温度Txに対して次のように温度補償制御を行う。まず、検知温度TxについてTn≦Tx≦Tn+1を満たす温度Tn及びTn+1それぞれに対応する駆動波形データを読み出す。この駆動信号と圧力発生機構の物理的パラメータとの非線形の関係は予め調べておくことができる。従って、上記温度Tn及びTn+1それぞれに対応する駆動波形データを、温度Tn及びTn+1それぞれに対応する圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データに精度よく変換することができる。ここで、温度と圧力発生機構の物理的パラメータのとの関係はほぼ線形の関係であるとみなすことができる。従って、温度Tn及びTn+1それぞれに対応する圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データから、検知温度Txに対応する圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データを精度よく線形補間して求めることができる。そして、前述のように予め調べておくことができる駆動信号と圧力発生機構の物理的パラメータとの非線形の関係により、検知温度Txに対応する圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データを検知温度Txに対応する駆動波形データに精度よく変換できる。以上により、記憶手段に駆動波形データが記憶されていない検知温度Txについて、駆動信号の温度補償制御を精度よく行うことができる。そして、圧力発生手段に印加する駆動信号の生成に用いる駆動波形データを、前記精度よく温度補償制御された変換後の検知温度Txに対応する駆動波形データに変更する。従って、温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性を得ることができる。しかも、温度検知手段で検知可能なすべての温度範囲について駆動波形データを記憶させておく必要がないので、記憶手段の記憶容量の増加を抑制でき、低コスト化を図ることができる。よって、低コスト化を図りつつ、圧力発生手段における駆動信号と圧力発生機構の物理的パラメータの大きさとの関係が非線形である場合でも温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性を得ることができる。
(態様B)
上記態様Aにおいて、前記圧力発生手段は、駆動信号が印加されることによりノズル110aから液滴を吐出させる圧力が液室内に圧力が発生するように液室側の表面が変位する電気機械変換素子であり、前記圧力発生機構の物理的パラメータは、前記電気機械変換素子の液室側の表面変位である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、電気機械変換素子に印加する駆動信号と電気機械変換素子の液室側の表面変位の大きさとの関係が非線形である場合でも温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性を得ることができる。
(態様C)
上記態様Bにおいて、前記電気機械変換素子の液室側の表面変位をδ[μm]とし、前記駆動信号の電圧をV[V]とし、ak[μm/V]を定数とし、m及びnを実数としたとき、前記駆動波形データと電気機械変換素子の液室側の表面変位δの時間変化データとの間の変換を、前述の式(5)を用いて行う。これによれば、上記実施形態について説明したように、温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性を得ることができる電気機械変換素子の種類が拡がる。すなわち、駆動信号の電圧と電気機械変換素子の液室側の表面変位δとの関係を示す特性として様々な非線形特性を有する複数種類の電気機械変換素子についても、温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性を得ることができる。
(態様D)
上記態様Bにおいて、前記駆動波形データと電気機械変換素子の液室側の表面変位の時間変化データとの間の変換を、予め設けた変換テーブルを用いて行う。
これによれば、上記実施形態について説明したように、駆動波形データと電気機械変換素子の液室側の表面変位の時間変化データとの間の変換を簡易なデータ処理で行うことができる。
(態様E)
上記態様Dにおいて、前記変換テーブルは、駆動波形データの電圧と電気機械変換素子の液室側の表面変位とを互いに対応付けて記憶したものであり、変換前の駆動波形データの電圧Vが前記変換テーブルにない場合は、変換テーブル中の電圧のうち変換前の駆動波形データの電圧Vに最も近い電圧を代用して、変換前の駆動波形データの電圧Vから電気機械変換素子の液室側の表面変位δへの変換を行う。
これによれば、上記実施形態について説明したように、変換テーブルのデータ量を抑制しつつ、変換前の駆動波形データの電圧Vから電気機械変換素子の液室側の表面変位δへの変換を確実に行うことができる。
(態様F)
上記態様Dにおいて、前記変換テーブルは、駆動波形データの電圧と電気機械変換素子の液室側の表面変位とを互いに対応付けて記憶したものであり、変換前の駆動波形データの電圧Vが前記変換テーブルにない場合は、前記変換テーブル中の電圧のうちVp≦V≦Vp+1を満たすVp及びVp+1それぞれに対応する前記電気機械変換素子の液室側の表面変位δp及びδp+1の線形補間により、前記変換前の駆動波形データの電圧Vから前記電気機械変換素子の液室側の表面変位δへの変換を行う。
これによれば、上記実施形態について説明したように、変換テーブルのデータ量を抑制しつつ、前記変換前の駆動波形データの電圧Vから電気機械変換素子の液室側の表面変位δへの変換を確実に行うことができる。
(態様G)
上記態様D乃至Fのいずれかにおいて、前記変換テーブルは、駆動波形データの電圧と電気機械変換素子の液室側の表面変位とを互いに対応付けて記憶したものであり、変換前の電気機械変換素子の液室側の表面変位が前記変換テーブルにない場合は、前記変換テーブル中の表面変位のうち前記変換前の表面変位に最も近い表面変位を代用して、前記変換前の電気機械変換素子の液室側の表面変位から前記駆動波形データの電圧への変換を行う。
これによれば、上記実施形態について説明したように、変換テーブルのデータ量を抑制しつつ、変換前の電気機械変換素子の液室側の表面変位から駆動波形データの電圧への変換を確実に行うことができる。
(態様H)
上記態様D乃至Fのいずれかにおいて、前記変換テーブルは、駆動波形データの電圧と電気機械変換素子の液室側の表面変位とを互いに対応付けて記憶したものであり、変換前の電気機械変換素子の液室側の表面変位δが前記変換テーブルにない場合は、前記変換テーブル中の表面変位のうちδq≦δ≦δq+1を満たすδq及びδq+1それぞれに対応する前記駆動波形データのVq及びVq+1の線形補間により、前記変換前の電気機械変換素子の液室側の表面変位δから前記駆動波形データの電圧Vへの変換を行う。
これによれば、上記実施形態について説明したように、変換テーブルのデータ量を抑制しつつ、変換前の電気機械変換素子の液室側の表面変位から駆動波形データの電圧への変換を確実に行うことができる。
(態様I)
