JP6299424B2 - Liquid ejection head unit and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は液体吐出ヘッドユニット、画像形成装置に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head unit and an image forming apparatus.

画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)を記録ヘッドに用いた液体吐出記録方式の画像形成装置、例えばインクジェット記録装置が知られている。また、画像形成装置としては、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。   As an image forming apparatus, for example, a liquid discharge recording type image forming apparatus using a liquid discharge head (droplet discharge head) for discharging droplets as a recording head, for example, an ink jet recording apparatus is known. Further, as an image forming apparatus, there is a line type image forming apparatus that uses a line type head that forms an image by ejecting liquid droplets without moving a recording head.

ライン型画像形成装置で使用する用紙幅相当分のノズル列長さを有するフルライン型ヘッドや用紙幅の半分相当分のノズル列長さを有する長尺ヘッド(両者を併せて単に「長尺ヘッド」という。)としては、複数の短尺ヘッド(ヘッドチップ)を用紙幅方向に複数個並べて配列したマルチアレイヘッドなどが知られている(特許文献1)。   A full line type head having a nozzle row length equivalent to the paper width used in the line type image forming apparatus or a long head having a nozzle row length equivalent to half the paper width (both of them are simply referred to as “long head Is known as a multi-array head in which a plurality of short heads (head chips) are arranged side by side in the paper width direction (Patent Document 1).

特開2012−139980号公報JP 2012-139980 A

ところで、ヘッドチップの複数のノズルに対応する各圧力発生手段(駆動素子)に駆動波形を与えるとき、複数の圧力発生手段に対応する複数のスイッチング手段に対し、スイッチング手段の並び方向に対応して一方側から駆動波形を供給する片側供給を行う構成が知られている。   By the way, when a driving waveform is given to each pressure generating means (driving element) corresponding to a plurality of nozzles of the head chip, a plurality of switching means corresponding to the plurality of pressure generating means correspond to the arrangement direction of the switching means. A configuration in which one-sided supply for supplying a drive waveform from one side is known.

このとき、駆動波形の供給側から遠くなる位置のスイッチング手段を介して与えられる圧力発生手段ほど駆動波形のなまりが大きくなる。そのため、駆動波形の供給側に近い側のスイッチング手段を介して駆動波形が与えられる圧力発生手段に対応するノズルと、駆動波形の供給側から遠い側のスイッチング手段を介して駆動波形が与えられる圧力発生手段に対応するノズルとでは、滴吐出特性とが異なる。   At this time, the rounding of the drive waveform becomes larger as the pressure generating means is given via the switching means located farther from the drive waveform supply side. Therefore, the nozzle corresponding to the pressure generating means to which the driving waveform is given via the switching means on the side close to the driving waveform supply side, and the pressure to which the driving waveform is given via the switching means far from the driving waveform supply side The nozzle corresponding to the generating means has different droplet discharge characteristics.

その結果、上述したように複数のヘッドチップを配列して長尺ヘッド(これを「液体吐出ヘッドユニット」という)を構成した場合、並び方向で隣り合うヘッドチップのつなぎ目で滴吐出特性が異なって、つなぎ目部分での画像品質が低下するという課題がある。   As a result, when a long head (which is referred to as a “liquid ejection head unit”) is configured by arranging a plurality of head chips as described above, the droplet ejection characteristics differ at the joints between adjacent head chips in the arrangement direction. There is a problem that the image quality at the joint portion is deteriorated.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドチップのつなぎ目部分での画質低下を低減することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce deterioration in image quality at a joint portion of a head chip.

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出する複数のノズルが配列され、各ノズルに対応する複数の圧力発生手段を有する複数のヘッドチップを長尺方向に並べた液体吐出ヘッドユニットであって、
前記ヘッドチップの前記圧力発生手段の列は、前記圧力発生手段に与える駆動波形の給電部に対して近い側と遠い側とがあり、
ヘッドチップ並び方向において隣り合う2つの前記ヘッドチップは、前記駆動波形の給電部に対して近い側同士、又は、前記駆動波形の給電部に対して遠い側同士が、ヘッドチップ並び方向で重複して配置されている
構成とした。
In order to solve the above problems, a liquid discharge head unit according to the present invention includes:
A liquid discharge head unit in which a plurality of nozzles for discharging droplets are arranged and a plurality of head chips having a plurality of pressure generating means corresponding to each nozzle are arranged in the longitudinal direction,
The row of the pressure generating means of the head chip has a side closer to and a side farther from the power supply portion of the drive waveform applied to the pressure generating means,
In the two head chips adjacent in the head chip arrangement direction, the sides close to the power supply part of the drive waveform or the sides far from the power supply part of the drive waveform overlap in the head chip arrangement direction. Configuration.

本発明によれば、ヘッドチップのつなぎ目部分での画質低下を低減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce image quality deterioration at the joint portion of the head chip.

