JP7468039B2 - 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッド装置及び液体を吐出する装置 - Google Patents
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Description
図1は、ヘッドユニット2を記録材P0の法線方向から見た平面図である。
記録材P0は、例えば用紙であり、ロール紙(連続用紙)又はカット紙等でもよい。また、用紙以外の様々な媒体でもよい。記録材P0は、図1に矢印で示す搬送方向に沿って搬送される。ヘッドユニット2は、記録材P0の記録面に、所定の距離を保って対向するように支持されている。
記録ヘッド3および記録ヘッド4には、複数のノズル5がヘッド幅方向に沿って配列されたノズル列を有する。本実施形態では、ノズル列が1列である例で説明するが、2以上のノズル列が記録材搬送方向に並べてられた構成であってもよい。また、ノズル列は、そのノズル列方向がヘッド幅方向に対して傾斜するように配置されてもよい。
本実施形態の記録ヘッド3,4に設けられるノズル列には、ノズル5が通常ピッチP1で配列された第一ノズル群としての通常領域と、ノズル5が通常ピッチP1よりも狭いピッチP2で配列された第二ノズル群としての狭領域とが存在する。本実施形態においては、ノズル列の大部分が通常領域であるが、ノズル列の一端側のみに狭領域が設けられている。なお、狭領域に代えて、ノズル5が通常ピッチP1よりも広いピッチで配列された広領域を採用してもよい。
インクジェット記録装置1は、上述したヘッドユニット2のほか、制御部600、搬送駆動部710、操作表示部720及び入出力インタフェース730が、バスライン740を介して相互に接続されて構成されている。
操作表示部720は、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイ等の表示装置と、操作キー及び表示装置の画面に重ねられて配置されたタッチパネル等の入力装置とを備える。操作表示部720は、表示装置に各種情報を表示させ、また、入力装置に対するユーザの入力操作に対応する操作信号を制御部600に供給する。
入出力インタフェース730は、外部装置800と制御部600との間のデータの送受信を媒介する。
バスライン740は、制御部600と他の構成部との間で、信号の送受信を行うための経路である。
なお、図5では、図の簡略化のため、1つの記録ヘッド3だけが示され、他の記録ヘッドは省略されている。
基本駆動波形生成部23は、ヘッド制御部22から入力される制御信号に基づいて、画像パターン、搬送速度、及び、温湿度等の印字環境に応じて、リファレンスとなる吐出動作を可能とする基本駆動波形を生成する。
駆動波形補正情報保持部24は、補正が必要なノズルのノズル番号を示す情報、及び、補正量を示す情報を記憶する。
図6(a)~(f)に示す各テストチャートは、記録ヘッド3および記録ヘッド4のオーバーラップ領域において、ノズルの切替位置を一つずつずらして画像記録(ドットの打ち出し)を行ったものである。なお、図6中白抜き丸は、記録ヘッド3のノズルから吐出したインクによるドットを示し、図6中黒塗り丸は、記録ヘッド4のノズルから吐出したインクによるドットを示す。
図7(a)に示すように、記録ヘッド3と記録ヘッド4のオーバーラップ領域におけるノズル切替位置が決まった場合、記録ヘッド3及び記録ヘッド4でそれぞれ吐出に用いるノズルは、図7(b)に示すように設定される。この場合、ノズルの切替位置(ヘッドのつなぎ目)の付近では、図7(c)に示すように、左から順に、記録ヘッド3の通常領域(ノズルピッチP1)で印字された画像部分、記録ヘッド3の狭領域(ノズルピッチP2)で印字された画像部分、記録ヘッド4の通常領域(ノズルピッチP1)で印字された画像部分が並ぶ。
図8は、狭領域のノズルと通常領域のノズルとの間で液体吐出量を異ならせる一構成例(以下、本構成例を「構成例1」という。)を説明するための説明図である。
本構成例1は、狭領域のノズルと通常領域のノズルとの間で、ノズルサイズとしてのノズル開口面積Aを異ならせることにより液体吐出量を異ならせる例である。
次に、狭領域のノズルと通常領域のノズルとの間で液体吐出量を異ならせる他の構成例(以下、本構成例を「構成例2」という。)について説明する。
本構成例2は、狭領域のノズルと通常領域のノズルとの間で、ノズル径を異ならせることなく、圧力室の固有振動特性である固有振動周期Tcを異ならせることにより液体吐出量を異ならせる例である。
