JP2004249684A - Liquid ejector and process for forming small protrusion by liquid ejection - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid ejector capable of enhancing versatility by incorporating a function for forming small protrusions relatively easily in addition to essential functions. <P>SOLUTION: The liquid ejector is arranged such that clear ink having permeability to a recording sheet 6 and exhibiting rubbing resistance at the time of curing can be ejected from a recording head 3 in addition to printing ink. When a mode capable of forming Braille point protrusions 43 on the surface of the recording sheet 6 is selected, a control section forms nuclei 44 on the recording sheet 6 by ejecting the printing ink and then ejects the clear ink to cover the nuclei thus forming a coating layer 45. When a print mode is selected, the control section prints an image, or the like, by ejecting only the printing ink. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の液体をノズル開口から吐出可能な液体噴射ヘッドを有し、噴射した液体を固化させて吐出対象物の表面に小突起を形成可能な液体噴射装置、及び、吐出させた液体によって吐出対象物の表面に小突起を形成する液体噴射による小突起形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射ヘッドから吐出させた液体を固化させて吐出対象物の表面に小突起を形成する液体噴射装置としては、所謂点字プリンタ、立体画像プリンタ、３次元造形装置などが提案されている。
【０００３】
従来、このような液体噴射装置は、小突起を形成するための専用の機構が必須であった。上記の点字プリンタにおいては、例えば、書き込み工程にて、インクよりなるドット像を印刷記録媒体上に形成し、その後、加熱工程にて、このインクを熱膨張させている（例えば、特許文献１）。このため、加熱工程で使用するヒータが必須の構成となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１１５１９９号公報（第２，４頁，第１−２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の液体噴射装置では、液体を吐出させる機構の他に小突起を形成するための機構が必要となっていたので、装置が複雑化してしまう問題があった。また、小突起が形成される対象も限られてしまい、この液体噴射装置の汎用化を妨げる一因となっていた。これにより、装置が専用化して用途が限定され、使い勝手が損なわれてしまっていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、印字等の本来の機能に加えて小突起形成機能を比較的容易に組み込むことができ、汎用性を高めることが可能な液体噴射装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体供給源から供給された液体をノズル開口から液滴の状態で吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、通常では第１液を吐出する液体噴射装置において、
通常の第１液のみを吐出する通常噴射モードと、第１液と第２液とを吐出可能な小突起形成モードとを少なくとも含む複数の噴射モードの中から１つの噴射モードを選択し、選択した噴射モードに応じて前記噴射ヘッドの動作を制御する駆動制御手段を備え、
前記液体噴射ヘッドは、通常の第１液と、吐出対象物への浸透性を有すると共に固化時の耐摩耗性が第１液よりも高い第２液を噴射可能な構成とし、
前記駆動制御手段は、噴射モードが小突起形成モードである場合に、第１液を吐出させて小突起基部を吐出対象物上に形成した後に該小突起基部を覆うように第２液を吐出させてコーティング層を形成するように構成したことを特徴とする。
そして、この構成において、小突起形成モードが吐出対象物の表面に点字用突起を形成する点字形成モードであることが好ましい。
【０００８】
なお、「通常の第１液」とは、液体噴射装置の本来の機能で使用する液体であり、プリンタの場合であればインクが相当する。また、「耐摩耗性」とは、指等によって擦られた際の耐性を意味する。また、「通常噴射モード」とは、液体噴射ヘッドの本来の機能を果たすためのモードを意味し、例えばプリンタの場合、記録媒体としての記録紙に文字や画像を印刷するモードである。
【０００９】
また、本発明は、液体供給源から供給された液体を液体噴射ヘッドのノズル開口から液滴の状態で吐出させ、該吐出させた液体によって吐出対象物の表面に小突起を形成する液体噴射による小突起形成方法において、
小突起基部を形成するための第１液が吐出対象物に浸透するのを阻止する第３液を吐出して一部を吐出対象物内に浸透させた状態で該吐出対象物の表面に下地層を形成し、
該下地層上に第１液を吐出することで小突起基部を吐出対象物上に形成し、
第２液を、前記小突起基部を覆うように吐出することでコーティング層を形成することを特徴とする。
【００１０】
これらの発明によれば、第１液を吐出させることで小突起基部を形成し、第２液を吐出させることでコーティング層を形成するので、液体の吐出によって吐出対象物上に小突起を形成できる。このように、液体の吐出機構を備えれば足りるので、小突起形成機能を本来の機能に加えて比較的容易に液体噴射装置に組み込むことができ、装置の汎用性を高めることができる。また、第２液でコーティング層を形成するので、第１液に耐摩耗性の低い液体を使用したとしても、小突起基部はコーティング層によって保護される。これにより、作製された小突起の耐久性を高めることができる。
【００１１】
上記発明において、前記第１液及び第２液が化学反応を生じる反応性液体であり、第１液と第２液の化学反応によってこれらの液体を固化させる構成とすることが好ましい。この構成において、第１液がアニオン樹脂を含有する液体であり、第２液がカチオン樹脂を含有する液体であることが好ましい。
これらの発明では、第２液が第１液に接触することで化学反応が開始し、小突起が固化するので、固化のための特別な機構が不要となり、装置構成の簡素化が図れる。
【００１２】
また、上記発明において、前記コーティング層を、その一部を吐出対象物内に浸透させた状態で形成する構成が好ましい。また、この第２液が透明樹脂を含有したクリアインクである構成が好ましい。
これらの発明では、その一部が吐出対象物内に浸透した状態でコーティング層が固化するので、浸透した部分がアンカーとして機能し、コーティング層の吐出対象物に対する接合強度を高めることができる。その結果、形成した小突起を吐出対象物から剥がれ難くすることができる。
【００１３】
また、上記発明において、前記通常噴射モードが印刷記録媒体上に文字や画像を印刷する印刷モードであり、
前記第１液が印刷用インクである構成が好ましい。
これらの発明では、小突起基部の形成に通常噴射モードで使用される第１液を利用するので、小突起基部の形成のために専用の液体を用意する必要が無く、小突起形成機能をより容易に液体噴射装置に組み込むことができる。
【００１４】
そして上記発明において、前記小突起基部の形成に先立って、該小突起基部の形成位置に前記第１液が吐出対象物に浸透するのを阻止する第３液を吐出して一部を吐出対象物内に浸透させた状態で該吐出対象物の表面に下地層を形成することが好ましい。
これにより、第１液が吐出対象物に浸透するのを防止することができ、より少ない吐出量で小突起を形成することができる。
また、第２液と第３液を同一組成の液体とするのが好ましい。この構成を採用することにより、下地層を形成するための下地材として専用の液体を用意する必要が無く、より簡単な構成で下地層を形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明は、液体噴射装置の例として記録紙等の印刷記録媒体上に画像や文字を記録するインクジェット式記録プリンタ（以下、単にプリンタという）を挙げることとし、このプリンタに本来の印刷機能に加えて小突起形成機能を加えた構成について説明する。
【００１６】
まず、図１に基づき、プリンタ１の全体構造について説明する。例示したプリンタ１は、カートリッジ装着部２と記録ヘッド３（本発明の液体噴射ヘッドの一種）とを設けたキャリッジ４を有する。このキャリッジ４は、ガイドロッド５に軸支されて記録紙６の幅方向（主走査方向）に移動可能に取り付けられている。このキャリッジ４には、駆動プーリー７と遊転プーリー８との間に掛け渡したタイミングベルト９が接続されている。そして、この駆動プーリー７はパルスモータ１０の回転軸に接合されている。従って、キャリッジ４は、パルスモータ１０の作動によって記録紙６の幅方向に移動する。キャリッジ４の移動範囲内における端部領域には、ホームポジションが設定されている。このホームポジションには、記録ヘッド３のノズルプレート１１（図２参照）の表面をクリーニングするためのワイパー機構１２と、このノズル形成面を封止可能なキャッピング機構１３とが配設されている。
【００１７】
上記の記録ヘッド３としては種々の構成が提案されているが、図２に例示した記録ヘッド３は、振動子ユニット１５、この振動子ユニット１５を収納可能なケース１６、ケース１６の先端面に接合される流路ユニット１７等を備えている。
【００１８】
上記のケース１６は、振動子ユニット１５を収納するための収納空部１８を有するブロック状部材であり、例えば樹脂（エポキシ樹脂等）を成型することで作製される。上記の振動子ユニット１５は、櫛歯状に形成した複数の圧電振動子１９と、各圧電振動子１９が接合される固定板２０と、各圧電振動子１９に駆動信号等を供給するためのフレキシブルケーブル２１とを備えている。
【００１９】
上記の圧電振動子１９は圧力発生素子の一種である。本実施形態の圧電振動子１９は、例えば、圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型の圧電振動子であって、積層方向に直交する方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子である。上記の固定板２０は、厚さが１ミリ程度の板状部材であり、圧電振動子１９からの反力を受け止める部材である。本実施形態では、固定板２０を、金属材料の一種であるステンレスによって作製している。上記のフレキシブルケーブル２１は、可撓性を有するフィルム状の配線部材である。そして、フレキシブルケーブル２１の一端部は圧電振動子１９の表面に半田付けされ、他端部は配線基板２２に半田付けされている。
【００２０】
この圧電振動子１９を構成する圧電体層に電界を作用させると、即ち、フレキシブルケーブル２１を介して駆動信号を供給すると、上記の自由端部分が素子長手方向（積層方向とは直交する方向）に伸縮する。例えば、充電によって振動子電位を上昇させると圧電振動子１９は素子長手方向に収縮し、放電によって振動子電位を下降させると圧電振動子１９は素子長手方向に伸長する。
【００２１】
上記の流路ユニット１７は、液体供給口２３から圧力室２４を経てノズル開口２５に至る一連の個別液体流路を有する板状の部材である。この流路ユニット１７は、圧力室２４や液体供給口２３となる空部や溝部等を有する流路形成基板２６と、これらの空部や溝部の開口を封止して圧力室２４や液体供給口２３の一部を区画する弾性板２７と、ノズル開口２５が複数穿設されたノズルプレート１１を備えている。そして、流路形成基板２６の一方の表面、即ち、ケース側の表面に弾性板２７を接合し、流路形成基板２６の他方の表面、即ち、弾性板接合面とは反対側の表面にノズルプレート１１を接合している。
【００２２】
上記のノズルプレート１１は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口２５を列状に穿設した金属製の薄いプレートである。本実施形態では、このノズルプレート１１をステンレス製の板材によって構成し、図３に示すように、ノズル開口２５の列（ノズル列２８）を横並びに８列設けている。そして、１つのノズル列２８は、１８０個のノズル開口２５によって構成されている。このため、１つの記録ヘッド３あたり１４４０個のノズル開口２５を備えている。