本発明の第1実施形態に係る液体吐出ヘッドユニットの模式的平面説明図である。FIG. 2 is a schematic plan view illustrating the liquid discharge head unit according to the first embodiment of the invention. ヘッドチップの一例のノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)に沿う断面説明図である。FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view along a direction (liquid chamber longitudinal direction) orthogonal to the nozzle arrangement direction of an example of a head chip. 同ヘッドチップのノズル配列方向(液室短手方向)に沿う断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which follows the nozzle arrangement direction (liquid chamber short direction) of the head chip. 液体吐出ヘッドユニットを駆動するヘッド駆動制御装置の説明に供するブロック回路図である。It is a block circuit diagram for explanation of a head drive control device that drives a liquid discharge head unit. 駆動波形の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a drive waveform. 駆動波形になまりが生じた例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which the rounded drive waveform produced. ヘッドチップの給電側に対するノズル位置と滴速度の関係の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the relationship between the nozzle position with respect to the electric power feeding side of a head chip, and droplet speed. 同実施形態におけるヘッドチップの配置説明に供する液体吐出ヘッドユニットの平面説明図及び同ヘッドユニットにおける滴速度Vjの変化の説明に供する説明図である。FIG. 6 is an explanatory plan view of a liquid discharge head unit for explaining the arrangement of head chips in the same embodiment and an explanatory diagram for explaining a change in droplet velocity Vj in the head unit. 比較例におけるヘッドチップの配置説明に供する液体吐出ヘッドユニットの平面説明図及び同ヘッドユニットにおける滴速度Vjの変化の説明に供する説明図である。It is a plane explanatory view of a liquid discharge head unit for explaining the arrangement of head chips in a comparative example, and an explanatory view for explaining a change in droplet velocity Vj in the head unit. 本発明の第2実施形態に係る液体吐出ヘッドユニットの模式的平面説明図である。FIG. 6 is a schematic plan explanatory view of a liquid discharge head unit according to a second embodiment of the present invention. 各実施形態におけるヘッドチップへの給電例の説明に供する模式的説明図である。It is typical explanatory drawing with which it uses for description of the example of electric power feeding to the head chip in each embodiment. 本発明に係る画像形成装置の一例の模式的説明図である。1 is a schematic explanatory diagram of an example of an image forming apparatus according to the present invention. 同装置の記録ヘッドユニットの一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the recording head unit of the apparatus.

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。本発明の第1実施形態に係る液体吐出ヘッドユニットについて図1を参照して説明する。図1は同液体吐出ヘッドユニットの模式的平面説明図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. A liquid discharge head unit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic plan view of the liquid discharge head unit.

この液体吐出ヘッドユニット100は、複数のヘッドチップ101をベース部材102上に長尺方向、ここではノズル配列方向に沿って千鳥状に並べて配置したものである。   In the liquid discharge head unit 100, a plurality of head chips 101 are arranged on a base member 102 in a staggered manner along the longitudinal direction, here, the nozzle arrangement direction.

ここで、ヘッドチップ101の一例について図2及び図3を参照して説明する。図2は同ヘッドチップのノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)に沿う断面説明図、図3は同ヘッドチップのノズル配列方向(液室短手方向)に沿う断面説明図である。   Here, an example of the head chip 101 will be described with reference to FIGS. 2 is a cross-sectional explanatory view along a direction (liquid chamber longitudinal direction) orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head chip, and FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction (liquid chamber short direction) of the head chip. .

このヘッドチップ101は、例えば2枚のSUS基板1A、1Bで構成した流路板1と、流路板1の一面に接合した振動板部材2と、流路板1の他面に接合したノズル板3とを有している。   The head chip 101 includes, for example, a flow path plate 1 composed of two SUS substrates 1A and 1B, a vibration plate member 2 bonded to one surface of the flow path plate 1, and a nozzle bonded to the other surface of the flow path plate 1. And a plate 3.

これらによって液滴(液体の滴)を吐出する複数のノズル4がそれぞれ通路5を介して通じる個別流路としての複数の個別液室6、個別液室6に液体を供給する供給路を兼ねた流体抵抗部7、流体抵抗部7を介して個別液室6に通じる液導入部8を形成している。   As a result, a plurality of nozzles 4 for discharging liquid droplets (liquid droplets) also serve as a plurality of individual liquid chambers 6 serving as individual flow paths that communicate with each other through a passage 5 and a supply path for supplying liquid to the individual liquid chambers 6. A fluid introducing portion 8 that communicates with the individual liquid chamber 6 via the fluid resistance portion 7 and the fluid resistance portion 7 is formed.

そして、液導入部8に振動板部材2に形成した供給口9を介してフレーム部材17に形成した共通液室10から液体を供給する。   Then, the liquid is supplied from the common liquid chamber 10 formed in the frame member 17 to the liquid introducing portion 8 through the supply port 9 formed in the diaphragm member 2.