次に、狭領域のノズルと通常領域のノズルとの間で液体吐出量を異ならせる更に他の構成例(以下、本構成例を「構成例3」という。)について説明する。
本構成例3は、狭領域のノズルと通常領域のノズルとの間で、圧電素子に印加する駆動信号としての駆動電圧波形を異ならせることにより液体吐出量を異ならせる例である。
図9(a)に示すように、本構成例3では、ノズルピッチP2である狭領域における圧電素子に印加される駆動電圧波形VSが、ノズルピッチP1である通常領域における圧電素子に印加される駆動電圧波形Vよりも、液滴量が少なくなるように設定されている。これにより、本構成例3によれば、ベタ画像を印字した場合、図9(b)に示すように、狭領域でも、通常領域でも、記録材P0上の画像濃度が均一化され、画像濃度ムラが抑制される。
なお、図10(a)及び(b)に示す駆動電圧波形V,VSは、いずれも、連続して吐出される3つの液滴を合体させて1つのドットを形成する方式のものであるが、他の方式を採用してもよい。
また、1つのドットを形成する液滴の個数を調整する方法も採用できる。
図11は同装置の要部平面説明図、図12は同装置の要部側面説明図である。
この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構493によって、キャリッジ403は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構493は、ガイド部材401、主走査モータ405、タイミングベルト408等を含む。ガイド部材401は、左右の側板491A、491Bに架け渡されてキャリッジ403を移動可能に保持している。そして、主走査モータ405によって、駆動プーリ406と従動プーリ407間に架け渡したタイミングベルト408を介して、キャリッジ403は主走査方向に往復移動される。
図13は同ユニットの要部平面説明図である。
図14は同ユニットの正面説明図である。
[第1態様]
第1態様は、複数のノズル5が配列された液体吐出ヘッド(例えば記録ヘッド3,4)であって、ヘッド幅方向のピッチが第一ピッチP1となるように配列された2以上のノズルからなる第一ノズル群(例えば通常領域)と、ヘッド幅方向のピッチが該第一ピッチとは異なる第二ピッチP2となるように配列された2以上のノズルからなる第二ノズル群(狭領域)とが、ヘッド幅方向の両端部にそれぞれ位置し、同じ駆動信号(例えば駆動電圧波形)が入力された場合におけるノズルからの液体吐出量が、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群とで異なることを特徴とするものである。
本態様に係る液体吐出ヘッドは、ヘッド幅方向のピッチが互いに異なっている第一ノズル群と第二ノズル群が、ヘッド幅方向の両端部にそれぞれ配置されている。この液体吐出ヘッドによれば、同じ構成である同一種類の当該液体吐出ヘッドの2つを、一方の第一ノズル群のヘッド幅方向位置が他方の第二ノズル群のヘッド幅方向位置と重複するようにヘッド幅方向に沿って配置することで、液体吐出ヘッド間でのヘッド幅方向位置のずれが最小となるノズルを得ることができる。よって、このヘッド幅方向位置のずれが最小となるノズルで各記録ヘッドによる記録幅が切り替わるように各記録ヘッドを動作させることで、従来同様、液体吐出ヘッド間で高精度な位置合わせを行わなくても、各液体吐出ヘッドの液体吐出領域がヘッド幅方向において切り替わる箇所で液体吐出間隔が目標間隔からずれることを抑制可能な液体吐出ヘッド装置を製造できる。そして、本態様に係る液体吐出ヘッドでは、1種類だけで、このような液体吐出ヘッド装置を製造することができるので、製造コストを少なく抑えることができる。
一方で、本態様に係る液体吐出ヘッドにおける第一ノズル群と第二ノズル群とではヘッド幅方向のノズルピッチが異なっているため、第一ノズル群と第二ノズル群との間で、ノズルから吐出される液体によるヘッド幅方向の単位長あたりの液体吐出量に違いが出てしまう。この点について、本態様に係る液体吐出ヘッドでは、同じ駆動信号が入力された場合におけるノズルからの液体吐出量が、第一ノズル群と第二ノズル群とで異なるようにしている。これにより、第一ノズル群と第二ノズル群との間で駆動信号を異ならせることなく、第一ノズル群と第二ノズル群との間で生じるヘッド幅方向単位長あたりの液体吐出量の違いを抑制することができる。したがって、第一ノズル群と第二ノズル群との間で駆動信号を異ならせる構成を採用することによるコスト増を抑制できる点でも、製造コストを少なく抑えることが可能である。
