JP6377444B2 - Inkjet head - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドに関する。 Embodiments described herein relate generally to an inkjet head.
画像形成装置のインクジェットヘッドには、印刷データなどに基づいて用紙上に複数回インクをドロップし、画像を形成するものがある。従来、インクジェットヘッドが吐出する液滴がサテライトを生じさせたり、インクジェットヘッドが吐出する1ドロップ目の液滴と2ドロップ目の液滴とが離れて用紙に着弾したりして印刷品質が低下する。 Some inkjet heads of image forming apparatuses form an image by dropping ink on a sheet a plurality of times based on print data or the like. Conventionally, the droplets ejected by the ink jet head cause satellites, or the first drop and the second drop ejected by the ink jet head are separated from each other and land on the paper, thereby deteriorating the print quality. .
上記の課題を解決するために、印刷品質が向上するインクジェットヘッドを提供する。 In order to solve the above problems, an ink jet head with improved print quality is provided.
実施形態によれば、インクジェットヘッドは、チャネルと、パターンジェネレータと、電圧印加部と、を備える。チャネルは、アクチュエータが拡張又は収縮する圧力室の動作によってインクを吐出する。パターンジェネレータは、前記チャネルが連続して吐出する2つのインクが空中で合体し、かつ、サテライトを生じさせないように、前記圧力室を拡張させる拡張パルスの通電時間と、前記圧力室を収縮させる収縮パルスの通電時間とを設定する。電圧印加部は、前記パターンジェネレータが設定する前記拡張パルスの通電時間と前記収縮パルスの通電時間とに基づいて、前記アクチュエータに電圧を印加する。前記拡張パルスの通電時間は、前記圧力室の固有振動周期と0.72との積以上の値である。前記収縮パルスの通電時間は、前記圧力室の固有振動周期と0.14の積である。 According to the embodiment, the inkjet head includes a channel, a pattern generator, and a voltage application unit. The channel ejects ink by the action of a pressure chamber in which the actuator expands or contracts. The pattern generator includes an energization time of an expansion pulse for expanding the pressure chamber and a contraction for contracting the pressure chamber so that the two inks ejected continuously by the channel are combined in the air and no satellite is generated. Set the pulse energization time. The voltage application unit applies a voltage to the actuator based on the energization time of the expansion pulse and the energization time of the contraction pulse set by the pattern generator. The energization time of the expansion pulse is a value equal to or greater than the product of the natural vibration period of the pressure chamber and 0.72. The energization time of the contraction pulse is a product of 0.14 and the natural vibration period of the pressure chamber.
以下、実施形態に係るインクジェットヘッドについて、図面を用いて説明する。実施形態においては、シェアモードタイプのインクジェットヘッド100(図1を参照)を例示する。インクジェットヘッド100は、用紙にインクを吐出するものとして説明する。しかしながら、インクジェットヘッド100がインクと吐出する印刷媒体は、特定の構成に限定されるものではない。
Hereinafter, an inkjet head according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In the embodiment, a share mode type inkjet head 100 (see FIG. 1) is illustrated. The
まず、インクジェットヘッド100の構成について、図1乃至図3を用いて説明する。図1は、インクジェットヘッド100の一部を分解して示す斜視図である。図2は、インクジェットヘッド100の前方部における横断面図である。図3は、インクジェットヘッド100の前方部における縦断面図である。
First, the configuration of the
インクジェットヘッド100は、ベース基板9を有する。インクジェットヘッド100は、ベース基板9の前方側の上面に第1の圧電部材1を接合し、この第1の圧電部材1の上に第2の圧電部材2を接合する。接合された第1の圧電部材1と第2の圧電部材2とは、図2の矢印で示すように、板厚方向に沿って互いに相反する方向に分極する。
The
