JP4501476B2 - 液体噴射装置、及び液体噴射方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、前述したノズル列あたりのノズル数の増加、液体の噴射周波数の高速化、及びヘッドの移動速度の高速化により、サテライトの液滴に関し、通常の飛翔軌跡よりも大きくずれて飛翔し、不測の着弾位置ずれを生じさせる現象が確認された。この不測の着弾位置ずれは、種々の問題の原因となる。例えば、印刷装置や捺染装置においては、色むらの原因となる。また、カラーフィルタ製造装置においては、混色の原因となる。
列状に並べられた複数のノズルからなるノズル列が媒体対向面に設けられたヘッドと、
前記ヘッドを、媒体の表面に沿った所定方向に移動させるヘッド移動部と、
前記ヘッドと前記媒体との間隔を調整する間隔調整部と、
液体の噴射制御を行う噴射制御部と、
を備えた液体噴射装置であって、
前記噴射制御部は、
前記ノズル列の一端のノズルと他端のノズルに挟まれた複数のノズルの中に、
前記媒体対向面から前記媒体の表面までの間隔に応じて、液体を噴射させない不噴射ノズルの数を定めることを特徴とする。
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。
これにより、ヘッドの所定方向への移動に伴って生じる空気の流れ、つまり、媒体表面に沿う空気の流れは、不噴射ノズルに対応する部分を通じて流れる。従って、媒体表面に沿う空気の流れが媒体方向への空気の流れに影響され難くなり、円滑に流れる。その結果、サテライトの液滴に関する不測の着弾位置ずれを防止できる。
このような液体噴射装置によれば、媒体方向への空気の流れが弱い部分、若しくはこの流れが生じていない部分が、一定間隔毎に生じる。つまり、媒体表面に沿う空気が通る部分が一定間隔毎に形成される。これにより、そのノズル列に属する複数のノズル全体を有効に使用することができる。
このような液体噴射装置によれば、媒体表面に沿う空気の流れが通過する部分に関し、その幅を調整することができる。これにより、不噴射ノズルを、その液体噴射装置に最適な配置とすることができる。
このような液体噴射装置によれば、所定ノズル数は、液体を噴射可能な連続するノズルの数に相当する。このため、媒体表面に沿う空気の流れが通過する部分に関し、その幅を、液体を噴射可能なノズルの数にあわせることができる。
このような液体噴射装置によれば、媒体方向への空気の流れの強さは、液体の噴射周波数に応じて変化するが、その変化に対応することができる。
このような液体噴射装置によれば、装置側から容易に取得できる媒体載置部の表面から媒体対向面までの間隔に関する情報と、使用される媒体の種類によって定まる媒体の厚さに関する情報とに基づき、媒体対向面から媒体の表面までの間隔を取得するので、媒体対向面から媒体の表面までの間隔を測定する専用の測定部を設けなくて済む。このため、部品点数の削減が図れる。
このような液体噴射装置によれば、媒体載置部に比べて移動が容易なヘッドの位置を示す情報に基づき、ヘッドの媒体対向面から媒体の表面までの間隔が取得される。このため、構造の簡素化が図れる。
このような液体噴射装置によれば、液体の噴射周波数等を定める場合などに使用される媒体の種類の情報を、媒体の厚さに関する情報として用いているので、入力される情報の種類を少なくすることができる。
このような液体噴射装置によれば、既述のほぼ全ての効果を奏するため、本発明の目的が最も有効に達成される。
<説明の対象について>
液体噴射装置には、印刷装置、カラーフィルタ製造装置、ディスプレイ製造装置、半導体製造装置、及びDNAチップ製造装置など、様々な種類があり、全てについて説明することは困難である。そこで、本明細書では、印刷装置としてのプリンタを備えた印刷システムを例に挙げて説明する。