【００２３】
上記の弾性板２７は、支持板２９の表面に弾性体膜３０を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板を支持板２９とし、この支持板２９の表面にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＩ（ポリイミド）製の樹脂フィルムを弾性体膜３０としてラミネートした複合板材を用いて弾性板２７を作製している。この弾性板２７には、圧力室容積を変化させるダイヤフラム部が設けられている。また、この弾性板２７には、リザーバ４０の一部を封止するコンプライアンス部が設けられている。
【００２４】
上記のダイヤフラム部は、エッチング加工等によって支持板２９を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部は、圧電振動子１９の先端面が接合される島部３１と、この島部３１を囲う薄肉弾性部３２とからなる。上記のコンプライアンス部は、リザーバ４０に貯留された液体の圧力変動を吸収するための部分である。このダンパー部分もまた、貯留空部の開口面に対向する領域の支持板２９をエッチング加工等によって除去し、弾性体膜３０のみにすることで作製される。
【００２５】
そして、上記の島部３１には圧電振動子１９の先端面が接合されているので、自由端部を伸縮させることで圧力室容積を変化させることができる。例えば、圧電振動子１９を充電して自由端部を素子長手方向に収縮させると島部３１が引っ張られる。これにより島部３１が移動し、圧電振動子１９の放電状態と比べて、圧力室容積を増大させることができる。また、充電状態の圧電振動子１９を放電して自由端部を素子長手方向に伸長させると、島部３１が圧力室２４側に押される。これにより、圧電振動子１９の充電状態に比べて、圧力室容積を減少させることができる。
【００２６】
上記のカートリッジ装着部２には供給針ユニット３３が設けられている。この供給針ユニット３３は液体を貯留した液体カートリッジ３４（本発明の液体供給源の一種、図１参照）と接続される部分であり、この供給針ユニット３３を介して液体カートリッジ３４に貯留された液体が記録ヘッド３内に供給される。なお、液体供給源としては、液体カートリッジ３４に限らず、液体貯留パック（液体を貯留した袋体）を用いてもよい。
【００２７】
本実施形態における供給針ユニット３３は、液体供給針３５と針ホルダ３６とから概略構成されている。液体供給針３５は、液体カートリッジ３４の内部に挿入される部材であり、液体カートリッジ３４内に貯留された液体を針内に導入する。この液体供給針３５の先端部は円錐状に尖っており、針内外を連通する液体導入孔が複数穿設されている。針ホルダ３６は、液体供給針３５を取り付けるための部材であり、その表面には液体供給針３５の根本部分を止着するための台座３７を形成している。
【００２８】
この供給針ユニット３３は、ケース１６の取付面上に配設されている。この配設状態において、液体出口とケース１６の接続突起とは、パッキン３８を介して液密状態で連通される。そして、接続突起の内側には、ケース１６内を貫通する液体供給路３９が形成されている。この液体供給路３９は、流路ユニット１７のリザーバ４０に連通している。従って、液体カートリッジ３４内に貯留された液体は、液体供給路３９を通じてリザーバ４０に流入する。
【００２９】
従って、これらの記録ヘッド３及び供給針ユニット３３では、液体供給針３５からリザーバ４０及び圧力室２４を通ってノズル開口２５に至る一連の液体流路が形成される。そして、圧電振動子１９を作動させると、上記したように圧力室容積を変化させることができる。この圧力室容積の変動により、圧力室２４内の液体には圧力変動が生じるので、圧力室２４内における液体圧力を変化させることができ、ノズル開口２５から液滴を吐出させることができる。例えば、圧電振動子１９を充電して圧力室２４を膨張させ、その後、圧電振動子１９を急激に放電して圧力室２４を収縮させると、圧力室２４の膨張によって圧力室２４内に流入した液体が急激に加圧され、ノズル開口２５から液滴が吐出される。
ここで、本実施形態では、圧電振動子１９の機械的な変形を利用して液滴を吐出させているので、液滴の吐出時に熱が生じ難い。従って、インクを変質させることなく吐出することができる。
【００３０】
次に、この記録ヘッド３から吐出させるインクについて説明する。このプリンタは、複数種類のモード（本発明における噴射モードの一種）で記録動作が行える。具体的には、点字形成モードと印刷モードの２種類である。ここで、点字形成モードとは、コピー用紙等の記録紙６の表面に、点字を構成する突起（本発明における小突起の一種。以下、点字用突起４３という。図６参照。）を形成するモードであり、本発明における小突起形成モードの一種である。また、印刷モードとは、記録紙６上に文字や画像を印刷するモードであり、本発明における通常噴射モードの一種である。なお、上記の記録紙６は、本発明における吐出対象物の一種であり、印刷記録媒体の一種でもある。
【００３１】
上記の点字形成モードにおいて、記録ヘッド３は２種類の液体を吐出するように構成されている。即ち、印刷モードにおいて記録紙６に文字や画像を印刷するための印刷用インクと、点字形成モードにおいて点字用突起の核４４（本発明における小突起基部の一種，図６参照）の表面にコーティング層４５を形成するためのクリアインクとを選択的に吐出する。
印刷用インクは、本発明の第１液の一種であり、例えば顔料インクが用いられる。この印刷用インクは、点字形成モードにおいて点字用突起の核４４を形成するのにも使用される。また、クリアインクは、本発明の第２液の一種であり、記録紙６への浸透性が印刷用インクよりも高く、表面張力が印刷用インクよりも低く調整されたクリアインクが用いられる。
【００３２】
本実施形態では、印刷用インクとクリアインクとを、互いに化学反応を生じさせる反応性液体によって構成し、化学反応によってこれらのインクを固化させている。具体的に説明すると、印刷用インクは負に帯電した顔料樹脂（アニオン樹脂）を溶媒中に分散させたインクであり、クリアインクは正に帯電した顔料樹脂（カチオン樹脂）を溶媒中に分散させたインクである。この組み合わせにより、クリアインクを印刷用インクに重ねて吐出させると、両インクの接触によって化学反応（固化反応）が生じる。そして、この化学反応によって点字用突起４３が形成される。従って、液滴吐出後における特別な処理が不要となり、点字用突起４３を形成するための専用機構を省略することができ、クリアインクを吐出可能な構成であれば足りる。このため、装置構成の簡素化を図ることができ、小突起形成機能を本来の機能（即ち、印刷機能等の小突起形成機能以外の機能）に加えて比較的容易に組み込むことができる。これにより、装置の汎用性を高めることができる。
【００３３】
上記のクリアインクには、例えば、ポリアクリルアミン等のアミン／イミン系の樹脂が好適に用いられる。これは、固化時における耐摩耗性が印刷用インクよりも高いこと、記録紙６に対する浸透性が高いこと、及び、表面張力が極めて低い等の理由による。なお、クリアインクの表面張力を低くするため、トリエチレングリコールモノブチルエーテルやヘキサンジオール等の界面活性剤や浸透性溶剤を添加してもよい。
【００３４】
上記、印刷用インクは、顔料濃度や保湿剤濃度等が画像印刷等の用途に適するように調整されている。そして、この印刷用インクは、本実施形態では７色を用意している。具体的には、ブラックインク、ライトブラックインク、シアンインク、ライトシアンインク、マゼンタインク、ライトマゼンタインク、イエローインクが用意されている。そして、ブラックインクについては、印刷モードにおいて２列のノズル列２８から吐出させ、他のインクについてはそれぞれ１列のノズル列２８から吐出させている。
なお、顔料濃度に関しては、ブラックインクが６．５重量％、ライトブラックインクが１．０重量％、シアンインクが４．０重量％、ライトシアンインクが１．０重量％、マゼンタインクが６．０重量％、ライトマゼンタインクが０．９重量％、イエローインクが５．０重量％となっている。
【００３５】
印刷用インクおよびクリアインクは、それぞれ個別の液体カートリッジ３４に貯留されている。この液体カートリッジ３４は、液体の貯留空部を内部に形成すると共に、液体供給針３５が挿入される針挿入部を備えたブロック状の部材であり、カートリッジ装着部２に装着される。そして、点字形成モードにおいて、印刷用インクは、８列のノズル列２８の内、７列のノズル列２８から吐出され、クリアインクは残りの１列のノズル列２８から吐出される。
【００３６】
例示した液体カートリッジ３４は、情報記憶素子の一種である接点ＲＯＭ４６（図４参照）を備えている。この接点ＲＯＭ４６は、記憶内容を外部から書き換え可能であって、カートリッジ装着部２から取り外した状態においても記憶内容を保持可能な素子によって構成されている。
この接点ＲＯＭ４６には、その液体カートリッジ３４に貯留されている液体の種類を示す液体種類情報、液体の残量を示す液体残量情報、最初に装着された日を示す使用開始日情報といった各種情報が記憶されている。そして、この接点ＲＯＭ４６は、カートリッジ装着部２への装着状態でカートリッジ装着部２に設けられた接点端子４７（図４参照）に電気的に接続される。なお、この接点端子４７は制御部４８と電気的に接続されている。
【００３７】
次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図４に示すように、このプリンタ１は、プリンタコントローラ５１と、プリントエンジン５２とから概略構成されている。
【００３８】
プリンタコントローラ５１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えた制御部４８や、記録ヘッド３に供給するための駆動信号を発生する駆動信号発生回路５３等を備えている。一方、プリントエンジン５２は、パルスモータ１０と、紙送りモータ５４と、記録ヘッド３等を備えている。そして、これらの各部は、上記の制御部４８によってその動作が制御可能である。
【００３９】
上記の制御部４８は、このプリンタ１における制御を行う部分である。この制御部４８は、接点端子４７と電気的に接続されているので、装着された液体カートリッジ３４の接点ＲＯＭ４６に記憶された各種情報を読み出せる。このため、制御部４８は、読み出した情報に基づいて液体カートリッジ３４に貯留されている液体の種類等を認識できる。また、制御部４８は、接点ＲＯＭ４６に記憶された各種情報を書き換えることもできる。
【００４０】
この制御部４８は、本発明における駆動制御手段としても機能する。即ち、制御部４８は、複数のモード（即ち、噴射モード）の中から１つのモードを選択し、選択したモードに応じて記録ヘッド３の動作を制御する。本実施形態では、制御部４８は、点字形成モードと印刷モードの何れか一方のモードを選択できる。このモードの選択は、選択スイッチ（図示せず）の操作によって行ってもよく、制御部４８に選択させてもよい。そして、制御部４８に選択させる場合には、接点ＲＯＭ４６に記憶された情報を利用する構成が好ましい。これは、本実施形態では吐出させる液体の種類がモード毎に相違する（即ち、印刷モードでは印刷用インクのみが使用され、点字形成モードでは印刷用インクとクリアインクの二種類の液体が使用される）ことによる。即ち、接点ＲＯＭ４６に記憶された情報を参照することで、制御部４８は、カートリッジ装着部２に装着されたカートリッジ（貯留された液体）の種類を認識できるので、使用するモードを自動的に決定できる。
【００４１】
点字形成モードにおいて、制御部４８は、ホストコンピュータ等の上位装置から送信されてくる点字形成データに基づき、点字用突起４３を形成する場所、点字用突起４３の大きさ（着弾面積）、点字用突起４３の高さ（液滴の吐出量）等を決定し、記録ヘッド３を制御するためのドットパターンデータを生成する。そして、制御部４８は、この生成したドットパターンデータを記録ヘッド３に転送する。また、制御部４８は、駆動信号設定手段としても機能し、点字用突起４３の形成に適した波形形状の点字用駆動信号を設定し、この点字用駆動信号を駆動信号発生回路５３から発生させる。さらに、制御部４８は、パルスモータ１０を作動させてキャリッジ４（記録ヘッド３）を所望の位置に移動させたり、紙送りモータ５４を作動させて記録紙６を送り出したりもする。
【００４２】
印刷モードにおいて、制御部４８は、上位装置から送信されてくる印刷データに基づいて色毎のドットパターンデータを生成し、記録ヘッド３に転送する。また、制御部４８（駆動信号設定手段）は、印刷に適した波形形状の印刷用駆動信号を設定し、この印刷用駆動信号を駆動信号発生回路５３から発生させる。そして、この印刷モードにおいても、制御部４８は、パルスモータ１０を作動させてキャリッジ４（記録ヘッド３）を所望の位置に移動させたり、紙送りモータ５４を作動させて記録紙６を送り出したりする。
【００４３】