ベース基板9は、誘電率が小さく、かつ圧電部材1,2との熱膨張率の差が小さい材料を用いて形成する。ベース基板9の材料としては、例えばアルミナ(Al203)、窒化珪素(Si3N4)、炭化珪素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等がよい。一方、圧電部材1,2の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)等が用いられる。
The
インクジェットヘッド100は、接合された圧電部材1,2の先端側から後端側に向けて、多数の長尺な溝3を設ける。各溝3は、間隔が一定でありかつ平行である。各溝3は、先端が開口し、後端が上方に傾斜する。
The
インクジェットヘッド100は、各溝3の側壁及び底面に電極4を設ける。電極4は、ニッケル(Ni)と金(Au)との二層構造となっている。電極4は、例えばメッキ法によって各溝3内に均一に成膜される。電極4の形成方法は、メッキ法に限定されない。他に、スパッタ法や蒸着法等を用いることもできる。
The
インクジェットヘッド100は、各溝3の後端から第2の圧電部材2の後部上面に向けて引出し電極10を設ける。引出し電極10は、前記電極4から延出する。
The
インクジェットヘッド100は、天板6とオリフィスプレート7とを備える。天板6は、各溝3の上部を塞ぐ。オリフィスプレート7は、各溝3の先端を塞ぐ。インクジェットヘッド100は、天板6とオリフィスプレート7とで囲まれた各溝3によって、複数の圧力室15を形成する。圧力室15は、例えば深さが300μmで幅が80μmの形状を有し、169μmのピッチで平行に配列される。このような圧力室15は、インク室とも称される。
The
天板6は、その内側後方に共通インク室5を備える。オリフィスプレート7は、各溝3と対向する位置にノズル8を穿設する。ノズル8は、対向する溝3つまりは圧力室15と連通する。ノズル8は、圧力室15側から反対側のインク吐出側に向けて先細りの形状をなす。ノズル8は、隣り合う3つの圧力室15に対応したものを1セットとし、溝3の高さ方向(図2の紙面の上下方向)に一定の間隔でずれて形成される。
The
インクジェットヘッド100は、ベース基板9の後方側の上面に、導電パターン13が形成されたプリント基板11を接合する。そしてインクジェットヘッド100は、このプリント基板11に、後述するヘッド駆動回路101を実装したドライブIC12を搭載する。ドライブIC12は、導電パターン13に接続する。導電パターン13は、各引出し電極10とワイヤボンディングにより導線14で結合する。
In the
インクジェットヘッド100が有する圧力室15、電極4及びノズル8の組をチャネルと称する。すなわちインクジェットヘッド100は、溝3の数Nだけチャネルch.1,ch.2,…,ch.Nを有する。
A set of the
次に、上記の如く構成されたインクジェットヘッド100の動作原理について、図4を用いて説明する。
図4の(a)は、中央の圧力室15bと、この圧力室15bに隣接する両隣の圧力室15a,15cとの各壁面にそれぞれ配設された電極4の電位がいずれもグラウンド電位GNDである状態を示している。この状態では、圧力室15aと圧力室15bとで挟まれた隔壁16a及び圧力室15bと圧力室15cとで挟まれた隔壁16bは、いずれも何ら歪み作用を受けない。
Next, the operating principle of the
FIG. 4A shows that the potential of the
図4の(b)は、中央の圧力室15bの電極4に負極性の電圧−Vが印加され、両隣の圧力室15a,15cの電極4に正極性の電圧+Vが印加された状態を示している。この状態では、各隔壁16a,16bに対して、圧電部材1,2の分極方向と直交する方向に電圧Vの2倍の電界が作用する。この作用により、各隔壁16a,16bは、圧力室15bの容積を拡張するようにそれぞれ外側に変形する。
FIG. 4B shows a state in which a negative voltage −V is applied to the
図4の(c)は、中央の圧力室15bの電極4に正極性の電圧+Vが印加され、両隣の圧力室15a,15cの電極4に負極性の電圧−Vが印加された状態を示している。この状態では、各隔壁16a,16bに対して、図4(b)のときとは逆の方向に電圧Vの2倍の電界が作用する。この作用により、各隔壁16a,16bは、圧力室15bの容積を収縮するようにそれぞれ内側に変形する。
FIG. 4C shows a state in which a positive voltage + V is applied to the
圧力室15bの容積が拡張または収縮された場合、圧力室15b内に圧力振動が発生する。この圧力振動により、圧力室15b内の圧力が高まり、圧力室15bに連通するノズル8からインク滴が吐出される。
When the volume of the
このように、各圧力室15a,15b,15cを隔てる隔壁16a,16bは、当該隔壁16a,16bを壁面とする圧力室15bの内部に圧力振動を与えるためのアクチュエータとなる。即ち、圧力室15は、アクチュエータの動作によって収縮/拡張される。
Thus, the
また、各圧力室15は、それぞれ隣接する圧力室15とアクチュエータを共有する。このため、ヘッド駆動回路101は、各圧力室15を個別に駆動することができない。ヘッド駆動回路101は、各圧力室15をn(nは2以上の整数)個おきに(n+1)個のグループに分割して駆動する。本実施形態では、ヘッド駆動回路101が、各圧力室15を2つおきに3つの組に分けて分割駆動する、いわゆる3分割駆動の場合を例示する。なお、3分割駆動はあくまでも一例であり、4分割駆動または5分割駆動などであってもよい。
Each
次に、ヘッド駆動回路101について説明する。
図5は、ヘッド駆動回路101の構成例について説明するためのブロック図である。
Next, the
FIG. 5 is a block diagram for explaining a configuration example of the
前述の通り、ヘッド駆動回路101は、ドライブIC12内に配置される。
As described above, the
ヘッド駆動回路101は、印刷データに基づきインクジェットヘッド100のチャネル群(ch.1,ch.2,…,ch.N)102(吐出部)を駆動する。
The
チャネル群102は、圧力室15、電極4及びノズル8などを含むチャネルから構成される。即ち、チャネル群102は、ヘッド駆動回路101からの制御信号に基づいて、アクチュエータが拡張収縮する各圧力室15の動作によりインクを用紙に吐出する。
The
図5が示すように、ヘッド駆動回路101は、パターンジェネレータ301、周波数設定部302、駆動信号生成部303及びスイッチ回路304などを含む。