振動板部材2は各個別液室6に対応してその壁面を形成する各振動領域(ダイアフラム部)2aを有し、振動領域2aの面外側(液室6と反対面側)に島状凸部2bが設けられている。そして、振動板部材2の島状凸部2bに振動領域2aを変形させる圧力発生手段(駆動素子、アクチュエータ手段)としての積層型圧電部材12の圧電柱12Aの上端面(接合面)を接合している。また、積層型圧電部材12の反対面はベース部材13に接合している。   The diaphragm member 2 has each vibration region (diaphragm portion) 2a that forms the wall surface corresponding to each individual liquid chamber 6, and has an island-like convexity on the outer side of the vibration region 2a (on the side opposite to the liquid chamber 6). A portion 2b is provided. Then, the upper end surface (joint surface) of the piezoelectric column 12A of the laminated piezoelectric member 12 as pressure generating means (drive element, actuator means) for deforming the vibration region 2a is joined to the island-shaped convex portion 2b of the diaphragm member 2. ing. Further, the opposite surface of the multilayer piezoelectric member 12 is bonded to the base member 13.

ここで、圧電部材12は、圧電層21と内部電極22A、22Bとを交互に積層したものである。内部電極22A、22Bは、それぞれ端面、即ち圧電部材12の振動板部材2に略垂直な側面に引き出して、この側面に形成された端面電極(外部電極)23、24に接続し、端面電極(外部電極)23、24間に電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。ここで、外部電極23を個別外部電極(個別電極)とし、外部電極24を共通外部電極(共通電極)として使用する。   Here, the piezoelectric member 12 is obtained by alternately stacking piezoelectric layers 21 and internal electrodes 22A and 22B. The internal electrodes 22A and 22B are respectively drawn out to end faces, that is, side faces substantially perpendicular to the diaphragm member 2 of the piezoelectric member 12, and connected to end face electrodes (external electrodes) 23 and 24 formed on the side faces. When a voltage is applied between the external electrodes 23 and 24, displacement in the stacking direction occurs. Here, the external electrode 23 is used as an individual external electrode (individual electrode), and the external electrode 24 is used as a common external electrode (common electrode).

この圧電部材12は、ハーフカットダイシングによって溝31(図3)を加工して1つの圧電部材12に対して所要数の柱状の圧電素子(圧電柱)12A、12Bを所定の間隔で櫛歯状に形成したものである。なお、圧電部材12の圧電柱12A、12Bは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電柱を駆動柱12A、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電柱を非駆動柱12Bとして区別している。また、圧電部材12の端部の非駆動柱12Bは共通電極を外部に取り出すために幅広に形成した非駆動柱12Baとし、内部電極23、24がいずれも両端面まで形成されている。   This piezoelectric member 12 is processed into a groove 31 (FIG. 3) by half-cut dicing, and a required number of columnar piezoelectric elements (piezoelectric columns) 12A and 12B are comb-shaped at a predetermined interval with respect to one piezoelectric member 12. Is formed. The piezoelectric columns 12A and 12B of the piezoelectric member 12 are the same, but a piezoelectric column that is driven by giving a driving waveform is a driving column 12A, and a piezoelectric column that is used as a simple column without giving a driving waveform is a non-driving column. It is distinguished as 12B. Further, the non-driving column 12B at the end of the piezoelectric member 12 is a non-driving column 12Ba formed wide to take out the common electrode to the outside, and the internal electrodes 23 and 24 are both formed to both end surfaces.

また、圧電部材12には駆動柱12Aに与える駆動信号を伝達するめの可撓性を有する配線基板(信号伝達手段)としてのFPC15が接続されている。   The piezoelectric member 12 is connected to an FPC 15 as a flexible wiring board (signal transmission means) for transmitting a drive signal applied to the drive column 12A.

FPC15には、駆動柱12Aの個別外部電極23に接続する、駆動信号を伝達する配線である個別電極配線と、端部の非駆動圧電柱12Baに取り出される複数の駆動柱12Aの共通電極24に接続された共通取出電極に接続する共通電極配線とを有している。   The FPC 15 includes an individual electrode wiring that is a wiring for transmitting a driving signal, which is connected to the individual external electrode 23 of the driving column 12A, and a common electrode 24 of the plurality of driving columns 12A taken out to the non-driving piezoelectric column 12Ba at the end. And a common electrode wiring connected to the connected common extraction electrode.

このFPC15には、駆動柱12Aに対して画像データに応じて駆動信号を出力する駆動IC(ドライバIC)16が搭載されている。   The FPC 15 includes a driving IC (driver IC) 16 that outputs a driving signal to the driving column 12A according to image data.