上記態様B乃至Hのいずれかにおいて、前記電気機械変換素子は、前記駆動信号と前記液室側の表面変位との関係が非線形である薄膜の圧電素子である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、薄膜の圧電素子に印加する駆動信号とその薄膜の圧電素子の液室側の表面変位の大きさとの関係が非線形である場合でも温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性を得ることができる。
(態様J)
上記態様A乃至Iのいずれかにおいて、前記温度検知手段は、前記液滴吐出ヘッドの内部に設けられている。これによれば、上記実施形態について説明したように、液滴吐出ヘッドに備える液室内の液体の温度に対する検知精度を高めることができるため、温度変化の影響を受けない安定した液滴吐出特性をより確実に得ることができる。
(態様K)
画像形成用の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置として、上記態様A乃至Jのいずれかの液滴吐出装置を備えた画像形成装置である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、低コスト化を図りつつ、温度変化の影響を受けない安定した高い品質の画像形成が可能になる。
(態様L)
上記態様Kにおいて、前記温度検知手段の温度検知結果に基づく駆動波形データの変更タイミングは、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液滴によって画像が形成される用紙3等の記録媒体の1ページ毎又は複数ページ毎である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、記録媒体のページの途中で液滴吐出特性が変化することによる画質の低下を防止することができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A nozzle 110a that discharges droplets, a liquid chamber such as an individual liquid chamber 111a that communicates with the nozzle 110a, and a physical parameter of a pressure generation mechanism that generates pressure in the liquid chamber, such as a piezoelectric element 114 that changes according to a drive signal. A droplet discharge head 14 having a pressure generating means, a driving signal output means such as a head driving circuit (driver IC) 88 that outputs a driving signal applied to the pressure generating means, and a driving signal corresponding to each of a plurality of temperatures. A storage means such as a ROM 81 in which drive waveform data is stored, a temperature detection means such as a temperature sensor 92 for detecting temperature, and a drive signal is output based on the temperature detection result of the temperature detection means and applied to the pressure generation means. And a control unit such as a main control unit 101 having a CPU 80 for controlling the drive signal output unit. Of the drive waveform data corresponding to each of a plurality of temperatures stored in the storage means, the drive waveform data corresponding to each of the temperatures Tn and Tn + 1 satisfying Tn ≦ Tx ≦ Tn + 1 for the detected temperature Tx detected by the temperature detection means , And converts the drive waveform data corresponding to the temperatures Tn and Tn + 1 to time change data of physical parameters of the pressure generating mechanism corresponding to the temperatures Tn and Tn + 1, respectively, and the pressures corresponding to the temperatures Tn and Tn + 1, respectively. The time change data of the physical parameter of the pressure generating mechanism corresponding to the detected temperature Tx is obtained by linear interpolation from the time change data of the physical parameter of the generating mechanism, and the physical parameter of the pressure generating mechanism corresponding to the detected temperature Tx is obtained. Is changed to drive waveform data corresponding to the detected temperature Tx. And the drive waveform data used for generating the drive signals to be applied to the pressure generating means, to change the driving waveform data corresponding to the detected temperature Tx after conversion.
