JP6920846B2 - インクジェットヘッド - Google Patents
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Description
始めに、図1乃至図6を用いてインクジェットヘッド1の構成について説明する。
圧電部材118は、基材100の実装面121に接着されている。この接着材としては、例えば、熱硬化性を有するエポキシ系接着材が用いられる。
図3に示すように、第1溝131に第1電極134が形成され、第2溝132に第2電極135が形成される。図3の例では、1つの第1溝131に1つの第1電極134が形成されており、1つの第2溝132に2つの第2電極135が形成されている。第1電極134は、第1溝131の一対の側面138と底面139に亘って形成されている。第2電極135は、第2溝132の各側面140と、底面141の一部とに亘ってそれぞれ形成されている。
以下、各波形ユニット設定部411、421、412、422、413、423にそれぞれ設定される駆動波形データを、駆動波形ユニットと称する。
駆動波形生成部414,424が駆動波形ユニットを選択する順番は、波形連結制御部46によって制御される。すなわち波形連結制御部46は、各波形ユニット設定部411、421、412、422、413、423の連結順を設定し、その設定どおりに波形ユニットを連結するように、駆動波形生成部414,424を制御する。
ここで、駆動波形生成部414が選択する駆動波形ユニットは、同時に駆動波形生成部424が選択する駆動波形ユニットに対応している。つまり、駆動波形生成部414が1ドロップ波形ユニット設定部411の駆動波形ユニットを選択するときは、駆動波形生成部424も1ドロップ波形ユニット設定部421の駆動波形ユニットを選択する。駆動波形生成部414が2ドロップ波形ユニット設定部412の駆動波形ユニットを選択するときは、駆動波形生成部424も2ドロップ波形ユニット設定部422の駆動波形ユニットを選択する。駆動波形生成部414が3ドロップ波形ユニット設定部413の駆動波形ユニットを選択するときは、駆動波形生成部424も3ドロップ波形ユニット設定部423の駆動波形ユニットを選択する。連結の順番はプログラム可能に構成してもよい。
図8は、当該波形生成部41の1ドロップ波形ユニット設定部411に設定される駆動波形ユニットと、隣接波形生成部42の1ドロップ波形ユニット設定部421に設定される駆動波形ユニットとの差分電圧を示す波形図である。すなわち、1ドロップ波形ユニット設定部411と1ドロップ波形ユニット設定部421とには、図8に示す差分電圧が生じるような駆動波形ユニットがそれぞれ設定されている。この差分電圧がアクチュエータの駆動電圧となる。この駆動電圧がアクチュエータに印加されることで、ノズル301からインク液滴が1ドロップだけ吐出される。このような駆動電圧波形を、本実施の形態では1ドロップ波形と称する。
このように、収縮パルスの後縁に弱収縮状態とする段階を設けることで、インクの残留振動の減衰の大きさに応じてキャンセルのための波形要素e29又は波形要素e43の調整が可能となるため、キャンセル時の自由度は広がる。
図20は、駆動波形生成部414,424が、1ドロップ波形ユニット設定部411,421の駆動波形ユニットを2回選択し、続いて、2ドロップ波形ユニット設定部412,422の駆動波形ユニットを2回選択して、これらを連結した駆動波形信号を生成した例である。同図において波形信号S1は、駆動波形生成部414で生成され、第1ドライバ451を介して圧力室131の第1電極134に印加される駆動波形信号S1である。波形信号S2は、駆動波形生成部424で生成され、第2ドライバ452を介して両隣のダミー室132の第2電極135に印加される駆動波形信号S2である。波形信号ΔVは、駆動波形信号S1と駆動波形信号S2との差分電圧を示している。また、第1ユニットU1は、駆動波形生成部414,424が最初に選択した駆動波形ユニットの波形とその差分電圧を示している。第2ユニットU2は、駆動波形生成部414,424が2番目に選択した駆動波形ユニットの波形とその差分電圧を示している。第3及び第4ユニットU3,U4についても同様であり、3番目又は4番目に選択した駆動波形ユニットの波形とその差分電圧を示している。
なお、図示しないが、波形ユニット選択部44が第2ユニットU2の期間と第3ユニットU3の期間とを有効にするセレクト信号SLを出力した場合には、1回の印刷サイクルにおいて3ドロップが連続して吐出される。
