JP2017061043A - Liquid injection head and liquid injection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject liquid from nozzle openings, and more particularly to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink as liquid.
液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室が複数並設された流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられた圧電アクチュエーターとを具備し、圧電アクチュエーターによって圧力発生室内の容積を変化させることで圧力変化を生じさせて圧力発生室に連通するノズル開口からインク滴を吐出させる。 As an ink jet recording head which is a liquid ejecting head, for example, a flow path forming substrate in which a plurality of pressure generating chambers communicating with nozzle openings are arranged in parallel, and a vibration plate is provided on one surface side of the flow path forming substrate. The piezoelectric actuator is provided, and by changing the volume in the pressure generation chamber by the piezoelectric actuator, a pressure change is generated and an ink droplet is ejected from a nozzle opening communicating with the pressure generation chamber.
このようなインクジェット式記録ヘッドにおいては、一般的に、インク滴を噴射する程度に圧力発生室に圧力変化を生じさせる噴射用のパルスと、インク滴が噴射されない程度に圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動パルスとを含む駆動信号を有している。そして、駆動信号のうち後者の駆動パルスを選択して圧電アクチュエーターに入力することで、インクを撹拌し、インクの増粘を防止している（例えば、特許文献１参照）。 In such an ink jet recording head, in general, an ejection pulse that causes a pressure change in the pressure generation chamber to the extent that an ink droplet is ejected, and a pressure change in the pressure generation chamber to an extent that no ink droplet is ejected. And a drive signal including a drive pulse to be generated. Then, the latter drive pulse is selected from the drive signals and input to the piezoelectric actuator, thereby stirring the ink and preventing the ink from thickening (for example, see Patent Document 1).
このようにインクを攪拌する際には、インクの種類や粘度などインクの状態に応じて攪拌力を変えることが行われている。具体的には、駆動信号中に含まれる駆動パルスの発数を最適化することにより攪拌力を変えている。 When the ink is stirred in this way, the stirring force is changed according to the ink state such as the type and viscosity of the ink. Specifically, the stirring force is changed by optimizing the number of drive pulses included in the drive signal.
しかしながら、発数の最適化、つまり発数の増減を実施する場合、強い攪拌力を得るために発数を多くすると、駆動信号の周期が長くなる。このように駆動信号の周期が長くなると、攪拌力を得るまでの時間が長くなってしまう。また、駆動信号には噴射用のパルスが含まれているので、その駆動信号を用いたインクの噴射に要する時間も長くなってしまう。この結果、増粘の解消に時間を要し、かつ、インクの噴射の高速化が困難となる。なお、このような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録装置だけでなく、インク滴以外の液滴を噴射する他の液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置においても同様に存在する。 However, when the number of shots is optimized, that is, when the number of shots is increased or decreased, if the number of shots is increased in order to obtain a strong stirring force, the cycle of the drive signal becomes longer. Thus, when the cycle of the drive signal becomes longer, the time until the stirring force is obtained becomes longer. Further, since the drive signal includes an ejection pulse, the time required for ejecting ink using the drive signal is also increased. As a result, it takes time to eliminate the thickening and it is difficult to increase the speed of ink ejection. Such a problem occurs not only in an ink jet recording apparatus that includes an ink jet recording head that ejects ink droplets, but also in a liquid ejecting apparatus that includes another liquid ejecting head that ejects liquid droplets other than ink droplets. It exists as well.
本発明は、このような事情に鑑み、短時間で液体を攪拌して増粘を抑制し、かつ高速な液体の噴射をすることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can stir liquid in a short time to suppress thickening and can eject liquid at high speed. To do.
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電アクチュエーターと、前記圧電アクチュエーターを駆動する駆動信号により、前記圧電アクチュエーターを駆動させる駆動回路とを備え、前記駆動信号は、前記ノズル開口から液体が噴射されない程度に前記圧力発生室が圧力変化するように前記圧電アクチュエーターを駆動させる駆動パルスを含み、前記駆動パルスは、前記圧力発生室を膨張又は収縮させるように前記圧電アクチュエーターを駆動させる第１要素と、前記第１要素の後に前記圧力発生室を収縮後に膨張させる又は膨張後に収縮させるように前記圧電アクチュエーターを駆動させる第２要素と、前記第２要素の後に前記圧力発生室を膨張又は収縮させるように前記圧電アクチュエーターを駆動させる第３要素とを含み、前記駆動回路は、前記第１要素、前記第２要素、及び前記第３要素をそれぞれ選択的に前記圧電アクチュエーターに入力させ、又は入力させないことで、前記第１要素、前記第２要素、及び前記第３要素の少なくとも一つを含む微振動駆動信号により前記圧電アクチュエーターを駆動させることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。 According to an aspect of the present invention for solving the above-described problems, a piezoelectric actuator that causes a pressure change in a pressure generation chamber that communicates with a nozzle opening that ejects liquid, and a drive that drives the piezoelectric actuator by a drive signal that drives the piezoelectric actuator. And the drive signal includes a drive pulse for driving the piezoelectric actuator so that the pressure generating chamber changes in pressure so that liquid is not ejected from the nozzle opening, and the driving pulse includes the pressure generating chamber. A first element that drives the piezoelectric actuator to expand or contract, and a second element that drives the piezoelectric actuator to expand the pressure generating chamber after contracting after the first element or contract after expanding. The pressure generating chamber is expanded or contracted after the second element. A third element that drives the piezoelectric actuator, and the drive circuit selectively inputs or does not input the first element, the second element, and the third element to the piezoelectric actuator. In the liquid ejecting head, the piezoelectric actuator is driven by a micro-vibration driving signal including at least one of the first element, the second element, and the third element.
かかる態様では、第１要素、第２要素、第３要素の少なくとも一つを含む微振動駆動信号を選択的に圧電アクチュエーターに入力する。第１要素、第２要素、及び第３要素のうちどれを選択するかにより、攪拌力が異なる複数の微振動駆動信号を生成することができる。これにより、液体噴射ヘッドは、液体の状態に応じて適した攪拌力の微振動駆動信号を生成して、液体の増粘を抑制することができる。
さらに、駆動信号の周期を変えることなく、強さが異なる攪拌力の複数の微振動駆動信号を生成する。したがって、駆動信号の周期を短くすることができ、攪拌力を得るまでの時間を短縮し、かつ液体を高速に噴射することができる。
In such an aspect, the micro-vibration driving signal including at least one of the first element, the second element, and the third element is selectively input to the piezoelectric actuator. Depending on which one of the first element, the second element, and the third element is selected, a plurality of micro-vibration driving signals having different stirring forces can be generated. As a result, the liquid ejecting head can generate a micro-vibration drive signal having an agitation force suitable for the state of the liquid, and suppress the increase in the viscosity of the liquid.
Furthermore, a plurality of micro-vibration drive signals having different stirring forces are generated without changing the cycle of the drive signal. Therefore, the cycle of the drive signal can be shortened, the time until the stirring force is obtained can be shortened, and the liquid can be ejected at high speed.
また、前記駆動信号は、複数の前記駆動パルスを含むことが好ましい。これによれば、多段階で強さの異なる攪拌力を有する微振動駆動波形を複数生成することができ、より細かい攪拌力の制御を行うことができる。 The drive signal preferably includes a plurality of the drive pulses. According to this, it is possible to generate a plurality of micro-vibration driving waveforms having different stirring strengths in multiple stages, and finer stirring force control can be performed.
また、前記駆動回路は、保湿性が高い液体を噴射する第１モード及び保湿性が低い液体を噴射する第２モードを有し、前記第２モードが選択されたときには、前記第１要素、前記第２要素、及び前記第３要素を含む前記微振動駆動信号により前記圧電アクチュエーターを駆動することが好ましい。これによれば、液体の保湿性に応じた適切な攪拌力で液体を攪拌し、液体の増粘及び噴射不良をより一層抑制することができる。 The drive circuit has a first mode for ejecting a liquid with high moisture retention and a second mode for ejecting a liquid with low moisture retention, and when the second mode is selected, the first element, It is preferable that the piezoelectric actuator is driven by the micro-vibration drive signal including the second element and the third element. According to this, it is possible to stir the liquid with an appropriate stirring force according to the moisture retention of the liquid, and to further suppress liquid thickening and ejection failure.
