EP4091819B1 - Dispositif d'enregistrement à jet d'encre et procédé de pilotage d'opération d'enregistrement - Google Patents

Dispositif d'enregistrement à jet d'encre et procédé de pilotage d'opération d'enregistrement Download PDF

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    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
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Definitions

  • the present invention relates to an ink-jet recording device and a recording operation driving method.
  • the ink-jet recording device is equipped with the ink-jet head, which has a number of nozzles that eject tiny ink droplets.
  • Patent Document 1 supplies, to the ink-jet head, a non-ejection drive voltage that moves the meniscus to the outside of the non-ejection nozzle in order to prevent ejection errors caused by foreign matter attached to the nozzle edges.
  • the relationship between the diameter dn of the non-ejection nozzle and the meniscus diameter dm, which is moved to the outside of the non-ejection nozzle, is 1.1 ⁇ dm/dn ⁇ 1.4.
  • Patent Document 1 JP 2013-199021 A
  • JP2013-240947 discloses the preamble of claims 1 and 9.
  • the present invention has been made in consideration of the above problems in the conventional techniques, and an object of the present invention is to stably eject large droplets by the ink-jet recording device.
  • an ink-jet recording device according to claim 1.
  • the present invention it is possible to stably eject large droplets by the ink-jet recording device.
  • the ink-jet recording device 1 includes the conveyance unit 10, the recording operation unit 20, the cleaning unit 30, the controller 40, the storage 50, the communication unit 70, the operation receiving unit 81, the display 82, the power supply unit 90, etc.
  • the conveyance unit 10 moves the recording media on which images are to be recorded to face the recording range by the recording operation unit 20.
  • the conveyance unit 10 includes, for example, a conveyance motor 14 that draws out long recording media rolled up at a predetermined speed.
  • the recording medium is, for example, woven fabric, but may be other materials such as paper.
  • the recording operation unit 20 records images by ejecting ink onto the recording media.
  • the recording operation unit 20 includes: the ink-jet head 21 that includes multiple nozzles 27 which are arranged in a predetermined pattern to eject ink, and piezoelectric elements 26 which deform ink channels (pressure chambers) that supply ink to the nozzles 27 and provide pressure fluctuations to the ink; and the head driving unit 25 that outputs a drive pulse voltage that deforms each piezoelectric element 26.
  • the cleaning unit 30 is equipped with a wiping member 32 that removes ink, its solidified matter, etc. adhering to the nozzle surface where nozzle 27 openings are arranged, and a driving unit 31 that operates said wiping member 32.
  • the wiping member 32 is not limited to any particular material, but can be, for example, a nonwoven fabric that absorbs ink or a resin member in a blade form that scrapes off solids.
  • the controller 40 is a processor that controls the overall operation of the ink-jet recording device 1.
  • the controller 40 is equipped with, for example, a CPU 41 (Central Processing Unit) and RAM42 (Random Access Memory), etc.
  • the CPU 41 performs arithmetic operations and various control processes.
  • the RAM 42 provides working memory space for CPU 41 and stores temporary data.
  • the storage 50 stores image data to be recorded and its processing data, as well as other setting data and programs.
  • Image data may be stored, for example, in DRAM, which allows for temporary large-capacity storage and high-speed output.
  • the setting data and programs are stored in non-volatile memory such as flash memory and/or HDD (Hard Disk Drive), which can be stored even when the power supply to the ink-jet recording device 1 is stopped.
  • the communication unit 70 controls data transmission and reception with external devices according to a predetermined communication standard (e.g., TCP/IP).
  • the communication unit 70 may be connected to a LAN (Local Area Network) or the like and be able to connect to the external Internet via a router or the like, or it may connect directly to peripheral devices via a USB cable connected to the USB terminal.