ノズル板3には各個別液室6に対応して直径10〜35μmのノズル4を形成し、流路板1に接着剤接合している。そして、このノズル板3の液滴吐出側面(吐出方向の表面:吐出面、又は液室6側と反対の面)には撥液層を設けている。   In the nozzle plate 3, nozzles 4 having a diameter of 10 to 35 μm are formed corresponding to the individual liquid chambers 6 and bonded to the flow path plate 1 with an adhesive. A liquid repellent layer is provided on the droplet discharge side surface (surface in the discharge direction: discharge surface or the surface opposite to the liquid chamber 6 side) of the nozzle plate 3.

さらに、これらの圧電部材12、ベース部材13及びFPC15などで構成される圧電アクチュエータの外周側には、例えばエポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材17を接合している。   Further, a frame member 17 formed by injection molding with, for example, epoxy resin or polyphenylene sulfite is joined to the outer peripheral side of the piezoelectric actuator constituted by the piezoelectric member 12, the base member 13, the FPC 15, and the like.

そして、このフレーム部材17には前述した共通液室10を形成している。更に、フレーム部材17には、共通液室10に外部から液体を供給するための供給口19を形成し、この供給口19は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどの液体供給源に接続される。   The frame member 17 is formed with the common liquid chamber 10 described above. Further, a supply port 19 for supplying liquid from the outside to the common liquid chamber 10 is formed in the frame member 17, and the supply port 19 is further connected to a liquid supply source such as a sub tank or an ink cartridge (not shown).

このように構成したヘッドチップ101においては、例えば、圧電部材12の駆動柱12Aに与える電圧を基準電位から下げることによって駆動柱12Aが収縮し、振動板部材2の振動領域2aが変形して個別液室6の容積が膨張する。これにより、個別液室6内に液体(インク)が流入する。   In the head chip 101 configured as described above, for example, when the voltage applied to the drive column 12A of the piezoelectric member 12 is lowered from the reference potential, the drive column 12A contracts, and the vibration region 2a of the diaphragm member 2 is deformed and individually separated. The volume of the liquid chamber 6 expands. As a result, the liquid (ink) flows into the individual liquid chamber 6.

その後、圧電部材12の駆動柱12Aに与える電圧を上げて駆動柱12Aを積層方向に伸長させ、振動板部材2の振動領域2aをノズル4方向に変形させて個別液室6の容積を収縮させる。これにより、個別液室6内のインクが加圧され、ノズル4から液滴が吐出される。   Thereafter, the voltage applied to the drive column 12A of the piezoelectric member 12 is increased to extend the drive column 12A in the stacking direction, and the vibration region 2a of the diaphragm member 2 is deformed in the nozzle 4 direction to contract the volume of the individual liquid chamber 6. . As a result, the ink in the individual liquid chamber 6 is pressurized and droplets are ejected from the nozzle 4.

そして、圧電部材12の駆動柱12Aに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材2の振動領域2aが初期位置に復元し、個別液室6が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室10から個別液室6内にインクが充填される。そこで、ノズル4のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。   Then, by returning the voltage applied to the drive column 12A of the piezoelectric member 12 to the reference potential, the vibration region 2a of the diaphragm member 2 is restored to the initial position, and the individual liquid chamber 6 expands to generate a negative pressure. At this time, ink is filled from the common liquid chamber 10 into the individual liquid chamber 6. Therefore, after the vibration of the meniscus surface of the nozzle 4 is attenuated and stabilized, the operation proceeds to the next droplet discharge.

次に、液体吐出ヘッドユニットを駆動するヘッド駆動制御装置について図4を参照して説明する。図4は1つのヘッドチップに係るヘッド駆動制御装置の説明に供するブロック回路図である。   Next, a head drive control device for driving the liquid discharge head unit will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block circuit diagram for explaining a head drive control device according to one head chip.

1つのヘッドチップ101には、前述したように、各ノズル4に対応して圧力発生手段である駆動柱12A(ここでは、「圧電素子PZT」という。)が配置されている。   As described above, the driving column 12A (herein referred to as “piezoelectric element PZT”), which is a pressure generating unit, is disposed in one head chip 101 corresponding to each nozzle 4.

一方、駆動波形生成回路601は、例えば図5に示すような駆動波形を生成して出力する。この駆動波形生成部601で生成された駆動波形は、ヘッドチップ101の駆動IC16にFPC15などの配線手段を介して供給され、駆動IC16内に含まれるアナログスイッチで構成したスイッチ手段SWを介して、各圧電素子PZTに与えられる。   On the other hand, the drive waveform generation circuit 601 generates and outputs a drive waveform as shown in FIG. 5, for example. The drive waveform generated by the drive waveform generation unit 601 is supplied to the drive IC 16 of the head chip 101 via the wiring means such as the FPC 15 and via the switch means SW configured by analog switches included in the drive IC 16. It is given to each piezoelectric element PZT.