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、短時間で液体を攪拌して増粘を抑制し、かつ高速な液体の噴射をすることができる液体噴射装置が提供される。
According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the above aspect.
In this aspect, there is provided a liquid ejecting apparatus that can stir the liquid in a short time to suppress thickening and eject the liquid at high speed.
また、前記液体噴射ヘッドは、一方向に沿って往復移動可能であり、前記駆動回路は、一方向に沿って前記液体噴射ヘッドを移動させる往路においては、前記第１要素、前記第２要素、及び前記第３要素の一つ又は二つを含む微振動駆動信号により前記圧電アクチュエーターを駆動し、復路においては、前記第１要素、前記第２要素、及び前記第３要素を含む微振動駆動信号により前記圧電アクチュエーターを駆動することが好ましい。液体噴射ヘッドが往復移動する、いわゆるシリアル型の液体噴射装置においては、往路及び復路において、増粘傾向の異なる場合がある。かかる態様では、このような増粘傾向が異なる往路と復路とで適切な攪拌力で液体を攪拌し、液体の増粘及び噴射不良をより一層抑制することができる。 Further, the liquid ejecting head is capable of reciprocating along one direction, and the drive circuit moves the liquid ejecting head along one direction, the first element, the second element, The piezoelectric actuator is driven by a micro-vibration drive signal including one or two of the third elements, and a micro-vibration drive signal including the first element, the second element, and the third element in the return path It is preferable to drive the piezoelectric actuator. In a so-called serial type liquid ejecting apparatus in which the liquid ejecting head reciprocates, the tendency of thickening may be different between the forward path and the return path. In such an aspect, the liquid can be stirred with an appropriate stirring force in the forward path and the return path having different thickening tendencies, and liquid thickening and ejection failure can be further suppressed.
〈実施形態１〉
図１は、本実施形態に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置である。本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。インクジェット式記録ヘッドは液体噴射ヘッドの一例であり、単にヘッドともいう。
<
FIG. 1 is an ink jet recording apparatus which is an example of a liquid ejecting apparatus according to the present embodiment. The present invention will be described in detail based on embodiments. An ink jet recording head is an example of a liquid jet head, and is also simply referred to as a head.
インクジェット式記録装置Ｉは、複数のヘッド１と、ヘッド１に着脱可能に設けられたインク供給手段を構成するインクカートリッジ２とを備え、ヘッド１及びインクカートリッジ２は、キャリッジ３に搭載されている。キャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向（請求項の一方向であり、主走査方向ともいう）に沿って往復移動可能に設けられている。
The ink jet recording apparatus I includes a plurality of
インクジェット式記録装置Ｉは、駆動モーター６の駆動力を図示しない複数の歯車及びタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達するように構成されている。この駆動力により、ヘッド１を搭載したキャリッジ３は、キャリッジ軸５に沿って移動する。一方、装置本体４には搬送手段としての搬送ローラー８が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送ローラー８により搬送されるようになっている。なお、記録シートＳを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
The ink jet recording apparatus I is configured to transmit the driving force of the driving motor 6 to the
また、インクジェット式記録装置Ｉは、ヘッド１にインクを噴射させる動作や、キャリッジ３の移動、搬送ローラー８の動作を制御するプリンターコントローラー２００を備えている。プリンターコントローラー２００については後述する。
In addition, the ink jet recording apparatus I includes a
インクジェット式記録装置Ｉに搭載されるヘッド１について図２〜図４を参照して説明する。図２は本実施形態に係るヘッドの分解斜視図であり、図３はヘッドの断面図であり、図４は圧電アクチュエーターの配置を示す平面図である。
The
ヘッド１は、ヘッド本体１１、ケース部材４０等の複数の部材を備え、これら複数の部材が接着剤等によって接合されている。本実施形態では、ヘッド本体１１は、流路形成基板１０と、連通板１５と、ノズルプレート２０と、保護基板３０と、コンプライアンス基板４５と、を具備する。
The
ヘッド本体１１を構成する流路形成基板１０には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２がインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設されたノズル列２１ａが複数列、本実施形態では、２列設けられている。ノズル列２１ａが複数列設された方向を第２の方向Ｙと称する。さらに、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに直交する方向を、以降、第３の方向Ｚと称する。なお、第１の方向Ｘ、第２の方向Ｙ、第３の方向Ｚは互いに直交している必要はない。
The flow
流路形成基板１０には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部側に、当該圧力発生室１２よりも開口面積が狭く、圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
The flow
また、流路形成基板１０の一方面側には、連通板１５が接合されている。連通板１５には、各圧力発生室１２に連通する複数のノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接合されている。
A
連通板１５には、圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通するノズル連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さい面積を有する。このようにノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。
The
また、連通板１５には、マニホールド１００の一部を構成する第１マニホールド部１７と、第２マニホールド部１８とが設けられている。
第１マニホールド部１７は、連通板１５を第３の方向Ｚに貫通して設けられている。第２マニホールド部１８は、連通板１５を第３の方向Ｚに貫通することなく、連通板１５のノズルプレート２０側に開口して第３の方向Ｚの途中まで設けられている。
The
The
さらに、連通板１５には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部に連通する供給連通路１９が、圧力発生室１２毎に独立して設けられている。供給連通路１９は、第２マニホールド部１８と圧力発生室１２とを連通する。
Further, the
ノズルプレート２０には、各圧力発生室１２とノズル連通路１６を介して連通するノズル開口２１が形成されている。すなわち、ノズル開口２１は、同じ種類の液体であるインクを噴射するものが第１の方向Ｘに並設され、この第１の方向Ｘに並設されたノズル列２１ａが第２の方向Ｙに２列形成されている。
In the
流路形成基板１０の連通板１５とは反対面側には、振動板５０が形成されている。本実施形態では、振動板５０として、流路形成基板１０側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜５１と、弾性膜５１上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５２と、を設けるようにした。圧力発生室１２等の液体流路は、例えば、流路形成基板１０を第３の方向Ｚの一方面側、本実施形態では、連通板１５が接合される面側から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室１２の他方面は、弾性膜５１によって画成されている。なお、振動板５０は、上述したものに限定されず、例えば、弾性膜５１のみで構成されていてもよく、絶縁体膜５２のみで構成されていてもよい。また、振動板５０は、弾性膜５１、絶縁体膜５２に加えて、他の膜を有するものであってもよい。また、振動板５０の材料は上述したものに限定されるものではない。
A
振動板５０の絶縁体膜５２上には、第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０とが、本実施形態では、成膜及びリソグラフィー法によって積層形成されて圧電アクチュエーター３００を構成している。ここで、圧電アクチュエーター３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電アクチュエーター３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、第１電極６０を圧電アクチュエーター３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電アクチュエーター３００の個別電極としているが、駆動回路１２０や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、上述した例では、第１電極６０が、複数の圧力発生室１２に亘って連続して設けられているため、第１電極６０が振動板の一部として機能するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、上述の弾性膜５１及び絶縁体膜５２の何れか一方又は両方を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。