According to this, as described in the above embodiment, when the relationship between the drive signal in the pressure generating means and the physical parameter size of the pressure generating mechanism is non-linear, the drive waveform data is stored in the storage means. Temperature compensation control is performed as follows for a detected temperature Tx that does not exist. First, drive waveform data corresponding to each of temperatures Tn and Tn + 1 satisfying Tn ≦ Tx ≦ Tn + 1 with respect to the detected temperature Tx is read. The non-linear relationship between the drive signal and the physical parameter of the pressure generation mechanism can be examined in advance. Therefore, the drive waveform data corresponding to each of the temperatures Tn and Tn + 1 can be accurately converted into time change data of physical parameters of the pressure generating mechanism corresponding to the temperatures Tn and Tn + 1. Here, the relationship between the temperature and the physical parameter of the pressure generation mechanism can be regarded as a substantially linear relationship. Therefore, the time change data of the physical parameter of the pressure generation mechanism corresponding to the detected temperature Tx can be obtained by linear interpolation with high accuracy from the time change data of the physical parameter of the pressure generation mechanism corresponding to each of the temperatures Tn and Tn + 1. it can. As described above, the time change data of the physical parameter of the pressure generating mechanism corresponding to the detected temperature Tx is obtained from the non-linear relationship between the drive signal that can be examined in advance and the physical parameter of the pressure generating mechanism. Conversion to drive waveform data corresponding to Tx is possible with high accuracy. As described above, the temperature compensation control of the drive signal can be accurately performed for the detected temperature Tx in which the drive waveform data is not stored in the storage unit. Then, the drive waveform data used for generating the drive signal applied to the pressure generating means is changed to the drive waveform data corresponding to the detected temperature Tx after the conversion subjected to the temperature compensation control with high accuracy. Therefore, stable droplet discharge characteristics that are not affected by temperature changes can be obtained. In addition, since it is not necessary to store drive waveform data for all temperature ranges that can be detected by the temperature detection means, an increase in the storage capacity of the storage means can be suppressed, and the cost can be reduced. Therefore, it is possible to obtain stable droplet discharge characteristics that are not affected by temperature changes even when the relationship between the drive signal in the pressure generating means and the physical parameter size of the pressure generating mechanism is nonlinear while reducing costs. Can do.
(Aspect B)
In the above aspect A, the pressure generating means is an electromechanical transducer in which the surface on the liquid chamber side is displaced so that the pressure for ejecting the droplets from the nozzle 110a is generated in the liquid chamber when a drive signal is applied. The physical parameter of the pressure generating mechanism is the surface displacement of the electromechanical transducer on the liquid chamber side.