波形選択制御回路602は、画像データに応じてスイッチ手段SWのON/OFFを制御する信号を出力する。これにより、スイッチ手段SWがON状態になった圧電素子PZTに駆動波形(駆動信号)が入力される。   The waveform selection control circuit 602 outputs a signal for controlling ON / OFF of the switch means SW according to the image data. As a result, a drive waveform (drive signal) is input to the piezoelectric element PZT in which the switch means SW is turned on.

ここで、駆動IC16の複数のスイッチ手段SWの列に対する駆動波形(駆動信号)の供給(給電)は片側(列の一方の端部側)から行うようにしている。これにより、ノズル配列方向に並ぶ複数の圧電素子PZTの列は、駆動波形の給電部側(具体的には駆動IC16の駆動波形入力部162を給電部とする。)に近い端部側(給電部側端部)と遠い端部側(給電部側と反対側端部)とがあることになる。   Here, the drive waveform (drive signal) is supplied (powered) to the row of the plurality of switch means SW of the drive IC 16 from one side (one end side of the row). Thereby, the row of the plurality of piezoelectric elements PZT arranged in the nozzle arrangement direction has an end side (feeding power) close to the feeding part of the driving waveform (specifically, the driving waveform input part 162 of the driving IC 16 is used as the feeding part). Part end) and a far end (end opposite to the power feeding part).

具体的には、例えば図11に示すように、ノズル列に対応した圧電素子PZTに、制御装置300で生成した駆動信号をFPC15経由で給電している。FPC15はノズル列の片側にのみ接続されていて、駆動信号の電流は、制御装置300からFPC15を通じて駆動信号配線301、駆動IC16、個別配線302、圧電素子PZT、共通電極配線303を経由し、FPC15を通じて制御装置300に戻る。   Specifically, for example, as shown in FIG. 11, the drive signal generated by the control device 300 is supplied to the piezoelectric elements PZT corresponding to the nozzle rows via the FPC 15. The FPC 15 is connected to only one side of the nozzle row, and the current of the drive signal is transmitted from the control device 300 through the FPC 15 via the drive signal wiring 301, the drive IC 16, the individual wiring 302, the piezoelectric element PZT, and the common electrode wiring 303. Through the control device 300.

図4に戻って、駆動波形生成回路601から供給される駆動波形を駆動IC16の各スイッチ手段SWに対して供給する供給回路は、駆動信号配線と、駆動IC内配線の合成抵抗成分Rと、共通電極配線の抵抗成分R1と、スイッチ手段SWがON状態にされている圧電素子PZTの容量成分Cとで構成されるRCローパスフィルタ(LPF)の回路となる。   Returning to FIG. 4, the supply circuit that supplies the drive waveform supplied from the drive waveform generation circuit 601 to each switch means SW of the drive IC 16 includes the drive signal wiring, the combined resistance component R of the drive IC internal wiring, An RC low-pass filter (LPF) circuit composed of the resistance component R1 of the common electrode wiring and the capacitance component C of the piezoelectric element PZT in which the switch means SW is in the ON state.

このLPFを駆動波形が通過することによって、駆動波形の高周波成分がカットされる。そのため、駆動波形の給電部側から遠くなるほど駆動波形が通るLPFの段数が増加し、図6に示すように、駆動波形のなまりが生じる。特に、同時に駆動する圧電素子PZTの数が多くなるほど、LPFの数が多くなって、駆動波形のなまり量も大きくなる。   When the drive waveform passes through this LPF, the high frequency component of the drive waveform is cut. Therefore, the number of LPF stages through which the drive waveform passes increases as the distance from the power supply unit side of the drive waveform increases, and the drive waveform is rounded as shown in FIG. In particular, as the number of piezoelectric elements PZT that are driven simultaneously increases, the number of LPFs increases and the amount of rounding of the drive waveform also increases.

この駆動波形のなまりによって滴速度Vjが低下することになる。そのため、図7に示すように、駆動波形の給電部側に近いノズルから遠い(給電部側と反対側の)ノズルに向かうに従って滴速度Vjが低下していくことになる。   The drop velocity Vj decreases due to the rounding of the drive waveform. Therefore, as shown in FIG. 7, the droplet velocity Vj decreases as the distance from the nozzle close to the power supply unit side of the drive waveform increases toward the nozzle (on the opposite side to the power supply unit side).

そこで、本実施形態におけるヘッドチップの配置と滴速度について図8も参照して説明する。図8は同説明に供する液体吐出ヘッドユニットの模式的平面説明図及び同ヘッドユニットにおける滴速度Vjの変化を説明する説明図である。   Therefore, the arrangement of the head chip and the droplet velocity in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic plan view of a liquid discharge head unit used for the description and an explanatory view for explaining a change in droplet velocity Vj in the head unit.