In this embodiment, the
圧電アクチュエーター３００の第２電極８０には、リード電極９０が接続されている。具体的には、リード電極９０は、第２の方向Ｙにおいて、第２電極８０の圧電アクチュエーター３００の列の間側の端部から、流路形成基板１０上に引き出されている。流路形成基板１０上には振動板５０が設けられているため、リード電極９０は第２電極８０上から振動板５０上に引き出されている。なお、本実施形態では、第１電極６０にも、第１電極６０から引き出された共通リード電極９１が形成されている。なお、共通リード電極９１については、リード電極９０と略同じ構成であるため、重複する説明は省略する。
A
リード電極９０の第２電極８０に接続された一端部とは反対側の他端部には、駆動ＩＣ等の駆動回路１２０を実装した配線基板１２１の接続配線１２２が電気的に接続されている。なお、配線基板１２１の接続配線１２２とリード電極９０との接続方法は、特に限定されず、例えば、異方性導電性接着剤（ＡＣＰ、ＡＣＦ）や、非導電性接着剤（ＮＣＰ）、半田等の金属を用いた溶接等が挙げられる。
A
流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側の面には、流路形成基板１０と略同じ大きさを有する保護基板３０が接合されている。保護基板３０は、圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である保持部３１を有する。また、保護基板３０には、厚さ方向（流路形成基板１０と保護基板３０との積層方向）に貫通する貫通孔３２が設けられている。この貫通孔３２内にリード電極９０の第２電極８０に接続された端部とは反対側の端部が形成され、貫通孔３２内で配線基板１２１の接続配線１２２とリード電極９０とが接続されている。
A
このような構成のヘッド本体１１には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールド１００をヘッド本体１１と共に画成するケース部材４０が固定されている。ケース部材４０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、保護基板３０に接合されると共に、上述した連通板１５にも接合されている。具体的には、ケース部材４０は、保護基板３０側に流路形成基板１０及び保護基板３０が収容される深さの凹部４１を有する。この凹部４１は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部４１に流路形成基板１０等が収容された状態で凹部４１のノズルプレート２０側の開口面が連通板１５によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース部材４０とヘッド本体１１とによって第３マニホールド部４２が画成されている。そして、連通板１５に設けられた第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８と、ケース部材４０とヘッド本体１１とによって画成された第３マニホールド部４２と、によってマニホールド１００が構成されている。
A
また、ケース部材４０には、マニホールド１００に連通して各マニホールド１００にインクを供給するための導入路４４が設けられている。また、ケース部材４０には、保護基板３０の貫通孔３２に連通して配線基板１２１が挿通される接続口４３が設けられている。
The
なお、ケース部材４０の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材４０として、樹脂材料を成形することにより、低コストで量産することができる。
In addition, as a material of
連通板１５の第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８が開口する面には、コンプライアンス基板４５が設けられている。このコンプライアンス基板４５が、第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８の液体噴射面側の開口を封止している。
A
コンプライアンス基板４５は、本実施形態では、封止膜４６と、固定基板４７と、を具備する。封止膜４６は、可撓性を有する薄膜（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等により形成された厚さが２０μｍ以下の薄膜）からなり、固定基板４７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板４７のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４８となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４６のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部４９となっている。
In the present embodiment, the
このような構成のヘッド１では、インクを噴射する際に、液体貯留手段から導入路４４を介してインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで液体流路の内部をインクで満たす。その後、駆動回路１２０からの駆動信号に従い、圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター３００と共に振動板５０をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり所定のノズル開口２１からインク滴が噴射される。
In the
ここで、本実施形態のヘッド１を具備するインクジェット式記録装置Ｉの制御について詳細に説明する。図５はヘッドの制御構成を示すブロック図である。本実施形態のインクジェット式記録装置Ｉは、制御装置であるプリンターコントローラー２００とプリントエンジン２０１とを備えている。
Here, the control of the ink jet recording apparatus I including the
プリンターコントローラー２００は、外部インターフェース２０２（以下、外部Ｉ／Ｆ２０２という）と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２０３と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ２０４と、ＣＰＵ等を含んで構成した制御部２０５と、クロック信号を発生する発振回路２０６と、ヘッド１へ供給するための駆動信号を発生する駆動信号形成回路２０７と、この駆動信号形成回路２０７で使用するための電源を生成する電源生成部２０８と、印刷データに基づいて展開されたヘッド制御信号をプリントエンジン２０１に送信する内部インターフェース２０９（以下、内部Ｉ／Ｆ２０９と言う）と、を備えている。
The
外部Ｉ／Ｆ２０２は、例えば、キャラクターコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピューター等から受信する。また、この外部Ｉ／Ｆ２０２を通じてビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、ホストコンピューター等に対して出力される。ＲＡＭ２０３は、受信バッファー２１０、中間バッファー２１１、出力バッファー２１２、及び、図示しないワークメモリーとして機能する。そして、受信バッファー２１０は外部Ｉ／Ｆ２０２によって受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファー２１１は制御部２０５が変換した中間コードデータを記憶し、出力バッファー２１２はヘッド制御信号を記憶する。
The external I /
ＲＯＭ２０４には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等を記憶させてある。制御部２０５は、受信バッファー２１０内の印刷データを読み出すと共に、この印刷データを変換して得た中間コードデータを中間バッファー２１１に記憶させる。また、中間バッファー２１１から読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ２０４に記憶させているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、中間コードデータをヘッド制御信号に展開する。そして、制御部２０５は、必要な装飾処理を施した後に、この展開したヘッド制御信号を出力バッファー２１２に記憶させる。
The
ヘッド１の１行分に相当するヘッド制御信号が得られたならば、この１行分のヘッド制御信号は、内部Ｉ／Ｆ２０９を通じてヘッド１に出力される。また、出力バッファー２１２から１行分のヘッド制御信号が出力されると、展開済みの中間コードデータは中間バッファー２１１から消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
If a head control signal corresponding to one row of the
電源生成部２０８は、駆動信号形成回路２０７に、詳しくは後述する駆動波形の駆動電位となる駆動電源を供給する。駆動信号形成回路２０７は、電源生成部２０８が生成した駆動電源に基づいて駆動信号（ＣＯＭ）を生成する。
The
プリントエンジン２０１は、ヘッド１と、紙送り機構２１３と、キャリッジ機構２１４とを含んで構成してある。紙送り機構２１３は、搬送手段の搬送ローラー８や紙送りモーター等から構成してあり、記録シートＳをヘッド１の記録動作に連動させて順次送り出す。すなわち、紙送り機構２１３は、記録シートＳをヘッド１に対して第２の方向Ｙ（副走査方向）に相対移動させる。
The
キャリッジ機構２１４は、ヘッド１を搭載可能なキャリッジ３と、このキャリッジ３を第１の方向Ｘに沿って走行させるキャリッジ駆動部とから構成してあり、キャリッジ３を走行させることによりヘッド１を主走査方向に移動させる。なお、キャリッジ駆動部は、上述したように駆動モーター６及びタイミングベルト７等で構成されている。
The carriage mechanism 214 includes a
ヘッド１は、第１の方向Ｘに沿って多数のノズル開口２１を有し、ヘッド制御信号によって規定されるタイミングで各ノズル開口２１からインク滴（液滴）を吐出する。そして、このようなヘッド１の圧電アクチュエーター３００には、駆動回路１２０から駆動信号ＣＯＭが供給される。
The
ここで、ヘッド１に搭載された駆動回路１２０について説明する。図６は駆動回路を示すブロック図である。
Here, the
駆動回路１２０は、シフトレジスター（ＳＲ）２３０、ラッチ回路２３１、デコーダー２３２、制御ロジック２３３、トランスミッションゲート等のスイッチ素子であるスイッチ２３４を備えている。シフトレジスター２３０、ラッチ回路２３１、デコーダー２３２及びスイッチ２３４は、それぞれ圧電アクチュエーター３００毎に設けられている。
The
駆動回路１２０には、インクジェット式記録装置Ｉのプリンターコントローラー２００から配線基板１２１の接続配線１２２を介してヘッド制御信号が入力される。ヘッド制御信号は、クロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ及び画素データＳＩと設定データＳＰとを含む信号である。また、駆動回路１２０には、プリンターコントローラー２００の駆動信号形成回路２０７から配線基板１２１の接続配線を介して駆動信号ＣＯＭが入力される。
A head control signal is input to the
ここで、駆動信号ＣＯＭとヘッド制御信号について説明する。図７及び図８は駆動信号の説明図である。 Here, the drive signal COM and the head control signal will be described. 7 and 8 are explanatory diagrams of drive signals.