  • a predetermined communication standard e.g., TCP/IP.
  • the communication unit 70 may be connected to a LAN (Local Area Network) or the like and be able to connect to the external Internet via a router or the like, or it may connect directly to peripheral devices via a USB cable connected to the USB terminal.
  • LAN Local Area Network
  • the power supply unit 90 supplies power to the ink-jet recording device 1 from a power source.
  • the head driving unit 25 applies, to the piezoelectric element 26, a drive pulse voltage P that expands and contracts the pressure chamber 28. Two types of drive pulse voltages P (Pa, Pb) shown in FIG. 4 are used.
  • the head driving unit 25 can apply the ejection drive pulse Pa that causes ink to be ejected from the nozzle 27 and the non-ejection drive pulse Pb that causes the meniscus 22 formed at the nozzle 27 to behave without ejecting ink from the nozzle 27.
  • the voltage value of ejection drive pulse Pa is Va and the pulse width (time from the rise of the pulse to the start of its fall) is Pwa, and the voltage value of non-ejection drive pulse Pb is Vb and the pulse width is Pwb.
  • n 8.
  • the ink-jet recording device 1 uses the recording method of expressing gradation by this.
  • the non-ejection period Tb is equal to the ink ejection period Ta for one dot formation and corresponds to cycle T.
  • the voltage value Vb of the non-ejection drive pulse Pb is set lower than the voltage value Va of the ejection drive pulse Pa.
  • the pulse width Pwb of the non-ejection drive pulse Pb is set narrower than the pulse width Pwa of the ejection drive pulse Pa. This is to prevent ink ejection from occurring due to the application of the non-ejection drive pulse Pb.
  • the meniscus 22 is set to behave to a degree large enough to be close to the time of ejection, with the condition that ink ejection does not occur when the non-ejection drive pulse Pb is applied. For this reason, the pulse width is set to satisfy the condition of 0.6Pwa ⁇ Pwb ⁇ Pwa.
  • the voltage values preferably satisfy the condition of 0.3 ⁇ Vb/Va ⁇ 0.5.
  • the ink ejection period Ta and ink non-ejection period Tb during the recording operation are for individual nozzles.
  • the ink ejection period Ta or ink non-ejection period Tb is not fixed for the entire device, since when one nozzle is in ink ejection period Ta, another nozzle may be in ink non-ejection period Tb.
  • FIG. 5 shows the drive pulses of the comparative example.
  • This comparative example differs in that no pulse voltage is applied during the ink non-ejection period Tb, and, in the other respects, is the same as the drive pulses of the embodiment shown in FIG. 4 .
  • the meniscus 22a is kept concave at approximately the ejection opening position of the nozzle 27, as shown in FIG. 6 .
  • the ink enters the ink non-ejection period Tb after continuous ejection as shown in FIG. 7 , the meniscus 22b is at the back of nozzle 27, and over time, the vibration dampens and the ink supply brings the position of the meniscus 22b closer to the ejection opening of the nozzle 27.
  • the position and vibration of the meniscus 22b is unstable and varies at the start of the ink ejection period Ta following the ink non-ejection period Tb.
  • the meniscus becomes unstable due to the repetition of the FIG. 6 and FIG. 7 states.
  • ejection is more likely to be unstable due to non-ejection of droplets and flying bending of droplets, etc.
  • in the ink non-ejection period Tb there is a constant vibration of the meniscus with a frequency and amplitude that approximates to the ink ejection period Ta and is dynamically stable with behavior similar to that of the ink ejection period Ta.
  • the ink ejection period Ta following the ink non-ejection period Tb has a condition close to the ink ejection period Ta before the ink ejection period Tb, and the ink ejection is as stable as in the case of continuous ejection.
  • m ⁇ n is preferable.
  • m n, as in the embodiment.
  • the same number of meniscus vibration can occur in ink non-ejection period Tb as in ink ejection period Ta, and ink ejection is stable in the next ink ejection period Ta.
  • the condition of 20 ⁇ m ⁇ dn ⁇ 50 ⁇ m is satisfied when the ejection opening diameter of the nozzle 27 is dn. More preferably, the condition of 30 ⁇ m ⁇ dn ⁇ 50 ⁇ m is particularly satisfied.
  • the present invention is applicable to an ink-jet recording device.

