JP6922314B2 - Drive waveform generator, liquid discharge device - Google Patents
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Description
本発明は駆動波形生成装置、液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to a drive waveform generator and a device for discharging a liquid.
液体吐出ヘッドにおいては、ノズル密度の高密度化に伴い、対象ノズルから液滴を吐出させるとき、当該対象ノズルに隣接するノズルの吐出状態によって、対象ノズルから吐出する液体の吐出速度が変動する隣接クロストークが発生し、着弾位置がずれが生じやすくなっている。 In the liquid discharge head, when the droplets are discharged from the target nozzle due to the high density of the nozzles, the discharge speed of the liquid discharged from the target nozzle fluctuates depending on the discharge state of the nozzle adjacent to the target nozzle. Cross talk occurs, and the landing position is likely to shift.
従来、対象ノズルに対応する圧力発生手段に与える電圧を、対象ノズルに隣接するノズルが液滴を吐出するか否かに応じて変化させるようにしたものが知られている(特許文献1)。 Conventionally, it is known that the voltage applied to the pressure generating means corresponding to the target nozzle is changed according to whether or not the nozzle adjacent to the target nozzle ejects droplets (Patent Document 1).
しかしながら、単に、隣接ノズルの吐出の有無によって対象ノズルの駆動電圧を変化させる構成では、隣接ノズルから吐出させる液滴の大きさが変化した場合に対応することができないという課題がある。 However, there is a problem that the configuration in which the drive voltage of the target nozzle is simply changed depending on the presence or absence of ejection of the adjacent nozzle cannot cope with the change in the size of the droplet ejected from the adjacent nozzle.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体の吐出速度の変動を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress fluctuations in the discharge rate of a liquid.
上記の課題を解決するため、本発明に係る駆動波形生成装置は、
液体吐出ヘッドから液体を吐出するために駆動波形を生成して出力する装置であって、
前記液体吐出ヘッドの複数のノズルに対応する複数の圧力発生手段毎に前記駆動波形を生成する手段を有し、
前記生成する手段は、
対象ノズルに隣り合うノズルに対応する前記圧力発生手段に与える前記駆動波形の種類に相関する情報を検出し、前記検出した情報に応じて前記対象ノズルに与える前記駆動波形の波形形状を変化させる手段を備えており、
前記駆動波形の種類に相関する情報は、前記ノズルから吐出させる液滴の種類の情報であり、
前記隣り合うノズルから吐出される液滴の種類が前記対象ノズルから吐出される液滴の滴速度を増加するときには、前記対象ノズルから吐出される液滴の滴速度を減少し、
前記隣り合うノズルから吐出される液滴の種類が前記対象ノズルから吐出される液滴の滴速度を減少するときには、前記対象ノズルから吐出される液滴の滴速度を増加する
ように前記対象ノズルに与える前記駆動波形の波形形状を変化させる
構成とした。
In order to solve the above problems, the drive waveform generator according to the present invention
A device that generates and outputs a drive waveform to discharge liquid from the liquid discharge head.
A means for generating the drive waveform is provided for each of the plurality of pressure generating means corresponding to the plurality of nozzles of the liquid discharge head.
The means for generating is
A means for detecting information correlating with the type of the driving waveform given to the pressure generating means corresponding to a nozzle adjacent to the target nozzle and changing the waveform shape of the driving waveform given to the target nozzle according to the detected information. equipped with a,
The information that correlates with the type of the drive waveform is the information on the type of droplets ejected from the nozzle.
When the type of droplets ejected from the adjacent nozzles increases the droplet velocities ejected from the target nozzle, the droplet velocities ejected from the target nozzles decrease.
When the type of droplets ejected from the adjacent nozzles decreases the droplet velocities ejected from the target nozzle, the droplet velocities ejected from the target nozzles are increased.
As described above, the waveform shape of the drive waveform given to the target nozzle is changed .
本発明によれば、液体の吐出速度の変動を抑制することができる。 According to the present invention, fluctuations in the discharge rate of the liquid can be suppressed.
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。本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図1及び図2を参照して説明する。図1は同装置の機構部の平面説明図、図2は同じく要部側面説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. An example of the device for discharging the liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan explanatory view of a mechanical portion of the device, and FIG. 2 is a side explanatory view of a main part.
この装置は、シリアル型装置であり、主ガイド部材1などのガイド機構でキャリッジ3を主走査方向に移動可能に保持している。キャリッジ3は、主走査移動機構を構成する、主走査モータ5によって駆動プーリ6と従動プーリ7間に架け渡したタイミングベルト8を介して主走査方向(キャリッジ移動方向)に往復移動される。
This device is a serial type device, and the
キャリッジ3には、2つの液体吐出ユニット40A、40B(区別しないときは、「液体吐出ユニット40」という。他の部材も同様とする)を搭載している。液体吐出ユニット40は、液体吐出手段としての液体吐出ヘッド41とヘッドドライバ(駆動波形生成装置)509(図5参照)とを一体化して構成している。
The
液体吐出ヘッド41は、それぞれ複数のノズルを配列した2つのノズル列を有している。液体吐出ユニット40Aのヘッド41Aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を、それぞれ吐出する。また、液体吐出ユニット40Bのヘッド41Bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を、それぞれ吐出する。
The
なお、液体吐出手段としては、1つの液体吐出ヘッドのノズル面に複数のノズルを並べた各色の液滴を吐出する複数のノズル列を備えるものなどを用いることもできる。 As the liquid ejection means, one having a plurality of nozzle rows for ejecting droplets of each color in which a plurality of nozzles are arranged on the nozzle surface of one liquid ejection head can also be used.