図1は、印刷システム100の外観構成を示した説明図である。この印刷システム100は、プリンタ1と、コンピュータ110と、表示装置120と、入力装置130と、記録再生装置140とを備えている。プリンタ1は、用紙、布、フィルム等の媒体に画像を印刷する印刷装置である。なお、以下の説明では、代表的な媒体である用紙S(図5を参照。)を例に挙げて説明することにする。コンピュータ110は、プリンタ1と通信可能に接続されており、プリンタ1に画像を印刷させるため、当該画像に応じた印刷信号PRTをプリンタ1に出力する。表示装置120は、ディスプレイを有し、アプリケーションプログラム114やプリンタドライバ116(図2を参照。)等のユーザーインタフェースを表示する。入力装置130は、例えばキーボード131やマウス132であり、表示装置120に表示されたユーザーインタフェースに沿って、アプリケーションプログラム114の操作やプリンタドライバ116の設定等に用いられる。記録再生装置140は、例えば、フレキシブルディスクドライブ装置141やCD−ROMドライブ装置142である。
<プリンタドライバについて>
図2は、プリンタドライバ116が行う基本的な処理の概略的な説明図である。なお、既に説明された構成要素については、同じ符号を付しているので、説明を省略する。コンピュータ110では、このコンピュータ110に搭載されたオペレーティングシステムの下、ビデオドライバ112、アプリケーションプログラム114、及びプリンタドライバ116などのコンピュータプログラムが動作している。ビデオドライバ112は、アプリケーションプログラム114やプリンタドライバ116からの表示命令に従って、例えばユーザーインタフェース等を表示装置120に表示させる機能を有する。アプリケーションプログラム114は、例えば、画像編集などを行う機能を有し、画像に関するデータ(画像データ)を作成する。ユーザーは、アプリケーションプログラム114のユーザーインタフェースを介して、アプリケーションプログラム114により編集した画像を印刷するための指示を与えることができる。アプリケーションプログラム114は、印刷の指示を受けると、プリンタドライバ116に画像データを出力する。
図3は、プリンタドライバ116のユーザーインタフェースの説明図である。このプリンタドライバ116のユーザーインタフェースは、ビデオドライバ112を介して、表示装置120に表示される。ユーザーは、入力装置130を用いて、プリンタドライバ116の各種の設定を行うことができる。基本設定としては、画質の設定や用紙種類の設定が用意されている。なお、これらの設定については、後で説明する。
<プリンタの構成について>
図4は、本実施形態のプリンタ1の全体構成のブロック図である。また、図5は、本実施形態のプリンタ1の全体構成の概略図である。また、図6は、本実施形態のプリンタ1の全体構成の横断面図である。以下、これらの図を参照して、本実施形態のプリンタ1の基本的な構成について説明する。
給紙ローラ21は、紙挿入口に挿入された用紙Sをプリンタ1内に自動的に給紙するためのローラである。給紙ローラ21はD形の断面形状をしており、円周部分の長さは、搬送ローラ23までの搬送距離よりも長く設定されている。このため、この円周部分を用紙表面に当接させた状態で給紙ローラ21を回転させることにより、用紙Sを搬送ローラ23まで送ることができる。搬送モータ22は、用紙Sを搬送方向に搬送するためのモータであり、たとえばDCモータにより構成される。搬送ローラ23は、給紙ローラ21によって給紙された用紙Sを印刷可能な領域まで搬送するローラであり、搬送モータ22によって駆動される。プラテン24は、印刷中の用紙Sを、用紙Sの裏面側から支持する。すなわち、プラテン24には、媒体としての用紙Sが載置される。従って、このプラテン24は、請求項に係る「媒体載置部」に相当する。排紙ローラ25は、印刷が終了した用紙Sを搬送方向へ搬送するためのローラである。この排紙ローラ25は、搬送ローラ23と同期して回転する。
図7Aは、ヘッド41の一部分を、ノズル列42とは直交する方向に切断した断面図である。図7Bは、図7Aにおける圧力室付近の拡大図である。また、図8は、ヘッド41の用紙対向面41aにおけるノズル#iの配列を説明する図である。
図9及び図10は、ヘッド41を駆動するヘッド駆動部43、及びその周辺部を説明する図である。図11は、原駆動信号発生部44から発生される原駆動信号ODRVを説明する図である。図12は、ノズル毎の駆動信号DRV(i)を説明する図である。
図13は、印刷時の動作のフローチャートである。以下に説明される各動作は、コントローラ60が、メモリ63内に格納されたプログラムに従って、各ユニットを制御することにより実行される。このプログラムは、各動作を実行するためのコードを有する。