上記の駆動信号発生回路５３は、駆動信号発生手段として機能する部分であり、制御部４８による制御の下、記録ヘッド３に供給するための駆動信号を発生する。本実施形態の駆動信号発生回路５３は、図５に示すように、点字形成モードにおいて１種類の点字用駆動信号（ＣＯＭ１）を発生し、印刷モードにおいて３種類の印刷用駆動信号（ＣＯＭ２〜ＣＯＭ４）の何れかを選択的に発生する。
【００４４】
以下、各駆動信号について説明する。上記の点字用駆動信号は、図５（ａ）に示すように、液滴の吐出量を可及的に増やすように設定した点字駆動パルスＤＰ１を、１単位周期内に３個等間隔で発生させる一連の信号である。この点字駆動パルスＤＰ１は、駆動電圧、即ち、最大電位と最低電位の電位差を、圧電振動子１９が許容し得る程度まで可及的に高く設定した駆動パルスである。そして、この点字駆動パルスＤＰ１が１つ圧電振動子１９に供給される毎に、ノズル開口２５からは最大量のインク滴（この例では約１７ｐＬ）が吐出される。従って、１単位周期では、約５０ｐＬのインク滴を吐出させることができる。
【００４５】
上記の印刷用駆動信号は、例えば、高速印刷に適した第１印刷用駆動信号ＣＯＭ２と、高解像度の印刷時に用いられる第２印刷用駆動信号ＣＯＭ３と、超高解像度の印刷時に用いられる第３印刷用駆動信号ＣＯＭ４とからなる。
【００４６】
第１印刷用駆動信号ＣＯＭ２及び第２印刷用駆動信号ＣＯＭ３は、スモールドット、ミドルドット、及び、ラージドットからなるドットセットを選択的に記録可能な駆動信号である。即ち、これらの駆動信号では、非記録を含めて、各ドットを４階調で記録することができる。そして、第１印刷用駆動信号ＣＯＭ２と第２印刷用駆動信号ＣＯＭ３とは、各ドットにおけるインク量の組み合わせが相違する。
【００４７】
上記の第１印刷用駆動信号ＣＯＭ２は、第１スモールドット駆動パルスＤＰ２を１単位周期内に３個等間隔で発生させる一連の信号である。この第１スモールドット駆動パルスＤＰ２は、約１３ｐＬのインク滴をノズル開口２５から吐出させる駆動パルスであり、基本的な波形形状は上記の点字駆動パルスＤＰ１と同じである。但し、この第１スモールドット駆動パルスＤＰ２では、駆動電圧を上記の点字駆動パルスＤＰ１よりも低く設定している点に相違がある。また、この第１スモールドット駆動パルスＤＰ２では、使用環境の温度情報等に応じて、この駆動パルスを構成している波形要素の発生時間や電位差を変更している点も相違する。
【００４８】
この第１印刷用駆動信号ＣＯＭ２では、記録階調が非記録の場合、何れの第１スモールドット駆動パルスＤＰ２も圧電振動子１９に供給しない。そして、記録階調がスモールドットの場合には１単位周期あたり１つの第１スモールドット駆動パルスＤＰ２を圧電振動子１９に供給し、ミドルドットの場合には２つの第１スモールドット駆動パルスＤＰ２を圧電振動子１９に供給する。同様に、記録階調がラージドットの場合には３つの第１スモールドット駆動パルスＤＰ２全てを圧電振動子１９に供給する。これにより、記録階調が非記録の場合にはインク滴は吐出されない。また、スモールドットの場合には約１３ｐＬのインク滴が１単位周期内に１回吐出され、記録紙６上にはこのインク滴によるスモールドットが記録される。記録階調がミドルドットの場合には、約１３ｐＬのインク滴が１単位周期内に２回吐出され、記録紙６上には約２６ｐＬのインク滴によるミドルドットが記録される。記録階調がラージドットの場合には約１３ｐＬのインク滴が１単位周期内に３回続けて吐出され、記録紙６上には約４０ｐＬのインク滴によるラージドットが記録される。
【００４９】
上記の第２印刷用駆動信号ＣＯＭ３は、微振動パルスＤＰ３と、第２スモールドット駆動パルスＤＰ４と、ミドルドット駆動パルスＤＰ５とを１単位周期内に備えた一連の信号である。微振動パルスＤＰ３は、メニスカス、即ち、ノズル開口２５で露出しているインクの自由表面を、インク滴を吐出させない程度に移動させる信号である。第２スモールドット駆動パルスＤＰ４は、上記の第１スモールドット駆動パルスＤＰ２での吐出量よりも少ない量のインク滴を吐出させる駆動パルスである。本実施形態では、約４ｐＬのインク滴を吐出させる信号として構成されている。ミドルドット駆動パルスＤＰ５は、ミドルドットの形成に適した量のインク滴を吐出させる駆動パルスである。本実施形態では、約１２ｐＬのインク滴を吐出させる信号として構成されている。なお、このミドルドット駆動パルスＤＰ５では、直前に第２スモールドット駆動パルスＤＰ４が供給されると、上記の量（約１２ｐＬ）よりも多い量のインク滴が吐出される。
【００５０】
この第２印刷用駆動信号ＣＯＭ３では、記録階調が非記録の場合には微振動パルスＤＰ３を圧電振動子１９に供給する。これにより、メニスカスが微振動し、インクの増粘が防止される。また、記録階調がスモールドットの場合には第２スモールドット駆動パルスＤＰ４を圧電振動子１９に供給し、ミドルドットの場合にはミドルドット駆動パルスＤＰ５を圧電振動子１９に供給する。これにより、各々のインク量に応じた大きさのドットが記録紙６上に記録される。さらに、記録階調がラージドットの場合には第２スモールドット駆動パルスＤＰ４とミドルドット駆動パルスＤＰ５とを続けて圧電振動子１９に供給する。この場合、第２スモールドット駆動パルスＤＰ４とミドルドット駆動パルスＤＰ５の相乗効果によって約２０ｐＬのインク滴が吐出され、このインク滴によってラージドットが記録される。
【００５１】
上記の第３印刷用駆動信号ＣＯＭ４は、超高解像度の印刷時に用いられる駆動信号であり、１単位周期内に、１つの微振動パルスＤＰ６と１つの第３スモールドット駆動パルスＤＰ７とを有する一連の信号である。ここで、微振動パルスＤＰ６は、上記した微振動パルスＤＰ３と同様の機能を発揮し、インクの増粘を防止するものである。第３スモールドット駆動パルスＤＰ７は、上記の第２スモールドット駆動パルスＤＰ４よりもさらに少量のインク滴を吐出させる駆動パルスであり、本実施形態では約２ｐＬのインク滴を吐出させる。また、この第３印刷用駆動信号ＣＯＭ４における単位周期の長さは、上記の第１印刷用駆動信号ＣＯＭ２や第２印刷用駆動信号ＣＯＭ３の単位周期の長さよりも短い。
【００５２】
この第３印刷用駆動信号ＣＯＭ４では、全てのドットを第３スモールドット駆動パルスＤＰ７による極小のスモールドットで記録する。即ち、ドットを記録する場合には第３スモールドット駆動パルスＤＰ７を圧電振動子１９に供給し、非記録の場合には微振動パルスＤＰ６を圧電振動子１９に供給する。
【００５３】
次に、上記構成のプリンタ１における動作について説明する。
【００５４】
電源が投入されると制御部４８は、所定のイニシャライズ動作を実行する。このイニシャライズ動作では、キャリッジ４を主走査方向に動かしてキャリッジ４（記録ヘッド３）の位置認識等を行ったり、ワークエリア内の不要な情報をクリアしたりする。イニシャライズ動作を行ったならば、制御部４８は、接点端子４７を通じて接点ＲＯＭ４６にアクセスし、記憶されている各種情報を読み出す。そして、制御部４８（駆動制御手段）は、読み出した情報に基づき、装着されている液体カートリッジ３４の種類、即ち貯留されている液体の種類を認識し、モードを設定する。この場合、制御部４８は、装着されている液体カートリッジ３４が印刷用インクのみの場合には印刷モードを設定する。また、装着されている液体カートリッジ３４が印刷用インクとクリアインクである場合には点字形成モードを設定する。なお、印刷モードと点字形成モードとは手動操作により切替えることもできる。
【００５５】
印刷モードにおいて制御部４８（駆動制御手段）は、上記の印刷用インクを吐出させる。このとき、制御部４８は、上位装置からの印刷データに基づき、第１印刷用駆動信号ＣＯＭ２〜第３印刷用駆動信号ＣＯＭ４の何れかを選択して駆動信号発生回路５３から発生させる。また、制御部４８は、パルスモータ１０や紙送りモータ５４を制御し、キャリッジ４を主走査方向に移動させると共に記録紙６を副走査方向に送り出す。さらに、制御部４８は、キャリッジ４や記録紙６の移動に同期させて、駆動パルスＤＰ２〜ＤＰ７の圧電振動子１９への供給を制御する。この一連の動作によって、記録紙６上には、印刷データに基づく画像等が記録される。
【００５６】
一方、点字形成モードにおいて制御部４８（駆動制御手段）は、上記の印刷用インクとクリアインクとを吐出させる。即ち、制御部４８は、先ず核形成工程を行い、印刷用インクを記録紙６上に着弾させて点字用突起の核４４（小突起基部）を形成する。この場合、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、記録ヘッド３の主走査に連動させて小突起を形成する領域に対し、規定量の印刷用インクを着弾させる。
ここで、標準的な点字用突起４３は、直径が１．４ｍｍ、中心部の高さが０．７ｍｍ程度の半球状をしている。そして、この形状に基づいて単純に計算すると、上記した５０ｐＬの液滴を約１４５００回吐出させることで、一つの点字用突起の核４４を形成することができる。
なお、本実施形態では、上記したように、１つのノズル列２８は１８０個のノズル開口２５を備えており、７列のノズル列２８（１２６０個のノズル開口２５）を印刷用インクの吐出用に割り当てている。このため、計算上では、５０ｐＬの液滴を１つのノズル開口２５あたり１１回〜１２回吐出させることで、一つの点字用突起の核４４が形成できる。但し、実際には、印刷用インクの溶媒は高い浸透性を有するため、この溶媒が記録用紙６に染み込む分を考慮すると、点字用突起４３を上記の大きさに形成するにはそれ以上吐出する必要がある。
【００５７】
点字用突起の核４４を形成したならば、コーティング工程に移行し、この核４４を覆うようにクリアインクを吐出させる。このコーティング工程では、例えば、図６（ｃ）に示すように、核４４よりも少し広い領域にクリアインクを吐出させる。上記したように、このクリアインクはカチオン樹脂を含み、印刷用インクを構成するアニオン樹脂と化学反応を生じて固化するので、クリアインクの着弾によって化学反応が開始し、点字用突起４３が形成される。このため、固化のための特別な機構が不要であり、装置構成の簡素化が図れる。
【００５８】
このクリアインクは、固化することで点字用突起の核４４を保護するコーティング層４５となる。点字は、点字用突起４３を指先で触れることで認識されるものであり、高い耐摩耗性が要求される。本実施形態のように、クリアインクでコーティング層４５を作製すると、指先で擦ったりしても点字用突起４３が剥がれたりせず耐久性を高めることができる。さらに、コーティング層４５が核４４を保護するので、印刷用インクとして耐摩耗性の低い液体を使用することができる。これにより、印刷用インクに用いる液体について選択の自由度を高めることができる。
【００５９】
また、このクリアインクは、吐出対象物としての記録紙６に対して高い浸透性を有する。このため、図７に示すように、吐出したクリアインクの一部４５ａが記録紙内に浸透した状態で固化する。これにより、記録紙内に浸透した部分４５ａがアンカーとして機能し、コーティング層４５の記録紙６に対する接合強度を高める。その結果、作製した点字用突起４３を記録紙６から剥がれ難くすることができ、耐久性を高めることができる。なお、このアンカー効果を高めるべく、クリアインクに含まれるスチレンアクリル系の樹脂（アクリル樹脂やウレタン樹脂等）の濃度を高めることが好ましい。
また、印刷用インク或いはクリアインクの吐出量を制御し、点字用突起４３のエッジ部分（図７に符号Ｒで示す部分）をなだらかな曲面で構成することが好ましい。このように構成することで、突起自体にかかる力に関し、単位面積当たりの負荷を分散することができる。即ち、面圧を下げることができる。これにより、点字用突起４３の耐久性を高めることができる。
【００６０】
さらに、このクリアインクを記録紙６の全面に塗布し、記録紙６の表面をコーティング層で覆ってもよい。この場合、コーティング層が透明であるので、クリアインクを介して点字用突起４３を視認することができる。このように、点字用突起４３を視認可能にすると、点字作成者が作成された点字を確認する際に便利である。
【００６１】
以上説明したように、このプリンタ１では、印刷用インクとクリアインクとを吐出することで点字用突起４３を形成できる。このため、インク吐出後において特別な処理を行わなくて済み、装置構成を簡素化できる。即ち、インクを吐出させる機構があれば足り、固化用の専用機構が不要である。そして、固化用の専用機構が省略できることから、小突起形成機能を本来の機能（印刷機能）に加えて比較的容易に装置（プリンタ１）に組み込むことができる。これにより、装置の汎用性を高めることができる。
また、核４４の形成に印刷モードで使用される印刷用インクを利用しているので、核４４の形成のために専用の液体を用意する必要が無く、小突起形成機能をより容易に液体噴射装置に組み込むことができる。
【００６２】
ここで、上記実施形態（第１実施形態）においては、点字用突起の核４４を形成するときに、印刷用インクを記録紙６上に直接吐出させている。上述したように、この印刷用インクの溶媒は高い浸透性を有するため記録紙６に浸透し易く、規定の大きさの点字用突起４３を形成するには、比較的多くの印刷用インクを吐出する必要がある。
そこで、図８に示す第２実施形態においては、点字用突起の核４４の形成に先立って下地層形成工程を行い、印刷用インクが記録紙６に浸透するのを防止している。