ヘッドタンク42は、それぞれ各ヘッド41の2つのノズル列に対応して、各色の液体を収容する2つのタンク部を対にした複数のタンク部を備える構成である。
The
そして、装置本体側には、各色の液体を収容したメインタンク(液体カートリッジ)50(50y、50m、50c、50k)が交換可能に装着されるカートリッジホルダ51が配置されている。
A
このカートリッジホルダ51には送液ポンプ部52が設けられ、メインタンク50から送液ポンプ部52によって各色の供給チューブ(液体供給経路ともいう。)56を介して各ヘッドタンク42のタンク部に各色の液体が供給される。
The
一方、シート材10を搬送するために、シート材10を吸着して液体吐出ユニット40のヘッド41に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト12を備えている。この搬送ベルト12によるシート材10の吸着は、静電吸着やエアー吸着で行うことができる。
On the other hand, in order to convey the sheet material 10, the
搬送ベルト12は、無端状ベルトであり、搬送ローラ13とテンションローラ14との間に掛け渡されている。そして、搬送ベルト12は、副走査モータ16によってタイミングベルト17及びタイミングプーリ18を介して搬送ローラ13が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
The
さらに、キャリッジ3の主走査方向の一方側には搬送ベルト12の側方にヘッド41の維持回復を行う維持回復機構20が配置されている。キャリッジ3の主走査方向の他方側には搬送ベルト12の側方にヘッド41から予備吐出(空吐出)される液体を受ける空吐出受け81がそれぞれ配置されている。
Further, on one side of the
維持回復機構20は、例えばヘッド41のノズル面41aをキャッピングする吸引キャップ21、保湿キャップ22、ノズル面41aを払拭するワイパ部材23、空吐出される液体を受ける空吐出受け24などで構成されている。なお、空吐出は、吸引キャップ21に行う構成とすることもできる。
The maintenance /
また、キャリッジ3の主走査方向に沿って両側板間に、所定のパターンを形成したエンコーダスケール123を張り渡し、キャリッジ3にはエンコーダスケール123のパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ124を設けている。これらのエンコーダスケール123とエンコーダセンサ124によってキャリッジ3の移動を検知するリニアエンコーダ(主走査エンコーダ)を構成している。
Further, an
また、搬送ローラ13の軸にはコードホイール125を取り付け、このコードホイール125に形成したパターンを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ126を設けている。これらのコードホイール125とエンコーダセンサ126によって搬送ベルト12の移動量及び移動位置を検出するロータリエンコーダ(副走査エンコーダ)を構成している。
A
このように構成した装置においては、シート材10が搬送ベルト12上に給紙されて吸着され、搬送ベルト12の周回移動によって副走査方向に搬送される。
In the device configured in this way, the sheet material 10 is fed onto the
そこで、キャリッジ3を主走査方向に移動させながら画像信号に応じてヘッド41を駆動することにより、停止しているシート材10に液体を吐出して1行分を記録する。そして、シート材10を所定量搬送後、次の行の記録を行う。
Therefore, by driving the
記録終了信号又はシート材10の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、印字動作を終了して、シート材10を図示しない排紙トレイに排紙する。 When the recording end signal or the signal that the rear end of the sheet material 10 reaches the recording area is received, the printing operation is ended and the sheet material 10 is discharged to a paper ejection tray (not shown).
次に、液体吐出ヘッドの一例について図3及び図4を参照して説明する。図3は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)の断面説明図、図4は同じくノズル配列方向(液室短手方向)の断面説明図である。 Next, an example of the liquid discharge head will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of the head in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction (longitudinal direction of the liquid chamber), and FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view of the same nozzle arrangement direction (short side of the liquid chamber).