<サテライトインクの着弾位置ずれについて>
本実施形態の特徴を説明する前に、まず、サテライトインク滴の着弾位置ずれについて説明する。ここで、図14A及び図14Bは、インク滴の生成過程を説明する模式図である。また、図15Aは、インク滴の飛翔軌跡を説明する模式図である。図15Bは、メインのインク滴とサテライトのインク滴の着弾位置ずれを示す模式図であって、通常生じる着弾位置ずれを示したものである。
ところで、前述したように、1つのノズル列42を構成するノズル#iの数が増え、またキャリッジ31(ヘッド41)の移動速度が高速化し、さらにインク滴の噴射周波数が高くなると、サテライトのインク滴Isに関し、その着弾位置が正規の位置から大きくずれ、不測の着弾位置ずれが生じる。ここで、図16は、サテライトのインク滴Isにおける不測の着弾位置ずれを模式的に示した図である。また、図17は、不測の着弾位置ずれが生じている部分を拡大して示した模式図である。
このように風紋現象は、サテライトのインク滴Isの飛翔速度、及び横風Wsの乱れによって生じると考えられる。ここで、サテライトのインク滴Isは、空気の粘性抵抗の影響を大きく受ける。このため、サテライトのインク滴Isの飛翔速度は、インク滴の飛翔距離が長くなるほどに遅くなる。この点を考慮して本実施形態では、ノズル列42の一端のノズル#1と他端のノズル#180に挟まれた複数のノズル#iの中に、用紙対向面41aから用紙表面までの間隔PGaに応じた数の、インクを噴射させない不噴射ノズルを定めるようにした。つまり、間隔PGaに応じて、不噴射ノズルの数を定めるようにした。なお、この場合において、間隔PGaに応じた数とは、「0」を含んでいる。このため、風紋現象が発生しない条件下では、不噴射ノズルは設定されない。そして、風紋現象が発生する条件下では、風紋現象の顕著さに応じた数の不噴射ノズルが設定される。
まず、ヘッド41の高さ調整機構について説明する。ここで、図21は、ギャップ調整レバー34及びガイド軸33によるヘッド41の上下方向の移動の様子を説明する図である。すなわち、図21Aは、ヘッド41の用紙対向面41aがプラテン24の表面に接近した状態を説明する図である。図21Bは、ヘッド41の用紙対向面41aがプラテン24の表面から離隔した状態を説明する図である。図21Cは、ヘッド41の用紙対向面41aの位置の違いを説明する図である。
また、コントローラ60は、プリンタドライバ116のユーザーインタフェースを介して入力された用紙種類の情報に基づいて用紙Sの厚さの情報を取得する。
例えば、図23に示すように、プリンタ1のメモリ63には、用紙種類と用紙厚さの関係を示すテーブル情報が格納されている。そして、コントローラ60は、このテーブル情報を参照することで、入力された用紙種類の情報から、その用紙Sの厚さの情報を取得する。この用紙種類の情報は、印刷モードの設定等といった他の用途に用いられるものである。そして、このような情報を、用紙Sの厚さの情報として用いることで、入力される情報の数を少なくすることができ、使い勝手の向上が図れる。
そして、この取得された用紙Sの厚さの情報についても、プリンタドライバ116に送信される。
また、コントローラ60は、プリンタドライバ116のユーザーインタフェースを介して入力された画質の情報に基づいて印刷モードの情報を取得する。例えば、図24に示すように、プリンタ1のメモリ63には、画質と印刷モードの関係を示すテーブル情報が格納されている。そして、この図24に示すように、インク滴の噴射周波数やキャリッジ移動速度は、印刷モードによって定められる。
一方、画質が「きれい」の場合、印刷モードとして「高画質」が設定される。そして、「高画質」の印刷モードにおいて、インク滴の噴射周波数は「低」に定められる。この場合の噴射周波数は、例えば7.2kHzである。また、キャリッジ移動速度は「低速」に定められる。この場合の移動速度は、例えば、47.0cm/sec(185cps)となる。
そして、インク滴の噴射周波数は、下向きの風Wvの強さに影響を及ぼす。すなわち、インク滴の噴射周波数が高くなるほど、下向きの風Wvが強くなる。このため、インク滴の噴射周波数に応じて風紋現象の発生しやすさが変化する。