第2態様は、第1態様において、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間でノズルサイズ(例えばノズル径D,DS)が互いに異なることを特徴とするものである。
これによれば、第一ノズル群と第二ノズル群との間で駆動信号を異ならせる構成を採用しなくても、第一ノズル群と第二ノズル群との間で生じるヘッド幅方向単位長あたりの液体吐出量の違いを抑制することができる。
第3態様は、第1又は第2態様において、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で、ノズルに連通する圧力室内の液体に印加する吐出エネルギーを発生させるアクチュエータ(例えば圧電素子)の構成が互いに異なることを特徴とするものである。
これによれば、第一ノズル群と第二ノズル群との間で駆動信号を異ならせる構成を採用しなくても、第一ノズル群と第二ノズル群との間で生じるヘッド幅方向単位長あたりの液体吐出量の違いを抑制することができる。
第4態様は、第1乃至第3態様のいずれかにおいて、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で、ノズルに連通する圧力室の固有振動特性が互いに異なることを特徴とするものである。
これによれば、第一ノズル群と第二ノズル群との間で駆動信号を異ならせる構成を採用しなくても、第一ノズル群と第二ノズル群との間で生じるヘッド幅方向単位長あたりの液体吐出量の違いを抑制することができる。
第5態様は、第4態様において、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で、ノズルに連通する圧力室内の液体を加圧するための変位板(例えば振動板)の構成が互いに異なることを特徴とするものである。
これによれば、第一ノズル群と第二ノズル群との間で駆動信号を異ならせる構成を採用しなくても、第一ノズル群と第二ノズル群との間で生じるヘッド幅方向単位長あたりの液体吐出量の違いを抑制することができる。
第6態様は、液体吐出ヘッド装置(例えば記録部2K,2C,2M,2Y)であって、第1乃至第5態様のいずれかの液体吐出ヘッド(例えば記録ヘッド3,4)を複数備え、当該複数の液体吐出ヘッドは、前記ヘッド幅方向に沿って並べされる2つの液体吐出ヘッドのうちの一方の液体吐出ヘッド(例えば記録ヘッド3)の前記第一ノズル群のヘッド幅方向位置が他方の液体吐出ヘッド(例えば記録ヘッド4)の前記第二ノズル群のヘッド幅方向位置と重複するように、配置されていることを特徴とするものである。
本態様によれば、液体吐出ヘッド間で高精度な位置合わせを行わなくても、各液体吐出ヘッドの液体吐出領域がヘッド幅方向において切り替わる箇所で液体吐出間隔が目標間隔からずれることを抑制可能な液体吐出ヘッド装置を、1種類の液体吐出ヘッドだけで製造することができ、製造コストを少なく抑えることができる。
第7態様は、第6態様において、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で、ノズルに連通する圧力室内の液体に印加する吐出エネルギーを発生させるアクチュエータを駆動させる駆動信号(例えば駆動電圧波形V,VS)が互いに異なることを特徴とするものである。
これによれば、より高精度に、第一ノズル群と第二ノズル群との間で生じるヘッド幅方向単位長あたりの液体吐出量の違いを抑制することができる。
第8態様は、複数のノズル5が配列された複数の液体吐出ヘッド(例えば記録ヘッド3,4)を備えた液体吐出ヘッド装置(例えば記録部2K,2C,2M,2Y)であって、前記液体吐出ヘッドは、ヘッド幅方向のピッチが第一ピッチP1となるように配列された2以上のノズルからなる第一ノズル群(例えば通常領域)と、ヘッド幅方向のピッチが該第一ピッチとは異なる第二ピッチP2となるように配列された2以上のノズルからなる第二ノズル群(例えば狭領域)とが、ヘッド幅方向の両端部にそれぞれ位置し、かつ、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で、ノズルに連通する圧力室内の液体に印加する吐出エネルギーを発生させるアクチュエータ(例えば圧電素子)を駆動させる駆動信号(例えば駆動電圧波形V,VS)が互いに異なり、前記複数の液体吐出ヘッドは、ヘッド幅方向に沿って並べされる2つの液体吐出ヘッドのうちの一方の液体吐出ヘッド(例えば記録ヘッド3)の前記第一ノズル群のヘッド幅方向位置が他方の液体吐出ヘッド(例えば記録ヘッド4)の前記第二ノズル群のヘッド幅方向位置と重複するように、配置されていることを特徴とするものである。
