JP7392431B2 - Liquid ejection device, head drive control device - Google Patents
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Description
本発明は液体を吐出する装置、ヘッド駆動制御装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting device and a head drive control device.
液体吐出ヘッドは、製造上のばらつきなどにより、ヘッド間、あるいは、ノズル間で、液体の吐出速度、吐出量にばらつきが生じる。 Due to manufacturing variations in liquid ejection heads, variations occur in the ejection speed and amount of liquid between heads or between nozzles.
従来、共通駆動波形における圧力室を膨張させる膨張波形要素(立下り波形要素)から保持波形要素までの期間におけるトリミング範囲を調整するようにしたものが知られている(特許文献1)。 Conventionally, there has been known a common drive waveform in which a trimming range in a period from an expansion waveform element (falling waveform element) that expands a pressure chamber to a holding waveform element is adjusted (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示の構成にあっては、ノズル間における吐出速度や吐出量(吐出特性)のばらつき抑制を十分に行うことができないという課題がある。
However, the configuration disclosed in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、吐出特性のばらつきを低減するとを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce variations in ejection characteristics.
上記の課題を解決するため、本発明の請求項1に係る液体を吐出する装置は、
液体吐出ヘッドのノズルから液体を吐出させる駆動パルスを含む共通駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段と、
前記共通駆動波形の内、前記液体吐出ヘッドの圧力発生素子に与える前記駆動パルスの波形部分を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択する波形部分を指定する選択信号を出力する手段と、を備え、
前記駆動パルスは、少なくとも、前記液体吐出ヘッドの圧力室を膨張させる膨張波形要素と、前記膨張波形要素で膨張された状態を保持する保持波形要素と、前記保持波形要素で保持された前記圧力室を収縮させて前記液体を吐出させる収縮波形要素と、を含み、
前記選択信号には、前記駆動パルスの前記保持波形要素の途中から前記収縮波形要素の少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする信号を含む
構成とした。
In order to solve the above problems, a device for discharging liquid according to
a drive waveform generation unit that generates and outputs a common drive waveform including a drive pulse that causes liquid to be ejected from a nozzle of the liquid ejection head;
Selection means for selecting a waveform portion of the drive pulse applied to the pressure generating element of the liquid ejection head from the common drive waveform;
means for outputting a selection signal specifying a waveform portion to be selected by the selection means,
The driving pulse includes at least an expansion waveform element that expands the pressure chamber of the liquid ejection head, a holding waveform element that maintains the expanded state by the expansion waveform element, and the pressure chamber held by the holding waveform element. a contraction waveform element that causes the liquid to be discharged by contracting the liquid;
The selection signal includes a signal for non-selecting a waveform portion extending from the middle of the holding waveform element to at least a part of the contraction waveform element of the drive pulse.
本発明によれば、吐出特性のばらつきを低減できる。 According to the present invention, variations in ejection characteristics can be reduced.
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を吐出する装置としての印刷装置について図1及び図2を参照して説明する。図1は同印刷装置の概略説明図、図2は同印刷装置の吐出ユニットの平面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A printing apparatus as a liquid ejecting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the same printing apparatus, and FIG. 2 is a plan explanatory diagram of a discharge unit of the same printing apparatus.
印刷装置1は、シート材Pを搬入する搬入部10と、前処理部20と、印刷部30と、乾燥部40と、搬出部50とを備えている。印刷装置1は、搬入部10から搬入(供給)されるシート材Pに対し、前処理手段である前処理部20で必要に応じて前処理液を付与(塗布)し、印刷部30で液体を付与して所要の印刷を行い、乾燥部40でシート材Pに付着した液体を乾燥させた後、シート材Pを搬出部50に排出する。
The
搬入部10は、複数のシート材Pを収容する搬入トレイ11(下段搬入トレイ11A、上段搬入トレイ11B)と、搬入トレイ11からシート材Pを1枚ずつ分離して送り出す給送装置12(12A、12B)とを備え、シート材Pを前処理部20に供給する。
The carry-in
前処理部20は、例えばインクを凝集させ、裏写りを防止する作用効果を有する処理液をシート材Pの印刷面に付与する処理液付与手段である塗布部21などを備えている。
The
印刷部30は、シート材Pを周面に担持して回転する担持部材(回転部材)であるドラム31と、ドラム31に担持されたシート材Pに向けて液体を吐出する液体吐出部32を備えている。
The
また、印刷部30は、前処理部20から送り込まれたシート材Pを受け取ってドラム31との間でシート材Pを渡す渡し胴34と、ドラム31によって搬送されたシート材Pを受け取って反転機構部36に渡す受け渡し胴35を備えている。
The
前処理部20から印刷部30へ搬送されてきたシート材Pは、渡し胴34に設けられた把持手段(シートグリッパ)によって先端が把持され、渡し胴34の回転に伴って搬送される。渡し胴34により搬送されたシート材Pは、ドラム31との対向位置でドラム31へ受け渡される。
The leading end of the sheet material P conveyed from the
ドラム31の表面にも把持手段(シートグリッパ)が設けられており、シート材Pの先端が把持手段(シートグリッパ)によって把持される。ドラム31の表面には、複数の吸引穴が分散して形成され、吸引手段によってドラム31の所要の吸引穴から内側へ向かう吸い込み気流を発生させる。
A gripping means (sheet gripper) is also provided on the surface of the
そして、渡し胴34からドラム31へ受け渡されたシート材Pは、シートグリッパによって先端が把持されるとともに、吸引手段による吸い込み気流によってドラム31上に吸着担持され、ドラム31の回転に伴って搬送される。
The sheet material P transferred from the transfer drum 34 to the
液体吐出部32は、液体吐出手段である吐出ユニット33(33A~33D)を備えている。例えば、吐出ユニット33Aはシアン(C)の液体を、吐出ユニット33Bはマゼンタ(M)の液体を、吐出ユニット33Cはイエロー(Y)の液体を、吐出ユニット33Dはブラック(K)の液体を、それぞれ吐出する。また、その他、白色、金色(銀色)などの特殊な液体の吐出を行う吐出ユニットを使用することもできる。
The
吐出ユニット33は、例えば、図2に示すように、複数のノズル11を配列したノズル列を複数列有する複数の液体吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」という。)1をベース部材331に千鳥状に配置したフルライン型ヘッドである。
For example, as shown in FIG. 2, the
液体吐出部32の各吐出ユニット33は、印刷情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。ドラム31に担持されたシート材Pが液体吐出部32との対向領域を通過するときに、吐出ユニット33から各色の液体が吐出され、当該印刷情報に応じた画像が印刷される。
The ejection operation of each
反転機構部36は、受け渡し胴35から渡されたシート材Pに対して両面印刷をおこなうときに、スイッチバック方式で、シート材Pを反転する機構であり、反転されたシート材Pは印刷部30の搬送経路360を通じて渡し胴34よりも上流側に逆送される。 The reversing mechanism section 36 is a mechanism that reverses the sheet material P in a switchback manner when double-sided printing is performed on the sheet material P passed from the delivery cylinder 35, and the reversed sheet material P is transferred to the printing section. 30 through the transport path 360 to the upstream side of the transfer cylinder 34.
乾燥部40は、印刷部30でシート材P上に付着した液体を乾燥させる。これにより液体中の水分等の液分が蒸発し、シート材P上に液体中に含まれる着色剤が定着し、また、シート材Pのカールが抑制される。
The drying
搬出部50は、複数のシート材Pが積載される搬出トレイ51を備えている。乾燥部40から搬送されてくるシート材Pは、搬出トレイ51上に順次積み重ねられて保持される。
The carry-out
なお、本実施形態では、シート材がカットシート材である例で説明しているが、連帳紙、ロール紙などの連続体(ウェブ)を使用する装置、壁紙などのシート材を使用する装置などにも本発明を適用することができる。 Although this embodiment is explained using an example in which the sheet material is a cut sheet material, it is also possible to use a device that uses a continuous body (web) such as continuous paper or roll paper, and a device that uses sheet material such as wallpaper. The present invention can also be applied to the following.
次に、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の断面説明図、図4は同じくノズル配列方向に沿う断面説明図である。 Next, an example of the head will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view of the same head in a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction, and FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view similarly taken along the nozzle arrangement direction.