プリンタドライバ116は、請求項に係る「噴射制御部」として機能する。すなわち、プリンタドライバ116は、ヘッド41の用紙対向面41aからプラテン表面までの間隔PG1,PG2に関する情報と、用紙Sの厚さに関する情報とに基づき、ヘッド41の用紙対向面41aから用紙表面までの間隔PGaを取得する。次に、プリンタドライバ116は、取得された間隔と印刷モードの情報とから不噴射ノズルを設定するか否かを判断する。その後、プリンタドライバ116は、ハーフトーン処理された画素データを、判断結果に基づいてプリンタ1に送信する。以下、詳細に説明する。
ところで、前述した不噴射ノズルの設定動作(S016)では、不噴射ノズルを1つのノズル毎に定めているが、不噴射ノズルを多く定めると、その分だけ印刷の速度が低下するので、不噴射ノズルはできるだけ少ない数であることが望ましい。つまり、風紋現象が発生しない最低数を、所定ノズル毎に設けることが望ましい。そこで、不噴射ノズルの設定割合を変化させた場合におけるサテライトの不測の位置ずれ(風紋現象)の発生状態を実験により確認した。
確認結果を表6に示す。
<不噴射ノズルの設定について>
なお、上記の実施形態では、不噴射ノズルの設定をプリンタドライバ116によって行わせたが、それに代えてプリンタ1のコントローラ60に行わせてもよい。
前述の実施形態では、プリンタ1が説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機EL製造装置(特に高分子EL製造装置)、ディスプレイ製造装置、成膜装置、DNAチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の記録装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。
前述の実施形態は、プリンタ1の実施形態であったので、染料インク又は顔料インクをノズル#iから噴射していた。しかし、ノズル#iから噴射するインクは、このようなインクに限られるものではない。
前述の実施形態では、ピエゾ素子PZTを用いてインクを噴射させていた。しかし、インクを噴射させる方式は、これに限られるものではない。例えば、熱によりノズル内に泡を発生させる方式など、他の方式を用いてもよい。
前述の実施形態では、8列のノズル列42のそれぞれから異なる色のインクを噴射可能であるが、これに限定されない。ノズル列42は4列や6列であっても、また2列であってもよい。
23 搬送ローラ,24 プラテン,25 排紙ローラ,30 キャリッジユニット,
31 キャリッジ,32 キャリッジモータ,33 ガイド軸,
34 ギャップ調整レバー,34a 回転軸,35 インクカートリッジ,
40 ヘッドユニット,41 ヘッド,41a 用紙対向面,411 ケース,
411a 収容室,412 流路ユニット,412a 流路形成板,412b 弾性板,
412c ノズルプレート,412d 圧力室,412e ノズル連通口,
412f 共通インク室,412g インク供給路,412h 支持枠,
412i 弾性膜,412j アイランド部,413 ピエゾ素子ユニット,
413a ピエゾ素子群,413b 接着基板,42 ノズル列,43 ヘッド駆動部,
431 第1シフトレジスタ群,432 第2シフトレジスタ群,
433 ラッチ回路群,434 デコーダ群,44 原駆動信号発生部,
50 センサ群,51 リニア式エンコーダ,52 ロータリー式エンコーダ,
53 紙検出センサ,54 紙幅センサ,55 ヘッド位置検出センサ,
60 コントローラ,61 インターフェース部,62 CPU,63 メモリ,
64 ユニット制御回路,
100 印刷システム,110 コンピュータ,112 ビデオドライバ,
114 アプリケーションプログラム,116 プリンタドライバ,120 表示装置,
130 入力装置,131 キーボード,132 マウス,140 記録再生装置,
141 フレキシブルディスクドライブ装置,142 CD−ROMドライブ装置,
PZT ピエゾ素子,SW スイッチ群,Ws 横風,Wv 下向きの風
Claims (10)
- 列状に並べられた複数のノズルからなるノズル列が媒体対向面に設けられたヘッドと、
前記ヘッドを、媒体の表面に沿った所定方向に移動させるヘッド移動部と、
前記ヘッドと前記媒体との間隔を調整する間隔調整部と、
液体の噴射制御を行う噴射制御部と、
を備えた液体噴射装置であって、
前記噴射制御部は、