【００６３】
まず、図８（ａ）に示すように、制御部４８は、点字用突起の核４４の形成位置に印刷用インクが記録紙６に浸透するのを阻止する下地材（本発明における第３液）としてクリアインクを吐出して、一部を記録紙６内に浸透させた状態で記録紙６の表面に下地層５５を形成する。
本実施形態においては、下地材としてクリアインクを用いている（即ち、第２液と第３液を同一組成の液体としている）ので、下地層５５を形成するための下地材として専用の液体を用意する必要が無く、比較的簡単な構成で下地層５５を形成することができる。
【００６４】
下地層５５を形成したならば、図８（ｂ）に示すように、制御部４８は核形成工程を行い、印刷用インクを下地層５５上に着弾させて点字用突起の核４４を形成する。この際、下地層５５により印刷用インクが記録紙６に浸透するのを阻止するため、比較的少ない吐出量で点字用突起の核４４を形成することができる。
【００６５】
そして、点字用突起の核４４を形成したならば、コーティング工程に移行し、例えば、図８（ｃ）に示すように、核４４及び下地層５５よりも少し広い領域にクリアインクを吐出させ、一部を記録紙６に浸透させた状態でコーティング層４５を形成する。これにより、記録紙６内に浸透した部分４５ａがアンカーとして機能し、核４４が下地層５５から剥がれるのを防止することができる。
【００６６】
このように、点字用突起の核４４の形成に先立って下地層５５を形成することにより、比較的少ない吐出量で規定の大きさの点字用突起４３を作製することが可能となる。
【００６７】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００６８】
上記第１、第２実施形態においては、点字用突起の核４４を形成する第１液として印刷用インクを用いたが、例えば、記録紙６等の吐出対象物への浸透性が低く堆積性を有する液体とすることも可能である。このため、この第１液を、クリアインク（第２液の一種）と化学反応を生じない液体によって構成してもよい。同様に、核４４を覆う第２液に関しても着弾後に固化する液体であれば足り、第１液と化学反応を生じない液体によって構成してもよい。例えば、この第２液を、ポリエチレンエマルジョンやポリプロピレンエマルジョン等のワックス系の樹脂を含有する液体によって構成してもよい。
【００６９】
また、上記第２実施形態においては、下地材（第３液）として、第２液としても利用するクリアインクを用いたが、記録紙６等の吐出対象物への浸透性を有すると共に第１液の吐出対象物への浸透を阻止する性質を有するものであれば、その他の液体を用いても良い。また、コーティング層４５を記録紙６の全面に形成してもよい。
【００７０】
なお、以上では、インクジェット式記録プリンタに本発明を適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射装置、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ等の電極形成に用いられる電極材噴射装置、バイオチップの製造に用いられる生体有機物噴射装置等の他の液体噴射装置にも適用することができる。
例えば、上記電極材噴射装置の場合、電極材噴射ヘッドを、コーティング液（第２液に相当）を吐出可能な構成とし、電極形成モード（通常噴射モードに相当）で吐出される電極材溶液を第１液とし、この電極材溶液とコーティング液を用いて接点端子形成モード（小突起形成モードに相当）において接点端子として小突起を形成する。これにより、接点端子を容易な構成で作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリンタの構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの部分拡大断面図である。
【図３】記録ヘッドをノズルプレート側から見た図である。
【図４】プリンタの電気的構成を説明するブロック図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、駆動信号発生回路から発生する駆動信号を説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、点字用突起の形成を説明する模式図である。
【図７】点字用突起の形成工程を説明する断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は第２実施形態に点字用突起の形成工程を説明する断面図である。
【符号の説明】
１…プリンタ，２…カートリッジ装着部，３…記録ヘッド，４…キャリッジ，５…ガイドロッド，６…記録紙，７…駆動プーリー，８…遊転プーリー，９…タイミングベルト，１０…パルスモータ，１１…ノズルプレート，１２…ワイパー機構，１３…キャッピング機構，１５…振動子ユニット，１６…ケース，１７…流路ユニット，１８…収納空部，１９…圧電振動子，２０…固定板，２１…フレキシブルケーブル，２２…配線基板，２３…液体供給口，２４…圧力室，２５…ノズル開口，２６…流路形成基板，２７…弾性板，２８…ノズル列，２９…支持板，３０…弾性体膜，３１…島部，３２…薄肉弾性部，３３…供給針ユニット，３４…液体カートリッジ，３５…液体供給針，３６…針ホルダ，３７…台座，３８…パッキン，３９…液体供給路，４０…リザーバ，４３…点字用突起，４４…点字用突起の核，４５…コーティング層，４６…接点ＲＯＭ，４７…接点端子，４８…制御部，５１…プリンタコントローラ，５２…プリントエンジン，５３…駆動信号発生回路，５４…紙送りモータ，５５…下地層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention has a liquid ejecting head capable of ejecting various liquids from nozzle openings, solidifying ejected liquid to form small projections on the surface of an ejection target, and ejected liquid. The present invention relates to a method for forming small projections by liquid ejection in which small projections are formed on the surface of a discharge target.
[0002]
[Prior art]
As a liquid ejecting apparatus that solidifies liquid ejected from a liquid ejecting head to form small projections on the surface of an ejection target, a so-called Braille printer, a three-dimensional image printer, a three-dimensional printing apparatus, and the like have been proposed.
[0003]
Conventionally, such a liquid ejecting apparatus has required an exclusive mechanism for forming small projections. In the above Braille printer, for example, a dot image made of ink is formed on a print recording medium in a writing process, and then the ink is thermally expanded in a heating process (for example, Patent Document 1). . For this reason, a heater used in the heating step is indispensable.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-115199 A (Pages 2, 4 and FIG. 1-2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional liquid ejecting apparatus requires a mechanism for forming the small projections in addition to the mechanism for discharging the liquid, and thus has a problem that the apparatus is complicated. In addition, the target on which the small protrusion is formed is limited, which has been a factor that hinders the general use of the liquid ejecting apparatus. As a result, the apparatus has been specialized and its use has been limited, and the usability has been impaired.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to relatively easily incorporate a small projection forming function in addition to an original function such as printing, and to improve versatility. It is to provide a possible liquid ejecting apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed to achieve the above object, and includes a liquid ejecting head capable of ejecting a liquid supplied from a liquid supply source in the form of droplets from a nozzle opening. In a liquid ejecting apparatus for discharging,
One injection mode is selected from a plurality of injection modes including at least a normal injection mode for discharging only the normal first liquid and a small projection forming mode capable of discharging the first liquid and the second liquid. Drive control means for controlling the operation of the ejection head according to the ejection mode performed,
The liquid ejecting head is configured to be capable of ejecting a normal first liquid and a second liquid having permeability to an ejection target and having higher abrasion resistance during solidification than the first liquid,
When the ejection mode is the small projection forming mode, the drive control means ejects the first liquid to form the small projection base on the ejection target and then ejects the second liquid so as to cover the small projection base. And forming a coating layer.
In this configuration, it is preferable that the small projection forming mode is a Braille forming mode in which a Braille projection is formed on the surface of the ejection target.