本実施形態のヘッド1は、ノズル板10と、流路板20と、壁面部材としての振動板部材30とを積層接合している。そして、振動板部材30の振動領域(ダイアフラム領域、振動板)31を変位させる圧電アクチュエータ40と、ヘッド1のフレーム部材を兼ねている共通流路部材50とを備えている。
The
ノズル板10は、複数のノズル11を配列したノズル列を有している。
The
流路板20は、複数のノズル11に通じる複数の圧力室21、各圧力室21にそれぞれ通じる流体抵抗部を兼ねる個別供給流路22、1又は複数の個別供給流路22に通じる1又は複数の中間供給流路23を形成している。隣り合う圧力室21、21は隔壁28にて隔てられている。
The
振動板部材30は、流路板20の圧力室21の壁面を形成する変位可能な複数の振動領域31を有する。ここでは、振動板部材30は2層構造(限定されない)とし、流路板20側から薄肉部を形成する第1層30aと、厚肉部を形成する第2層30bで構成されている。
The
そして、薄肉部である第1層30aで圧力室21に対応する部分に変形可能な振動領域31を形成している。振動領域31内には、第2層30bで圧電アクチュエータ40と接合する厚肉部である島状の凸部31aを形成している。また、振動板部材30の圧力室間隔壁28に対応する部位に第2層30bで厚肉部である接合部38を形成している。
A
そして、振動板部材30の圧力室21とは反対側に、振動板部材30の振動領域31を変形させる圧力発生素子(駆動手段、アクチュエータ手段)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ40を配置している。
A
この圧電アクチュエータ40は、ベース部材44上に接合した圧電部材41にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子42と支柱部43を所定の間隔で櫛歯状に形成している。
This
そして、圧電素子42は、駆動電圧を与えることで振動領域31を変位させる圧電素子である。支柱部43は、駆動電圧を与えないで圧力室21,21間の隔壁28を支える圧電素子である。
The
そして、圧電素子42は、振動板部材30の振動領域31に形成した厚肉部である島状の凸部31aに接着剤で接合している。一方、支柱部43は、振動板部材30の隔壁28に対応する部位に設けた厚肉部である接合部38に接着剤で接合している。
The
圧電部材41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(端面電極)に接続され、外部電極にフレキシブル配線部材45が接続される。
The
共通流路部材50は共通供給流路51を形成している。共通供給流路51は、振動板部材30に設けたフィルタ部39を介して中間供給流路23に通じている。
The common
このヘッド1においては、例えば圧電素子42を基準電位(中間電位)から下げることによって圧電素子42が収縮し、振動板部材30の振動領域31が引かれて圧力室21の容積が膨張することで、圧力室21内に液体が流入する。
In this
その後、圧電素子42に印加する電圧を上げて圧電素子42を積層方向に伸長させ、振動板部材30の振動領域31をノズル11に向かう方向に変形させて圧力室21の容積を収縮させることにより、圧力室21内の液体が加圧され、ノズル11から液体が吐出される。
Thereafter, the voltage applied to the
次に、ヘッドを駆動制御するヘッド駆動制御装置に係る部分について図5のブロック説明図を参照して説明する。 Next, parts related to the head drive control device that drives and controls the head will be explained with reference to the block diagram of FIG. 5.
ヘッド駆動制御装置400は、ヘッド制御部401と、駆動波形生成手段を構成する駆動波形生成部402及び波形データ格納部403と、ヘッドドライバ410と、吐出タイミングを生成するための吐出タイミング生成部404を備えている。
The head
ヘッド制御部401は、吐出タイミングパルスstbを受信すると、共通駆動波形の生成のトリガーとなる吐出同期信号LINEを駆動波形生成部402へ出力する。また、ヘッド制御部401は、吐出同期信号LINEからの遅延量に当たる吐出タイミング信号CHANGEを駆動波形生成部402へ出力する。
When the
駆動波形生成部402は、吐出同期信号LINEと、吐出タイミング信号CHANGEに基づいたタイミングで共通駆動波形Vcomを生成出力する。
The drive
ヘッド制御部401は、ヘッドドライバ410のアナログスイッチASで構成される選択手段で選択する波形部分を指定する選択信号を出力する手段を兼ねている。
The
ヘッド制御部401は、画像データを受け取り、この画像データをもとに、ヘッド1の各ノズル11から吐出させる液体の大きさ、ノズル11の特性ばらつきに応じて、各ノズル11毎に、共通駆動波形Vcomの所定の所要の波形部分を選択するための選択信号MNを生成する。したがって、選択信号MNは、ノズル11の数だけ出力される。また、選択信号MNは吐出タイミング信号CHANGEに同期したタイミングの信号である。
The
そして、ヘッド制御部401は、画像データSDと、同期クロック信号SCKと、画像データのラッチを命令するラッチ信号LTと、生成した選択信号MNとを、ヘッドドライバ410に転送する。
Then, the
ヘッドドライバ410は、ヘッド制御部401からの各種信号に基づいて、共通駆動波形Vcomの内、液体吐出ヘッド1の各圧力発生素子(圧電素子42)に与える波形部分を選択する選択手段である。
The
このヘッドドライバ410は、シフトレジスタ411、ラッチ回路412、階調デコーダ413、レベルシフタ414、及びアナログスイッチアレイ415を備える。
This
シフトレジスタ411は、ヘッド制御部401から転送される画像データSD及び同期クロック信号SCKを入力する。ラッチ回路412は、シフトレジスタ411の各レジスト値を、ヘッド制御部401から転送されるラッチ信号LTによってラッチする。
The
階調デコーダ413は、ラッチ回路412でラッチした値(画像データSD)と各ノズル11毎の選択信号MNとをデコードして結果を出力する。レベルシフタ414は、階調デコーダ413のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチアレイ415のアナログスイッチASが動作可能なレベルへとレベル変換する。
The
アナログスイッチアレイ415のアナログスイッチASは、レベルシフタ414を介して与えられる階調デコーダ413の出力でオン/オフするスイッチであり、共通駆動波形Vcomの通過/非通過(遮断)を行う手段である。
The analog switch AS of the
このアナログスイッチASは、ヘッド1が備えるノズル11毎に設けられ、各ノズル11に対応する圧電素子42の個別電極に接続されている。また、アナログスイッチASには、駆動波形生成部402からの共通駆動波形Vcomが入力されている。また、上述したように選択信号MNのタイミングが共通駆動波形Vcomのタイミングと同期している。
This analog switch AS is provided for each
したがって、レベルシフタ414を介して与えられる階調デコーダ413の出力に応じて適切なタイミングでアナログスイッチASのオン/オフが切り替えられることにより、共通駆動波形Vcomから各ノズル11に対応する圧電素子42に印加される波形部分が選択される。その結果、ノズル11から吐出される滴の大きさなどが制御される。
Therefore, by switching the analog switch AS on and off at appropriate timing according to the output of the
吐出タイミング生成部404は、ドラム31の回転量を検出するロータリエンコーダ405の検出結果から、シート材Pが所定量移動される毎に吐出タイミングパルスstbを生成して出力する。ロータリエンコーダ405は、ドラム31と共に回転するエンコーダホイールと、エンコーダホイールのスリットを読取るエンコーダセンサで構成される。
The discharge
次に、本発明の第1実施形態における駆動波形について図6及び図7を参照して説明する。図6は同実施形態における共通駆動波形及び選択信号の説明に供する説明図、図7は同実施形態における圧力発生素子に与えられる印加波形の説明に供する説明図である。 Next, drive waveforms in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the common drive waveform and selection signal in the same embodiment, and FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the applied waveform applied to the pressure generating element in the same embodiment.
図6(a)に示すように、本実施形態の駆動波形Vcomは、圧力室21を加圧して液体を吐出させる吐出パルスとしての駆動パルスPを含んでいる。駆動パルスPは、例えば、小さな滴(小滴)を吐出させるパルスである。
As shown in FIG. 6A, the drive waveform Vcom of this embodiment includes a drive pulse P as an ejection pulse that pressurizes the
駆動パルスPは、圧力室21を膨張させる膨張波形要素aと、膨張波形要素aで膨張された状態を保持する保持波形要素bと、保持波形要素bで保持されている状態から圧力室21を収縮させて液体を吐出させる収縮波形要素cとで構成される。
The drive pulse P includes an expansion waveform element a that expands the
膨張波形要素aは、中間電位(又は基準電位)Vmから電位V1(V1<Vm)まで立ち下がる波形である。 The expansion waveform element a is a waveform that falls from the intermediate potential (or reference potential) Vm to the potential V1 (V1<Vm).
保持波形要素bは、膨張波形要素aの終端電位である電位V1を保持する波形である。 The holding waveform element b is a waveform that holds the potential V1, which is the terminal potential of the expansion waveform element a.