この液体吐出ヘッドは、ノズル板101と、流路板102と、振動板部材103とを接合している。そして、振動板部材103を変位させる圧電アクチュエータ111と、共通流路部材としてフレーム部材120とを備えている。
This liquid discharge head joins the
これにより、液滴を吐出する複数のノズル104に通じる個別液室(圧力室、加圧室などとも称される。)106、個別液室106に液体を供給する流体抵抗部を兼ねた液体供給路107と、液体供給路107に通じる液導入部108とを形成している。隣り合う個別液室106はノズル配列方向で隔壁106Aによって隔てられている。
As a result, a liquid supply that also serves as a fluid resistance unit that supplies liquid to the individual liquid chambers (also referred to as pressure chambers, pressurizing chambers, etc.) 106 and the individual
そして、フレーム部材120の共通流路としての共通液室110から振動板部材103に形成したフィルタ部109を通じて、液導入部108、液体供給路107を経て複数の個別液室106に液体を供給する。
Then, the liquid is supplied from the
圧電アクチュエータ111は、振動板部材103の個別液室106の壁面を形成する変形可能な振動領域130を挟んで、個別液室106とは反対側に配置されている。
The piezoelectric actuator 111 is arranged on the side opposite to the individual
この圧電アクチュエータ111は、ベース部材113上に接合した複数の積層型圧電部材112を有している。圧電部材112にはハーフカットダイシングによって溝加工して、駆動波形を与える柱状の圧電素子(圧電柱)112Aと、支柱112Bを所定の間隔で櫛歯状に形成している。
The piezoelectric actuator 111 has a plurality of laminated
そして、圧電素子112Aを振動板部材103の振動領域130に形成した島状の凸部103aに接合している。また、支柱112Bを振動板部材103の凸部103bに接合している。
Then, the
この圧電部材112は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられ、圧電素子112Aの外部電極に駆動波形を与えるための可撓性を有するフレキシブル配線基板としてのFPC115が接続されている。
The
フレーム部材120には、ヘッドタンク42から液体が供給される共通液室110が形成されている。
The
この液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子112Aに印加する電圧を中間電位から下げることによって圧電素子112Aが収縮し、振動板部材103の振動領域130が下降して個別液室106の容積が膨張することで、個別液室106内に液体が流入する。
In this liquid discharge head, for example, by lowering the voltage applied to the
その後、圧電素子112Aに印加する電圧を上げて圧電素子112Aを積層方向に伸長させ、振動板部材103の振動領域130をノズル104方向に変形させて個別液室106の容積を収縮させる。これにより、個別液室106内の液体が加圧され、ノズル104から液体が吐出(噴射)される。
After that, the voltage applied to the
そして、圧電素子112Aに印加する電圧を中間電位に戻すことによって振動板部材103の振動領域130が初期位置に復元する。これにより、個別液室106が膨張して負圧が発生するので、共通液室110から液体供給路107を通じて個別液室106内に液体が充填される。そこで、ノズル104のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の吐出のための動作に移行する。
Then, the
次に、この装置の制御部の概要について図5を参照して説明する。図5は同制御部のブロック説明図である。 Next, the outline of the control unit of this device will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block explanatory view of the control unit.
制御部500は、装置全体の制御を司るCPU501、CPU501が実行するプログラムを含む各種プログラムなどの固定データを格納するROM502と、画像データ等を一時格納するRAM503で構成される主制御部500Aを備えている。
The
制御部500は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ504を備えている。制御部500は、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505を備えている。
The
制御部500は、液体吐出ヘッド41を駆動制御するためのデータ転送手段を含む印刷制御部508と、液体吐出ヘッド41を駆動するための本発明に係る駆動波形生成装置を含む駆動IC(ここでは「ヘッドドライバ」という。)509を備えている。
The
制御部500は、キャリッジ3を移動走査する主走査モータ5、搬送ベルト12を周回移動させる副走査モータ16、維持回復機構20のキャップ21、22やワイパ部材23の移動、キャップ21に接続される吸引手段の駆動などを行なう維持回復モータ556を駆動するためのモータ駆動部510を備えている。
The
制御部500は、送液ポンプ部52の送液ポンプ54を駆動する供給系駆動部512を備えている。
The
制御部500は、I/O部513を有している。I/O部513は、様々のセンサ情報を処理することができ、装置に装着されている各種のセンサ群515からの情報を取得する。そして、装置の制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部508やモータ駆動部510の制御などに使用する。センサ群515は、シート材10の位置を検出するための光学センサやカバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどが含まれる。
The
制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル514が接続されている。
An
ここで、制御部500は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのI/F506を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、画像読み取り装置などのホスト600側から、ケーブル或いはネットワークを介してI/F506で受信する。
Here, the
そして、制御部500のCPU501は、I/F506に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC505にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部508からヘッドドライバ509に転送する。なお、画像を出力するためドットパターンデータの生成はホスト600側のプリンタドライバ601で行なうことも、制御部500で行なうこともできる。
Then, the
印刷制御部508は、画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号などをヘッドドライバ509に転送する。また、印刷制御部508は、ROM502に格納保持している複数種類の駆動波形データを選択して基本駆動波形データとしてヘッドドライバ509に対して出力する。
The
ヘッドドライバ509は、印刷制御部508からシリアルに転送される液体吐出ヘッド41の1行分に相当する画像データと、印刷制御部508から転送される駆動波形データなどに基づいて、液体吐出ヘッド41の圧力発生手段としての圧電素子112A毎に吐出駆動波形を生成して出力することで、液体吐出ヘッド41を駆動する。
The
次に、ヘッドドライバの一例について図6のブロック説明図を参照して説明する。 Next, an example of the head driver will be described with reference to the block explanatory diagram of FIG.