駆動信号ＣＯＭは、圧電アクチュエーター３００を駆動する信号である。具体的には、駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期Ｔにおける区間Ｔ１で生成される第１駆動パルスＰＳ１と、区間Ｔ２で生成される第２駆動パルスＰＳ２とを有する。
The drive signal COM is a signal that drives the
第１駆動パルスＰＳ１は、ノズル開口２１からインク滴が噴射されない程度に圧力発生室１２が圧力変化するように、圧電アクチュエーター３００を駆動させるパルスである。第１駆動パルスＰＳ１が圧電アクチュエーター３００に入力されると、ノズル開口２１に形成されたインクのメニスカスがノズル開口２１から噴射されずに、微振動する。
The first drive pulse PS1 is a pulse for driving the
第２駆動パルスＰＳ２は、ノズル開口２１からインク滴を吐出させる程度に圧力発生室１２が圧力変化するように、圧電アクチュエーター３００を駆動させるパルスである。この第２駆動パルスＰＳ２が圧電アクチュエーター３００に入力されると、ノズル開口２１からインクが噴射される。
The second drive pulse PS2 is a pulse that drives the
第１駆動パルスＰＳ１は、圧電アクチュエーターを膨張させる第１要素の一例として、基準電位Ｖｂから第１電位Ｖ１まで圧力発生室１２を膨張させる膨張要素Ｐ１を含む。また、第１駆動パルスＰＳ１は、圧力発生室１２の容積を一定時間維持する維持要素Ｐ２を含む。
The first drive pulse PS1 includes an expansion element P1 that expands the
第１駆動パルスＰＳ１は、第１要素の膨張要素Ｐ１とは反対に、圧電アクチュエーター３００を収縮させる第２要素の一例として、第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２まで圧力発生室１２を収縮させる収縮要素Ｐ３を含む。また、第１駆動パルスＰＳ１は、圧力発生室１２の容積を一定時間維持する維持要素Ｐ４を含む。
The first drive pulse PS1 is a contraction that contracts the
第１駆動パルスＰＳ１は、第２要素の収縮要素Ｐ３とは反対に、圧電アクチュエーター３００を膨張させる第３要素の一例として、第２電位Ｖ２から第１電位Ｖ１まで圧力発生室１２を膨張させる膨張要素Ｐ５を含む。また、第１駆動パルスＰＳ１は、圧力発生室１２の容積を一定時間維持する維持要素Ｐ６と、第２電位Ｖ２から基準電位Ｖｂまで復帰させる収縮要素Ｐ７とを含む。
The first drive pulse PS1 is an expansion that expands the
第２駆動パルスＰＳ２は、ノズル開口２１からインク滴を吐出させるパルスである。基準電位Ｖｂを維持した状態から第３電位Ｖ３まで圧力発生室１２を膨張させる膨張要素Ｐ８と、圧力発生室１２の容積を一定時間維持する維持要素Ｐ９と、第３電位Ｖ３から第４電位Ｖ４まで圧力発生室１２を収縮させる収縮要素Ｐ１０と、圧力発生室１２の容積を一定時間維持する維持要素Ｐ１１と、第４電位Ｖ４から基準電位Ｖｂまで圧力発生室１２を膨張（復帰）させる復帰要素Ｐ１２と、を具備する。
The second drive pulse PS2 is a pulse for ejecting ink droplets from the
これらの第１駆動パルスＰＳ１及び第２駆動パルスＰＳ２の始端及び終端の電位は基準電位Ｖｂとなる。この基準電位Ｖｂは、グランド電位ＧＮＤよりも高い電位に設定されている。 The potentials at the start and end of the first drive pulse PS1 and the second drive pulse PS2 are the reference potential Vb. This reference potential Vb is set to a potential higher than the ground potential GND.
このような第１駆動パルスＰＳ１は、ノズル開口２１からインクを噴射させない駆動信号の一例であり、第１要素として膨張要素Ｐ１、第２要素として収縮要素Ｐ３、第３要素として膨張要素Ｐ５を含んでおり、Ｗ字型の駆動信号となっている。このように、第１駆動パルスＰＳ１は、膨張と収縮を交互に繰り返す要素を含むので、駆動信号のなかでも、強い攪拌力を有する。ここでいう攪拌力とは、ノズル開口２１に形成されたメニスカスを微振動させることで、圧力発生室１２からノズル開口２１までに充填されたインクを攪拌する力である。
The first drive pulse PS1 is an example of a drive signal that does not eject ink from the
このような駆動信号ＣＯＭは、圧電アクチュエーター３００ごとに設けられたスイッチ２３４にそれぞれが入力される。各スイッチ２３４は、駆動信号ＣＯＭを圧電アクチュエーター３００に印加するか否かのオン／オフ制御を行う。このオン／オフ制御により、駆動信号ＣＯＭの一部分を選択的に圧電アクチュエーター３００に印加することができる。
Such a drive signal COM is input to each
ラッチ信号ＬＡＴは、ノズル開口２１から１画素にインクを噴射する周期を規定する信号であって、繰り返し周期Ｔ（１画素の区間をヘッド１が移動する期間）を示す信号である。ラッチ信号ＬＡＴは、プリンターコントローラー２００によって生成され、制御ロジック２３３、ラッチ回路２３１に入力される。
The latch signal LAT is a signal that defines a cycle of ejecting ink from the
チェンジ信号ＣＨは、駆動信号ＣＯＭを圧電アクチュエーター３００に印加する区間を規定する信号である。チェンジ信号ＣＨは、プリンターコントローラー２００によって生成され、制御ロジック２３３に入力される。
The change signal CH is a signal that defines a section in which the drive signal COM is applied to the
本実施形態では、チェンジ信号ＣＨにより区間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃが規定されている。区間Ｔ１ａには、第１駆動パルスＰＳ１の膨張要素Ｐ１、及び維持要素Ｐ２の一部が含まれている。区間Ｔ１ｂには、第１駆動パルスＰＳ１の維持要素Ｐ２の一部、収縮要素Ｐ３、維持要素Ｐ４、膨張要素Ｐ５、及び維持要素Ｐ６の一部が含まれている。区間Ｔ１ｃには、維持要素Ｐ６の一部、及び収縮要素Ｐ７が含まれている。 In the present embodiment, sections T1a, T1b, and T1c are defined by the change signal CH. The section T1a includes a part of the expansion element P1 and the sustain element P2 of the first drive pulse PS1. The section T1b includes a part of the sustain element P2 of the first drive pulse PS1, a contraction element P3, a sustain element P4, an expansion element P5, and a part of the sustain element P6. The section T1c includes a part of the maintenance element P6 and the contraction element P7.
画素データＳＩは、各画素にドットを形成するか否か、すなわち、ノズル開口２１からインク滴を噴射するか否かを表す信号を含む。本実施形態の画素データＳＩは、１個のノズル開口２１に対して１ビットで構成されている。例えば、ノズル数が１８０個の場合、１ビット×１８０の画素データＳＩが繰り返し周期Ｔ毎にプリンターコントローラー２００から送られてくることになる。そして、画素データＳＩは、シフトレジスター２３０に入力される。画素データＳＩが「０」であればインク滴によるドットを形成しないことを表し、「１」であればインク滴によるドットを形成することを表す。
The pixel data SI includes a signal indicating whether or not a dot is formed in each pixel, that is, whether or not an ink droplet is ejected from the
設定データＳＰは、駆動信号ＣＯＭのうちの各区間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｃ、区間Ｔ２を圧電アクチュエーター３００に入力するか、又は入力しないかを表す信号（以下、設定信号と称する。）を含む。設定信号は、本実施形態では４ビットからなる。表１に設定信号を例示する。
The setting data SP includes a signal (hereinafter referred to as a setting signal) indicating whether or not each of the sections T1a to T1c and the section T2 of the drive signal COM is input to the
ビット番号は、１番目が区間Ｔ１ａ、２番目が区間Ｔ１ｂ、３番目が区間Ｔ１ｃ、４番目が区間Ｔ２に対応している。各ビットがＯＮであれば、駆動信号ＣＯＭのうち、そのビットに対応する区間を圧電アクチュエーター３００に入力することを表し、ＯＦＦであれば、駆動信号ＣＯＭのうち、そのビットに対応する区間は圧電アクチュエーター３００に入力しないことを表す。
The first bit number corresponds to the section T1a, the second corresponds to the section T1b, the third corresponds to the section T1c, and the fourth corresponds to the section T2. If each bit is ON, it represents that the section corresponding to that bit in the drive signal COM is input to the
１番目のビットから順に「ＯＮ、ＯＮ、ＯＮ、ＯＦＦ」からなる信号の組を設定信号Ａと称する。設定信号Ａに基づくと、駆動信号ＣＯＭのうちの一部が出力され、図７に示すような駆動信号ＣＯＭ＿Ａが圧電アクチュエーター３００に入力される。
A set of signals composed of “ON, ON, ON, OFF” in order from the first bit is referred to as a setting signal A. Based on the setting signal A, a part of the drive signal COM is output, and a drive signal COM_A as shown in FIG. 7 is input to the
１番目のビットから順に「ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ」からなる信号の組を設定信号Ｂと称する。設定信号Ｂに基づくと、駆動信号ＣＯＭのうちの一部が出力され、図８に示すような駆動信号ＣＯＭ＿Ｂが圧電アクチュエーター３００に入力される。なお、これらの駆動信号ＣＯＭ＿Ａ及び駆動信号ＣＯＭ＿Ｂは、請求項の微振動駆動信号に該当する。
A set of signals composed of “ON, OFF, ON, OFF” in order from the first bit is referred to as a setting signal B. Based on the setting signal B, a part of the drive signal COM is output, and a drive signal COM_B as shown in FIG. 8 is input to the