[0008]
The “normal first liquid” is a liquid used for the original function of the liquid ejecting apparatus, and corresponds to ink in the case of a printer. “Abrasion resistance” means resistance to rubbing with a finger or the like. The "normal ejection mode" refers to a mode for performing the original function of the liquid ejection head. For example, in the case of a printer, it is a mode for printing characters and images on recording paper as a recording medium.
[0009]
Further, according to the present invention, the liquid supplied from a liquid supply source is ejected in the form of droplets from a nozzle opening of a liquid ejecting head, and the ejected liquid forms a small projection on the surface of an ejection target by liquid ejection. In the method of forming small protrusions,
The third liquid for preventing the first liquid for forming the small protrusion base from penetrating into the discharge target is discharged, and the third liquid is lowered onto the surface of the discharge target in a state where the third liquid is partially penetrated into the discharge target. Forming a stratum,
By discharging the first liquid onto the underlayer, a small projection base is formed on the discharge target,
A coating layer is formed by discharging the second liquid so as to cover the small protrusion base.
[0010]
According to these inventions, the small protrusion base is formed by discharging the first liquid, and the coating layer is formed by discharging the second liquid, so that the small protrusion is formed on the discharge target by discharging the liquid. it can. As described above, since it is sufficient to provide a liquid ejection mechanism, the small projection forming function can be relatively easily incorporated into the liquid ejecting apparatus in addition to the original function, and the versatility of the apparatus can be improved. Further, since the coating layer is formed with the second liquid, the base of the small protrusion is protected by the coating layer even if a liquid having low wear resistance is used as the first liquid. Thereby, the durability of the manufactured small protrusion can be increased.
[0011]
In the above invention, it is preferable that the first liquid and the second liquid are reactive liquids that cause a chemical reaction, and these liquids are solidified by a chemical reaction between the first liquid and the second liquid. In this configuration, the first liquid is preferably a liquid containing an anionic resin, and the second liquid is preferably a liquid containing a cationic resin.
In these inventions, the chemical reaction starts when the second liquid comes into contact with the first liquid, and the small projections are solidified. Therefore, a special mechanism for solidification is not required, and the apparatus configuration can be simplified.
[0012]
Further, in the above invention, it is preferable that the coating layer is formed in a state where a part of the coating layer is penetrated into an ejection target. Further, it is preferable that the second liquid is a clear ink containing a transparent resin.
In these inventions, since the coating layer is solidified in a state where a part of the coating layer has penetrated into the discharge target, the permeated part functions as an anchor, and the bonding strength of the coating layer to the discharge target can be increased. As a result, the formed small protrusions can be made hard to peel off from the ejection target.
[0013]
Further, in the above invention, the normal ejection mode is a print mode for printing characters and images on a print recording medium,
It is preferable that the first liquid is a printing ink.
In these inventions, since the first liquid used in the normal ejection mode is used for forming the small protrusion base, there is no need to prepare a dedicated liquid for forming the small protrusion base, and the small protrusion formation function is improved. It can be easily incorporated into the liquid ejecting apparatus.
[0014]
In the above invention, prior to the formation of the small protrusion base, a third liquid for preventing the first liquid from penetrating into the discharge target is discharged to the formation position of the small protrusion base, and a part of the third liquid is discharged. It is preferable to form a base layer on the surface of the discharge target in a state where the discharge layer has penetrated into the target.
Accordingly, it is possible to prevent the first liquid from penetrating into the discharge target, and it is possible to form the small protrusion with a smaller discharge amount.
Further, it is preferable that the second liquid and the third liquid have the same composition. By employing this configuration, there is no need to prepare a dedicated liquid as a base material for forming the base layer, and the base layer can be formed with a simpler structure.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the following description, an ink jet recording printer (hereinafter simply referred to as a printer) that records images and characters on a print recording medium such as recording paper will be described as an example of a liquid ejecting apparatus. A configuration in which a small projection forming function is added to the function will be described.
[0016]
First, the overall structure of the printer 1 will be described with reference to FIG. The illustrated printer 1 has a carriage 4 provided with a cartridge mounting section 2 and a recording head 3 (a type of liquid ejecting head of the present invention). The carriage 4 is supported by a guide rod 5 so as to be movable in the width direction (main scanning direction) of the recording paper 6. The carriage 4 is connected to a timing belt 9 that extends between a drive pulley 7 and a free-wheel pulley 8. The drive pulley 7 is joined to the rotation shaft of the pulse motor 10. Therefore, the carriage 4 moves in the width direction of the recording paper 6 by the operation of the pulse motor 10. A home position is set in an end area within the movement range of the carriage 4. At the home position, a wiper mechanism 12 for cleaning the surface of the nozzle plate 11 (see FIG. 2) of the recording head 3 and a capping mechanism 13 capable of sealing the nozzle forming surface are provided.
[0017]
Various configurations have been proposed for the recording head 3 described above. The recording head 3 illustrated in FIG. 2 includes a vibrator unit 15, a case 16 capable of storing the vibrator unit 15, and a front end surface of the case 16. A flow path unit 17 and the like to be joined are provided.
[0018]
The case 16 is a block-shaped member having an accommodation space 18 for accommodating the vibrator unit 15 and is made by molding a resin (epoxy resin or the like), for example. The above-described vibrator unit 15 includes a plurality of comb-shaped piezoelectric vibrators 19, a fixed plate 20 to which each of the piezoelectric vibrators 19 is joined, and a drive signal or the like for supplying each of the piezoelectric vibrators 19. And a flexible cable 21.
[0019]
The above-mentioned piezoelectric vibrator 19 is a kind of pressure generating element. The piezoelectric vibrator 19 of the present embodiment is, for example, a laminated piezoelectric vibrator manufactured by cutting a piezoelectric plate in which piezoelectric layers and electrode layers are alternately laminated in a comb-tooth shape. This is a longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator that can expand and contract in a direction perpendicular to the direction. The fixing plate 20 is a plate-like member having a thickness of about 1 mm, and receives a reaction force from the piezoelectric vibrator 19. In the present embodiment, the fixing plate 20 is made of stainless steel, which is a kind of metal material. The flexible cable 21 is a film-shaped wiring member having flexibility. One end of the flexible cable 21 is soldered to the surface of the piezoelectric vibrator 19, and the other end is soldered to the wiring board 22.
[0020]
When an electric field is applied to the piezoelectric layer constituting the piezoelectric vibrator 19, that is, when a drive signal is supplied via the flexible cable 21, the free end portion is in the element longitudinal direction (a direction orthogonal to the laminating direction). To expand and contract. For example, when the potential of the vibrator is increased by charging, the piezoelectric vibrator 19 contracts in the longitudinal direction of the element, and when the potential of the vibrator is decreased by discharging, the piezoelectric vibrator 19 extends in the longitudinal direction of the element.
[0021]
The channel unit 17 is a plate-shaped member having a series of individual liquid channels from the liquid supply port 23 to the nozzle opening 25 via the pressure chamber 24. The flow path unit 17 includes a flow path forming substrate 26 having a space, a groove, and the like serving as a pressure chamber 24 and a liquid supply port 23, and sealing the opening of the space and the groove to form the pressure chamber 24 and the liquid supply port. An elastic plate 27 that defines a part of the opening 23 and a nozzle plate 11 having a plurality of nozzle openings 25 are provided. Then, the elastic plate 27 is joined to one surface of the flow path forming substrate 26, that is, the case-side surface, and the nozzle is provided on the other surface of the flow path forming substrate 26, that is, the surface opposite to the elastic plate joining surface. The plate 11 is joined.
[0022]
The nozzle plate 11 is a thin metal plate in which a plurality of nozzle openings 25 are formed in rows at a pitch corresponding to the dot formation density. In the present embodiment, the nozzle plate 11 is made of a stainless steel plate, and eight rows of nozzle openings 25 (nozzle rows 28) are provided side by side, as shown in FIG. One nozzle row 28 is constituted by 180 nozzle openings 25. Therefore, 1440 nozzle openings 25 are provided for one recording head 3.
[0023]
The elastic plate 27 has a double structure in which the elastic film 30 is laminated on the surface of the support plate 29. In this embodiment, a composite plate material in which a stainless steel plate, which is a kind of metal plate, is used as the support plate 29 and a resin film made of PPS (polyphenylene sulfide) or PI (polyimide) is laminated as an elastic film 30 on the surface of the support plate 29 Is used to produce the elastic plate 27. The elastic plate 27 is provided with a diaphragm for changing the volume of the pressure chamber. The elastic plate 27 is provided with a compliance part that seals a part of the reservoir 40.
[0024]
The diaphragm is manufactured by partially removing the support plate 29 by etching or the like. That is, the diaphragm portion includes an island portion 31 to which the front end surface of the piezoelectric vibrator 19 is joined, and a thin elastic portion 32 surrounding the island portion 31. The compliance section is a section for absorbing pressure fluctuations of the liquid stored in the reservoir 40. This damper portion is also manufactured by removing the support plate 29 in a region facing the opening surface of the storage space by etching or the like, and leaving only the elastic film 30.
[0025]
Since the distal end face of the piezoelectric vibrator 19 is joined to the island portion 31, the pressure chamber volume can be changed by expanding and contracting the free end portion. For example, when the piezoelectric vibrator 19 is charged and its free end contracts in the element longitudinal direction, the island 31 is pulled. Thereby, the island portion 31 moves, and the volume of the pressure chamber can be increased as compared with the discharge state of the piezoelectric vibrator 19. When the charged piezoelectric vibrator 19 is discharged to extend the free end in the element longitudinal direction, the island 31 is pushed toward the pressure chamber 24. Thereby, the volume of the pressure chamber can be reduced as compared with the charged state of the piezoelectric vibrator 19.
[0026]
The cartridge mounting section 2 is provided with a supply needle unit 33. The supply needle unit 33 is a portion connected to a liquid cartridge 34 (a type of liquid supply source of the present invention, see FIG. 1) storing the liquid, and is stored in the liquid cartridge 34 via the supply needle unit 33. Liquid is supplied into the recording head 3. Note that the liquid supply source is not limited to the liquid cartridge 34, and a liquid storage pack (a bag body storing liquid) may be used.
[0027]
The supply needle unit 33 in the present embodiment is schematically constituted by a liquid supply needle 35 and a needle holder 36. The liquid supply needle 35 is a member inserted into the liquid cartridge 34, and introduces the liquid stored in the liquid cartridge 34 into the needle. The tip of the liquid supply needle 35 is pointed in a conical shape, and a plurality of liquid introduction holes communicating inside and outside the needle are formed. The needle holder 36 is a member for attaching the liquid supply needle 35, and has a pedestal 37 on its surface for fixing a root portion of the liquid supply needle 35.
[0028]
The supply needle unit 33 is provided on a mounting surface of the case 16. In this arrangement state, the liquid outlet and the connection protrusion of the case 16 are connected in a liquid-tight manner via the packing 38. A liquid supply path 39 penetrating through the case 16 is formed inside the connection protrusion. This liquid supply path 39 communicates with the reservoir 40 of the flow path unit 17. Therefore, the liquid stored in the liquid cartridge 34 flows into the reservoir 40 through the liquid supply path 39.