ヘッドドライバ509は、本発明に係る駆動波形生成装置を兼ねており、シフトレジスタ711と、ラッチ回路712と、波形データ格納部713と、波形発生部714と、隣接データ検出部715と、D/A変換器716及びアンプ717を備えている。
The
ここで、波形データ格納部713と、波形発生部714と、隣接データ検出部715と、D/A変換器716及びアンプ717は、各圧電素子112A(以下「PZT」と表記する。)毎に設けられ、液体吐出ヘッド41の複数のノズル104に対応する複数の圧力発生手段毎に駆動波形を生成する手段を構成している。
Here, the waveform
シフトレジスタ711は、印刷制御部508からの転送クロック(シフトクロック)及び1ノズル列分のシリアル画像データ(階調データ:2ビット/1チャンネル(1ノズル)を入力する。ラッチ回路712は、シフトレジスタ711の各レジスト値をラッチ信号によってラッチする。
The shift register 711 inputs the transfer clock (shift clock) from the
波形データ格納部713は、印刷制御部508から転送される基本駆動波形データを格納保持する。ROM502には環境温度、その他の条件に応じて複数種の駆動波形データが格納保持されており、検出された環境温度やその他の所定の条件に対応する駆動波形データが読み出されて基本駆動波形データとして波形データ格納部713に転送される。
The waveform
隣接データ検出部715は、対象ノズルの階調データDnと、対象ノズルに隣り合うノズルである隣接ノズルの階調データDn−1及びDn+1を入力し、隣接ノズルの吐出の有無及び吐出する液滴の大きさに関する種類(滴種)を、隣接ノズルに対応する圧力発生手段に与える駆動波形の種類に相関する情報として検出する。
The adjacent
ここで、階調データと液滴の大きさに関する情報は1対1で対応するものである。例えば、階調データ0は吐出なし、階調データ1は小滴、階調データ2は大滴である。
Here, there is a one-to-one correspondence between the gradation data and the information regarding the size of the droplet. For example, the
波形発生部714は、ラッチ回路712のラッチされた階調データDnに対応する基本駆動波形データを波形データ格納部713から読み出す。そして、隣接データ検出部715で検出された隣接ノズルの吐出の有無及び吐出する滴種に応じて、対象ノズルに与える基本駆動波形の波形形状を変化(補正)したデータを駆動波形データとして出力する。
The
この波形発生部714からの駆動波形データはD/A変換器716でD/A変換され、アンプ717で所定の増幅が行われて、駆動波形VDとして対応する圧電素子PZTに与えられる。
The drive waveform data from the
次に、駆動波形生成装置で生成する駆動波形の一例について図7を参照して説明する。図7は小滴用及び大滴用の駆動波形の説明図である。 Next, an example of the drive waveform generated by the drive waveform generator will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is an explanatory diagram of drive waveforms for small droplets and large droplets.
図7(a)に示す小滴を吐出させる駆動波形(小滴用吐出駆動波形)は、駆動パルスP1で構成されている。駆動パルスP1は、膨張波形要素(引き込み波形要素)aと、保持波形要素bと、収縮波形要素(押し込み波形要素)cとを含む。 The drive waveform for ejecting small droplets (discharge drive waveform for small droplets) shown in FIG. 7A is composed of a drive pulse P1. The drive pulse P1 includes an expansion waveform element (pull-in waveform element) a, a retention waveform element b, and a contraction waveform element (push-in waveform element) c.
駆動パルスP1の膨張波形要素aは、中間電位Vmから立下がって個別液室106を膨張させる。保持波形要素bは、膨張波形要素aによる立下り電位を一定時間保持する。収縮波形要素cは、保持波形要素bで保持された電位(膨張波形要素aによる立下り電位)からの中間電位Vmまで立ち上がって個別液室106を収縮させて液体を吐出させる。この駆動パルスP1の電圧値(中間電位から立下り電位までの電位差)はVaとする。
The expansion waveform element a of the drive pulse P1 descends from the intermediate potential Vm to expand the individual
図7(b)に示す大滴を吐出させる駆動波形(大滴用吐出駆動波形)は、駆動パルスP2、P3で構成されている。駆動パルスP2、P3も、膨張波形要素(引き込み波形要素)aと、保持波形要素bと、収縮波形要素(押し込み波形要素)cとを含む。 The drive waveform (discharge drive waveform for large droplets) for discharging large droplets shown in FIG. 7B is composed of drive pulses P2 and P3. The drive pulses P2 and P3 also include an expansion waveform element (pulling waveform element) a, a holding waveform element b, and a contraction waveform element (pushing waveform element) c.
駆動パルスP2は電圧値をVbとする波形であり、駆動パルスP3は電圧値をVc(Vb<Vd)とする波形である。 The drive pulse P2 is a waveform having a voltage value of Vb, and the drive pulse P3 is a waveform having a voltage value of Vc (Vb <Vd).
これらの駆動パルスP2、P3で吐出される滴がマージすることで、小滴よりも滴量の多い大滴が形成される。 By merging the droplets discharged by these drive pulses P2 and P3, a large droplet having a larger amount of droplets than a small droplet is formed.