これによれば、第一ノズル群と第二ノズル群との間でノズルピッチ以外の構成を異ならせることなく、第一ノズル群と第二ノズル群との間で生じるヘッド幅方向単位長あたりの液体吐出量の違いを抑制することができる。
第9態様は、第6乃至第8態様のいずれかの液体吐出ヘッド装置と、画像情報に基づいて前記液体吐出ヘッド装置に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを有する液体を吐出する装置であって、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で画像濃度が互いに異なるものとなるように、前記画像情報を変換する画像情報変換手段を有することを特徴とする液体を吐出するものである。
これによれば、より高精度に、第一ノズル群と第二ノズル群との間で生じるヘッド幅方向単位長あたりの液体吐出量の違いを抑制することができる。
第10態様は、複数のノズル5が配列された複数の液体吐出ヘッド(例えば記録ヘッド3,4)を備えた液体吐出ヘッド装置(例えば記録部2K,2C,2M,2Y)と、画像情報に基づいて前記液体吐出ヘッド装置に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段(例えばヘッド駆動部20)とを有する液体を吐出する装置(例えばインクジェット記録装置1)であって、前記液体吐出ヘッドは、ヘッド幅方向のピッチが第一ピッチP1となるように配列された2以上のノズルからなる第一ノズル群(例えば通常領域)と、ヘッド幅方向のピッチが該第一ピッチとは異なる第二ピッチP2となるように配列された2以上のノズルからなる第二ノズル群(狭領域)とが、ヘッド幅方向の両端部にそれぞれ位置し、前記複数の液体吐出ヘッドは、ヘッド幅方向に沿って並べされる2つの液体吐出ヘッドのうちの一方の液体吐出ヘッド(例えば記録ヘッド3)の前記第一ノズル群のヘッド幅方向位置が他方の液体吐出ヘッド(例えば記録ヘッド4)の前記第二ノズル群のヘッド幅方向位置と重複するように、配置され、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で画像濃度が互いに異なるものとなるように、前記画像情報を変換する画像情報変換手段(例えば制御部600)を有することを特徴とするものである。
これによれば、第一ノズル群と第二ノズル群との間で駆動信号を異ならせる構成を採用しなくても、また、第一ノズル群と第二ノズル群との間でノズルピッチ以外の構成を異ならせる構成を採用しなくても、第一ノズル群と第二ノズル群との間で生じるヘッド幅方向単位長あたりの液体吐出量の違いを抑制することができる。
2 :ヘッドユニット
2K,2C,2M,2Y:記録部
3,4 :記録ヘッド
5 :ノズル
20 :ヘッド駆動部
21 :駆動波形補正部
22 :ヘッド制御部
23 :基本駆動波形生成部
24 :駆動波形補正情報保持部
403 :キャリッジ
404 :液体吐出ヘッド装置
405 :主走査モータ
406 :駆動プーリ
407 :従動プーリ
408 :タイミングベルト
410 :用紙
412 :搬送ベルト
413 :搬送ローラ
414 :テンションローラ
416 :副走査モータ
417 :タイミングベルト
418 :タイミングプーリ
420 :維持回復機構
421 :キャップ部材
422 :ワイパ部材
440 :液体吐出ユニット
441 :ヘッドタンク
442 :カバー
443 :コネクタ
444 :流路部品
450 :液体カートリッジ
451 :カートリッジホルダ
452 :送液ユニット
456 :チューブ
493 :主走査移動機構
494 :供給機構
495 :搬送機構
600 :制御部
610 :CPU
620 :記憶部
630 :RAM
640 :ROM
710 :搬送駆動部
720 :操作表示部
730 :入出力インタフェース
740 :バスライン
800 :外部装置
Claims (9)
- 複数のノズルが配列された液体吐出ヘッドであって、
ヘッド幅方向のピッチが第一ピッチとなるように配列された2以上のノズルからなる第一ノズル群と、ヘッド幅方向のピッチが該第一ピッチとは異なる第二ピッチとなるように配列された2以上のノズルからなる第二ノズル群とが、ヘッド幅方向の両端部にそれぞれ位置し、
同じ駆動信号が入力された場合におけるノズルからの液体吐出量が、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群とで異なり、