According to this, as described in the above embodiment, even when the relationship between the drive signal applied to the electromechanical transducer and the magnitude of the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical transducer is non-linear, the influence of the temperature change It is possible to obtain stable droplet discharge characteristics that are not subjected to the above.
(Aspect C)
In the aspect B, the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical transducer is δ [μm], the voltage of the drive signal is V [V], a k [μm / V] is a constant, m and n Is a real number, the conversion between the drive waveform data and the time change data of the surface displacement δ on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element is performed using the above-described equation (5). According to this, as described in the above embodiment, the types of electromechanical conversion elements that can obtain stable droplet discharge characteristics that are not affected by temperature changes are expanded. That is, a plurality of types of electromechanical transducers having various non-linear characteristics as characteristics indicating the relationship between the voltage of the drive signal and the surface displacement δ on the liquid chamber side of the electromechanical transducer are also stable without being affected by temperature changes. The droplet discharge characteristics can be obtained.
(Aspect D)
In the aspect B, the conversion between the driving waveform data and the time change data of the surface displacement of the electromechanical conversion element on the liquid chamber side is performed using a conversion table provided in advance.
According to this, as described in the above embodiment, the conversion between the drive waveform data and the time change data of the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element can be performed by simple data processing.
(Aspect E)
In the above aspect D, the conversion table stores the voltage of the drive waveform data and the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element in association with each other, and the voltage V of the drive waveform data before conversion is If not in the conversion table, the voltage closest to the voltage V of the drive waveform data before conversion among the voltages in the conversion table is used instead of the voltage V of the drive waveform data before conversion from the liquid chamber side of the electromechanical conversion element. Is converted into a surface displacement δ.
According to this, as described in the above embodiment, conversion from the voltage V of the drive waveform data before conversion to the surface displacement δ on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element is performed while suppressing the data amount of the conversion table. It can be done reliably.
(Aspect F)
In the above aspect D, the conversion table stores the voltage of the drive waveform data and the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element in association with each other, and the voltage V of the drive waveform data before conversion is If not in the conversion table, linear interpolation of the surface displacements δp and δp + 1 on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element corresponding to Vp and Vp + 1 respectively satisfying Vp ≦ V ≦ Vp + 1 among the voltages in the conversion table, The voltage V of the drive waveform data before conversion is converted into the surface displacement δ on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element.
According to this, as described in the above embodiment, conversion from the voltage V of the drive waveform data before the conversion to the surface displacement δ on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element while suppressing the data amount of the conversion table. Can be performed reliably.
(Aspect G)
In any one of the above aspects D to F, the conversion table stores the voltage of the drive waveform data and the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element in association with each other, and the electromechanical conversion before conversion When the surface displacement on the liquid chamber side of the element is not in the conversion table, the surface displacement closest to the surface displacement before the conversion among the surface displacements in the conversion table is substituted, and the electromechanical conversion element before the conversion The surface displacement on the liquid chamber side is converted into the voltage of the drive waveform data.
According to this, as described in the above embodiment, the conversion from the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element before the conversion to the voltage of the drive waveform data is reliably performed while suppressing the data amount of the conversion table. It can be carried out.
(Aspect H)
In any one of the above aspects D to F, the conversion table stores the voltage of the drive waveform data and the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element in association with each other, and the electromechanical conversion before conversion When the surface displacement δ on the liquid chamber side of the element is not in the conversion table, Vq and Vq + 1 of the drive waveform data corresponding to δq and δq + 1 satisfying δq ≦ δ ≦ δq + 1, respectively, among the surface displacements in the conversion table. Conversion from the surface displacement δ on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element before conversion to the voltage V of the drive waveform data is performed by linear interpolation.
According to this, as described in the above embodiment, the conversion from the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element before the conversion to the voltage of the drive waveform data is reliably performed while suppressing the data amount of the conversion table. It can be carried out.
(Aspect I)
In any one of the above aspects B to H, the electromechanical conversion element is a thin film piezoelectric element in which the relationship between the drive signal and the surface displacement on the liquid chamber side is nonlinear.