これらの駆動信号ＣＯＭ＿Ａ、駆動信号ＣＯＭ＿Ｂは、何れも４番目のビットがＯＦＦである。したがって、区間Ｔ２の第２駆動パルスＰＳ２は圧電アクチュエーター３００には入力されず、インク滴は噴射されない。つまり、駆動信号ＣＯＭ＿Ａ及び駆動信号ＣＯＭ＿Ｂは、膨張要素Ｐ１（第１要素）、収縮要素Ｐ３（第２要素）、膨張要素Ｐ５（第３要素）の少なくとも一つを含み、インクを吐出しない駆動信号として圧電アクチュエーター３００に入力される。
In these drive signal COM_A and drive signal COM_B, the fourth bit is OFF. Therefore, the second drive pulse PS2 in the section T2 is not input to the
このような設定信号Ａ、設定信号Ｂを含む設定データＳＰは、繰り返し周期Ｔ毎にプリンターコントローラー２００から送られる。そして、設定データＳＰは、制御ロジック２３３に入力される。
The setting data SP including such setting signal A and setting signal B is sent from the
なお、特に図示しないが、設定信号が「ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＮ」であれば、駆動信号ＣＯＭのうち、インク滴を噴射するための区間Ｔ２の第２駆動パルスＰＳ２を圧電アクチュエーター３００に入力するようになっている。
Although not particularly illustrated, if the setting signal is “OFF, OFF, OFF, ON”, the second drive pulse PS2 of the section T2 for ejecting ink droplets in the drive signal COM is input to the
クロック信号ＣＬＫは、プリンターコントローラー２００から送られる画素データＳＩ、チェンジ信号ＣＨ、ラッチ信号ＬＡＴ等を、制御ロジック２３３、シフトレジスター２３０等にセットする際に用いられる信号である。
The clock signal CLK is a signal used when the pixel data SI, the change signal CH, the latch signal LAT, and the like sent from the
制御ロジック２３３は、設定データＳＰのうち上記した設定信号とチェンジ信号ＣＨとに基づいて、選択信号ｑ０又はｑ１を生成する。選択信号は、区間Ｔ１ａ、区間Ｔ１ｂ、区間Ｔ１ｃ及び区間Ｔ２ごとに区切られたＨレベル又はＬレベルを示す２値の信号からなる。設定信号がＯＮである区間についてはＨレベル、ＯＦＦである区間についてはＬレベルとなる選択信号が生成される。生成された選択信号ｑ０、ｑ１は、圧電アクチュエーター３００ごとに設けられたデコーダー２３２にそれぞれ入力される。
The
ここで、画素データＳＩがドット非形成を示す場合、画素データＳＩ「０」がラッチされ、スイッチ制御信号ＳＷとして選択信号がデコーダー２３２に出力される。
Here, when the pixel data SI indicates no dot formation, the pixel data SI “0” is latched, and a selection signal is output to the
例えば、設定信号Ａに基づいて選択信号ｑ０が生成された場合では、デコーダー２３２は、区間Ｔ１ａ、区間Ｔ１ｂ、区間Ｔ１ｃにおいてスイッチ２３４をオン状態、区間Ｔ２においてスイッチ２３４をオフ状態とする。この結果、駆動信号ＣＯＭのうち、区間Ｔ１ａ、区間Ｔ１ｂ、区間Ｔ１ｃの第１駆動パルスＰＳ１部分が駆動信号ＣＯＭ＿Ａとして圧電アクチュエーター３００に入力される。つまり、駆動信号ＣＯＭのうち第２駆動パルスＰＳ２は圧電アクチュエーター３００には入力されない。なお、駆動信号ＣＯＭ＿Ａのうち、区間Ｔ２においては、区間Ｔ１ｃの最後の電位（基準電位Ｖｂ）が維持されるようになっている。
For example, when the selection signal q0 is generated based on the setting signal A, the
同様に、設定信号Ｂに基づいて選択信号ｑ１が生成された場合では、デコーダー２３２は、区間Ｔ１ａ、区間Ｔ１ｃにおいてスイッチ２３４をオン状態、区間Ｔ１ｂ、区間Ｔ２においてスイッチ２３４をオフ状態とする。この結果、駆動信号ＣＯＭのうち、区間Ｔ１ａの膨張要素Ｐ１、維持要素Ｐ２、区間Ｔ１ｃの維持要素Ｐ６、収縮要素Ｐ７が駆動信号ＣＯＭ＿Ｂとして圧電アクチュエーター３００に入力される。駆動信号ＣＯＭ＿Ｂの区間Ｔ１ｂにおいては、その前の区間Ｔ１ａの最後の電位（維持要素Ｐ２の電位である第１電位Ｖ１）が維持されるようになっている。
Similarly, when the selection signal q1 is generated based on the setting signal B, the
このような駆動信号ＣＯＭ＿Ａ又は駆動信号ＣＯＭ＿Ｂにより、圧電アクチュエーター３００は駆動される。この駆動信号ＣＯＭ＿Ａ又は駆動信号ＣＯＭ＿Ｂにより圧電アクチュエーター３００が駆動すると、圧力発生室１２には、ノズル開口２１からインク滴が吐出されない程度の圧力変動が生じ、ノズル開口２１のインクのメニスカスが振動する。
The
また、特に図示しないが、画素データＳＩがドット形成を示す場合（画素データＳＩが「１」の場合）、画素データ「１」がラッチされて、設定信号「ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＮ」に基づいて形成された選択信号が出力される。デコーダー２３２は、当該選択信号に基づいて、区間Ｔ１ａ、区間Ｔ１ｂ、区間Ｔ１ｃにおいてスイッチ２３４をオフ状態とし、区間Ｔ２においてスイッチ２３４をオン状態とする。この結果、駆動信号ＣＯＭの区間Ｔ２の第２駆動パルスＰＳ２が圧電アクチュエーター３００に入力され、圧電アクチュエーター３００は第２駆動パルスＰＳ２により駆動される。この第２駆動パルスＰＳ２に応じて圧電アクチュエーター３００が駆動すると、記録シートＳにドットが形成される。
Although not particularly illustrated, when the pixel data SI indicates dot formation (when the pixel data SI is “1”), the pixel data “1” is latched and the setting signal “OFF, OFF, OFF, ON” is output. A selection signal formed based on the output is output. Based on the selection signal, the
ここで、上述した駆動信号ＣＯＭ＿Ａは、駆動信号ＣＯＭのうち、Ｗ字型の第１駆動パルスＰＳ１そのものを含んでいる。この第１駆動パルスＰＳ１は強い攪拌力を有するため、圧力発生室１２からノズル開口２１内のインクを、強く攪拌することができる。
Here, the drive signal COM_A described above includes the W-shaped first drive pulse PS1 itself in the drive signal COM. Since the first drive pulse PS1 has a strong stirring force, the ink in the
一方、駆動信号ＣＯＭ＿Ｂは、駆動信号ＣＯＭのうち、Ｗ字型の第１駆動パルスＰＳ１全体を含まず、膨張要素Ｐ１と維持要素Ｐ２と収縮要素Ｐ７を含んでいる。駆動信号ＣＯＭ＿Ｂは、駆動信号ＣＯＭ＿Ａと比べて、膨張と収縮を繰り返す回数が少ない。このため、駆動信号ＣＯＭ＿Ｂの攪拌力は、駆動信号ＣＯＭ＿Ａの攪拌力よりも弱い。したがって、駆動信号ＣＯＭ＿Ｂは、圧力発生室１２からノズル開口２１内のインクを、比較的弱く攪拌することができる。
On the other hand, the drive signal COM_B does not include the entire W-shaped first drive pulse PS1 of the drive signal COM, but includes the expansion element P1, the maintenance element P2, and the contraction element P7. The drive signal COM_B has a smaller number of repetitions of expansion and contraction than the drive signal COM_A. For this reason, the stirring force of the drive signal COM_B is weaker than the stirring force of the drive signal COM_A. Therefore, the drive signal COM_B can stir the ink in the nozzle opening 21 from the
このように、本実施形態に係るヘッド１では、ヘッド１は、一つの駆動信号ＣＯＭについて、第１要素である膨張要素Ｐ１、第２要素である収縮要素Ｐ３、第３要素である膨張要素Ｐ５を圧電アクチュエーター３００に入力させるか否かを設定信号Ａ及び設定信号Ｂに基づいて切り替えることで、攪拌力の異なる複数の駆動信号ＣＯＭ＿Ａ、ＣＯＭ＿Ｂを選択的に用いることができる。
As described above, in the
これにより、ヘッド１は、インクの状態に適応した攪拌力の駆動信号ＣＯＭ＿Ａ又は駆動信号ＣＯＭ＿Ｂを生成して、インクの状態を改善することができる。
Thereby, the
例えば、インクの状態としてインクが増粘している場合には、強い攪拌力の駆動信号ＣＯＭ＿Ａを用いることで、インクが増粘した状態を通常の状態に改善することができる。一方、インクが増粘していない状態ではあるが、そのまま放置すると増粘することが想定される状態では、弱い攪拌力の駆動信号ＣＯＭ＿Ｂを用いる。これにより、増粘を抑制し、過度な攪拌によりメニスカスが不安定化することを抑制できる。なお、そのような状態で強い攪拌力の駆動信号ＣＯＭ＿Ａを用いた場合、メニスカスが不安定となり、また、インクも過度に攪拌されるため、インクを噴射する第２駆動パルスＰＳ２が入力された際に、印字不良を引き起こす虞がある。 For example, when the ink is thickened as the ink state, the ink thickened state can be improved to a normal state by using the drive signal COM_A having a strong stirring force. On the other hand, in a state where the ink is not thickened but is assumed to thicken if left as it is, a drive signal COM_B having a weak stirring force is used. Thereby, thickening can be suppressed and it can suppress that a meniscus becomes unstable by excessive stirring. When the driving signal COM_A having a strong stirring force is used in such a state, the meniscus becomes unstable and the ink is excessively stirred, so that the second driving pulse PS2 for ejecting ink is input. In addition, there is a risk of causing printing defects.