また、図示しないが、波形ユニット選択部44が第2ユニットU2の期間と第3、第4ユニットU3、U4の期間とを有効にするセレクト信号SLを出力した場合には、1回の印刷サイクルにおいて5ドロップが連続して吐出される。
波形ユニット選択部44を、所定の階調値に対して波形ユニット選択部44がどの期間を有効にするかをプログラム可能に構成しておけば、階調値に対してU1〜U4の任意の組み合わせで0〜6ドロップを吐出することも可能である。
なお、図示しないが、波形ユニット選択部44が第2ユニットU2の期間と第3ユニットU3の期間とを有効にするセレクト信号SLを出力した場合には、1回の印刷サイクルにおいて3ドロップが連続して吐出される。
また、図示しないが、波形ユニット選択部44が第3、第4ユニットU3、U4の期間を有効にするセレクト信号SLを出力した場合には、1回の印刷サイクルにおいて5ドロップが連続して吐出される。
波形ユニット選択部44を、所定の階調値に対して波形ユニット選択部44がどの期間を有効にするかをプログラム可能に構成しておけば、階調値に対してU1〜U4の期間を任意の組み合わせで有効として0〜7ドロップを吐出することも可能である。
1回の印刷サイクルにおいて所定のドロップ数の吐出を行うためのU1〜U4の期間の組み合わせは複数存在する。例えば1回の印刷サイクルにおいて2ドロップを吐出するためにはU1、U2の期間を有効とする方法以外に、単独でU3の期間を有効とする方法としてもよい。例えば1回の印刷サイクルにおいて3ドロップを吐出するためにはU2、U3の期間を有効とする方法以外に、U1、U3の期間を有効とすることもでき、単独でU4の期間を有効とすることもできる。例えば1回の印刷サイクルにおいて5ドロップを吐出するためにはU3、U4の期間を有効とする方法以外に、U1、U2、U4の期間を有効とすることもできる。これらはドロップ数が同じであってもそれぞれに液滴の吐出タイミングが異なるため飛翔特性に違いが生じる。1回の印刷サイクルにおいてどの組み合わせで所定のドロップ数を得るかは、所望の飛翔特性が得られるように自由に選ぶことができる。
前記実施形態では、図11,図13,図15に示すように、2ドロップ目を吐出させる時点t23,t33,t43のインク圧力は、1ドロップ目を吐出させる時点t22,t32,t42のインク圧力とほぼ同じとなるようにした。しかしながら、必ずしも同じである必要はない。要は、2ドロップ目を吐出させるための波形要素e25,e35,e45のパルス変化により、インクを吐出させることができる程度までインク圧力が正圧になっていればよい。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1] インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、を具備し、
前記駆動回路は、
前記圧力室の容積を拡張させて前記圧力室に負圧を与える第1の波形要素と、
前記第1の波形要素の後から始まる第1の待ち時間を生成する第2の波形要素と、
前記第1の待ち時間経過後に前記圧力室の容積を元に戻して前記圧力室に正圧を与える第3の波形要素と、
前記第3の波形要素の後から始まる第2の待ち時間を生成する第4の波形要素と、
前記第2の待ち時間経過後に前記圧力室の容積を収縮させて前記圧力室に正圧を与える第5の波形要素と、を含む駆動波形を前記アクチュエータに印加し、前記ノズルから連続して2ドロップを吐出させる、インクジェットヘッド。
[C2] 前記駆動回路は、さらに、
前記第5の波形要素の後から始まる第3の待ち時間を生成する第6の波形要素と、
前記第3の待ち時間経過後に前記圧力室の容積を元に戻す第7の波形要素と、を含む駆動波形を前記アクチュエータに印加し、前記ノズルから連続して2ドロップを吐出させた後の残量振動をキャンセルする、C1記載のインクジェットヘッド。
[C3] インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、を具備し、
前記駆動回路は、
前記圧力室の容積を拡張させた後に元へと戻す拡張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させた後に元へと戻す収縮パルスと、を順に含む駆動波形を前記アクチュエータに印加して、前記拡張パルスの後縁と前記収縮パルスの前縁とで前記ノズルから各々1ドロップを吐出させる、インクジェットヘッド。