収縮波形要素cは、本実施形態では、2段階収縮を行う波形であり、保持された電位V1から電位V2(Vm>V2>V1)まで立ち上がり、電位V2を所定時間保持した後、更に中間電位Vmまで立ち上がる。 In the present embodiment, the contraction waveform element c is a waveform that performs two-stage contraction, rising from the held potential V1 to the potential V2 (Vm>V2>V1), holding the potential V2 for a predetermined time, and then rising to the intermediate potential. Stand up to Vm.
本実施形態において、収縮波形要素cは、電位V1から電位V2まで立ち上がる第1段収縮波形要素c1と、電位V2を保持する中間保持波形要素c2と、電位V2から中間電位Vmまで立ち上がる第2段収縮波形要素c3とで構成される。 In this embodiment, the contraction waveform element c includes a first stage contraction waveform element c1 that rises from potential V1 to potential V2, an intermediate hold waveform element c2 that holds potential V2, and a second stage contraction waveform element c2 that rises from potential V2 to intermediate potential Vm. It is composed of a contraction waveform element c3.
一方、ヘッド制御部401から出力される駆動パルスPを選択する選択信号MNは、図6(b)に示すように、複数種類(ここでは3つ)の選択信号A、B、Cを含んでいる。ヘッド制御部401は、ノズル11毎に予め定められた選択信号A、B、Cのいずれか1つを選択信号MNとして出力する。
On the other hand, the selection signal MN for selecting the drive pulse P output from the
本実施形態では、選択信号A、B、Cが「L」であるとき、共通駆動波形VcomはアナログスイッチASを通過し、選択信号A、B、Cが「H」であるとき、共通駆動波形VcomはアナログスイッチASを通過しない(非通過となる)ものとしている。つまり、選択信号A~Cを「ON」にすることで、アナログスイッチAS(選択手段)で選択する波形部分を指定する。 In this embodiment, when the selection signals A, B, and C are "L", the common drive waveform Vcom passes through the analog switch AS, and when the selection signals A, B, and C are "H", the common drive waveform It is assumed that Vcom does not pass through the analog switch AS. That is, by turning on the selection signals A to C, the waveform portion to be selected by the analog switch AS (selection means) is designated.
選択信号Aは、膨張波形要素aの立下り開始(始端)前の波形要素である中間電位保持波形要素dの途中(時点t0)で「H」から「L」に遷移する。そして、選択信号Aは、収縮波形要素cが終了して中間電位Vmまで立ち上がった後の波形要素である中間電位保持波形要素eの途中(時点t4)で「L」から「H」に遷移する。 The selection signal A transitions from "H" to "L" in the middle (time t0) of the intermediate potential holding waveform element d, which is a waveform element before the falling start (starting end) of the expansion waveform element a. Then, the selection signal A transitions from "L" to "H" in the middle (time t4) of the intermediate potential holding waveform element e, which is a waveform element after the contraction waveform element c ends and rises to the intermediate potential Vm. .
したがって、選択信号Aが出力されたときには、図6(c)に実線で示すように、駆動パルスPの全部が通過する。これにより、図7(a)に示す印加波形PAが圧電素子42に与えられる。なお、「印加波形」とは圧電素子42に印加される駆動波形である。
Therefore, when the selection signal A is output, all of the drive pulses P pass through, as shown by the solid line in FIG. 6(c). As a result, the applied waveform PA shown in FIG. 7(a) is applied to the
選択信号Bは、中間電位保持波形要素dの途中(時点t0)で「H」から「L」に遷移し、保持波形要素bの途中(時点t1)で「L」から「H」に遷移し、収縮保持波形要素c2の途中(時点t2)で再度「H」から「L」に遷移する。そして、選択信号Bは、中間電位保持波形要素eの途中(時点t4)で「L」から「H」に遷移する。 The selection signal B transitions from "H" to "L" in the middle of the intermediate potential holding waveform element d (time t0), and from "L" to "H" in the middle of the holding waveform element b (time t1). , transitions from "H" to "L" again in the middle of the contraction/holding waveform element c2 (time t2). Then, the selection signal B transitions from "L" to "H" in the middle of the intermediate potential holding waveform element e (time t4).
このように、選択信号Bが保持波形要素bの途中で「L」から「H」に遷移することで、共通駆動波形Vcomが非通過になると、圧電素子42の印加電圧はそのときの保持電位V1に保持される。そして、選択信号Bが「H」から「L」に遷移したとき、保持電位V1から遷移したときの収縮波形要素cの電位まで立ち上がることになる。
In this way, when the selection signal B transitions from "L" to "H" in the middle of the holding waveform element b, and the common drive waveform Vcom does not pass, the voltage applied to the
したがって、選択信号Bが出力されたときには、図6(c)に一点鎖線で示すように、駆動パルスPの時点t1までの波形部分が通過し、時点t1~t2間では電位V1が保持され、時点t2で収縮波形要素cの中間保持波形要素c2の電位V2まで立ち上がる。これにより、図7(b)に示す印加波形PBが圧電素子42に与えられる。
Therefore, when the selection signal B is output, as shown by the dashed line in FIG. 6(c), the waveform portion of the drive pulse P up to time t1 passes, and the potential V1 is held between time t1 and t2. At time t2, the potential of the intermediate holding waveform element c2 of the contraction waveform element c rises to the potential V2. As a result, an applied waveform PB shown in FIG. 7(b) is applied to the
選択信号Cは、中間電位保持波形要素dの途中(時点t0)で「H」から「L」に遷移し、保持波形要素bの途中(時点t1)で「L」から「H」に遷移し、第2段収縮波形要素c3の終了時(時点t3)で「L」から「H」に遷移する。そして、選択信号Cは、中間電位保持波形要素eの途中(時点t4)で「L」から「H」に遷移する。 The selection signal C transitions from "H" to "L" in the middle of the intermediate potential holding waveform element d (time t0), and from "L" to "H" in the middle of the holding waveform element b (time t1). , transitions from "L" to "H" at the end of the second stage contraction waveform element c3 (time t3). Then, the selection signal C transitions from "L" to "H" in the middle of the intermediate potential holding waveform element e (time t4).
したがって、選択信号Bの場合と同様にして、選択信号Cが出力されたときには、図6(c)に二点鎖線で示すように、駆動パルスPの時点t1までの波形部分が通過し、時点t1~t3間では電位V1が保持され、時点t3で中間電位Vmまで立ち上がる。これにより、図7(c)に示す印加波形PCが圧電素子42に与えられる。
Therefore, when the selection signal C is output in the same manner as the selection signal B, as shown by the two-dot chain line in FIG. The potential V1 is held between t1 and t3, and rises to the intermediate potential Vm at time t3. As a result, the applied waveform PC shown in FIG. 7(c) is applied to the
つまり、本実施形態では、選択信号B、Cは、いずれも、駆動パルスPの保持波形要素bの途中から収縮波形要素cの少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする信号である。そして、本実施形態では、駆動パルスPの保持波形要素bの途中から収縮波形要素cの少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする選択信号には、異なる波形部分を非選択にする2つの選択信号B、Cが含まれる。 That is, in this embodiment, the selection signals B and C are both signals that unselect the waveform portion extending from the middle of the holding waveform element b of the drive pulse P to at least part of the contraction waveform element c. In this embodiment, the selection signal for unselecting a waveform portion extending from the middle of the holding waveform element b to at least a part of the contraction waveform element c of the drive pulse P includes two waveform portions for unselecting different waveform portions. Selection signals B and C are included.
印加波形PA~PCは、図7に示すように、保持波形要素bの時間をパルス幅PwA~PwCとするとき、PwA<PwB<PwC、の関係になる。 As shown in FIG. 7, the applied waveforms PA to PC have a relationship of PwA<PwB<PwC, where the time of the holding waveform element b is the pulse width PwA to PwC.
そこで、ノズル11の吐出特性に応じた選択信号A~Cを当該ノズル11の圧電素子42に与えることで、ノズル11から吐出される液体(液滴)の吐出速度(滴速度)を調整してばらつきを抑制できる。
Therefore, by applying selection signals A to C according to the ejection characteristics of the
次に、本実施形態の作用の一例について図8及び図9を参照して説明する。図8は3つのノズルと選択信号及び印加波形の関係の一例を説明する説明図、図9は補正前後の吐出速度の説明に供する説明図である。 Next, an example of the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of the relationship between the three nozzles, selection signals, and applied waveforms, and FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the ejection speed before and after correction.