また、従来では、インクを噴射させない微振動を生じさせるパルスの発数を最適にすることで、強弱の異なる攪拌力を使い分けることが可能となっている。発数の最適化、つまり発数の増減を実施することになる。強い攪拌力を得るために発数を多くすると、駆動信号の周期が長くなる。このように駆動信号の周期が長くなると、攪拌力を得るまでの時間が長くなってしまう。また、駆動信号にインクを噴射させるパルス（本実施形態の第２駆動パルスＰＳ２に相当）が含まれているので、その駆動信号を用いたインクの噴射に要する時間も長くなってしまう。 Conventionally, by optimizing the number of pulses that generate fine vibrations that do not eject ink, it is possible to use different agitation powers. The number of shots is optimized, that is, the number of shots is increased or decreased. When the number of shots is increased to obtain a strong stirring force, the cycle of the drive signal becomes longer. Thus, when the cycle of the drive signal becomes longer, the time until the stirring force is obtained becomes longer. Further, since the drive signal includes a pulse for ejecting ink (corresponding to the second drive pulse PS2 in the present embodiment), the time required for ejecting ink using the drive signal is also increased.
しかしながら、本実施形態に係るヘッド１では、駆動信号ＣＯＭの周期を変えることなく、強さが異なる攪拌力の複数の駆動信号ＣＯＭ＿Ａ、駆動信号ＣＯＭ＿Ｂを生成する。したがって、駆動信号の周期を短くすることができ、攪拌力を得るまでの時間を短縮することができる。また、駆動信号ＣＯＭに含まれた第２駆動パルスＰＳ２も短い周期で圧電アクチュエーター３００に入力することができるため、高速印字することができる。
However, the
また、攪拌力の強い駆動信号ＣＯＭ＿Ａ、攪拌力の弱い駆動信号ＣＯＭ＿Ｂをどのような条件で使い分けるかについては特に限定はないが、例えば、インクの保湿性を条件とすることができる。保湿性が高いインクは、増粘しにくい性質を有するため、弱い攪拌力を用いることが好ましい。一方、保湿性が低いインクは、増粘しやすい性質を有するため、強い攪拌力を用いることが好ましい。 In addition, there is no particular limitation on the conditions for properly using the drive signal COM_A having a strong stirring force and the drive signal COM_B having a weak stirring force, but for example, the moisture retention of ink can be used as a condition. Since ink with high moisture retention has a property of being hard to thicken, it is preferable to use a weak stirring force. On the other hand, it is preferable to use a strong stirring force because an ink having a low moisture retention property tends to thicken.
例えば、インクカートリッジ２に、インクの保湿性を含む情報を記憶したＩＣチップを搭載し、プリンターコントローラー２００がそのＩＣチップを読み取れるように構成する。プリンターコントローラー２００は、ＩＣチップに記憶されたインクの保湿性と、予めＲＡＭ２０３に記憶された所定のしきい値とを比較し、高い保湿性か低い保湿性かを判定する。この結果、高い保湿性のインクが用いられていると判定した場合は、保湿性が高いインクを噴射する第１モードに切り替える。第１モードにおいては、攪拌力が弱い駆動信号ＣＯＭ＿Ｂを選択する。一方、高い保湿性のインクが用いられていないと判定した場合は、保湿性が低いインクを噴射する第２モードに切り替え、攪拌力が強い駆動信号ＣＯＭ＿Ａを選択する。このような構成のヘッド１によれば、インクの保湿性に応じた適切な攪拌力でインクを攪拌し、インクの増粘及び印字不良を抑制することができる。
For example, an IC chip storing information including ink moisture retention is mounted on the
なお、インクの保湿性は、上記ＩＣチップにより取得する場合に限定されない。例えば、ヘッド１にインクの状態を検知するセンサーを設け、当該センサーの出力に基づいて保湿性を得るようにしてもよい。
In addition, the moisture retention of the ink is not limited to the case of obtaining with the IC chip. For example, a sensor for detecting the ink state may be provided in the
駆動信号ＣＯＭ＿Ａ、駆動信号ＣＯＭ＿Ｂの他の使い分けの態様としては、ヘッド１がキャリッジ軸５（図１参照）に沿って往復移動しながら印字する際に、往路と復路で使い分ける態様が挙げられる。往路（ヘッド１のホームポジションから記録シートＳ上に向かう方向）においては、乾燥して増粘する程度が小さいため、攪拌力の弱い駆動信号ＣＯＭ＿Ｂを用いることが好ましい。一方、復路（記録シートＳ上からホームポジションに向かう方向）においては、乾燥して増粘する程度が大きいため、攪拌力の強い駆動信号ＣＯＭ＿Ａを用いることが好ましい。
As another usage mode of the drive signal COM_A and the drive signal COM_B, when the
例えば、プリンターコントローラー２００は、ヘッド１をキャリッジ軸５に沿って移動させる際に、往路であるか復路であるかを判定し、その判定結果に基づいて駆動信号ＣＯＭ＿Ａ又は駆動信号ＣＯＭ＿Ｂの何れかを選択するようにする。このような構成のヘッド１によれば、往復移動する、いわゆるシリアル型の液体噴射装置Ｉにおいて、適切な攪拌力でインクを攪拌し、インクの増粘及び印字不良を抑制することができる。
For example, when the
また、駆動信号ＣＯＭ＿Ａ及び駆動信号ＣＯＭ＿Ｂは何れもインクを攪拌することから、顔料インクなど、インク中の成分が沈降することを抑制し、当該成分が均等に分散した状態を維持することができ、良好な印字品質を得ることができる。 Further, since both the drive signal COM_A and the drive signal COM_B stir the ink, it is possible to suppress the precipitation of components in the ink, such as pigment ink, and to maintain a state in which the components are evenly dispersed. Good print quality can be obtained.