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Claims (16)

  1. Dispositif d'enregistrement à jet d'encre (1) comprenant :
    une tête à jet d'encre (21) qui inclue une chambre de pression (28) reliée à une buse (27) et éjecte de l'encre dans la chambre de pression à partir de la buse ; et
    une unité d'entraînement de tête (25) qui entraîne une opération d'enregistrement par la tête à jet d'encre, dans laquelle
    l'unité d'entraînement de tête est capable d'appliquer une impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) qui cause de l'encre à être éjectée de la buse et une impulsion d'entraînement de non-éjection (Pb) au point de causer du ménisque (22) formé dans la buse de se comporter sans causer l'encre à être éjectée de la buse, chacune de l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) et de l'impulsion d'entraînement de non-éjection (Pb) étant une tension d'impulsion d'entraînement qui dilate et contracte la chambre de pression,
    l'unité d'entraînement de tête effectue un entraînement d'éjection en appliquant l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) un nombre de fois avec un nombre de gradation n comme limite supérieure pour qu'un point soit posé sur un support d'enregistrement et en changeant un diamètre de point en fonction du nombre de fois pendant une période d'éjection d'encre (Ta) pour formation d'un point dans l'opération d'enregistrement, et
    l'unité d'entraînement de tête effectue un entraînement de non-éjection en appliquant l'impulsion d'entraînement de non-éjection (Pb) m fois et causant le ménisque à se comporter pendant une période égale à la période d'éjection d'encre pour formation d'un point, m étant un nombre égal ou supérieur au nombre de gradation n, pendant une période de non-éjection d'encre (Tb) dans l'opération d'enregistrement,
    caractérisé en ce que
    Va, qui est une valeur de tension de l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa), et Vb, qui est une valeur de tension de l'impulsion d'entraînement de non-éjection (Pb), satisfont à 0,3 < Vb/Va < 0,5.
  2. Le dispositif d'enregistrement à jet d'encre (1) selon la revendication 1, dans lequel Pwa qui est une largeur d'impulsion de l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) et Pwb qui est une largeur d'impulsion de l'impulsion d'entraînement de non-éjection (Pb) satisfont à 0,6Pwa < Pwb ≤ Pwa.
  3. Le dispositif d'enregistrement à jet d'encre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel m = n est satisfait.
  4. Le dispositif d'enregistrement à jet d'encre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel dn, qui est un diamètre d'ouverture d'éjection de la buse, satisfait à 20 µm < dn < 50 µm.
  5. Le dispositif d'enregistrement à jet d'encre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel dn, qui est un diamètre d'ouverture d'éjection de la buse, satisfait à 30 µm < dn < 50 µm.
  6. Le dispositif d'enregistrement à jet d'encre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la gravité spécifique de l'encre est plus large que 1.
  7. Le dispositif d'enregistrement à jet d'encre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel Pwa qui est une largeur d'impulsion de l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) et AL qui est une moitié un cycle de vibration naturelle de la chambre de pression satisfont à 1AL ≤ Pwa ≤ 1,4AL.
  8. Le dispositif d'enregistrement à jet d'encre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel Pwa qui est une largeur d'impulsion de l'impulsion d'éjection (Pa) et AL qui est une moitié un cycle de vibration naturelle de la chambre de pression satisfont à 1,2 AL ≤ Pwa ≤ 1,4 AL.
  9. Une méthode d'entraînement d'opération d'enregistrement pour entraîner une opération d'enregistrement par une tête à jet d'encre qui inclue une chambre de pression reliée à une buse et éjecte de l'encre dans la chambre de pression à partir de la buse, la méthode d'entraînement d'opération d'enregistrement comprenant :
    utiliser une impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) qui cause l'encre à être éjectée de la buse et d'une impulsion d'entraînement de non-éjection (Pb) qui cause le ménisque formé dans la buse à se comporter sans causer l'encre à être éjectée de la buse, chacune de l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) et de l'impulsion d'entraînement de non-éjection (Pb) étant une tension d'impulsion d'entraînement qui dilate et contracte la chambre de pression,
    entraîner d'éjection qui est appliquer l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) un nombre de fois avec un nombre de gradation n comme limite supérieure pour la formation d'un point sur un support d'enregistrement et modifier le diamètre d'un point en fonction du nombre de fois pendant une période d'éjection d'encre pour formation d'un point dans l'opération d'enregistrement, et
    entraîner de non-éjection qui est appliquer l'impulsion d'entraînement de non-éjection (Pb) m fois et causer le ménisque à se comporter pendant une période égale à la période d'éjection de l'encre pour formation d'un point, m étant un nombre égal ou supérieur au nombre de gradation n, pendant une période de non-éjection d'encre dans l'opération d'enregistrement,
    caractérisé en ce que
    Va qui est une valeur de tension de l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) et Vb qui est une valeur de tension de l'impulsion d'entraînement de non-éjection (Pb) satisfont à 0,3 < Vb/Va < 0,5.
  10. La méthode d'entraînement d'opération d'enregistrement selon la revendication 9, dans laquelle Pwa qui est une largeur d'impulsion de l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) et Pwb qui est une largeur d'impulsion de l'impulsion d'entraînement de non-éjection (Pb) satisfont à 0,6Pwa < Pwb ≤ Pwa.
  11. La méthode d'entraînement d'opération d'enregistrement selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans laquelle m = n est satisfait.
  12. La méthode d'entraînement d'opération d'enregistrement selon l'une des revendications 8 à 11, dans laquelle dn qui est un diamètre d'ouverture d'éjection de la buse, satisfait à 20 µm < dn < 50 µm.
  13. La méthode d'entraînement d'opération d'enregistrement selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans laquelle dn qui est un diamètre d'ouverture d'éjection de la buse satisfait à 30 µm < dn < 50 µm.
  14. La méthode d'entraînement d'opération d'enregistrement selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, dans laquelle une gravité spécifique de l'encre est plus large que 1.
  15. La méthode d'entraînement d'opération d'enregistrement selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, dans laquelle Pwa qui est une largeur d'impulsion de l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) et AL qui est une moitié un cycle de vibration naturelle de la chambre de pression satisfont à 1AL ≤ Pwa ≤ 1,4AL.
  16. La méthode d'entraînement d'opération d'enregistrement selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, dans laquelle Pwa qui est une largeur d'impulsion de l'impulsion d'entraînement d'éjection (Pa) et AL qui est une moitié un cycle de vibration naturelle de la chambre de pression satisfont à 1,2 AL ≤ Pwa ≤ 1,4 AL.
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