ここで、図9に示すように、3つのノズルn1~n3からそれぞれ液滴D1~D3が吐出されるものとする。3つのノズルn1~n3に対して、駆動パルスPの全部(印加波形PA)を与えた場合、図9(a)に示すように、ノズルn1の液滴D1の吐出速度が最も速く、ノズルn2の液滴D2、ノズルn3の液滴D3の順に遅くなる。 Here, as shown in FIG. 9, it is assumed that droplets D1 to D3 are ejected from three nozzles n1 to n3, respectively. When all of the drive pulses P (applied waveform PA) are applied to three nozzles n1 to n3, as shown in FIG. The droplet D2 of the nozzle n3 is delayed in the order of the droplet D3 of the nozzle n3.
また、印加波形PCのパルス幅PwCを圧力室21に対して最も効率良く吐出速度を速められる時間に設定している。
Further, the pulse width PwC of the applied waveform PC is set to a time that can most efficiently increase the discharge speed to the
そこで、図8に示すように、各ノズルn1~n3について選択信号A~Cを割り当てる。最も吐出速度が速い特性を有するノズルn1には印加波形PAを印加し、次に吐出速度が速い特性を有するノズルn2には印加波形PBを印加する。そして、吐出速度が最も遅い特性を有するノズルn3には印加波形PCを印加する。 Therefore, as shown in FIG. 8, selection signals A to C are assigned to each nozzle n1 to n3. The application waveform PA is applied to the nozzle n1 having the characteristic of the fastest ejection speed, and the application waveform PB is applied to the nozzle n2 having the characteristic of the second fastest ejection speed. Then, the application waveform PC is applied to the nozzle n3 having the characteristic of the slowest ejection speed.
これにより、図9(b)に示すように、各ノズルn1~n3から吐出される液滴D1~D3の吐出速度のばらつきが低減して、ほぼ同じ(同一を含む。)吐出速度になるように調整(補正)することができる。 As a result, as shown in FIG. 9(b), the variation in the ejection speed of the droplets D1 to D3 ejected from each nozzle n1 to n3 is reduced, and the ejection speeds are almost the same (including the same). It can be adjusted (corrected) to
この場合、同じ共通駆動波形Vcomによって3種類の印加波形を切り出しているので、波形長を長くすることなく、吐出特性のばらつきを低減できる。また、ノズル毎に駆動波形生成回路を備える必要もない。なお、選択信号は3種類に限るものではなく、2種類、あるいは、4種類以上とすることができる。 In this case, since three types of applied waveforms are extracted using the same common drive waveform Vcom, variations in ejection characteristics can be reduced without increasing the waveform length. Further, there is no need to provide a drive waveform generation circuit for each nozzle. Note that the number of selection signals is not limited to three types, but can be two, or four or more types.
次に、本発明の第2実施形態について図10及び図11を参照して説明する。図10は同実施形態における共通駆動波形及び選択信号の説明に供する説明図、図11は同実施形態における圧力発生素子に与えられる印加波形の説明に供する説明図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the common drive waveform and selection signal in the same embodiment, and FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the applied waveform applied to the pressure generating element in the same embodiment.
図10(a)に示すように、本実施形態の駆動波形Vcomは、圧力室21を加圧して液体を吐出させる吐出パルスとしての駆動パルスPを含んでいる。駆動パルスPは、例えば、小さな滴(小滴)を吐出させるパルスである。
As shown in FIG. 10A, the drive waveform Vcom of this embodiment includes a drive pulse P as an ejection pulse that pressurizes the
駆動パルスPは、圧力室21を膨張させる膨張波形要素aと、膨張波形要素aで膨張された状態を保持する保持波形要素bと、保持波形要素bで保持されている状態から圧力室21を収縮させて液体を吐出させる収縮波形要素cとで構成される。
The drive pulse P includes an expansion waveform element a that expands the
膨張波形要素aは、中間電位(又は基準電位)Vmから電位V1(V1<Vm)まで立ち下がる波形である。保持波形要素bは、膨張波形要素aの終端電位である電位V1を保持する波形である。収縮波形要素cは、本実施形態では、1段階収縮を行う波形であり、保持された電位V1から中間電位Vmまで立ち上がる。 The expansion waveform element a is a waveform that falls from the intermediate potential (or reference potential) Vm to the potential V1 (V1<Vm). The holding waveform element b is a waveform that holds the potential V1, which is the terminal potential of the expansion waveform element a. In this embodiment, the contraction waveform element c is a waveform that performs one-step contraction, and rises from the held potential V1 to the intermediate potential Vm.
一方、ヘッド制御部401から出力される駆動パルスPを選択する選択信号MNは、図10(b)に示すように、複数種類(ここでは4つ)の選択信号A、B、C、Dを含んでいる。ヘッド制御部401は、ノズル11毎に予め定められた選択信号A、B、C、Dのいずれか1つを選択信号MNとして出力する。
On the other hand, as shown in FIG. 10(b), the selection signal MN for selecting the drive pulse P output from the
本実施形態では、選択信号A、B、C、Dが「L」であるとき、共通駆動波形VcomはアナログスイッチASを通過し、選択信号A、B、C、Dが「H」であるとき、共通駆動波形VcomはアナログスイッチASを通過しない(非通過となる)ものとしている。 In this embodiment, when the selection signals A, B, C, and D are "L", the common drive waveform Vcom passes through the analog switch AS, and when the selection signals A, B, C, and D are "H", the common drive waveform Vcom passes through the analog switch AS. , the common drive waveform Vcom does not pass through the analog switch AS (does not pass).
選択信号Aは、膨張波形要素aの立下り開始前の中間電位保持波形要素dの途中(時点t0)で「H」から「L」に遷移し、収縮波形要素cが終了して中間電位Vmまで立ち上がった後の中間電位保持波形要素eの途中(時点t5)で「L」から「H」に遷移する。 The selection signal A transitions from "H" to "L" in the middle of the intermediate potential holding waveform element d (time t0) before the expansion waveform element a starts falling, and after the contraction waveform element c ends, the intermediate potential Vm is reached. In the middle of the intermediate potential holding waveform element e after rising to 1 (time t5), it transitions from "L" to "H".
したがって、選択信号Aが出力されたときには、図10(c)に実線で示すように、駆動パルスPの全部が通過する。これにより、図11(a)に示す印加波形PAが圧電素子42に与えられる。
Therefore, when the selection signal A is output, the entire drive pulse P passes through, as shown by the solid line in FIG. 10(c). As a result, the applied waveform PA shown in FIG. 11(a) is applied to the
選択信号Bは、中間電位保持波形要素dの途中(時点t0)で「H」から「L」に遷移し、保持波形要素bの途中(時点t1)で「L」から「H」に遷移し、収縮波形要素cの途中(時点t2)で再度「H」から「L」に遷移する。そして、中間電位保持波形要素eの途中(時点t5)で「L」から「H」に遷移する。 The selection signal B transitions from "H" to "L" in the middle of the intermediate potential holding waveform element d (time t0), and from "L" to "H" in the middle of the holding waveform element b (time t1). , transitions from "H" to "L" again in the middle of contraction waveform element c (time t2). Then, in the middle of the intermediate potential holding waveform element e (time t5), it transitions from "L" to "H".
したがって、選択信号Bが出力されたときには、図10(c)に一点鎖線で示すように、駆動パルスPの時点t1までの波形部分が通過し、時点t1~t2間では電位V1が保持され、時点t2の収縮波形要素cの電位まで立ち上がる。これにより、図11(b)に示す印加波形PBが圧電素子42に与えられる。
Therefore, when the selection signal B is output, as shown by the dashed line in FIG. 10(c), the waveform portion of the drive pulse P up to time t1 passes, and the potential V1 is held between time t1 and t2. It rises to the potential of contraction waveform element c at time t2. As a result, an applied waveform PB shown in FIG. 11(b) is applied to the
選択信号Cは、中間電位保持波形要素dの途中(時点t0)で「H」から「L」に遷移し、保持波形要素bの途中(時点t1)で「L」から「H」に遷移し、収縮波形要素cの終了時(時点t3)で「L」から「H」に遷移する。そして、中間電位保持波形要素eの途中(時点t5)で「L」から「H」に遷移する。 The selection signal C transitions from "H" to "L" in the middle of the intermediate potential holding waveform element d (time t0), and from "L" to "H" in the middle of the holding waveform element b (time t1). , transitions from "L" to "H" at the end of contraction waveform element c (time t3). Then, in the middle of the intermediate potential holding waveform element e (time t5), it transitions from "L" to "H".