According to this, as described in the above embodiment, even when the relationship between the drive signal applied to the thin film piezoelectric element and the surface displacement on the liquid chamber side of the thin film piezoelectric element is non-linear, Stable droplet ejection characteristics that are not affected can be obtained.
(Aspect J)
In any one of the above aspects A to I, the temperature detection means is provided inside the droplet discharge head. According to this, as described in the above embodiment, the detection accuracy with respect to the temperature of the liquid in the liquid chamber provided in the droplet discharge head can be increased, so that stable droplet discharge characteristics that are not affected by the temperature change can be obtained. It can be obtained more reliably.
(Aspect K)
An image forming apparatus including the droplet discharge device according to any one of the above-described aspects A to J as a droplet discharge device having a droplet discharge head for discharging droplets for image formation.
According to this, as described in the above embodiment, it is possible to achieve stable and high-quality image formation that is not affected by temperature changes while reducing costs.
(Aspect L)
In the above aspect K, the change timing of the drive waveform data based on the temperature detection result of the temperature detection means is set for each page of the recording medium such as the paper 3 on which an image is formed by droplets discharged from the droplet discharge head. Or, every plural pages.
According to this, as described in the above embodiment, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated due to the change in the droplet discharge characteristics in the middle of the page of the recording medium.
1 画像形成装置の装置本体
2 印字機構部(液滴吐出装置)
14 液滴吐出ヘッド
80 CPU
81 ROM
82 RAM
87 駆動信号生成回路
88 ヘッド駆動回路(ドライバIC)
92 温度センサ
101 主制御部
110 ノズル基板
110a ノズル
111 個別液室基板
111a 個別液室
111b 流体抵抗部
111c 液体供給口
112 保護基板
112a 凹部
112d 開口
113 振動板
114 圧電素子
114a 上部電極(個別電極)
114b 圧電層(圧電膜)
114c 下部電極(共通電極)
1 Image forming apparatus main body 2 Printing mechanism (droplet discharge device)
14 Droplet ejection head 80 CPU
81 ROM
82 RAM
87 Drive signal generation circuit 88 Head drive circuit (driver IC)
92 Temperature Sensor 101 Main Control Unit 110 Nozzle Substrate 110a Nozzle 111 Individual Liquid Chamber Substrate 111a Individual Liquid Chamber 111b Fluid Resistance Unit 111c Liquid Supply Port 112 Protective Substrate 112a Recessed 112d Opening 113 Vibration Plate 114 Piezoelectric Element 114a Upper Electrode (Individual Electrode)
114b Piezoelectric layer (piezoelectric film)
114c Lower electrode (common electrode)
Claims (12)
前記圧力発生手段に印加する駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、
複数の温度それぞれに対応する駆動信号の駆動波形データが格納された記憶手段と、
温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の温度検知結果に基づいて前記駆動信号を出力して前記圧力発生手段に印加するように前記駆動信号出力手段を制御する制御手段と、を備えた液滴吐出装置であって、
前記制御手段は、
前記記憶手段に格納されている前記複数の温度それぞれに対応する駆動波形データのうち、前記温度検知手段で検知された検知温度TxについてTn≦Tx≦Tn+1を満たす温度Tn及びTn+1それぞれに対応する駆動波形データを読み出し、
前記温度Tn及びTn+1それぞれに対応する駆動波形データを、前記温度Tn及びTn+1それぞれに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データに変換し、
前記温度Tn及びTn+1それぞれに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データから、前記検知温度Txに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データを線形補間して求め、
前記検知温度Txに対応する前記圧力発生機構の物理的パラメータの時間変化データを、前記検知温度Txに対応する駆動波形データに変換し、
前記圧力発生手段に印加する駆動信号の生成に用いる駆動波形データを、前記変換後の検知温度Txに対応する駆動波形データに変更することを特徴とする液滴吐出装置。 A liquid droplet ejection head having a nozzle for ejecting liquid droplets, a liquid chamber communicating with the nozzle, and a pressure generating means for changing the size of a physical parameter of a pressure generating mechanism for generating pressure in the liquid chamber according to a drive signal; ,
Drive signal output means for outputting a drive signal applied to the pressure generating means;
Storage means for storing drive waveform data of a drive signal corresponding to each of a plurality of temperatures;
Temperature detection means for detecting temperature;