[0029]
Therefore, in the recording head 3 and the supply needle unit 33, a series of liquid flow paths from the liquid supply needle 35 to the nozzle opening 25 through the reservoir 40 and the pressure chamber 24 are formed. When the piezoelectric vibrator 19 is operated, the volume of the pressure chamber can be changed as described above. Since the pressure in the pressure chamber 24 fluctuates due to the fluctuation in the pressure chamber volume, the liquid pressure in the pressure chamber 24 can be changed, and the droplet can be ejected from the nozzle opening 25. For example, when the piezoelectric vibrator 19 is charged to expand the pressure chamber 24, and then the piezoelectric vibrator 19 is rapidly discharged to contract the pressure chamber 24, the piezoelectric chamber 19 flows into the pressure chamber 24 due to the expansion of the pressure chamber 24. The liquid is rapidly pressurized, and a droplet is discharged from the nozzle opening 25.
Here, in the present embodiment, the droplets are ejected by utilizing the mechanical deformation of the piezoelectric vibrator 19, so that heat is hardly generated at the time of ejecting the droplets. Therefore, the ink can be ejected without deteriorating the quality.
[0030]
Next, the ink ejected from the recording head 3 will be described. This printer can perform a printing operation in a plurality of types of modes (a type of ejection mode in the present invention). Specifically, there are two types, a braille forming mode and a print mode. Here, the Braille forming mode is to form a projection (a type of small projection in the present invention; hereinafter, referred to as a Braille projection 43; see FIG. 6) on the surface of the recording paper 6 such as copy paper. Mode, which is one of the small projection forming modes in the present invention. The print mode is a mode for printing characters and images on the recording paper 6, and is a kind of the normal ejection mode in the present invention. Note that the recording paper 6 is a kind of ejection target in the present invention and a kind of print recording medium.
[0031]
In the Braille forming mode, the recording head 3 is configured to discharge two types of liquids. That is, a printing ink for printing characters and images on the recording paper 6 in the printing mode and a coating on the surface of the nucleus 44 of the braille projection (a kind of small projection base in the present invention, see FIG. 6) in the braille forming mode. The clear ink for forming the layer 45 is selectively ejected.
The printing ink is a kind of the first liquid of the present invention, and for example, a pigment ink is used. This printing ink is also used to form the nucleus 44 of the braille projection in the braille forming mode. The clear ink is a kind of the second liquid of the present invention, and a clear ink whose permeability to the recording paper 6 is higher than that of the printing ink and whose surface tension is adjusted to be lower than that of the printing ink is used.
[0032]
In the present embodiment, the printing ink and the clear ink are made of a reactive liquid that causes a chemical reaction with each other, and these inks are solidified by the chemical reaction. Specifically, the printing ink is an ink in which a negatively charged pigment resin (anion resin) is dispersed in a solvent, and the clear ink is a dispersion ink in which a positively charged pigment resin (cationic resin) is dispersed in a solvent. Ink. With this combination, when the clear ink is ejected over the printing ink, a chemical reaction (solidification reaction) occurs due to the contact between the two inks. Then, a Braille projection 43 is formed by this chemical reaction. Therefore, no special processing is required after the droplet is discharged, a special mechanism for forming the Braille projection 43 can be omitted, and a configuration that can discharge the clear ink is sufficient. Therefore, the apparatus configuration can be simplified, and the small projection forming function can be relatively easily incorporated in addition to the original function (ie, a function other than the small projection forming function such as the printing function). Thereby, the versatility of the device can be improved.
[0033]
For the clear ink, for example, an amine / imine-based resin such as polyacrylamine is preferably used. This is because the abrasion resistance at the time of solidification is higher than that of the printing ink, the permeability to the recording paper 6 is high, and the surface tension is extremely low. In order to lower the surface tension of the clear ink, a surfactant or a permeable solvent such as triethylene glycol monobutyl ether or hexanediol may be added.
[0034]
The above-described printing ink is adjusted so that the pigment concentration, the humectant concentration, and the like are suitable for applications such as image printing. In this embodiment, seven colors of the printing ink are prepared. Specifically, black ink, light black ink, cyan ink, light cyan ink, magenta ink, light magenta ink, and yellow ink are prepared. In the print mode, black ink is ejected from two nozzle rows 28, and other inks are ejected from one nozzle row 28, respectively.
With respect to the pigment concentration, 6.5% by weight of the black ink, 1.0% by weight of the light black ink, 4.0% by weight of the cyan ink, 1.0% by weight of the light cyan ink, and 6.0% of the magenta ink. % By weight, 0.9% by weight of light magenta ink and 5.0% by weight of yellow ink.
[0035]
The printing ink and the clear ink are stored in individual liquid cartridges 34, respectively. The liquid cartridge 34 is a block-shaped member having a liquid storage needle formed therein and having a needle insertion section into which the liquid supply needle 35 is inserted. The liquid cartridge 34 is mounted on the cartridge mounting section 2. In the Braille forming mode, the printing ink is ejected from seven of the eight nozzle rows 28, and the clear ink is ejected from the remaining one of the nozzle rows 28.
[0036]
The illustrated liquid cartridge 34 includes a contact ROM 46 (see FIG. 4), which is a type of information storage element. The contact ROM 46 is configured by an element capable of externally rewriting the stored content and retaining the stored content even when the contact ROM 46 is detached from the cartridge mounting section 2.
The contact ROM 46 stores various types of information such as liquid type information indicating the type of liquid stored in the liquid cartridge 34, liquid remaining amount information indicating the remaining amount of the liquid, and use start date information indicating the date of initial mounting. Is stored. The contact ROM 46 is electrically connected to a contact terminal 47 (see FIG. 4) provided on the cartridge mounting section 2 in a state of being mounted on the cartridge mounting section 2. The contact terminals 47 are electrically connected to the control unit 48.
[0037]
Next, the electrical configuration of the printer 1 will be described. As shown in FIG. 4, the printer 1 is schematically composed of a printer controller 51 and a print engine 52.
[0038]
The printer controller 51 includes a control unit 48 including a CPU, a ROM, and a RAM, a drive signal generation circuit 53 that generates a drive signal to be supplied to the recording head 3, and the like. On the other hand, the print engine 52 includes the pulse motor 10, the paper feed motor 54, the recording head 3, and the like. The operation of each of these units can be controlled by the control unit 48 described above.
[0039]
The control section 48 is a section that controls the printer 1. Since the control unit 48 is electrically connected to the contact terminal 47, it can read out various information stored in the contact ROM 46 of the mounted liquid cartridge 34. Therefore, the control unit 48 can recognize the type of the liquid stored in the liquid cartridge 34 based on the read information. Further, the control unit 48 can rewrite various information stored in the contact ROM 46.
[0040]
The control unit 48 also functions as a drive control unit in the present invention. That is, the control unit 48 selects one mode from a plurality of modes (that is, ejection modes), and controls the operation of the recording head 3 according to the selected mode. In the present embodiment, the control unit 48 can select one of the Braille forming mode and the printing mode. The selection of this mode may be performed by operating a selection switch (not shown), or the control unit 48 may select the mode. When the control unit 48 makes the selection, it is preferable to use the information stored in the contact ROM 46. This is because, in the present embodiment, the type of liquid to be ejected differs for each mode (that is, only the printing ink is used in the printing mode, and two types of liquids, the printing ink and the clear ink, are used in the Braille forming mode. Depending). That is, by referring to the information stored in the contact ROM 46, the control unit 48 can recognize the type of the cartridge (stored liquid) mounted on the cartridge mounting unit 2, and thus automatically determines the mode to be used. it can.
[0041]
In the Braille forming mode, the control unit 48 determines the location where the Braille projection 43 is formed, the size of the Braille projection 43 (landing area), and the Braille The height (projection amount of droplets) of the projection 43 is determined, and dot pattern data for controlling the recording head 3 is generated. Then, the control unit 48 transfers the generated dot pattern data to the recording head 3. The control unit 48 also functions as a drive signal setting unit, sets a Braille drive signal having a waveform suitable for forming the Braille projection 43, and generates the Braille drive signal from the drive signal generation circuit 53. . Further, the control unit 48 operates the pulse motor 10 to move the carriage 4 (recording head 3) to a desired position, and operates the paper feed motor 54 to feed out the recording paper 6.
[0042]
In the print mode, the control unit 48 generates dot pattern data for each color based on print data transmitted from a higher-level device, and transfers the dot pattern data to the recording head 3. The control unit 48 (drive signal setting means) sets a print drive signal having a waveform shape suitable for printing, and causes the drive signal generation circuit 53 to generate the print drive signal. Also in this printing mode, the control unit 48 operates the pulse motor 10 to move the carriage 4 (recording head 3) to a desired position, or operates the paper feed motor 54 to feed out the recording paper 6, I do.
[0043]
The drive signal generation circuit 53 is a part that functions as drive signal generation means, and generates a drive signal to be supplied to the recording head 3 under the control of the control unit 48. As shown in FIG. 5, the drive signal generation circuit 53 of this embodiment generates one type of drive signal for braille (COM1) in the braille formation mode, and three types of print drive signals (COM2 to COM4) in the print mode. ) Is selectively generated.
[0044]
Hereinafter, each drive signal will be described. As shown in FIG. 5A, the above Braille drive signal generates three Braille drive pulses DP1 set at an equal interval in one unit cycle so as to increase the ejection amount of the droplet as much as possible. This is a series of signals to be performed. The Braille drive pulse DP1 is a drive pulse in which the drive voltage, that is, the potential difference between the maximum potential and the minimum potential is set as high as possible to the extent that the piezoelectric vibrator 19 can tolerate. Each time one Braille drive pulse DP1 is supplied to the piezoelectric vibrator 19, a maximum amount of ink droplet (about 17 pL in this example) is ejected from the nozzle opening 25. Therefore, in one unit cycle, about 50 pL ink droplet can be ejected.
[0045]
The above-described printing drive signals include, for example, a first printing drive signal COM2 suitable for high-speed printing, a second printing drive signal COM3 used for high-resolution printing, and a third printing drive signal COM3 used for ultra-high-resolution printing. And a printing drive signal COM4.
[0046]
The first printing drive signal COM2 and the second printing drive signal COM3 are drive signals capable of selectively recording a dot set including small dots, middle dots, and large dots. That is, with these drive signals, each dot can be recorded at four gradations, including non-recording. The first printing drive signal COM2 and the second printing drive signal COM3 are different in the combination of the ink amount in each dot.
[0047]
The first printing drive signal COM2 is a series of signals for generating three first small dot drive pulses DP2 at equal intervals within one unit cycle. The first small dot drive pulse DP2 is a drive pulse for ejecting an ink droplet of about 13 pL from the nozzle opening 25, and has the same basic waveform as the Braille drive pulse DP1. However, there is a difference in that the drive voltage of the first small dot drive pulse DP2 is set lower than that of the Braille drive pulse DP1. Further, the first small dot drive pulse DP2 is different in that the generation time and the potential difference of the waveform elements constituting the drive pulse are changed according to the temperature information of the use environment and the like.