したがって、選択信号Cが出力されたときには、図10(c)に二点鎖線で示すように、駆動パルスPの時点t1までの波形部分が通過し、時点t1~t3間では電位V1が保持され、時点t3の収縮波形要素cの電位まで立ち上がる。これにより、図11(c)に示す印加波形PCが圧電素子42に与えられる。
Therefore, when the selection signal C is output, as shown by the two-dot chain line in FIG. 10(c), the waveform portion of the drive pulse P up to time t1 passes, and the potential V1 is held between time t1 and t3. , rises to the potential of contraction waveform element c at time t3. As a result, the applied waveform PC shown in FIG. 11(c) is applied to the
選択信号Dは、中間電位保持波形要素dの途中(時点t0)で「H」から「L」に遷移し、保持波形要素bの途中(時点t1)で「L」から「H」に遷移し、収縮波形要素cの終了時(時点t4)で「L」から「H」に遷移する。そして、中間電位保持波形要素eの途中(時点t5)で「L」から「H」に遷移する。 The selection signal D transitions from "H" to "L" in the middle of the intermediate potential holding waveform element d (time t0), and from "L" to "H" in the middle of the holding waveform element b (time t1). , transitions from "L" to "H" at the end of contraction waveform element c (time t4). Then, in the middle of the intermediate potential holding waveform element e (time t5), it transitions from "L" to "H".
したがって、選択信号Dが出力されたときには、図10(c)に破線で示すように、駆動パルスPの時点t1までの波形部分が通過し、時点t1~t4間では電位V1が保持され、時点t4の収縮波形要素cの電位まで立ち上がる。これにより、図11(d)に示す印加波形PDが圧電素子42に与えられる。
Therefore, when the selection signal D is output, as shown by the broken line in FIG. It rises to the potential of contraction waveform element c at t4. As a result, the applied waveform PD shown in FIG. 11(d) is applied to the
つまり、本実施形態では、選択信号B、C、Dは、いずれも、駆動パルスPの保持波形要素bの途中から収縮波形要素cの少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする信号である。そして、本実施形態では、駆動パルスPの保持波形要素bの途中から収縮波形要素cの少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする選択信号には、異なる波形部分を非選択にする3つの選択信号B、C、Dが含まれる。 That is, in this embodiment, the selection signals B, C, and D are all signals that unselect the waveform portion extending from the middle of the holding waveform element b of the drive pulse P to at least a part of the contraction waveform element c. . In the present embodiment, the selection signal for unselecting a waveform portion extending from the middle of the holding waveform element b to at least part of the contraction waveform element c of the driving pulse P includes three waveform portions for unselecting different waveform portions. Selection signals B, C, and D are included.
ここで、例えば、複数のノズル11を吐出速度を基にして4グループに分け、吐出速度が速い順に選択信号A、B、C、Dを割り当てる。
Here, for example, the plurality of
印加波形PA~PDの順に収縮波形要素cの電圧変化が急になるので、印加波形PAは吐出速度を相対的に最も遅く、印加波形PDは吐出速度を相対的に最も速く補正できる。 Since the voltage change of the contraction waveform element c becomes steeper in the order of the applied waveforms PA to PD, the applied waveform PA can correct the ejection speed relatively slowest, and the applied waveform PD can correct the ejection speed relatively faster.
このようにして、複数のノズル11をグループ分けして選択信号を割り振ることで、吐出速度のばらつきを低減できる。
In this way, by dividing the plurality of
なお、第1実施形態でも、同様にグループ化できる。 Note that grouping can be performed in the same manner in the first embodiment as well.
次に、本発明の第3実施形態について図12ないし図14を参照して説明する。図12は同実施形態における共通駆動波形及び選択信号の説明に供する説明図、図13は同実施形態における圧力発生素子に与えられる印加波形の説明に供する説明図である。図14は同実施形態の作用説明に供する説明図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 to 14. FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the common drive waveform and selection signal in the same embodiment, and FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the applied waveform applied to the pressure generating element in the same embodiment. FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the operation of the embodiment.
図12(a)に示すように、本実施形態の駆動波形Vcomは、圧力室21を加圧して液体を吐出させる吐出パルスとしての駆動パルスPを含んでいる。駆動パルスPは、例えば、小さな滴(小滴)を吐出させるパルスである。
As shown in FIG. 12A, the drive waveform Vcom of this embodiment includes a drive pulse P as an ejection pulse that pressurizes the
駆動パルスPは、液体を吐出させる第1パルス(第1波形部分)P1と、液体を吐出させない第2パルス(第2波形部分)P2とで構成されている。 The drive pulse P is composed of a first pulse (first waveform portion) P1 that causes liquid to be ejected, and a second pulse (second waveform portion) P2 that does not cause liquid to be ejected.
駆動パルスPの第1パルスP1は、圧力室21を膨張させる膨張波形要素aと、膨張波形要素aで膨張された状態を保持する保持波形要素bと、保持波形要素bで保持されている状態から圧力室21を収縮させて液体を吐出させる収縮波形要素cとで構成される。
The first pulse P1 of the drive pulse P is an expansion waveform element a that expands the
膨張波形要素aは、中間電位(又は基準電位)Vmから電位V1(V1<Vm)まで立ち下がる波形である。保持波形要素bは、膨張波形要素aの終端電位である電位V1を保持する波形である。収縮波形要素cは、本実施形態では、1段階収縮を行う波形であり、保持された電位V1から中間電位Vmまで立ち上がる波形である。 The expansion waveform element a is a waveform that falls from the intermediate potential (or reference potential) Vm to the potential V1 (V1<Vm). The holding waveform element b is a waveform that holds the potential V1, which is the terminal potential of the expansion waveform element a. In this embodiment, the contraction waveform element c is a waveform that performs one-step contraction, and is a waveform that rises from the held potential V1 to the intermediate potential Vm.
駆動パルスPの第2パルスP2は、圧力室21を膨張させる膨張波形要素fと、膨張波形要素fで膨張された状態を保持する保持波形要素gと、保持波形要素gで保持されている状態から圧力室21を収縮させる(液体は吐出させない)収縮波形要素hとで構成される。
The second pulse P2 of the drive pulse P is an expansion waveform element f that expands the
膨張波形要素fは、中間電位(又は基準電位)Vmから電位V3(V1<V3<Vm)まで立ち下がる波形である。保持波形要素gは、膨張波形要素fの終端電位である電位V3を保持する波形である。収縮波形要素gは、保持された電位V3から中間電位Vmまで立ち上がる波形である。 The expansion waveform element f is a waveform that falls from the intermediate potential (or reference potential) Vm to the potential V3 (V1<V3<Vm). The holding waveform element g is a waveform that holds the potential V3, which is the terminal potential of the expansion waveform element f. The contraction waveform element g is a waveform that rises from the held potential V3 to the intermediate potential Vm.
第1パルスP1の収縮波形要素cの終端と第2パルスP2の膨張波形要素fの始端との間は、収縮波形要素cの終端電位を保持する架橋波形要素iで連結されている。なお、架橋波形要素iで保持している電位は、本実施形態では、中間電位Vmであるが、第1パルスP1の収縮波形要素cの終端電位(2段階収縮を行う場合は最終の電位)は中間電位Vmより高い電位とし、当該電位を保持することもできる。 The terminal end of the contraction waveform element c of the first pulse P1 and the start end of the expansion waveform element f of the second pulse P2 are connected by a bridging waveform element i that holds the terminal potential of the contraction waveform element c. Note that the potential held by the bridging waveform element i is the intermediate potential Vm in this embodiment, but it is the terminal potential of the contraction waveform element c of the first pulse P1 (the final potential when two-step contraction is performed). It is also possible to set the potential to be higher than the intermediate potential Vm and hold the potential.
一方、ヘッド制御部401から出力される駆動パルスPを選択する選択信号MNは、図12(b)に示すように、複数種類(ここでは4つ)の選択信号A、B、Cを含んでいる。ヘッド制御部401は、ノズル11毎に予め定められた選択信号A、B、Cのいずれか1つを選択信号MNとして出力する。
On the other hand, the selection signal MN for selecting the drive pulse P output from the
本実施形態では、選択信号A、B、Cが「L」であるとき、共通駆動波形VcomはアナログスイッチASを通過し、選択信号A、B、Cが「H」であるとき、共通駆動波形VcomはアナログスイッチASを通過しない(非通過となる)ものとしている。 In this embodiment, when the selection signals A, B, and C are "L", the common drive waveform Vcom passes through the analog switch AS, and when the selection signals A, B, and C are "H", the common drive waveform It is assumed that Vcom does not pass through the analog switch AS.