本実施形態の液体吐出ヘッドユニット100では、図8(a)に示すように、ヘッドチップ並び方向において、隣り合う2つのヘッドチップ101は、駆動波形の給電部側に対して近い給電部側端部同士、又は、駆動波形の給電部側に対して遠い給電部側と反対側端部同士が、ヘッドチップ並び方向で重複して、隣り合って配置されている構成としている。   In the liquid ejection head unit 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 8A, in the head chip arrangement direction, two adjacent head chips 101 are close to the power feeding unit side end of the driving waveform. It is set as the structure where the parts or the edge part on the opposite side to the electric power feeding part side far from the electric power feeding part side of a drive waveform overlaps in the head chip arrangement direction, and is arrange | positioned adjacently.

これにより、図8(b)に示すように、ヘッドチップ並び方向において、隣り合う2つのヘッドチップ101は、滴速度Vjが逆方向に変化することになる。したがって、例えば、各ヘッドチップ101の滴速度Vjの変化量がほぼ同じとすると、液体吐出ヘッドユニット100全体での滴速度Vjは、個々のヘッドチップ101の滴速度Vjの最大変化量が1つのヘッドチップ101の滴速度Vjの変化量で収まることになる。   As a result, as shown in FIG. 8B, in the head chip arrangement direction, the droplet speed Vj of the two adjacent head chips 101 changes in the opposite direction. Accordingly, for example, if the amount of change in the droplet velocity Vj of each head chip 101 is substantially the same, the droplet velocity Vj in the liquid ejection head unit 100 as a whole has one maximum variation in the droplet velocity Vj of each head chip 101. The amount falls within the amount of change in the drop velocity Vj of the head chip 101.

そして、隣り合うヘッドチップ101,101のつなぎ目部分における滴速度Vjがほぼ同じになるので、滴速度Vjの差によるスジが目立たなくなり、つなぎ目部分における画質の低下を低減することができて、画質を向上することができる。   Further, since the drop velocity Vj at the joint portion between the adjacent head chips 101 and 101 becomes substantially the same, the streak due to the difference in the drop velocity Vj becomes inconspicuous, and the deterioration of the image quality at the joint portion can be reduced. Can be improved.

ここで、比較例の液体吐出ヘッドユニットについて図9を参照して説明する。図9は同説明に供する液体吐出ヘッドユニットの模式的平面説明図及び同ヘッドユニットにおける滴速度Vjの変化の説明に供する説明図である。   Here, a liquid discharge head unit of a comparative example will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic plan view of a liquid discharge head unit provided for the explanation and an explanatory view for explaining a change in droplet velocity Vj in the head unit.

この比較例では、図9(a)に示すように、複数のヘッドチップ101はいずれも駆動波形の給電部側端部を同じ側にして配置されている。   In this comparative example, as shown in FIG. 9 (a), the plurality of head chips 101 are all arranged with the feeding waveform side end of the drive waveform on the same side.

この構成では、ヘッドチップ並び方向において隣り合うヘッドチップ101、101では、一方のヘッドチップ101の給電側端部と他方のヘッドチップ101の給電部側と反対側端部とが隣り合うことになる。   In this configuration, in the head chips 101 that are adjacent in the head chip arrangement direction, the power supply side end of one head chip 101 and the power supply side opposite to the power supply side of the other head chip 101 are adjacent to each other. .

したがって、図9(b)に示すように、例えば、滴速度Vjが速い給電部側端部と滴速度Vjが遅い給電部と反対側端部とがつなぎ目部分で隣り合うことになり、つなぎ目部分での滴速度Vjの変化が大きくなる。   Therefore, as shown in FIG. 9B, for example, the feeding portion side end where the drop velocity Vj is fast, the feeding portion where the drop velocity Vj is slow and the opposite end are adjacent to each other at the joint portion. The change in the drop velocity Vj at this time becomes large.

そのため、ヘッドチップ101、101のつなぎ目部分で滴速度の差によるスジが発生して画像品質が低下することになる。   For this reason, streaks due to the difference in droplet velocity occur at the joints between the head chips 101 and 101, and the image quality deteriorates.

次に、本発明の第2実施形態に係る液体吐出ヘッドユニットについて図10を参照して説明する。図10は同液体吐出ヘッドユニットの模式的平面説明図である。   Next, a liquid discharge head unit according to a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic plan view of the liquid discharge head unit.

本実施形態では、複数のヘッドチップ101は、ノズル配列方向をヘッドチップ並び方向に対して傾斜させて配置されている。   In the present embodiment, the plurality of head chips 101 are arranged with the nozzle arrangement direction inclined with respect to the head chip arrangement direction.

このようにヘッドチップ101を斜めに配置することで、ノズル間隔を印刷に必要なドット間隔よりも広くすることができ、ヘッドチップの製作が容易になる。   Thus, by arranging the head chip 101 obliquely, the nozzle interval can be made wider than the dot interval necessary for printing, and the manufacture of the head chip is facilitated.