[C4] インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、を具備し、
前記駆動回路は、
前記圧力室の容積を第1の時間拡張させて前記圧力室に負圧を与える拡張パルスと、
前記圧力室の容積を第2の時間収縮させて前記圧力室に正圧を与える第1の収縮パルスと、
前記圧力室の容積を第3の時間前記第1の収縮パルスによる収縮よりも弱く収縮させる第1の弱収縮パルスと、
前記圧力室の容積を第4の時間前記第1の弱収縮パルスによる収縮よりも強く収縮させる第2の収縮パルスと、を順に含む駆動波形を前記アクチュエータに印加して前記ノズルからインクを吐出させる、インクジェットヘッド。
[C5] 前記駆動回路は、
前記第2の収縮パルスの後に前記圧力室の容積を第5の時間前記第2の収縮パルスによる収縮よりも弱く収縮させる第2の弱収縮パルス、をさらに含む駆動波形を前記アクチュエータに印加して前記ノズルからインクを吐出させる、C4記載のインクジェットヘッド。
Claims (5)
- インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、を具備し、
前記駆動回路は、
前記圧力室の容積を拡張させて前記圧力室に負圧を与える第1の波形要素と、
前記第1の波形要素の後から始まる第1の待ち時間を生成する第2の波形要素と、
前記第1の待ち時間経過後に前記圧力室の容積を元に戻して前記圧力室に正圧を与える第3の波形要素と、
前記第3の波形要素の後から始まり、前記第3の波形要素によって与えられた正圧が前記圧力室のインクの固有振動によって負圧に転じた後、少なくとも再び正圧に戻るまで待つ第2の待ち時間を生成する第4の波形要素と、
前記第2の待ち時間経過直後に前記圧力室の容積を収縮させて前記圧力室に正圧を与える第5の波形要素と、
を含む駆動波形を前記アクチュエータに印加し、前記ノズルから連続して2ドロップを吐出させる、インクジェットヘッド。 - 前記駆動回路は、さらに、
前記第5の波形要素の後から始まる第3の待ち時間を生成する第6の波形要素と、
前記第3の待ち時間経過後に前記圧力室の容積を元に戻す第7の波形要素と、
を含む駆動波形を前記アクチュエータに印加し、前記ノズルから連続して2ドロップを吐出させた後の残量振動をキャンセルする、請求項1記載のインクジェットヘッド。 - インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、を具備し、
前記駆動回路は、
前記圧力室の容積を拡張させた後に元へと戻す拡張パルスと、
前記拡張パルスの後縁によって与えられた正圧が前記圧力室のインクの固有振動によって負圧に転じた後、少なくとも再び正圧に戻るまで待つ待ち時間の経過直後に前記圧力室の容積を収縮させて前記圧力室に正圧を与えてから元へと戻す収縮パルスと、
を順に含む駆動波形を前記アクチュエータに印加して、前記拡張パルスの後縁と前記収縮パルスの前縁とで前記ノズルから各々1ドロップを吐出させる、インクジェットヘッド。 - インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、を具備し、
前記駆動回路は、
前記圧力室の容積を第1の時間拡張させて前記圧力室に負圧を与える拡張パルスと、
前記拡張パルスの後縁によって与えられた正圧が前記圧力室のインクの固有振動によって負圧に転じた後、少なくとも再び正圧に戻るまで待つ待ち時間の経過直後に前記圧力室の容積を第2の時間収縮させて前記圧力室に正圧を与える第1の収縮パルスと、
前記圧力室の容積を第3の時間前記第1の収縮パルスによる収縮よりも弱く収縮させる第1の弱収縮パルスと、
前記圧力室の容積を第4の時間前記第1の弱収縮パルスによる収縮よりも強く収縮させる第2の収縮パルスと、
を順に含む駆動波形を前記アクチュエータに印加して前記ノズルからインクを吐出させる、インクジェットヘッド。 - 前記駆動回路は、
前記第2の収縮パルスの後に前記圧力室の容積を第5の時間前記第2の収縮パルスによる収縮よりも弱く収縮させる第2の弱収縮パルス、
をさらに含む駆動波形を前記アクチュエータに印加して前記ノズルからインクを吐出させる、請求項4記載のインクジェットヘッド。
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