選択信号Aは、膨張波形要素aの立下り開始前の中間電位保持波形要素dの途中(時点t0)で「H」から「L」に遷移し、第2収縮波形要素hが終了して中間電位Vmまで立ち上がった後の中間電位保持波形要素eの途中(時点t3)で「L」から「H」に遷移する。 The selection signal A transitions from "H" to "L" in the middle of the intermediate potential holding waveform element d (time t0) before the start of the fall of the expansion waveform element a, and then transitions from "H" to "L" in the middle of the intermediate potential holding waveform element d before the start of the fall of the expansion waveform element a. In the middle of the intermediate potential holding waveform element e after rising to the potential Vm (time t3), it transitions from "L" to "H".
したがって、選択信号Aが出力されたときには、図13(a)に示す印加波形PAが圧電素子42に与えられる。
Therefore, when the selection signal A is output, the applied waveform PA shown in FIG. 13(a) is applied to the
選択信号Bは、中間電位保持波形要素dの途中(時点t0)で「H」から「L」に遷移し、第1パルスP1と第2パルスP2との間の架橋波形要素iの途中(時点t1)で「L」から「H」に遷移する。そして、選択信号Bは、第2パルスP2の保持波形要素gの途中(時点t2)で「H」から「L」に遷移し、収縮波形要素hが終了して中間電位Vmまで立ち上がった後の中間電位保持波形要素eの途中(時点t3)で「L」から「H」に遷移する。 The selection signal B transitions from "H" to "L" in the middle of the intermediate potential holding waveform element d (time point t0), and transitions from "H" to "L" in the middle of the bridging waveform element i between the first pulse P1 and the second pulse P2 (time point t0). At t1), there is a transition from "L" to "H". Then, the selection signal B transitions from "H" to "L" in the middle of the holding waveform element g of the second pulse P2 (time t2), and after the contraction waveform element h ends and rises to the intermediate potential Vm. In the middle of the intermediate potential holding waveform element e (time t3), it transitions from "L" to "H".
したがって、選択信号Bが出力されたときには、図13(b)に示す印加波形PBが圧電素子42に与えられる。
Therefore, when the selection signal B is output, the applied waveform PB shown in FIG. 13(b) is applied to the
選択信号Cは、中間電位保持波形要素dの途中(時点t0)で「H」から「L」に遷移し、第1パルスP1と第2パルスP2との間の架橋波形要素iの途中(時点t1)で「L」から「H」に遷移する。 The selection signal C transitions from "H" to "L" in the middle of the intermediate potential holding waveform element d (time point t0), and transitions from "H" to "L" in the middle of the bridging waveform element i between the first pulse P1 and the second pulse P2 (time point t0). At t1), there is a transition from "L" to "H".
したがって、選択信号Cが出力されたときには、図13(c)に示す印加波形PCが圧電素子42に与えられる。
Therefore, when the selection signal C is output, the applied waveform PC shown in FIG. 13(c) is applied to the
つまり、本実施形態では、選択信号B、Cは、いずれも、駆動パルスPの第1パルスP1の第1収縮波形要素cが終了した後の架橋波形要素iの途中(第2パルスP2の第2膨張波形要素gの開始前)から第2パルスP2の少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする信号である。そして、本実施形態では、駆動パルスPの架橋波形要素iの途中から第2パルスP2の少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする選択信号には、異なる波形部分を非選択にする2つの選択信号B、Cが含まれる。 That is, in the present embodiment, the selection signals B and C are both in the middle of the bridging waveform element i after the first contraction waveform element c of the first pulse P1 of the drive pulse P (the first contraction waveform element c of the second pulse P2). This is a signal that deselects a waveform portion extending from (before the start of the second expansion waveform element g) to at least a portion of the second pulse P2. In the present embodiment, the selection signal for unselecting a waveform portion extending from the middle of the bridging waveform element i of the drive pulse P to at least a part of the second pulse P2 includes two waveform portions for unselecting different waveform portions. Selection signals B and C are included.
印加波形PA~PCは、図13に示すように、第1パルスP1と第2パルスP2との間の架橋波形要素iの時間を間隔Twとするととき、TwA<TwB<TwC=0、の関係になる。 As shown in FIG. 13, the applied waveforms PA to PC have the relationship TwA<TwB<TwC=0, where the time interval of the bridging waveform element i between the first pulse P1 and the second pulse P2 is Tw. become.
ここで、本実施形態における第2パルスP2は、第1パルスP1によって液体が吐出されているときに、膨張波形要素gで圧力室21を膨張させることで、吐出滴(ノズル11から伸びる液柱)の後半を圧力室21内に引き戻し、吐出量を小さくすることができるパルスである。
Here, the second pulse P2 in this embodiment expands the
また、第1パルスP1と第2パルスP2の間隔(架橋波形要素iの期間)Twが短いほど吐出量は小さくなり、間隔Twが十分長ければ、あるいは、第2パルスPが無ければ(TwC=0であれば)、吐出量は大きくなる。 Furthermore, the shorter the interval Tw between the first pulse P1 and the second pulse P2 (the period of the bridging waveform element i), the smaller the ejection amount.If the interval Tw is sufficiently long, or if there is no second pulse P (TwC= 0), the ejection amount increases.
したがって、印加波形Aの吐出量が最も少なく、印加波形Cの吐出量が最も多くなり、印加波形Bの吐出量は中間となる。 Therefore, the ejection amount of application waveform A is the smallest, the ejection amount of application waveform C is the largest, and the ejection amount of application waveform B is intermediate.
ここで、図14に示すように、印加波形Aを与えたとき、グループ1のノズル群の吐出量が大、グループ2のノズル群の吐出量が中、グループ3のノズル群の吐出量が小であるとする。
Here, as shown in FIG. 14, when applying the applied waveform A, the ejection amount of the nozzle group of
そこで、グループ1のノズル群には選択信号Aを割り当てて印加波形Aを与え、グループ2のノズル群には選択信号Bを割り当てて印加波形Bを与え、グループ3のノズル群には選択信号Cを割り当てて印加波形Cを与える。これにより、各ノズル間での吐出量のばらつきを低減することができる。
Therefore, selection signal A is assigned to the nozzles in
また、本実施形態では、第2パルスP2が液体を吐出させないパルスとしているが、液体を吐出させるパルスとすることもできる。 Further, in this embodiment, the second pulse P2 is a pulse that does not eject liquid, but it can also be a pulse that causes liquid to be ejected.
本実施形態においても、同じ共通駆動波形Vcomによって3種類の印加波形を切り出しているので、波形長を長くすることなく、吐出特性のばらつきを低減できる。また、ノズル毎に駆動波形生成回路を備える必要もない。なお、選択信号は3種類に限るものではなく、2種類、あるいは、4種類以上とすることができる。 In this embodiment as well, since three types of applied waveforms are extracted using the same common drive waveform Vcom, variations in ejection characteristics can be reduced without increasing the waveform length. Further, there is no need to provide a drive waveform generation circuit for each nozzle. Note that the number of selection signals is not limited to three types, but can be two, or four or more types.
なお、上記各実施形態においては、選択信号MNに2種類以上の信号(選択信号A~Dなど)が含まれる例で説明しているが、1種類の選択信号MNによって複数の波形部分の指定ができるようにしても良い。 In each of the above embodiments, the selection signal MN includes two or more types of signals (selection signals A to D, etc.), but one type of selection signal MN can specify multiple waveform parts. It may be possible to do so.
次に、本発明の第8実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置について図15及び図16を参照して説明する。図15は同印刷装置の概略説明図、図16は同印刷装置の吐出ユニットの説明図である。 Next, a printing device as a device for ejecting liquid according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is a schematic explanatory diagram of the printing apparatus, and FIG. 16 is an explanatory diagram of a discharge unit of the printing apparatus.