次に、隣接クロストークについて図8及び図9を参照して説明する。図8は対象ノズルに隣接する隣接ノズルから吐出する滴種と対象ノズルの吐出速度との関係の一例を示す説明図、図9は図8の駆動条件の説明に供する模式的説明図である。 Next, the adjacent crosstalk will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the droplet type ejected from the adjacent nozzle adjacent to the target nozzle and the ejection speed of the target nozzle, and FIG. 9 is a schematic explanatory diagram provided for explaining the driving conditions of FIG.
ここでは、図9に示すように、ノズルA、B、Cのうちの対象ノズルをノズルBとし、対象ノズルBに隣り合うノズルは隣接ノズルA、Cとする。また、吐出する液滴の種類(滴種)は、小滴と大滴の2種類とする。 Here, as shown in FIG. 9, the target nozzle among the nozzles A, B, and C is the nozzle B, and the nozzles adjacent to the target nozzle B are the adjacent nozzles A and C. In addition, there are two types of droplets (droplets) to be ejected: small droplets and large droplets.
図9(a)に示すように、両側の隣接ノズルA,Cが非吐出である状態で、対象ノズルBから小滴を吐出させるときの吐出速度を図8(a)に示すように「1」(基準)とする。 As shown in FIG. 9A, the ejection speed when ejecting small droplets from the target nozzle B in a state where the adjacent nozzles A and C on both sides are not ejecting is “1” as shown in FIG. 8A. "(Standard).
ここで、図9(b)に示すように、対象ノズルBから小滴を吐出させるときに隣接ノズルA,Cからも小滴を吐出するものとする。この場合、ノズルA、B、Cの各個別液室106間の隔壁106Aを通じて略同位相で圧力が伝搬するため、対象ノズルBの小滴の吐出速度は、図7(b)に示すように「1」より大きくなる(速くなる)。
Here, as shown in FIG. 9B, when the small droplets are discharged from the target nozzle B, the small droplets are also discharged from the adjacent nozzles A and C. In this case, since the pressure propagates in substantially the same phase through the
これに対し、図9(c)に示すように、対象ノズルBから小滴を吐出させるときに隣接ノズルA,Cから大滴を吐出するものとする。この場合、ノズルA、B、Cの各個別液室106の圧力変化の位相が異なることで、吐出速度は例えば図8(c)に示すように「1」より小さくなる(遅くなる)。
On the other hand, as shown in FIG. 9C, when the small droplets are ejected from the target nozzle B, the large droplets are ejected from the adjacent nozzles A and C. In this case, the discharge speed becomes smaller (slower) than "1" as shown in FIG. 8C, for example, because the phases of the pressure changes of the individual
このように、対象ノズルに隣り合うノズルの吐出状態(吐出の有無、滴種)によって対象ノズルから吐出する液滴の吐出速度が変動するクロストークが発生すると、例えば着弾位置ずれが発生することになる。 In this way, if crosstalk occurs in which the ejection speed of the droplets ejected from the target nozzle fluctuates depending on the ejection state (presence or absence of ejection, droplet type) of the nozzles adjacent to the target nozzle, for example, the landing position shift occurs. Become.
そこで、本発明では、対象ノズルに隣り合うノズルの吐出状態に応じて対象ノズルの圧力発生手段に与える駆動波形の波形形状を変化させて吐出速度の変動を低減する。以下に、補正値テーブルを使用して駆動波形の波形形状を変化させる実施形態について説明する。 Therefore, in the present invention, the waveform shape of the drive waveform given to the pressure generating means of the target nozzle is changed according to the discharge state of the nozzle adjacent to the target nozzle to reduce the fluctuation of the discharge speed. An embodiment of changing the waveform shape of the drive waveform using the correction value table will be described below.
まず、本発明の第1実施形態における駆動波形の生成について図10も参照して説明する。図10は同実施形態における補正値テーブルの一例の説明図である。 First, the generation of the drive waveform according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of a correction value table in the same embodiment.
本実施形態においては、隣接データ検出部715によって対象ノズルに隣り合うノズルとしての隣接ノズルの吐出状態を検出する。
In the present embodiment, the adjacent
波形発生部714は、図10に示すような補正値テーブルを使用して、隣接データ検出部715で検出した隣接ノズルの吐出状態に対応する対象ノズルの圧力発生手段に与える駆動波形の補正値、ここでは、電圧調整値[%]を決定する。
The
そして、波形発生部714は、波形データ格納部713に格納保持されている基本駆動波形データ(補正値が「0」となる駆動波形データ)の電圧値を電圧調整値に応じて補正(調整)した駆動波形データを出力する。
Then, the
これにより、駆動波形の電圧値(前述した波高値Va、Vb、Vc)が補正されることで波形形状が変化された駆動波形データが生成され、駆動波形が生成されて圧力発生手段に与えられる。なお、ここでは、駆動波形全体を補正値で補正しているが、駆動パルスが複数である場合に所定の1又は2以上の駆動パルスの電圧値のみを補正するような構成も採用できる。 As a result, the voltage values of the drive waveform (the above-mentioned peak values Va, Vb, Vc) are corrected to generate drive waveform data in which the waveform shape is changed, and the drive waveform is generated and given to the pressure generating means. .. Although the entire drive waveform is corrected by the correction value here, a configuration in which only the voltage value of a predetermined one or two or more drive pulses is corrected when there are a plurality of drive pulses can be adopted.