〈実施形態２〉
実施形態１では、駆動信号ＣＯＭには、一つの第１駆動パルスＰＳ１が含まれていたが、このような態様に限定されない。駆動信号ＣＯＭには、複数の第１駆動パルスＰＳ１が含まれていてもよい。図９から図１１は、駆動信号の説明図である。なお、実施形態１と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<
In the first embodiment, the drive signal COM includes one first drive pulse PS1, but the present invention is not limited to such a mode. The drive signal COM may include a plurality of first drive pulses PS1. 9 to 11 are explanatory diagrams of drive signals. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as
図９に示すように、本実施形態の駆動信号ＣＯＭは、二つの第１駆動パルスＰＳ１を含む。すなわち、区間Ｔ１、及びその後のＴ１’にそれぞれ第１駆動パルスＰＳ１が含まれている。 As shown in FIG. 9, the drive signal COM of the present embodiment includes two first drive pulses PS1. That is, the first drive pulse PS1 is included in each of the section T1 and the subsequent T1 '.
設定データＳＰは、駆動信号ＣＯＭのうちの各区間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｃ、Ｔ１ａ’〜Ｔ１ｃ’、区間Ｔ２を圧電アクチュエーター３００に入力するか、又は入力しないかを表す設定信号を含む。設定信号は、本実施形態では７ビットからなる。表２に設定信号を例示する。
The setting data SP includes a setting signal indicating whether or not the sections T1a to T1c, T1a 'to T1c', and the section T2 of the drive signal COM are input to the
ビット番号は、１番目が区間Ｔ１ａ、２番目が区間Ｔ１ｂ、３番目が区間Ｔ１ｃ、４番目が区間Ｔ１ａ’、５番目が区間Ｔ１ｂ’、６番目が区間Ｔ１ｃ’、７番目が区間Ｔ２に対応している。 Bit numbers correspond to the section T1a, the second section T1b, the third section T1c, the fourth section T1a ', the fifth section T1b', the sixth section T1c ', and the seventh section T2. doing.
設定信号Ａ〜設定信号Ｇに基づくと、駆動信号ＣＯＭのうちの一部が出力され、図９から図１１に示すような駆動信号ＣＯＭ＿Ｃ〜駆動信号ＣＯＭ＿Ｇが圧電アクチュエーター３００に入力される。なお、これらの駆動信号ＣＯＭ＿Ｃ〜駆動信号ＣＯＭ＿Ｇは、請求項の微振動駆動信号に該当する。
Based on the setting signal A to the setting signal G, a part of the driving signal COM is output, and the driving signal COM_C to the driving signal COM_G as illustrated in FIGS. 9 to 11 are input to the
ここで、画素データＳＩがドット非形成を示す場合、画素データＳＩ「０」がラッチされ、スイッチ制御信号ＳＷとして選択信号がデコーダー２３２に出力される。
Here, when the pixel data SI indicates no dot formation, the pixel data SI “0” is latched, and a selection signal is output to the
例えば、設定信号Ｃに基づいて選択信号ｑ２が生成された場合では、デコーダー２３２は、区間Ｔ１ａ〜区間Ｔ１ｃ、区間Ｔ１ａ’〜区間Ｔ１ｃ’においてスイッチ２３４をオン状態、区間Ｔ２においてスイッチ２３４をオフ状態とする。この結果、駆動信号ＣＯＭのうち、区間Ｔ１ａ〜区間Ｔ１ｃ、区間Ｔ１ａ’〜区間Ｔ１ｃ’の２つの第１駆動パルスＰＳ１が駆動信号ＣＯＭ＿Ｃとして圧電アクチュエーター３００に入力される。つまり、駆動信号ＣＯＭのうち第２駆動パルスＰＳ２は圧電アクチュエーター３００には入力されない。
For example, when the selection signal q2 is generated based on the setting signal C, the
図１０に示すように、設定信号Ｄに基づいて選択信号ｑ３が生成された場合では、デコーダー２３２は、区間Ｔ１ａ〜区間Ｔ１ｃ、区間Ｔ１ａ’、区間Ｔ１ｃ’においてスイッチ２３４をオン状態、区間Ｔ１ｂ’、区間Ｔ２においてスイッチ２３４をオフ状態とする。この結果、駆動信号ＣＯＭのうち、区間Ｔ１の第１駆動パルスＰＳ１全体、区間Ｔ１’の膨張要素Ｐ１、維持要素Ｐ２、区間Ｔ１ｃ’の維持要素Ｐ６、収縮要素Ｐ７が駆動信号ＣＯＭ＿Ｄとして圧電アクチュエーター３００に入力される。
As shown in FIG. 10, when the selection signal q3 is generated based on the setting signal D, the
設定信号Ｅに基づいて選択信号ｑ４が生成された場合では、デコーダー２３２は、区間Ｔ１ａ、区間Ｔ１ｃ、区間Ｔ１ａ’、区間Ｔ１ｃ’においてスイッチ２３４をオン状態、区間Ｔ１ｂ、区間Ｔ１ｂ’、区間Ｔ２においてスイッチ２３４をオフ状態とする。この結果、駆動信号ＣＯＭのうち、区間Ｔ１及び区間Ｔ１’の膨張要素Ｐ１、維持要素Ｐ２、維持要素Ｐ６、収縮要素Ｐ７が駆動信号ＣＯＭ＿Ｅとして圧電アクチュエーター３００に入力される。
When the selection signal q4 is generated based on the setting signal E, the
図１１に示すように、設定信号Ｆに基づいて選択信号ｑ５が生成された場合では、デコーダー２３２は、区間Ｔ１ａ〜区間Ｔ１ｃにおいてスイッチ２３４をオン状態、区間Ｔ１ａ’〜区間Ｔ１ｃ’、区間Ｔ２においてスイッチ２３４をオフ状態とする。この結果、駆動信号ＣＯＭのうち、区間Ｔ１の第１駆動パルスＰＳ１全体が駆動信号ＣＯＭ＿Ｆとして圧電アクチュエーター３００に入力される。
As shown in FIG. 11, when the selection signal q5 is generated based on the setting signal F, the
設定信号Ｇに基づいて選択信号ｑ６が生成された場合では、デコーダー２３２は、区間Ｔ１ａ、区間Ｔ１ｃにおいてスイッチ２３４をオン状態、区間Ｔ１ｂ、区間Ｔ１ａ’〜区間Ｔ１ｃ’、区間Ｔ２においてスイッチ２３４をオフ状態とする。この結果、駆動信号ＣＯＭのうち、区間Ｔ１の膨張要素Ｐ１、維持要素Ｐ２、維持要素Ｐ６、収縮要素Ｐ７が駆動信号ＣＯＭ＿Ｇとして圧電アクチュエーター３００に入力される。
When the selection signal q6 is generated based on the setting signal G, the
駆動信号ＣＯＭ＿Ｃは、Ｗ字型の強い攪拌力を有する第１駆動パルスＰＳ１を二つ含む。駆動信号ＣＯＭ＿Ｄは、Ｗ字型の強い攪拌力を有する第１駆動パルスＰＳ１を一つと、区間Ｔ１’に実施形態１のＣＯＭ＿Ｂに相当する弱い攪拌力を有するパルスを含む。駆動信号ＣＯＭ＿Ｅは、区間Ｔ１及び区間Ｔ１’に実施形態１のＣＯＭ＿Ｂに相当する弱い攪拌力を有するパルスを二つ含む。駆動信号ＣＯＭ＿Ｆは、区間Ｔ１に第１駆動パルスＰＳ１を一つ含む。駆動信号ＣＯＭ＿Ｇは、区間Ｔ１に実施形態１のＣＯＭ＿Ｂに相当する弱い攪拌力を有するパルスを含む。 The drive signal COM_C includes two first drive pulses PS1 having a strong W-shaped stirring force. The drive signal COM_D includes one first drive pulse PS1 having a strong W-shaped stirring force and a pulse having a weak stirring force corresponding to COM_B of the first embodiment in the section T1 ′. The drive signal COM_E includes two pulses having a weak stirring force corresponding to COM_B of the first embodiment in the sections T1 and T1 ′. The drive signal COM_F includes one first drive pulse PS1 in the section T1. The drive signal COM_G includes a pulse having a weak stirring force corresponding to COM_B of the first embodiment in the section T1.