[0048]
In the first printing drive signal COM2, no first small dot drive pulse DP2 is supplied to the piezoelectric vibrator 19 when the recording gradation is non-recording. When the recording gradation is a small dot, one first small dot driving pulse DP2 is supplied to the piezoelectric vibrator 19 per one unit period, and when the recording gradation is a middle dot, two first small dot driving pulses DP2 are supplied. It is supplied to the piezoelectric vibrator 19. Similarly, when the recording gradation is a large dot, all three first small dot drive pulses DP2 are supplied to the piezoelectric vibrator 19. Thus, no ink droplet is ejected when the recording gradation is non-recording. In the case of a small dot, an ink droplet of about 13 pL is ejected once in one unit cycle, and a small dot is recorded on the recording paper 6 by the ink droplet. When the recording gradation is a middle dot, an ink droplet of about 13 pL is ejected twice in one unit cycle, and a middle dot of about 26 pL is recorded on the recording paper 6. When the recording gradation is a large dot, about 13 pL of ink droplets are ejected three times in one unit cycle, and a large dot of about 40 pL ink droplet is recorded on the recording paper 6.
[0049]
The above-described second printing drive signal COM3 is a series of signals including the micro vibration pulse DP3, the second small dot drive pulse DP4, and the middle dot drive pulse DP5 in one unit cycle. The micro-vibration pulse DP3 is a signal that moves the meniscus, that is, the free surface of the ink exposed at the nozzle opening 25 to such an extent that ink droplets are not ejected. The second small dot drive pulse DP4 is a drive pulse for discharging an ink droplet of a smaller amount than the discharge amount of the first small dot drive pulse DP2. In the present embodiment, it is configured as a signal for ejecting an ink droplet of about 4 pL. The middle dot drive pulse DP5 is a drive pulse for ejecting an ink droplet of an amount suitable for forming a middle dot. In the present embodiment, it is configured as a signal for ejecting an ink droplet of about 12 pL. In the middle dot drive pulse DP5, if the second small dot drive pulse DP4 is supplied immediately before, an ink droplet of an amount larger than the above amount (about 12 pL) is ejected.
[0050]
In the second printing drive signal COM3, the micro-vibration pulse DP3 is supplied to the piezoelectric vibrator 19 when the recording gradation is not recorded. As a result, the meniscus vibrates slightly, preventing the ink from increasing in viscosity. When the recording gradation is a small dot, the second small dot driving pulse DP4 is supplied to the piezoelectric vibrator 19, and when the recording gradation is a middle dot, the middle dot driving pulse DP5 is supplied to the piezoelectric vibrator 19. As a result, dots having a size corresponding to each ink amount are recorded on the recording paper 6. Further, when the recording gradation is a large dot, the second small dot drive pulse DP4 and the middle dot drive pulse DP5 are supplied to the piezoelectric vibrator 19 continuously. In this case, an ink droplet of about 20 pL is ejected by a synergistic effect of the second small dot drive pulse DP4 and the middle dot drive pulse DP5, and a large dot is recorded by the ink droplet.
[0051]
The third printing drive signal COM4 is a drive signal used at the time of super-high-resolution printing, and is a series including one fine vibration pulse DP6 and one third small dot drive pulse DP7 in one unit cycle. Signal. Here, the fine vibration pulse DP6 exhibits the same function as the above-described fine vibration pulse DP3, and prevents thickening of the ink. The third small dot drive pulse DP7 is a drive pulse for discharging a smaller amount of ink droplets than the second small dot drive pulse DP4, and in this embodiment, discharges approximately 2 pL of ink droplets. Further, the length of the unit cycle of the third printing drive signal COM4 is shorter than the length of the unit cycle of the first printing drive signal COM2 and the second printing drive signal COM3.
[0052]
In the third printing drive signal COM4, all dots are recorded as the smallest small dots by the third small dot drive pulse DP7. That is, the third small dot drive pulse DP7 is supplied to the piezoelectric vibrator 19 when dots are recorded, and the fine vibration pulse DP6 is supplied to the piezoelectric vibrator 19 when dots are not recorded.
[0053]
Next, the operation of the printer 1 having the above configuration will be described.
[0054]
When the power is turned on, the control unit 48 executes a predetermined initialization operation. In this initialization operation, the carriage 4 is moved in the main scanning direction to recognize the position of the carriage 4 (recording head 3) or to clear unnecessary information in the work area. After performing the initialization operation, the control unit 48 accesses the contact ROM 46 through the contact terminal 47 and reads out various stored information. Then, based on the read information, the control unit 48 (drive control unit) recognizes the type of the mounted liquid cartridge 34, that is, the type of the stored liquid, and sets the mode. In this case, the control unit 48 sets the print mode when the mounted liquid cartridge 34 includes only the printing ink. When the mounted liquid cartridge 34 is printing ink and clear ink, the Braille forming mode is set. The print mode and the braille forming mode can be switched by a manual operation.
[0055]
In the print mode, the control unit 48 (drive control unit) discharges the printing ink. At this time, the control unit 48 selects one of the first printing drive signal COM <b> 2 to the third printing drive signal COM <b> 4 based on the print data from the host device, and causes the drive signal generation circuit 53 to generate it. Further, the control unit 48 controls the pulse motor 10 and the paper feed motor 54 to move the carriage 4 in the main scanning direction and feed the recording paper 6 in the sub scanning direction. Further, the control unit 48 controls the supply of the driving pulses DP2 to DP7 to the piezoelectric vibrator 19 in synchronization with the movement of the carriage 4 and the recording paper 6. Through this series of operations, an image or the like based on the print data is recorded on the recording paper 6.
[0056]
On the other hand, in the Braille forming mode, the control unit 48 (drive control unit) discharges the printing ink and the clear ink. That is, the control unit 48 first performs a nucleus forming step, and lands the printing ink on the recording paper 6 to form the nucleus 44 (small projection base) of the braille projection. In this case, as shown in FIGS. 6A and 6B, a specified amount of printing ink is landed on an area where a small projection is formed in conjunction with the main scanning of the recording head 3.
Here, the standard braille projection 43 has a hemispherical shape with a diameter of 1.4 mm and a height of about 0.7 mm at the center. By simply calculating based on this shape, the above-described 50 pL droplet is ejected approximately 14,500 times, whereby the nucleus 44 of one Braille projection can be formed.
In the present embodiment, as described above, one nozzle row 28 includes 180 nozzle openings 25, and seven nozzle rows 28 (1260 nozzle openings 25) are used to discharge printing ink. Assigned to. For this reason, in calculation, a droplet 44 of 50 pL is ejected 11 to 12 times per one nozzle opening 25, so that one nucleus 44 of Braille projection can be formed. However, in practice, since the solvent of the printing ink has a high permeability, in consideration of the amount of the solvent penetrating into the recording paper 6, the Braille projection 43 is ejected more than the above size to form the projection 43. There is a need.
[0057]
After the nuclei 44 of the Braille projections are formed, the process proceeds to the coating step, and the clear ink is ejected so as to cover the nuclei 44. In this coating step, for example, as shown in FIG. 6C, the clear ink is ejected to an area slightly larger than the nucleus 44. As described above, this clear ink contains a cationic resin, and undergoes a chemical reaction with the anionic resin constituting the printing ink to be solidified. Therefore, a chemical reaction is started by the landing of the clear ink, and the Braille projection 43 is formed. You. Therefore, a special mechanism for solidification is not required, and the configuration of the apparatus can be simplified.
[0058]
This clear ink solidifies to form a coating layer 45 that protects the nuclei 44 of the Braille projections. Braille is recognized by touching the braille projection 43 with a fingertip, and requires high wear resistance. When the coating layer 45 is made of clear ink as in the present embodiment, the braille projection 43 does not peel off even when rubbed with a fingertip, so that the durability can be improved. Further, since the coating layer 45 protects the nucleus 44, a liquid having low abrasion resistance can be used as the printing ink. Thereby, the degree of freedom in selecting the liquid used for the printing ink can be increased.
[0059]
The clear ink has high permeability to the recording paper 6 as an ejection target. For this reason, as shown in FIG. 7, a part 45a of the discharged clear ink solidifies while penetrating into the recording paper. Thereby, the portion 45a that has penetrated into the recording paper functions as an anchor, and the bonding strength of the coating layer 45 to the recording paper 6 is increased. As a result, the produced Braille projection 43 can be hardly peeled off from the recording paper 6, and the durability can be improved. In order to enhance the anchor effect, it is preferable to increase the concentration of a styrene acrylic resin (acrylic resin, urethane resin, or the like) contained in the clear ink.
In addition, it is preferable that the ejection amount of the printing ink or the clear ink is controlled, and the edge portion (the portion indicated by the symbol R in FIG. 7) of the braille projection 43 is formed with a gentle curved surface. With this configuration, the load per unit area can be dispersed with respect to the force applied to the projection itself. That is, the surface pressure can be reduced. Thereby, the durability of the braille projection 43 can be enhanced.
[0060]
Further, the clear ink may be applied to the entire surface of the recording paper 6, and the surface of the recording paper 6 may be covered with a coating layer. In this case, since the coating layer is transparent, the Braille projections 43 can be visually recognized via the clear ink. When the braille projection 43 is made visible in this way, it is convenient for the braille creator to confirm the created braille.
[0061]
As described above, in the printer 1, the projection 43 for Braille can be formed by discharging the printing ink and the clear ink. Therefore, there is no need to perform a special process after the ink is ejected, and the configuration of the apparatus can be simplified. That is, a mechanism for ejecting ink is sufficient, and a dedicated mechanism for solidification is not required. In addition, since a dedicated mechanism for solidification can be omitted, the small projection forming function can be relatively easily incorporated into the apparatus (printer 1) in addition to the original function (printing function). Thereby, the versatility of the device can be improved.
In addition, since the printing ink used in the printing mode is used for forming the nucleus 44, there is no need to prepare a dedicated liquid for forming the nucleus 44, and the small projection forming function can be more easily performed by liquid ejection. Can be incorporated into the device.
[0062]
Here, in the above embodiment (first embodiment), when forming the nucleus 44 of the braille projection, the printing ink is directly discharged onto the recording paper 6. As described above, since the solvent of this printing ink has high permeability, it easily penetrates into the recording paper 6, and in order to form the Braille projection 43 of a specified size, a relatively large amount of printing ink is ejected. There is a need to.
Therefore, in the second embodiment shown in FIG. 8, an underlayer forming step is performed prior to the formation of the nucleus 44 of the braille projection to prevent the printing ink from penetrating into the recording paper 6.
[0063]
First, as shown in FIG. 8A, the control unit 48 controls the base material (the third liquid according to the present invention) to prevent the printing ink from penetrating the recording paper 6 at the position where the nucleus 44 of the braille projection is formed. In step (1), a clear ink is ejected, and a base layer 55 is formed on the surface of the recording paper 6 in a state where a part of the clear ink is permeated into the recording paper 6.