印刷装置500は、連続体、ロール紙、ウェブなどのシート材Pを搬入する搬入部510と、搬入部510から搬入されたシート材Pを印刷部530に案内搬送する案内搬送部570と、シート材Pに対して液体を吐出して印刷を行う印刷部530と、シート材Pを乾燥する乾燥部540と、シート材Pを搬出する搬出部550などを備えている。
The
シート材Pは搬入部510の元巻きローラ591から送り出され、搬入部510、案内搬送部570、乾燥部540、搬出部550の各ローラによって案内、搬送されて、搬出部550の巻取りローラ592にて巻き取られる。
The sheet material P is sent out from the original winding
このシート材Pは、印刷部530において、吐出ユニット533に対向して搬送され、吐出ユニット533から吐出される液体によって画像が印刷される。
This sheet material P is conveyed in a
ここで、吐出ユニット533は、2つのヘッドモジュール100A、100Bを共通ベース部材113に備えている。
Here, the
そして、ヘッドモジュール100の搬送方向と直交する方向におけるヘッド1の並び方向をヘッド配列方向とするとき、ヘッドモジュール100Aのヘッド列1A1,1A2で同じ色の液体を吐出する。同様に、ヘッドモジュール100Aのヘッド列1B1、1B2を組とし、ヘッドモジュール100Bのヘッド列1C1、1C2を組とし、ヘッド列1D1、1D2を組として、それぞれ所要の色の液体を吐出する。
When the direction in which the
次に、本実施形態におけるヘッドモジュールの一例について図17及び図18を参照して説明する。図17は同ヘッドモジュールの分解斜視説明図、図18は同ヘッドモジュールのノズル面側から見た分解斜視説明図である。 Next, an example of the head module in this embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18. FIG. 17 is an exploded perspective view of the head module, and FIG. 18 is an exploded perspective view of the head module viewed from the nozzle surface side.
ヘッドモジュール100は、液体を吐出する液体吐出ヘッドである複数のヘッド1と、複数のヘッド1を保持するベース部材103とを備えている。
The
また、ヘッドモジュール100は、放熱部材104と、複数のヘッド1に対して液体を供給する流路を形成しているマニホールド105と、フレキシブル配線部材101と接続するプリント基板(PCB)106と、モジュールケース107とを備えている。
The
次に、本実施形態におけるヘッドの一例について図19ないし図24を参照して説明する。図19は同ヘッドをノズル面側から見た外観斜視説明図、図20は同じくノズル面と反対側から見た外観斜視説明図、図21は同じく分解斜視説明図、図22は同じく流路構成部材の分解斜視説明図、図23は図22の要部拡大斜視説明図、図24は同じく流路部分の断面斜視説明図である。 Next, an example of the head in this embodiment will be described with reference to FIGS. 19 to 24. FIG. 19 is an explanatory perspective view of the external appearance of the same head as seen from the nozzle surface side, FIG. 20 is an explanatory perspective view of the external appearance of the same head as seen from the side opposite to the nozzle surface, FIG. 21 is an exploded perspective explanatory view of the head, and FIG. 22 is the same flow path configuration. 23 is an enlarged perspective view of the main part of FIG. 22, and FIG. 24 is a cross-sectional perspective view of the flow path portion.
液体吐出ヘッド1は、ノズル板10と、流路板(個別流路部材)20と、振動板部材30と、共通流路部材50と、ダンパ部材60と、共通流路部材70、フレーム部材80と、配線部材(フレキシブル配線基板)45などを備えている。配線部材45にはヘッドドライバ(ドライバIC)410が実装されている。
The
ノズル板10には、液体を吐出する複数のノズル11を有している。複数のノズル11は、二次元状にマトリクス配置されている。
The
個別流路部材20は、複数のノズル11に各々連通する複数の圧力室(個別液室)21と、複数の圧力室21に各々通じる複数の個別供給流路22と、複数の圧力室21に各々通じる複数の個別回収流路23とを形成している。1つの圧力室21及びこれに通じる個別供給流路22と個別回収流路23を併せて個別流路25と称する。
The individual
振動板部材30は、圧力室21の変形な可能な壁面である振動板31を形成し、振動板31には圧電素子42が一体に設けられている。また、振動板部材30には、個別供給流路22に通じる供給側開口32と、個別回収流路23に通じる回収側開口33とが形成されている。圧電素子42は、振動板31を変形させて圧力室21内の液体を加圧する圧力発生手段である。
The
なお、個別流路部材20と振動板部材30とは、部材として別部材であることに限定さるものではない。例えば、SOI(Silicon on Insulator)基板を使用して個別流路部材20及び振動板部材30を同一部材で一体に形成することができる。つまり、シリコン基板上に、シリコン酸化膜、シリコン層、シリコン酸化膜の順に成膜されたSOI基板を使用し、シリコン基板を個別流路部材20とし、シリコン酸化膜、シリコン層及びシリコン酸化膜とで振動板31を形成することができる。この構成では、SOI基板のシリコン酸化膜、シリコン層及びシリコン酸化膜の層構成が振動板部材30となる。このように、振動板部材30は個別流路部材20の表面に成膜された材料で構成されるものを含む。
Note that the individual
共通流路部材50は、共通流路支流部材であり、2以上の個別供給流路22に通じる複数の共通供給流路支流52と、2以上の個別回収流路23に通じる複数の共通回収流路支流53とを交互に隣接して形成している。
The
共通流路部材50には、個別供給流路22の供給側開口32と共通供給流路支流52を通じる供給口54となる貫通孔と、個別回収流路23の回収側開口33と共通回収流路支流53を通じる回収口55となる貫通孔が形成されている。
The
また、共通流路部材50は、複数の共通供給流路支流52に通じる1又は複数の共通供給流路本流56の一部56aと、複数の共通回収流路支流53に通じる1又は複数の共通回収流路本流57の一部57aを形成している。
In addition, the common
ダンパ部材60は、共通供給流路支流52の供給口54と対面する(対向する)供給側ダンパ62と、共通回収流路支流53の回収口55と対面する(対向する)回収側ダンパ63を有している。
The
ここで、共通供給流路支流52及び共通回収流路支流53は、同じ部材である共通流路部材50に交互に並べて配列された溝部を、変形可能な壁面を形成するダンパ部材60で封止することで構成している。
Here, the common
共通流路部材70は、共通流路本流部材であり、複数の共通供給流路支流52に通じる共通供給流路本流56と、複数の共通回収流路支流53に通じる共通回収流路本流57を形成する。
The common
フレーム部材80には、通供給流路本流56の一部56bと、共通回収流路本流57の一部57bが形成されている。共通供給流路本流56の一部56bはフレーム部材80に設けた供給ポート81に通じ、共通回収流路本流57の一部57bはフレーム部材80に設けた回収ポート82に通じている。
A
このヘッド1においては、液体は共通供給流路本流56から共通供給流路支流52を通り、供給口54から圧力室21へ供給され、ノズル11から液体が吐出される。ノズル11から吐出されない液体は、回収口55から共通回収流路支流53を通り、共通回収流路本流57に流れ、回収ポート82から外部の循環装置を経て供給ポート81を通じて、再度、共通供給流路本流56に供給される。
In this
このように、ノズル11が2次元マトリクス配置されたヘッド1を備える場合にも、前記第1ないし第4実施形態によるヘッド駆動制御を適用することができる。
In this way, even when the
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 ejected may have a viscosity and surface tension that can be ejected from the head, and is not particularly limited, but the viscosity becomes 30 mPa・s or less at room temperature and normal pressure, or by heating or cooling. Preferably. More specifically, solvents such as water and organic solvents, coloring agents such as dyes and pigments, functional materials such as polymerizable compounds, resins, and surfactants, and biocompatible materials such as DNA, amino acids, proteins, and calcium. , edible materials such as natural pigments, etc., and these include, for example, inkjet inks, surface treatment liquids, constituent elements of electronic devices and light emitting devices, and formation of electronic circuit resist patterns. It can be used for purposes such as a liquid for use in liquids, a material liquid for three-dimensional modeling, and the like.
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 using electrothermal conversion elements such as heating resistors, and electrostatic actuators consisting of a diaphragm and opposing electrodes are used as energy sources for discharging liquid. Includes things that 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。 Furthermore, "devices that eject liquid" include not only devices that can eject liquid onto objects to which liquid can adhere, but also devices that eject liquid into the air or into 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 liquid" may include means for feeding, transporting, and discharging objects to which liquid can adhere, as well as pre-processing devices, post-processing devices, 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, an image forming device is a device that ejects ink to form an image on paper as a “device that ejects liquid,” and an image forming device that forms layers of powder to form three-dimensional objects (three-dimensional objects). There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges a modeling liquid onto a 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 ejecting liquid" is not limited to a device that can visualize significant images such as characters and figures using ejected liquid. For example, it includes those that form patterns that have no meaning in themselves, and those that form three-dimensional images.
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 "something to which a liquid can adhere" refers to something to which a liquid can adhere at least temporarily, such as something that adheres and sticks, something that adheres and penetrates. Specific examples include recording media such as paper, recording paper, recording paper, film, and cloth, electronic components such as electronic boards, piezoelectric elements, powder layers, organ models, and test cells. Unless otherwise specified, it includes everything to which liquid adheres.