前記ノズル列の一端のノズルと他端のノズルに挟まれた複数のノズルの中に、
前記媒体対向面から前記媒体の表面までの間隔に応じて、液体を噴射させない不噴射ノズルの数を定めることを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項1に記載の液体噴射装置であって、
前記噴射制御部は、
前記不噴射ノズルを、所定ノズル数毎に定めることを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項2に記載の液体噴射装置であって、
前記不噴射ノズルは、
隣接する複数のノズルによって構成されることを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項3に記載の液体噴射装置であって、
前記隣接する複数のノズルは、
前記所定ノズル数に応じて、その数が定められることを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の液体噴射装置であって、
前記噴射制御部は、
前記液体の噴射周波数に応じて、前記不噴射ノズルを定めることを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の液体噴射装置であって、
前記媒体が載置される媒体載置部を備え、
前記噴射制御部は、
前記媒体載置部の表面から前記媒体対向面までの間隔に関する情報と、前記媒体の厚さに関する情報とに基づき、前記媒体対向面から前記媒体の表面までの間隔を取得することを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項6に記載の液体噴射装置であって、
前記間隔調整部は、
前記ヘッドを、前記媒体に近接する方向と離隔する方向とに移動させる他のヘッド移動部であり、
前記媒体載置部の表面から前記媒体対向面までの間隔に関する情報は、
前記他のヘッド移動部により定められるヘッドの位置を示す情報であることを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項6又は請求項7に記載の液体噴射装置であって、
前記媒体の厚さに関する情報は、
前記媒体の種類を示す情報であることを特徴とする液体噴射装置。 - 列状に並べられた複数のノズルからなるノズル列が媒体対向面に設けられたヘッドと、
前記ヘッドを、媒体の表面に沿った所定方向に移動させるヘッド移動部と、
前記ヘッドと前記媒体との間隔を調整する間隔調整部と、
液体の噴射制御を行う噴射制御部と、
を備えた液体噴射装置であって、
前記媒体が載置される媒体載置部を備え、
前記間隔調整部は、
前記ヘッドを、前記媒体に近接する方向と離隔する方向とに移動させる他のヘッド移動部であり、
前記噴射制御部は、
前記媒体載置部の表面から前記媒体対向面までの間隔に関する情報と、媒体の厚さに関する情報とに基づき、前記媒体対向面から前記媒体の表面までの間隔を取得し、
前記ノズル列の一端のノズルと他端のノズルに挟まれた複数のノズルの中に、
隣接する複数のノズルによって構成され、前記媒体対向面から前記媒体の表面までの間隔に応じた数の、液体を噴射させない不噴射ノズルを、前記媒体対向面から前記媒体の表面までの間隔、及び前記液体の噴射周波数に応じて、所定ノズル数毎に定め、
前記隣接する複数のノズルは、前記所定ノズル数に応じて、その数が定められ、
前記媒体載置部の表面から前記媒体対向面までの間隔に関する情報は、前記他のヘッド移動部により定められるヘッドの位置を示す情報であり、
前記媒体の厚さに関する情報は、前記媒体の種類を示す情報であることを特徴とする液体噴射装置。 - 列状に並べられた複数のノズルからなるノズル列が媒体対向面に設けられたヘッドを、媒体の表面に沿った所定方向に移動させつつ、前記ノズルから液体を噴射させる液体噴射方法であって、
前記媒体対向面から前記媒体の表面までの間隔を取得するステップと、
前記媒体対向面から前記媒体の表面までの間隔に応じて、液体を噴射させない不噴射ノズルを、前記ノズル列の一端のノズルと他端のノズルに挟まれた複数のノズルの中に定めるステップとを、
有することを特徴とする液体噴射方法。
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