ここで、図10に示す補正値テーブルは、対象ノズルの両側の隣接ノズルが非吐出であるときの補正値(調整値)を「0」とし、対象ノズルから吐出する滴種毎に、隣接ノズルの吐出の有無、吐出滴種について、電圧値の調整値を予めテーブル化したものである。 Here, in the correction value table shown in FIG. 10, the correction value (adjustment value) when the adjacent nozzles on both sides of the target nozzle are non-ejection is set to "0", and the adjacent nozzle is set for each droplet type discharged from the target nozzle. The adjustment values of the voltage values are tabulated in advance for the presence or absence of discharge and the type of droplets to be discharged.
このような補正値テーブルは、例えば、次のようにして作成している。 Such a correction value table is created, for example, as follows.
例えば図9と同様に対象ノズルをノズルB、隣り合うノズルの内の隣接ノズルをノズル(左ノズル)A、ノズル(右ノズル)Cとする。そして、ノズルBと、左右のノズルA、Cの吐出状態を組み合わせ、それぞれの組み合わせにおいて、対象ノズルBの各滴種の液滴の吐出速度の変化を測定して、吐出速度が一定に保たれる補正値を算出し、テーブル化する。 For example, as in FIG. 9, the target nozzle is nozzle B, the adjacent nozzles among the adjacent nozzles are nozzle (left nozzle) A, and nozzle (right nozzle) C. Then, the nozzle B and the ejection states of the left and right nozzles A and C are combined, and in each combination, the change in the ejection speed of the droplet of each droplet type of the target nozzle B is measured, and the ejection speed is kept constant. Calculate the correction value to be calculated and create a table.
次に、図10の補正値テーブルを使用したノズル毎の吐出駆動波形の補正の具体例について図11を参照して説明する。 Next, a specific example of correction of the discharge drive waveform for each nozzle using the correction value table of FIG. 10 will be described with reference to FIG.
この例では、8個のノズル1〜8で1つのノズル列が構成され、ノズル1、8が両端のノズルとする。
In this example, eight
対象ノズル1の吐出滴は大滴であり、左ノズルはなく、右ノズルとなるノズル2が小滴であるので、対象ノズル1の補正値は「4」となる。つまり、波形データ格納部713に保持されている大滴用吐出駆動波形の電圧値(波高値)が「4%」大きく補正された補正後大滴用吐出駆動波形が生成されて出力される。
Since the ejection droplets of the
同様に、対象ノズル2は小滴であり、左ノズルとなるノズル1が大滴、右ノズルとなるノズル3が非吐出であるので、対象ノズル2の補正値は「3」となる。対象ノズル5は小滴であり、左ノズルとなるノズル4が非吐出、右ノズルとなるノズル6が大滴であるので、対象ノズル5の補正値は「3」となる。
Similarly, since the
対象ノズル6は大滴であり、左ノズルとなるノズル5が小滴、右ノズルとなるノズル7が大滴であるので、対象ノズル6の補正値は「2」となる。対象ノズル7は大滴であり、左ノズルとなるノズル6が大滴、右ノズルとなるノズル8が小滴であるので、対象ノズル7の補正値は「2」となる。対象ノズル8の吐出滴は小滴であり、左ノズルは大滴、右ノズルはないので、対象ノズル8の補正値は「3」となる。
Since the
このような補正を行うことで、クロストークによる吐出速度のばらつきが低減して、着弾位置のばらつきが低減し、例えば画像品質が向上する。 By performing such correction, the variation in the ejection speed due to crosstalk is reduced, the variation in the landing position is reduced, and the image quality is improved, for example.
なお、上記実施形態のように吐出駆動波形の電圧値の調整による補正を行う場合、電圧調整値の基準とする吐出状態の組合せはいずれでもよいが、上記の補正値テーブルの例では、左右ノズル共に非吐出の場合を基準とし、当該基準の値からの調整値を補正値として設定している。 When the correction is performed by adjusting the voltage value of the discharge drive waveform as in the above embodiment, any combination of discharge states as a reference of the voltage adjustment value may be used, but in the above example of the correction value table, the left and right nozzles In both cases, the case of non-discharge is used as a reference, and the adjustment value from the reference value is set as the correction value.
また、補正値テーブルは、装置に搭載しているすべてのヘッド毎に作成することもできるし、あるいは、1又は2以上の代表ヘッドについて作成し、その値を全ヘッドに適用することもできる。 Further, the correction value table can be created for all the heads mounted on the apparatus, or can be created for one or more representative heads and the values can be applied to all the heads.
また、吐出駆動波形の補正は、吐出状態のすべての組み合わせてについて行う必要はなく、対象ノズルの速度変動が大きくなる組み合わせに限って行うこともできる。このようにすれば、補正処理(波形形状を変化させる処理)を簡略化することができる。 Further, the correction of the discharge drive waveform does not have to be performed for all combinations of discharge states, and can be performed only for combinations in which the speed fluctuation of the target nozzle becomes large. In this way, the correction process (process of changing the waveform shape) can be simplified.