前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で、ノズルに連通する圧力室内の液体に印加する吐出エネルギーを発生させるアクチュエータの構成が互いに異なることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間でノズルサイズが互いに異なることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1乃至2のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で、ノズルに連通する圧力室の固有振動特性が互いに異なることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項3に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で、ノズルに連通する圧力室内の液体を加圧するための変位板の構成が互いに異なることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドを複数備え、
当該複数の液体吐出ヘッドは、前記ヘッド幅方向に沿って並べされる2つの液体吐出ヘッドのうちの一方の液体吐出ヘッドの前記第一ノズル群のヘッド幅方向位置が他方の液体吐出ヘッドの前記第二ノズル群のヘッド幅方向位置と重複するように、配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド装置。 - 請求項5に記載の液体吐出ヘッド装置において、
前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で、ノズルに連通する圧力室内の液体に印加する吐出エネルギーを発生させるアクチュエータを駆動させる駆動信号が互いに異なることを特徴とする液体吐出ヘッド装置。 - 複数のノズルが配列された複数の液体吐出ヘッドを備えた液体吐出ヘッド装置であって、
前記液体吐出ヘッドは、ヘッド幅方向のピッチが第一ピッチとなるように配列された2以上のノズルからなる第一ノズル群と、ヘッド幅方向のピッチが該第一ピッチとは異なる第二ピッチとなるように配列された2以上のノズルからなる第二ノズル群とが、ヘッド幅方向の両端部にそれぞれ位置し、かつ、前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で、ノズルに連通する圧力室内の液体に印加する吐出エネルギーを発生させるアクチュエータを駆動させる駆動信号が互いに異なり、
前記複数の液体吐出ヘッドは、ヘッド幅方向に沿って並べされる2つの液体吐出ヘッドのうちの一方の液体吐出ヘッドの前記第一ノズル群のヘッド幅方向位置が他方の液体吐出ヘッドの前記第二ノズル群のヘッド幅方向位置と重複するように、配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド装置。 - 請求項5乃至7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド装置と、
画像情報に基づいて前記液体吐出ヘッド装置に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを有する液体を吐出する装置であって、
前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で画像濃度が互いに異なるものとなるように、前記画像情報を変換する画像情報変換手段を有することを特徴とする液体を吐出する装置。 - 複数のノズルが配列された複数の液体吐出ヘッドを備えた液体吐出ヘッド装置と、
画像情報に基づいて前記液体吐出ヘッド装置に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを有する液体を吐出する装置であって、
前記液体吐出ヘッドは、ヘッド幅方向のピッチが第一ピッチとなるように配列された2以上のノズルからなる第一ノズル群と、ヘッド幅方向のピッチが該第一ピッチとは異なる第二ピッチとなるように配列された2以上のノズルからなる第二ノズル群とが、ヘッド幅方向の両端部にそれぞれ位置し、
前記複数の液体吐出ヘッドは、ヘッド幅方向に沿って並べされる2つの液体吐出ヘッドのうちの一方の液体吐出ヘッドの前記第一ノズル群のヘッド幅方向位置が他方の液体吐出ヘッドの前記第二ノズル群のヘッド幅方向位置と重複するように、配置され、
前記第一ノズル群と前記第二ノズル群との間で画像濃度が互いに異なるものとなるように、前記画像情報を変換する画像情報変換手段を有することを特徴とする液体を吐出する装置。
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