なお、上記各実施形態において、複数のヘッドチップ101は、実験などで予め滴速度Vjの低下量を測定しておき、特性に近いもの同士を組み合わせることが好ましい。   In each of the above-described embodiments, it is preferable that the plurality of head chips 101 measure the drop amount of the drop velocity Vj in advance through experiments or the like, and combine those having characteristics close to each other.

次に、本発明に係る画像形成装置の一例について図12及び図13を参照して説明する。図12は同画像形成装置の説明図、図13は同装置の記録ヘッドユニットの平面説明図である。   Next, an example of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is an explanatory view of the image forming apparatus, and FIG. 13 is a plan view of a recording head unit of the apparatus.

この画像形成装置は、ライン型画像形成装置である。給紙トレイ401に積載された被記録媒体である用紙400は、給紙コロ402によって、破線で図示する搬送経路に沿って搬送される。搬送経路に搬送された用紙400は、タイミング合わせ兼スキュー補正ローラ(所謂レジストローラ)対403を経由して、ベルト搬送ユニット404へ搬送される。   This image forming apparatus is a line type image forming apparatus. A sheet 400 as a recording medium stacked on the sheet feeding tray 401 is conveyed by a sheet feeding roller 402 along a conveyance path illustrated by a broken line. The sheet 400 conveyed to the conveyance path is conveyed to the belt conveyance unit 404 via a pair of timing adjustment and skew correction rollers (so-called registration rollers) 403.

ベルト搬送ユニット404は、所定のタイミングにて駆動される搬送ローラ405と、テンションローラ406と、これらローラ405、406間に掛け回された無端状の搬送ベルト407を備えている。   The belt conveyance unit 404 includes a conveyance roller 405 driven at a predetermined timing, a tension roller 406, and an endless conveyance belt 407 wound around these rollers 405 and 406.

なお、ベルト搬送ユニット404の搬送ベルト407で用紙400を保持するには、静電吸着や空気吸引による吸着等による手段や、その他の公知の手段を用いることができる。   In order to hold the sheet 400 with the transport belt 407 of the belt transport unit 404, means by electrostatic suction, suction by air suction, or other known means can be used.

用紙400は、ベルト搬送ユニット404で記録ヘッドユニット200に対向して搬送され、記録ヘッドユニット200が画像データに応じて駆動されて液滴が吐出されることで、画像が形成される。   The paper 400 is conveyed by the belt conveyance unit 404 so as to face the recording head unit 200, and the recording head unit 200 is driven according to the image data to eject droplets, thereby forming an image.

記録ヘッドユニット200は、前記第1実施形態に係る複数の液体吐出ヘッドユニット100で構成され、図13に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のインク滴を吐出する液体ヘッドユニット211Y、211M、211C、211Kを備えている。   The recording head unit 200 includes a plurality of liquid ejection head units 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 13, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). Liquid head units 211Y, 211M, 211C, and 211K for discharging the ink droplets.

そして、記録ヘッドユニット200にて画像が形成された用紙400は、デカーラユニット409に搬送されて、デカール(カール矯正)される。   Then, the sheet 400 on which an image is formed by the recording head unit 200 is conveyed to the decurler unit 409 and decurled (curl correction).

デカーラユニット409を通過した用紙400は、そのまま排紙の場合、分離爪410によって、搬送経路411を経て、排紙ローラ412へ搬送されて排紙される。   When the paper 400 that has passed through the decurler unit 409 is discharged as it is, it is transported by the separation claw 410 through the transport path 411 to the paper discharge roller 412 and discharged.

また、反転排紙又は裏面印字(両面印刷)する場合は、分離爪410が図示の位置から反時計回りに切り替えられ、搬送経路413を通過し、ガイド部材414を経て、叩きコロ415に送られる。叩きコロ415に送られた用紙400は、回転方向を切り替えた叩きコロ415によって、逆向きに搬送される。   In the case of reverse paper discharge or reverse side printing (double-sided printing), the separation claw 410 is switched counterclockwise from the illustrated position, passes through the conveyance path 413, passes through the guide member 414, and is sent to the hitting roller 415. . The sheet 400 sent to the hitting roller 415 is conveyed in the reverse direction by the hitting roller 415 whose rotation direction has been switched.

そして、そのまま反転排紙の場合は、第2分離爪416を経て、搬送経路417を通過して、排紙ローラ412へ送られて排紙される。   In the case of reverse paper discharge as it is, the paper passes through the second separation claw 416, passes through the conveyance path 417, is sent to the paper discharge roller 412 and is discharged.

また、裏面印字する場合は、叩きコロ415によって逆向き搬送された用紙400は、図示の位置から反時計回りに切り替えられた第2分離爪416と両面反転ローラ418の間を経て、搬送経路419を通過して、レジストローラ対403へ送られる。   In the case of printing on the reverse side, the sheet 400 conveyed in the reverse direction by the tapping roller 415 passes between the second separation claw 416 and the double-side reversing roller 418 which are switched counterclockwise from the illustrated position, and is conveyed in the conveying path 419. Is sent to the registration roller pair 403.