また、対象ノズルに隣り合うノズルとして、隣接ノズルのみとしているが、隣接ノズルに隣り合うノズルを含めることもできる。例えば、対象ノズルの両側のそれぞれ2つのノズル(計4つのノズル)を隣り合うノズルとすることもできる。これにより、クロストークの影響が大きなヘッドにおいても、より正確な吐出速度の補正が可能となる。 Further, although only the adjacent nozzle is used as the nozzle adjacent to the target nozzle, the adjacent nozzle may include the adjacent nozzle. For example, two nozzles on each side of the target nozzle (four nozzles in total) may be adjacent nozzles. This makes it possible to correct the discharge speed more accurately even in a head that is greatly affected by crosstalk.
また、上記実施形態においては、吐出駆動波形の電圧値を補正して波形形状を変化させているが、駆動パルスのパルス幅、パルス間隔、波形要素の傾き、個別液室の固有振動周期Tcとの関係など変化させて吐出速度を変化させるようにすることもできる。 Further, in the above embodiment, the voltage value of the discharge drive waveform is corrected to change the waveform shape, but the pulse width of the drive pulse, the pulse interval, the inclination of the waveform element, and the natural vibration cycle Tc of the individual liquid chamber are used. It is also possible to change the discharge rate by changing the relationship between the two.
また、上記実施形態においては、吐出滴種が小滴、大滴の2種類、吐出状態が、非吐出、小滴吐出、大滴吐出の例で説明した、これに限るものではない。例えば、大、中、小の3種類ないしそれ以上の滴種の滴を吐出可能とすることもできる。また、非吐出には、駆動波形を与えない場合と、吐出しない程度にメニスカスを動かす微駆動波形(非吐出駆動波形)を与える場合とを含むこともできる。 Further, in the above embodiment, the discharge drop type is not limited to the two types of small drop and large drop, and the discharge state is described in the example of non-discharge, small drop discharge, and large drop discharge. For example, it is possible to eject three types of droplets, large, medium, and small, or more. Further, the non-discharge may include a case where the drive waveform is not given and a case where a fine drive waveform (non-discharge drive waveform) that moves the meniscus to the extent that the meniscus is not discharged is given.
また、上記実施形態においては、対象ノズルと隣接ノズルの滴種とが同じ場合には吐出速度が速くなり、対象ノズルと隣接ノズルの滴種とが異なる場合には吐出速度が遅くなる例で説明しているが、吐出速度の変動はヘッド構成によって一律ではない。例えば、個別液室間の隔壁の剛性や個別液室の高さによって、対象ノズルと隣接ノズルの滴種とが同じ場合でも吐出速度が遅くなったり、対象ノズルと隣接ノズルの滴種とが異なる場合でも吐出速度が速くなったりすることがある。したがって、ヘッドの吐出速度変動に応じて駆動波形の波形形状を変化させればよい。 Further, in the above embodiment, the ejection speed becomes high when the target nozzle and the droplet type of the adjacent nozzle are the same, and the ejection speed becomes slow when the droplet type of the target nozzle and the adjacent nozzle are different. However, the fluctuation of the discharge speed is not uniform depending on the head configuration. For example, depending on the rigidity of the partition wall between the individual liquid chambers and the height of the individual liquid chambers, even if the target nozzle and the droplet type of the adjacent nozzle are the same, the discharge rate may be slow, or the droplet type of the target nozzle and the adjacent nozzle may be different. Even in this case, the discharge speed may increase. Therefore, the waveform shape of the drive waveform may be changed according to the fluctuation of the discharge speed of the head.
本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。 In the present application, the liquid to be discharged may have a viscosity and surface tension that can be discharged from the head, and is not particularly limited, but the viscosity becomes 30 mPa · s or less at room temperature, under normal pressure, or by heating or cooling. It is preferable that it is a thing. More specifically, solvents such as water and organic solvents, colorants such as dyes and pigments, polymerizable compounds, resins, functionalizing materials such as surfactants, biocompatible materials such as DNA, amino acids and proteins, and calcium. , Solvents, suspensions, emulsions, etc. containing edible materials such as natural pigments, etc., for example, inks for inkjets, surface treatment liquids, components of electronic elements and light emitting elements, and formation of electronic circuit resist patterns. It can be used for applications such as a liquid for use and a material liquid for three-dimensional modeling.
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。 Piezoelectric actuators (laminated piezoelectric elements and thin-film piezoelectric elements), thermal actuators that use electrothermal conversion elements such as heat-generating resistors, and electrostatic actuators that consist of a vibrating plate and counter electrodes are used as energy sources for discharging liquid. Includes what to do.
また、「液体を吐出する装置」には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 Further, the "device for discharging a liquid" includes not only a device capable of discharging a liquid to a device to which the liquid can adhere, but also a device for discharging the liquid toward the air or the liquid. ..
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 The "device for discharging the liquid" may include means for feeding, transporting, and discharging paper to which the liquid can be attached, as well as a pretreatment device, a posttreatment device, and the like.