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 for the above-mentioned "material to which liquid can adhere" may be paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc., as long as liquid can adhere thereto, 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 liquid" includes a device in which a liquid discharging head and an object to which liquid can be attached move relative to each other, but the present invention is not limited to this. Specific examples include a serial type device that moves a liquid ejection head, a line type device that does not move a liquid ejection 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, the "device for discharging a liquid" includes a processing liquid coating device that discharges a processing liquid onto paper in order to apply the processing 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 spraying 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, in the terms of this application, image formation, recording, printing, imprinting, printing, modeling, etc. are all synonymous.
1 印刷装置
10 搬入部
20 前処理部
30 印刷部
40 乾燥部
50 搬出部
21 塗布部
33 吐出ユニット
100 液体吐出ヘッド(ヘッド)
106 圧力室
112 圧電素子
400 ヘッド駆動制御装置
401 ヘッド制御部
402 駆動波形生成部
403 波形データ格納部
410 ヘッドドライバ
1
106 Pressure chamber 112
Claims (8)
前記共通駆動波形の内、前記液体吐出ヘッドの圧力発生素子に与える前記駆動パルスの波形部分を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択する波形部分を指定する選択信号を出力する手段と、を備え、
前記駆動パルスは、少なくとも、前記液体吐出ヘッドの圧力室を膨張させる膨張波形要素と、前記膨張波形要素で膨張された状態を保持する保持波形要素と、前記保持波形要素で保持された前記圧力室を収縮させて前記液体を吐出させる収縮波形要素と、を含み、
前記選択信号には、前記駆動パルスの前記保持波形要素の途中から前記収縮波形要素の少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする信号を含む
ことを特徴とする液体を吐出する装置。 a drive waveform generation unit that generates and outputs a common drive waveform including a drive pulse that causes liquid to be ejected from a nozzle of the liquid ejection head;
Selection means for selecting a waveform portion of the drive pulse applied to the pressure generating element of the liquid ejection head from the common drive waveform;
means for outputting a selection signal specifying a waveform portion to be selected by the selection means,
The driving pulse includes at least an expansion waveform element that expands the pressure chamber of the liquid ejection head, a holding waveform element that maintains the expanded state by the expansion waveform element, and the pressure chamber held by the holding waveform element. a contraction waveform element that causes the liquid to be discharged by contracting the liquid;
An apparatus for ejecting liquid, wherein the selection signal includes a signal for unselecting a waveform portion extending from the middle of the holding waveform element to at least a part of the contraction waveform element of the drive pulse.
前記共通駆動波形の内、前記液体吐出ヘッドの各圧力発生素子に与える前記駆動パルスの波形部分を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択する波形部分を指定する選択信号を出力する手段と、を備え、
前記駆動パルスは、連続する第1パルスと第2パルスとを含み、
前記第1パルスは、前記液体を吐出させるパルスであり、
前記第2パルスは、前記液体吐出ヘッドの圧力室を膨張させる膨張波形要素と、前記膨張波形要素で膨張された状態を保持する保持波形要素と、前記保持波形要素で保持された前記圧力室を収縮させる収縮波形要素と、を含み、
前記第1パルスの終端と前記第2パルスの始端とは、前記第1パルスの終端電位を保持する架橋波形要素で連結され、
前記選択信号には、前記駆動パルスの前記架橋波形要素の途中から前記第2パルスの少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする信号を含む
ことを特徴とする液体を吐出する装置。 a drive waveform generation unit that generates and outputs a common drive waveform including a drive pulse that causes liquid to be ejected from a nozzle of the liquid ejection head;
Selection means for selecting a waveform portion of the drive pulse applied to each pressure generating element of the liquid ejection head from the common drive waveform;
means for outputting a selection signal specifying a waveform portion to be selected by the selection means,
The drive pulse includes a continuous first pulse and a second pulse,
The first pulse is a pulse that causes the liquid to be ejected,
The second pulse includes an expansion waveform element that expands the pressure chamber of the liquid ejection head , a holding waveform element that maintains the expanded state by the expansion waveform element, and a holding waveform element that maintains the pressure chamber held by the holding waveform element. a contraction waveform element to be contracted;
The end of the first pulse and the start of the second pulse are connected by a bridging waveform element that holds the end potential of the first pulse,
An apparatus for discharging a liquid, wherein the selection signal includes a signal for non-selecting a waveform portion extending from the middle of the bridging waveform element of the drive pulse to at least a part of the second pulse.
ことを特徴とする請求項2に記載の液体を吐出する装置。 3. The device for ejecting liquid according to claim 2, wherein the selection signal includes a signal that deselects all of the second pulses of the drive pulses.
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液体を吐出する装置。 4. The device for ejecting liquid according to claim 1, wherein the selection signal includes a signal for selecting all of the drive pulses.
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の液体を吐出する装置。 5. The selection signal includes a plurality of signals that unselect some waveform portions of the drive pulse, and the waveform portions to be unselected are different. A device for discharging the liquid described in .
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の液体を吐出する装置。 An applied waveform applied to the pressure generating element of the nozzle whose ejection speed or ejection amount of the liquid exceeds a predetermined amount, and an applied waveform applied to the pressure generating element of the nozzle whose ejection speed of the liquid is equal to or less than a predetermined amount. 6. The device for discharging a liquid according to claim 1, wherein the liquid discharging device has different values.
前記共通駆動波形の内、前記液体吐出ヘッドの圧力発生素子に与える前記駆動パルスの波形部分を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択する波形部分を指定する選択信号を出力する手段と、を備え、
前記駆動パルスは、少なくとも、前記液体吐出ヘッドの圧力室を膨張させる第1膨張波形要素と、前記第1膨張波形要素で膨張された状態を保持する第1保持波形要素と、前記第1保持波形要素で保持された前記圧力室を収縮させて前記液体を吐出させる第1収縮波形要素と、を含み、
前記選択信号には、前記駆動パルスの前記第1保持波形要素の途中から前記第1収縮波形要素の少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする信号を含む
ことを特徴とするヘッド駆動制御装置。 a drive waveform generation unit that generates and outputs a common drive waveform including a drive pulse that causes liquid to be ejected from a nozzle of the liquid ejection head;
Selection means for selecting a waveform portion of the drive pulse applied to the pressure generating element of the liquid ejection head from the common drive waveform;
means for outputting a selection signal specifying a waveform portion to be selected by the selection means,
The driving pulse includes at least a first expansion waveform element that expands the pressure chamber of the liquid ejection head, a first holding waveform element that maintains the expanded state by the first expansion waveform element, and the first holding waveform. a first contraction waveform element that causes the pressure chamber held by the element to contract and discharge the liquid;
The head drive control device is characterized in that the selection signal includes a signal for unselecting a waveform portion of the drive pulse that extends from the middle of the first holding waveform element to at least a part of the first contraction waveform element. .
前記共通駆動波形の内、前記液体吐出ヘッドの圧力発生素子に与える前記駆動パルスの波形部分を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択する波形部分を指定する選択信号を出力する手段と、を備え、
前記駆動パルスは、連続する第1パルスと第2パルスとを含み、
前記第1パルスは、液体を吐出させるパルスであり、
前記第2パルスは、前記液体吐出ヘッドの圧力室を膨張させる膨張波形要素と、前記膨張波形要素で膨張された状態を保持する保持波形要素と、前記保持波形要素で保持された前記圧力室を収縮させる収縮波形要素と、を含み、
前記第1パルスの終端と前記第2パルスの始端とは、前記第1パルスの終端電位を保持する架橋波形要素で連結され、
前記選択信号には、前記駆動パルスの前記架橋波形要素の途中から前記第2パルスの少なくとも一部に跨る波形部分を非選択にする信号を含む
ことを特徴とするヘッド駆動制御装置。 a drive waveform generation unit that generates and outputs a common drive waveform including a drive pulse that causes liquid to be ejected from a nozzle of the liquid ejection head;
Selection means for selecting a waveform portion of the drive pulse applied to the pressure generating element of the liquid ejection head from the common drive waveform;
means for outputting a selection signal specifying a waveform portion to be selected by the selection means,
The drive pulse includes a continuous first pulse and a second pulse,
The first pulse is a pulse that causes liquid to be ejected,
The second pulse includes an expansion waveform element that expands the pressure chamber of the liquid ejection head , a holding waveform element that maintains the expanded state by the expansion waveform element, and a holding waveform element that maintains the pressure chamber held by the holding waveform element. a contraction waveform element to be contracted;
The end of the first pulse and the start of the second pulse are connected by a bridging waveform element that holds the end potential of the first pulse,
The head drive control device is characterized in that the selection signal includes a signal for non-selecting a waveform portion extending from the middle of the bridging waveform element of the drive pulse to at least a part of the second pulse.
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