Control means for controlling the drive signal output means so as to output the drive signal based on the temperature detection result of the temperature detection means and apply the drive signal to the pressure generating means,
The control means includes
Of the drive waveform data corresponding to each of the plurality of temperatures stored in the storage means, the drive corresponding to each of the temperatures Tn and Tn + 1 satisfying Tn ≦ Tx ≦ Tn + 1 for the detected temperature Tx detected by the temperature detecting means. Read waveform data,
Converting drive waveform data corresponding to each of the temperatures Tn and Tn + 1 to time change data of physical parameters of the pressure generating mechanism corresponding to the temperatures Tn and Tn + 1, respectively;
From the time change data of the physical parameters of the pressure generation mechanism corresponding to each of the temperatures Tn and Tn + 1, the time change data of the physical parameters of the pressure generation mechanism corresponding to the detected temperature Tx is obtained by linear interpolation,
Converting time change data of physical parameters of the pressure generating mechanism corresponding to the detected temperature Tx into drive waveform data corresponding to the detected temperature Tx;
A droplet discharge apparatus, wherein drive waveform data used for generating a drive signal to be applied to the pressure generating means is changed to drive waveform data corresponding to the detected temperature Tx after conversion.
前記圧力発生手段は、前記駆動信号が印加されることにより前記ノズルから液滴を吐出させる圧力が前記液室内に圧力が発生するように該液室側の表面が変位する電気機械変換素子であり、
前記圧力発生機構の物理的パラメータは、前記電気機械変換素子の前記液室側の表面変位である液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to claim 1.
The pressure generating means is an electromechanical conversion element whose surface on the liquid chamber side is displaced so that a pressure for discharging a droplet from the nozzle is generated in the liquid chamber when the drive signal is applied. ,
The droplet discharge device, wherein the physical parameter of the pressure generating mechanism is a surface displacement of the electromechanical conversion element on the liquid chamber side.
前記電気機械変換素子の液室側の表面変位をδ[μm]とし、前記駆動信号の電圧をV[V]とし、ak[μm/V]を定数とし、m及びnを実数としたとき、前記駆動波形データと前記電気機械変換素子の液室側の表面変位δの時間変化データとの間の変換を、次式を用いて行うことを特徴とする液滴吐出装置。
When the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical transducer is δ [μm], the voltage of the drive signal is V [V], a k [μm / V] is a constant, and m and n are real numbers. The liquid droplet ejection apparatus, wherein the conversion between the drive waveform data and the time change data of the surface displacement δ on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element is performed using the following equation.
前記駆動波形データと前記電気機械変換素子の液室側の表面変位の時間変化データとの間の変換を、予め設けた変換テーブルを用いて行うことを特徴とする液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to claim 2.
A droplet discharge apparatus, wherein conversion between the drive waveform data and time change data of surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element is performed using a conversion table provided in advance.
前記変換テーブルは、駆動波形データの電圧と電気機械変換素子の液室側の表面変位とを互いに対応付けて記憶したものであり、
変換前の駆動波形データの電圧が前記変換テーブルにない場合は、前記変換テーブル中の電圧のうち前記変換前の駆動波形データの電圧Vに最も近い電圧を代用して、前記変換前の駆動波形データの電圧から前記電気機械変換素子の液室側の表面変位への変換を行うことを特徴とする液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to claim 4.
The conversion table stores the voltage of the drive waveform data and the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element in association with each other,
When the voltage of the drive waveform data before conversion is not in the conversion table, the voltage closest to the voltage V of the drive waveform data before conversion among the voltages in the conversion table is substituted, and the drive waveform before conversion is converted. A droplet discharge device that performs conversion from a voltage of data into a surface displacement on a liquid chamber side of the electromechanical transducer.