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。 For example, as a "device that ejects a liquid", an image forming apparatus that ejects ink to form an image on paper, and a three-dimensional object (three-dimensional object) are formed in layers in order to form a three-dimensional object. There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges the modeling liquid into the powder layer.
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the "device for discharging a liquid" is not limited to a device in which a significant image such as characters and figures is visualized by the discharged liquid. For example, those that form patterns that have no meaning in themselves and those that form a three-dimensional image are also included.
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above-mentioned "material to which a liquid can adhere" means a material to which a liquid can adhere at least temporarily, such as one that adheres and adheres, and one that adheres and permeates. Specific examples include paper, recording paper, recording paper, film, recording media such as cloth, electronic substrates, electronic components such as piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and media such as inspection cells. Yes, including anything to which the liquid adheres, unless otherwise specified.
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The material of the above-mentioned "material to which liquid can be attached" may be paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics or the like as long as the liquid can be attached even temporarily.
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。 Further, the "device for discharging the liquid" includes, but is not limited to, a device in which the liquid discharge head and the device to which the liquid can adhere move relatively. Specific examples include a serial type device that moves the liquid discharge head, a line type device that does not move the liquid discharge head, and the like.
また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 In addition, as a "device for ejecting a liquid", a treatment liquid coating device for ejecting a treatment liquid to a paper in order to apply the treatment liquid to the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper, etc. There is an injection granulation device that granulates fine particles of the raw material by injecting a composition liquid in which the raw material is dispersed in a solution through a nozzle.
なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 In addition, image formation, recording, printing, printing, printing, modeling, etc. in the terms of the present application are all synonymous.
40 液体吐出ユニット
41 液体吐出ヘッド(ヘッド)
106 個別液室
500 制御部
509 ヘッドドライバ(駆動波形生成装置)
713 波形データ格納部
714 波形発生部
715 隣接データ検出部
40
106 Individual
713 Waveform
Claims (6)
前記液体吐出ヘッドの複数のノズルに対応する複数の圧力発生手段毎に前記駆動波形を生成する手段を有し、
前記生成する手段は、
対象ノズルに隣り合うノズルに対応する前記圧力発生手段に与える前記駆動波形の種類に相関する情報を検出し、前記検出した情報に応じて前記対象ノズルに与える前記駆動波形の波形形状を変化させる手段を備えており、
前記駆動波形の種類に相関する情報は、前記ノズルから吐出させる液滴の種類の情報であり、
前記隣り合うノズルから吐出される液滴の種類が前記対象ノズルから吐出される液滴の滴速度を増加するときには、前記対象ノズルから吐出される液滴の滴速度を減少し、
前記隣り合うノズルから吐出される液滴の種類が前記対象ノズルから吐出される液滴の滴速度を減少するときには、前記対象ノズルから吐出される液滴の滴速度を増加する
ように前記対象ノズルに与える前記駆動波形の波形形状を変化させる
ことを特徴とする駆動波形生成装置。 A device that generates and outputs a drive waveform to discharge liquid from the liquid discharge head.
A means for generating the drive waveform is provided for each of the plurality of pressure generating means corresponding to the plurality of nozzles of the liquid discharge head.
The means for generating is
A means for detecting information correlating with the type of the driving waveform given to the pressure generating means corresponding to a nozzle adjacent to the target nozzle and changing the waveform shape of the driving waveform given to the target nozzle according to the detected information. equipped with a,
The information that correlates with the type of the drive waveform is the information on the type of droplets ejected from the nozzle.
When the type of droplets ejected from the adjacent nozzles increases the droplet velocities ejected from the target nozzle, the droplet velocities ejected from the target nozzles decrease.
When the type of droplets ejected from the adjacent nozzles decreases the droplet velocities ejected from the target nozzle, the droplet velocities ejected from the target nozzles are increased.
A drive waveform generator, characterized in that the waveform shape of the drive waveform given to the target nozzle is changed.
1又は2以上の前記駆動パルスの電圧値を補正して前記波形形状を変化させる
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動波形生成装置。 The drive waveform includes one or more drive pulses.
The drive waveform generator according to claim 1, wherein the voltage value of one or more of the drive pulses is corrected to change the waveform shape.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の駆動波形生成装置。 The drive waveform generator according to claim 1 or 2, wherein the adjacent nozzles are nozzles adjacent to the target nozzle.
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の駆動波形生成装置。 The correction value of the drive waveform given to the pressure generating means corresponding to the target nozzle is stored for each combination of the type of droplets discharged from the target nozzle and the type of droplets discharged from the adjacent nozzles. The drive waveform generator according to any one of claims 1 to 3, further comprising a correction value table.
ことを特徴とする液体吐出ユニット。 A liquid discharge unit including the drive waveform generator according to any one of claims 1 to 4 and the liquid discharge head.
ことを特徴とする液体を吐出する装置。 A device for discharging a liquid, which comprises the drive waveform generator according to any one of claims 1 to 4 or the liquid discharge unit according to claim 5.
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