このように、複数の第１駆動パルスＰＳ１（請求項の駆動パルスに該当する）を含むことで、５段階の強弱の異なる攪拌力を有する駆動波形ＣＯＭ＿Ｃ〜ＣＯＭ＿Ｇを生成することができる。これにより、本実施形態のヘッド１は、より細かい攪拌力の制御を行うことができ、インクの状態により一層適した攪拌力で増粘を抑制することができる。
In this way, by including a plurality of first drive pulses PS1 (corresponding to the drive pulses in the claims), it is possible to generate drive waveforms COM_C to COM_G having five levels of different stirring power. Thereby, the
なお、本実施形態では、駆動信号ＣＯＭには、２つの第１駆動パルスＰＳ１を含ませたが、もちろん、３つ以上であってもよい。 In the present embodiment, the two first drive pulses PS1 are included in the drive signal COM, but may be three or more.
〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
<Other embodiments>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.
上述した実施形態１では、ノズル開口２１からインクが噴射されない程度に圧力発生室１２が圧力変化するように圧電アクチュエーター３００を駆動させる駆動パルスとして、第１駆動パルスＰＳ１を例示したがこれに限定されない。すなわち、膨張及び収縮の順を逆にして、最初に圧力発生室を収縮させる第１要素、次に圧力発生室を膨張させる第２要素、最後に圧力発生室を収縮させる第３要素を備える駆動パルスを用いてもよい。これは用いる圧電アクチュエーター３００の特性に応じて適宜選択すればよい。
In the first embodiment described above, the first driving pulse PS1 is exemplified as the driving pulse for driving the
また、第１駆動パルスＰＳ１の各要素の傾きや各区間の長さや比率についても、上述した実施形態１及び実施形態２に限定されない。 Further, the slope of each element of the first drive pulse PS1 and the length and ratio of each section are not limited to the above-described first and second embodiments.
駆動信号ＣＯＭには、ノズル開口２１からインクを噴射させる第２駆動パルスＰＳ２を一つ有していたが、これに限定されない。例えば、駆動信号ＣＯＭに複数の第２駆動パルスＰＳ２を含ませてもよい。
The drive signal COM has one second drive pulse PS2 for ejecting ink from the
また、ヘッド１において、インクを攪拌させる駆動信号ＣＯＭ＿Ａ〜ＣＯＭ＿Ｇを圧電アクチュエーター３００に入力するタイミングには特に限定はない。例えば、ヘッド１がキャリッジ３により移動しながらインクを噴射している際に、インクを噴射していない休止ノズル開口に対して、駆動信号ＣＯＭ＿Ａ〜ＣＯＭ＿Ｇを圧電アクチュエーター３００に入力してもよい。また、ヘッド１が記録シートＳに対向しない一端部、いわゆるホームポジションで待機している際に、駆動信号ＣＯＭ＿Ａ〜ＣＯＭ＿Ｇを圧電アクチュエーター３００に入力してもよい。
In addition, the timing at which the drive signals COM_A to COM_G for stirring ink in the
なお、上述した実施形態１では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター３００を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。
In the first embodiment described above, the thin
さらに、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、ヘッド１がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッド１が固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
Furthermore, in the ink jet recording apparatus I described above, the
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。 Furthermore, the present invention is intended for a wide range of liquid jet heads in general, for example, for manufacturing recording heads such as various ink jet recording heads used in image recording apparatuses such as printers, and color filters such as liquid crystal displays. The present invention can also be applied to a coloring material ejecting head, an organic EL display, an electrode material ejecting head used for forming electrodes such as an FED (field emission display), a bioorganic matter ejecting head used for biochip manufacturing, and the like.
また、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置Ｉを挙げて説明したが、上述した他の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置にも用いることが可能である。 Further, although the ink jet recording apparatus I has been described as an example of the liquid ejecting apparatus, the liquid ejecting apparatus using the other liquid ejecting heads described above can also be used.
Ｉ…インクジェット式記録装置、 １…ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １０…流路形成基板、 １１…ヘッド本体、 １２…圧力発生室、 ２０…ノズルプレート、 ２１…ノズル開口、 ２１ａ…ノズル列、 １２０…駆動回路、 ２００…プリンターコントローラー、 ２０１…プリントエンジン、 ３００…圧電アクチュエーター
DESCRIPTION OF SYMBOLS I ... Inkjet recording apparatus, 1 ... Head (liquid ejecting head), 10 ... Flow path forming substrate, 11 ... Head main body, 12 ... Pressure generating chamber, 20 ... Nozzle plate, 21 ... Nozzle opening, 21a ... Nozzle row, 120 ...
Claims (5)
前記圧電アクチュエーターを駆動する駆動信号により、前記圧電アクチュエーターを駆動させる駆動回路とを備え、
前記駆動信号は、前記ノズル開口から液体が噴射されない程度に前記圧力発生室が圧力変化するように前記圧電アクチュエーターを駆動させる駆動パルスを含み、
前記駆動パルスは、
前記圧力発生室を膨張又は収縮させるように前記圧電アクチュエーターを駆動させる第１要素と、
前記第１要素の後に前記圧力発生室を収縮後に膨張させる又は膨張後に収縮させるように前記圧電アクチュエーターを駆動させる第２要素と、
前記第２要素の後に前記圧力発生室を膨張又は収縮させるように前記圧電アクチュエーターを駆動させる第３要素とを含み、
前記駆動回路は、前記第１要素、前記第２要素、及び前記第３要素をそれぞれ選択的に前記圧電アクチュエーターに入力させ、又は入力させないことで、前記第１要素、前記第２要素、及び前記第３要素の少なくとも一つを含む微振動駆動信号により前記圧電アクチュエーターを駆動させる
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 A piezoelectric actuator for causing a pressure change in a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid;
A drive circuit for driving the piezoelectric actuator by a drive signal for driving the piezoelectric actuator;
The drive signal includes a drive pulse for driving the piezoelectric actuator so that the pressure generation chamber changes in pressure to the extent that liquid is not ejected from the nozzle opening.
The drive pulse is
A first element that drives the piezoelectric actuator to expand or contract the pressure generating chamber;
A second element that drives the piezoelectric actuator to expand the pressure generating chamber after contraction after the first element or to contract after expansion;
A third element that drives the piezoelectric actuator to expand or contract the pressure generating chamber after the second element;
The driving circuit selectively inputs or does not input the first element, the second element, and the third element to the piezoelectric actuator, so that the first element, the second element, and the The liquid ejecting head, wherein the piezoelectric actuator is driven by a micro vibration drive signal including at least one of the third elements.
前記駆動信号は、複数の前記駆動パルスを含む
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 1,
The liquid ejection head, wherein the drive signal includes a plurality of the drive pulses.
前記駆動回路は、保湿性が高い液体を噴射する第１モード及び保湿性が低い液体を噴射する第２モードを有し、前記第２モードが選択されたときには、前記第１要素、前記第２要素、及び前記第３要素を含む前記微振動駆動信号により前記圧電アクチュエーターを駆動する
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 1 or 2,
The drive circuit has a first mode for ejecting a liquid with high moisture retention and a second mode for ejecting a liquid with low moisture retention. When the second mode is selected, the first element, the second The liquid ejecting head, wherein the piezoelectric actuator is driven by the micro-vibration driving signal including an element and the third element.
前記液体噴射ヘッドは、一方向に沿って往復移動可能であり、
前記駆動回路は、一方向に沿って前記液体噴射ヘッドを移動させる往路においては、前記第１要素、前記第２要素、及び前記第３要素の一つ又は二つを含む微振動駆動信号により前記圧電アクチュエーターを駆動し、復路においては、前記第１要素、前記第２要素、及び前記第３要素を含む微振動駆動信号により前記圧電アクチュエーターを駆動する
ことを特徴とする液体噴射装置。
The liquid ejecting apparatus according to claim 4,
The liquid ejecting head is capable of reciprocating along one direction,
In the forward path in which the liquid ejecting head is moved along one direction, the driving circuit is configured to receive the fine vibration driving signal including one or two of the first element, the second element, and the third element. A liquid ejecting apparatus, wherein a piezoelectric actuator is driven, and the piezoelectric actuator is driven by a micro-vibration drive signal including the first element, the second element, and the third element in a return path.
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| JP7266167B2 (en) | 2019-03-29 | 2023-04-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Parts mounting device |
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