前記変換テーブルは、駆動波形データの電圧と電気機械変換素子の液室側の表面変位とを互いに対応付けて記憶したものであり、
変換前の駆動波形データの電圧Vが前記変換テーブルにない場合は、前記変換テーブル中の電圧のうちVp≦V≦Vp+1を満たすVp及びVp+1それぞれに対応する前記電気機械変換素子の液室側の表面変位δp及びδp+1の線形補間により、前記変換前の駆動波形データの電圧Vから前記電気機械変換素子の液室側の表面変位δへの変換を行うことを特徴とする液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to claim 4.
The conversion table stores the voltage of the drive waveform data and the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element in association with each other,
If the voltage V of the drive waveform data before conversion is not in the conversion table, the liquid chamber side of the electromechanical conversion element corresponding to Vp and Vp + 1 satisfying Vp ≦ V ≦ Vp + 1 among the voltages in the conversion table. A droplet discharge device characterized in that the voltage V of the drive waveform data before conversion is converted into the surface displacement δ on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element by linear interpolation of surface displacements δp and δp + 1.
前記変換テーブルは、駆動波形データの電圧と電気機械変換素子の液室側の表面変位とを互いに対応付けて記憶したものであり、
変換前の電気機械変換素子の液室側の表面変位が前記変換テーブルにない場合は、前記変換テーブル中の表面変位のうち前記変換前の表面変位に最も近い表面変位を代用して、前記変換前の電気機械変換素子の液室側の表面変位から前記駆動波形データの電圧への変換を行うことを特徴とする液滴吐出装置。 In the droplet discharge device according to any one of claims 4 to 6,
The conversion table stores the voltage of the drive waveform data and the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element in association with each other,
When the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element before conversion is not in the conversion table, the surface displacement closest to the surface displacement before conversion among the surface displacements in the conversion table is used as a substitute. A droplet discharge device that performs conversion from a surface displacement on the liquid chamber side of a previous electromechanical conversion element into a voltage of the drive waveform data.
前記変換テーブルは、駆動波形データの電圧と電気機械変換素子の液室側の表面変位とを互いに対応付けて記憶したものであり、
変換前の電気機械変換素子の液室側の表面変位δが前記変換テーブルにない場合は、前記変換テーブル中の表面変位のうちδq≦δ≦δq+1を満たすδq及びδq+1それぞれに対応する前記駆動波形データのVq及びVq+1の線形補間により、前記変換前の電気機械変換素子の液室側の表面変位δから前記駆動波形データの電圧Vへの変換を行うことを特徴とする液滴吐出装置。 In the droplet discharge device according to any one of claims 4 to 6,
The conversion table stores the voltage of the drive waveform data and the surface displacement on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element in association with each other,
When the surface displacement δ on the liquid chamber side of the electromechanical transducer before conversion is not in the conversion table, the drive waveforms corresponding to δq and δq + 1 satisfying δq ≦ δ ≦ δq + 1 among the surface displacements in the conversion table. A droplet discharge device characterized by converting the surface displacement δ on the liquid chamber side of the electromechanical conversion element before conversion into the voltage V of the drive waveform data by linear interpolation of data Vq and Vq + 1.
前記電気機械変換素子は、前記駆動信号と前記液室側の表面変位との関係が非線形である薄膜の圧電素子であることを特徴とする液滴吐出装置。 In the droplet discharge device according to any one of claims 2 to 8,
The electromechanical conversion element is a thin film piezoelectric element in which the relationship between the drive signal and the surface displacement on the liquid chamber side is nonlinear.
前記温度検知手段は、前記液滴吐出ヘッドの内部に設けられていることを特徴とする液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to any one of claims 1 to 9,
The droplet discharge device, wherein the temperature detection means is provided inside the droplet discharge head.
前記温度検知手段の温度検知結果に基づく駆動波形データの変更タイミングは、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液滴によって画像が形成される記録媒体の1ページ毎又は複数ページ毎であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 11.
The change timing of the drive waveform data based on the temperature detection result of the temperature detecting means is every page or a plurality of pages of the recording medium on which an image is formed by droplets ejected from the droplet ejection head. An image forming apparatus.
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