また、記録ヘッドユニット200の性能を維持回復するため、維持回復ユニット408が備えられている。維持回復ユニット408は、記録ヘッドユニット200の各ヘッドチップのノズル面をキャッピングするキャップ420、キャップ420に接続された図示しない吸引ポンプ、キャップ420内にインクを吸引したときヘッドに残留するインクを払拭するワイパ421を備えている。   A maintenance / recovery unit 408 is provided to maintain and recover the performance of the recording head unit 200. The maintenance / recovery unit 408 wipes off the ink remaining on the head when the ink is sucked into the cap 420 that caps the nozzle surface of each head chip of the recording head unit 200, a suction pump (not shown) connected to the cap 420, and the cap 420. A wiper 421 is provided.

ここでは、維持回復動作を行うときには、記録ヘッドユニット200が上昇し、維持回復ユニット408が記録ヘッドユニット200の各記録ヘッドの下方まで移動して、維持回復動作が行われる。また、維持回復ユニット408のキャップ420は、待機時には、記録ヘッドユニット200の各ヘッドチップの湿度を保つ保湿キャップも担っており、非印刷時には、記録ヘッドユニット200が上昇して、維持回復ユニット408は記録ヘッドユニット200の下方まで移動して、保湿キャッピングを行う。   Here, when performing the maintenance / recovery operation, the recording head unit 200 moves up, and the maintenance / recovery unit 408 moves to below the recording heads of the recording head unit 200 to perform the maintenance / recovery operation. Further, the cap 420 of the maintenance / recovery unit 408 also serves as a moisture retention cap that maintains the humidity of each head chip of the recording head unit 200 during standby, and the recording head unit 200 rises during non-printing to maintain / recovery unit 408. Moves below the recording head unit 200 to perform moisture retention capping.

このように本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備えることでヘッドチップ配列方向における画質の低下が抑制されて高画質画像を形成することができる。   As described above, by including the liquid discharge head unit according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in image quality in the head chip arrangement direction and form a high-quality image.

1 流路板
2 振動板部材
3 ノズル板
4 ノズル
6 個別液室
10 共通液室
12 圧電部材
12A 駆動柱(圧電素子PZT;圧力発生手段)
15 FPC
16 駆動IC
100 液体吐出ヘッドユニット
101 ヘッドチップ
200 記録ヘッドユニット
211Y、211M、211C、211K 液体吐出ヘッドユニット
400 用紙(被記録媒体)
404 ベルト搬送ユニット
601 駆動波形生成回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow path plate 2 Vibrating plate member 3 Nozzle plate 4 Nozzle 6 Individual liquid chamber 10 Common liquid chamber 12 Piezoelectric member 12A Drive column (piezoelectric element PZT; pressure generating means)
15 FPC
16 Drive IC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Liquid discharge head unit 101 Head chip 200 Recording head unit 211Y, 211M, 211C, 211K Liquid discharge head unit 400 Paper (recording medium)
404 Belt transport unit 601 Drive waveform generation circuit

Claims (3)

液滴を吐出する複数のノズルが配列され、各ノズルに対応する複数の圧力発生手段を有する複数のヘッドチップを長尺方向に並べた液体吐出ヘッドユニットであって、
前記ヘッドチップの前記圧力発生手段の列は、前記圧力発生手段に与える駆動波形の給電部に対して近い側と遠い側とがあり、
ヘッドチップ並び方向において隣り合う2つの前記ヘッドチップは、前記駆動波形の給電部に対して近い側同士、又は、前記駆動波形の給電部に対して遠い側同士が、ヘッドチップ並び方向で重複して配置されている
ことを特徴する液体吐出ヘッドユニット。
A liquid discharge head unit in which a plurality of nozzles for discharging droplets are arranged and a plurality of head chips having a plurality of pressure generating means corresponding to each nozzle are arranged in the longitudinal direction,
The row of the pressure generating means of the head chip has a side closer to and a side farther from the power supply portion of the drive waveform applied to the pressure generating means,
In the two head chips adjacent in the head chip arrangement direction, the sides close to the power supply part of the drive waveform or the sides far from the power supply part of the drive waveform overlap in the head chip arrangement direction. A liquid discharge head unit characterized by being arranged.
前記複数のヘッドチップは、ノズル配列方向をヘッドチップ並び方向に対して傾斜させて配置されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッドユニット。   The liquid ejection head unit according to claim 1, wherein the plurality of head chips are arranged with a nozzle arrangement direction inclined with respect to a head chip arrangement direction. 請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッドユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the liquid discharge head unit according to claim 1.
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