In this embodiment, since the clear ink is used as the base material (that is, the second liquid and the third liquid are liquids having the same composition), a dedicated liquid is used as the base material for forming the base layer 55. There is no need to prepare, and the base layer 55 can be formed with a relatively simple configuration.
[0064]
After the base layer 55 is formed, as shown in FIG. 8B, the control unit 48 performs a nucleus forming step, and lands the printing ink on the base layer 55 to form the nucleus 44 of the braille projection. . In this case, since the printing ink is prevented from penetrating into the recording paper 6 by the base layer 55, the nucleus 44 of the Braille projection can be formed with a relatively small ejection amount.
[0065]
When the nucleus 44 of the Braille projection is formed, the process proceeds to a coating process, for example, as shown in FIG. 8C, the clear ink is ejected to a slightly larger area than the nucleus 44 and the underlayer 55, The coating layer 45 is formed while a part of the coating layer is permeated into the recording paper 6. Thereby, the portion 45a that has penetrated into the recording paper 6 functions as an anchor, and it is possible to prevent the nucleus 44 from peeling off from the base layer 55.
[0066]
As described above, by forming the base layer 55 prior to the formation of the nucleus 44 of the Braille projection, the Braille projection 43 having a specified size can be manufactured with a relatively small discharge amount.
[0067]
By the way, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible based on the description in the claims.
[0068]
In the first and second embodiments, the printing ink is used as the first liquid for forming the nuclei 44 of the braille projections. However, for example, the ink has low permeability to the discharge target such as the recording paper 6 and has a low deposition property. It is also possible to use a liquid having For this reason, the first liquid may be composed of a liquid that does not cause a chemical reaction with the clear ink (a kind of the second liquid). Similarly, the second liquid covering the nucleus 44 only needs to be a liquid that solidifies after landing, and may be constituted by a liquid that does not cause a chemical reaction with the first liquid. For example, the second liquid may be composed of a liquid containing a wax-based resin such as a polyethylene emulsion or a polypropylene emulsion.
[0069]
Further, in the second embodiment, the clear ink which is also used as the second liquid is used as the base material (third liquid). Other liquids may be used as long as they have a property of preventing the liquid from penetrating into the discharge target. Further, the coating layer 45 may be formed on the entire surface of the recording paper 6.
[0070]
In the above, an example in which the present invention is applied to an ink jet recording printer has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention relates to, for example, a color material ejecting apparatus used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode material ejecting apparatus used for forming an electrode such as an organic EL display and an FED, and a biological organic matter ejecting apparatus used for manufacturing a biochip. And other liquid ejecting apparatuses.
For example, in the case of the above-described electrode material ejecting apparatus, the electrode material ejecting head is configured to be capable of ejecting a coating liquid (corresponding to the second liquid), and is capable of discharging the electrode material solution ejected in the electrode forming mode (corresponding to the normal ejecting mode). A small projection is formed as a contact terminal in the contact terminal forming mode (corresponding to the small projection forming mode) using the electrode material solution and the coating liquid as the first liquid. This makes it possible to manufacture the contact terminal with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a printer.
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of a recording head.
FIG. 3 is a diagram of the recording head as viewed from a nozzle plate side.
FIG. 4 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the printer.
FIGS. 5A to 5D are diagrams illustrating a drive signal generated from a drive signal generation circuit.
FIGS. 6A to 6C are schematic diagrams illustrating the formation of a Braille projection.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a step of forming a Braille projection.
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views illustrating a process of forming a Braille projection in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer, 2 ... Cartridge mounting part, 3 ... Recording head, 4 ... Carriage, 5 ... Guide rod, 6 ... Recording paper, 7 ... Driving pulley, 8 ... Idling pulley, 9 ... Timing belt, 10 ... Pulse motor, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Nozzle plate, 12 ... Wiper mechanism, 13 ... Capping mechanism, 15 ... Vibrator unit, 16 ... Case, 17 ... Flow path unit, 18 ... Storage space part, 19 ... Piezoelectric vibrator, 20 ... Fixed plate, 21 ... Flexible cable, 22 wiring board, 23 liquid supply port, 24 pressure chamber, 25 nozzle opening, 26 flow path forming board, 27 elastic plate, 28 nozzle row, 29 support plate, 30 elastic body Membrane, 31 ... island part, 32 ... thin elastic part, 33 ... supply needle unit, 34 ... liquid cartridge, 35 ... liquid supply needle, 36 ... needle holder, 37 ... pedestal, 38 ... packing, 39 ... Body supply path, 40 ... Reservoir, 43 ... Braille projection, 44 ... Braille nucleus, 45 ... Coating layer, 46 ... Contact ROM, 47 ... Contact terminal, 48 ... Control unit, 51 ... Printer controller, 52 ... Print Engine 53 driving signal generation circuit 54 paper feed motor 55 base layer

Claims (14)

液体供給源から供給された液体をノズル開口から液滴の状態で吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、通常では第１液を吐出する液体噴射装置において、
通常の第１液のみを吐出する通常噴射モードと、第１液と第２液とを吐出可能な小突起形成モードとを少なくとも含む複数の噴射モードの中から１つの噴射モードを選択し、選択した噴射モードに応じて前記噴射ヘッドの動作を制御する駆動制御手段を備え、
前記液体噴射ヘッドは、通常の第１液と、吐出対象物への浸透性を有すると共に固化時の耐摩耗性が第１液よりも高い第２液を噴射可能な構成とし、
前記駆動制御手段は、噴射モードが小突起形成モードである場合に、第１液を吐出させて小突起基部を吐出対象物上に形成した後に該小突起基部を覆うように第２液を吐出させてコーティング層を形成するように構成したことを特徴とする液体噴射装置。In a liquid ejecting apparatus which includes a liquid ejecting head capable of ejecting a liquid supplied from a liquid supply source from a nozzle opening in the form of droplets, and usually ejects a first liquid,
One injection mode is selected from a plurality of injection modes including at least a normal injection mode for discharging only the normal first liquid and a small projection forming mode capable of discharging the first liquid and the second liquid. Drive control means for controlling the operation of the ejection head according to the ejection mode performed,
The liquid ejecting head is configured to be capable of ejecting a normal first liquid and a second liquid having permeability to an ejection target and having higher abrasion resistance during solidification than the first liquid,
When the ejection mode is the small projection forming mode, the drive control means ejects the first liquid to form the small projection base on the ejection target and then ejects the second liquid so as to cover the small projection base. A liquid ejecting apparatus characterized in that the liquid ejecting apparatus is configured to form a coating layer. 前記小突起形成モードが吐出対象物の表面に点字用突起を形成する点字形成モードであることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the small projection forming mode is a Braille forming mode in which a Braille projection is formed on a surface of an ejection target. 3. 前記第１液及び第２液が化学反応を生じる反応性液体であり、第１液と第２液の化学反応によってこれらの液体を固化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。3. The liquid according to claim 1, wherein the first liquid and the second liquid are reactive liquids that cause a chemical reaction, and the liquids are solidified by a chemical reaction between the first liquid and the second liquid. 4. Liquid ejector. 前記第１液がアニオン樹脂を含有する液体であり、前記第２液がカチオン樹脂を含有する液体であることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。The liquid ejecting apparatus according to claim 3, wherein the first liquid is a liquid containing an anionic resin, and the second liquid is a liquid containing a cationic resin. 前記コーティング層を、一部を吐出対象物内に浸透させた状態で形成することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の液体噴射装置。The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the coating layer is formed in a state where a part of the coating layer has penetrated into an ejection target. 前記第２液が透明樹脂を含有したクリアインクであることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の液体噴射装置。The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the second liquid is a clear ink containing a transparent resin. 前記通常噴射モードが印刷記録媒体上に文字や画像を印刷する印刷モードであり、
前記第１液が印刷用インクであることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の液体噴射装置。The normal ejection mode is a print mode for printing characters and images on a print recording medium,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the first liquid is a printing ink. 前記駆動制御手段は、前記小突起基部の形成に先立って、該小突起基部の形成位置に前記第１液が吐出対象物に浸透するのを阻止する第３液を吐出して一部を吐出対象物内に浸透させた状態で該吐出対象物の表面に下地層を形成することを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の液体噴射装置。Prior to the formation of the small projection base, the drive control means discharges a third liquid at a position where the small projection base is formed to prevent the first liquid from penetrating into the discharge target and partially discharges the third liquid. The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein a base layer is formed on a surface of the discharge target in a state where the liquid is permeated into the target. 前記第３液と前記第２液が同一組成の液体であることを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置。The liquid ejecting apparatus according to claim 8, wherein the third liquid and the second liquid are liquids having the same composition. 液体供給源から供給された液体を液体噴射ヘッドのノズル開口から液滴の状態で吐出させ、該吐出させた液体によって吐出対象物の表面に小突起を形成する液体噴射による小突起形成方法において、
小突起基部を形成するための第１液が吐出対象物に浸透するのを阻止する第３液を吐出して一部を吐出対象物内に浸透させた状態で該吐出対象物の表面に下地層を形成し、
該下地層上に第１液を吐出することで小突起基部を吐出対象物上に形成し、
第２液を、前記小突起基部を覆うように吐出することでコーティング層を形成することを特徴とする液体噴射による小突起形成方法。In a method for forming small projections by liquid ejection, a liquid supplied from a liquid supply source is ejected in the form of droplets from nozzle openings of a liquid ejection head, and the ejected liquid forms small projections on the surface of an ejection target.
The third liquid for preventing the first liquid for forming the small protrusion base from penetrating into the discharge target is discharged, and the third liquid is lowered onto the surface of the discharge target in a state where the third liquid is partially penetrated into the discharge target. Forming a stratum,
By discharging the first liquid onto the underlayer, a small projection base is formed on the discharge target,
Forming a coating layer by discharging a second liquid so as to cover the small protrusion base; 前記第１液及び第２液が化学反応を生じる反応性液体であり、第１液と第２液の化学反応によってこれらの液体を固化させることを特徴とする請求項１０に記載の液体噴射による小突起形成方法。The liquid injection according to claim 10, wherein the first liquid and the second liquid are reactive liquids that cause a chemical reaction, and these liquids are solidified by a chemical reaction between the first liquid and the second liquid. Small projection forming method. 前記第１液がアニオン樹脂を含有する液体であり、前記第２液がカチオン樹脂を含有する液体であることを特徴とする請求項１１に記載の液体噴射による小突起形成方法。The method according to claim 11, wherein the first liquid is a liquid containing an anionic resin, and the second liquid is a liquid containing a cationic resin. 前記コーティング層を、その一部を吐出対象物内に浸透させた状態で形成することを特徴とする請求項１０から請求項１２の何れかに記載の液体噴射による小突起形成方法。The method according to any one of claims 10 to 12, wherein the coating layer is formed in a state where a part of the coating layer is penetrated into the ejection target. 前記第３液と前記第２液が同一組成の液体であることを特徴とする請求項１０から請求項１３の何れかに記載の液体噴射による小突起形成方法。14. The method according to claim 10, wherein the third liquid and the second liquid are liquids having the same composition.

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