As shown in FIG. 5, the
パターンジェネレータ301は、1ドロップを吐出させるパルス信号(ドロップパルス信号)の波形パターンを生成する。ドロップパルス信号は、通常、図4の(b)に示すように、圧力室15の容積を所定時間膨張させる拡張パルス(または吐出パルス)と、図4の(c)に示すように、圧力室15の容積を所定時間収縮させる収縮パルス(またはダンピングパルス)と、拡張パルスと収縮パルスとの間の休止時間とからなる。拡張パルスと収縮パルスとは、極性が逆である。拡張パルス時間と休止時間と収縮パルス時間との和が、1ドロップのインク滴を吐出させるための区間、いわゆる1ドロップ周期となる。
The
周波数設定部302は、インクジェットヘッド100の駆動周波数Fを設定する。駆動周波数Fは、駆動信号生成部303が生成する駆動パルスの周波数である。駆動周波数Fについては、後に詳述する。
The
駆動信号生成部303は、バスラインから入力される印刷データに従い、パターンジェネレータ301で生成される波形パターンと、周波数設定部302で設定される駆動周波数Fとを基に、チャネル毎の駆動パルス信号を生成する。チャネル毎の駆動パルス信号は、駆動信号生成部303からスイッチ回路304に出力される。
The drive
スイッチ回路304(電圧印加部)は、駆動信号生成部303から出力されるチャネル毎の駆動パルス信号に応じて、各チャネルの電極4に印加される電圧を切り替える。即ち、パターンジェネレータが設定する拡張パルスの通電時間と収縮パルスの通電時間とに基づいて、各チャネルのアクチュエータに電圧を印加する。
The switch circuit 304 (voltage application unit) switches the voltage applied to the
スイッチ回路304は、この電圧の切り替えにより、各チャネルの圧力室15の容積を膨張させ、または収縮させて、各チャネルのノズル8からインク滴を階調数分吐出させる。
By switching the voltage, the
次に、図6及び図7を参照して、駆動周波数Fについて説明する。
図6は、ドロップパルス信号の例を示す。
Next, the drive frequency F will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 shows an example of a drop pulse signal.
図6が示すように、ドロップパルス信号は、拡張パルス21、収縮パルス22、及び、拡張パルス21と収縮パルス22との間の休止時間23などを備える。
As shown in FIG. 6, the drop pulse signal includes an
ここでは、拡張パルス21の通電時間(即ち、幅)をDとし、収縮パルス22の通電時間をPとする。また、Tcは、圧力室15内の固有振動周期である。ドロップパルス信号は、拡張パルス21の中心と収縮パルス22の中心との間が固有振動周期Tcであるように構成される。即ち、拡張パルス21の中心から収縮パルス22の中心までの時間は、圧力室の固有振動周期Tcとなる。
Here, the energization time (that is, the width) of the
休止時間23の間隔Rは、以下の式(1)で示される。
The interval R of the
R=Tc−D/2−P/2 ・・・(1)
また、ドロップパルス信号は、ドロップ周期DCを有する。即ち、ドロップ周期DCは、以下の式(2)で示される。
R = Tc−D / 2−P / 2 (1)
The drop pulse signal has a drop period DC. That is, the drop period DC is expressed by the following equation (2).
DC=D+R+P ・・・(2)
図7は、3分割駆動のインクジェットヘッド100に対するマルチドロップ方式の駆動パルス信号を示すタイミングチャートである。ここでは、インクジェットヘッド100の各分割は、2ドロップを連続して吐出することができるものとする。
DC = D + R + P (2)
FIG. 7 is a timing chart showing a multi-drop drive pulse signal for the
インクジェットヘッド100は3分割駆動なので、連続する3つのチャネルch.A、ch.B、ch.Cが1つのグループとなる。そして、グループ毎に階調数に応じた駆動パルス信号を出力する。
Since the ink-
図7が示すように、各チャネルに対する駆動パルス信号は、2つのドロップパルス信号を備え、その後、他のチャネルがインクを吐出するまで休止する。 As FIG. 7 shows, the drive pulse signal for each channel comprises two drop pulse signals, and then pauses until the other channels eject ink.
区間CTは、1つのチャネルから最大階調数のインク滴を吐出させる際の駆動パルス信号の出力に要する時間である。
区間CDは、グループ間の休止時間(または遅延時間)である。たとえば、チャネルAの吐出動作が終了してから区間CDが経過した後に、チャネルBがドロップパルスを受けて吐出動作を開始する。
The interval CT is the time required to output a drive pulse signal when ejecting ink droplets having the maximum number of gradations from one channel.
The section CD is a pause time (or delay time) between groups. For example, after the section CD has elapsed after the discharge operation of channel A is completed, channel B receives the drop pulse and starts the discharge operation.
区間CTは、1グループ内の3つのチャネルch.A、ch.B、ch.Cからインク滴が吐出し終わるのに要する時間、いわゆるサイクルタイムである。即ち、サイクルタイムCTは、以下の(3)式で表される。 The interval CT is a so-called cycle time required for the ink droplets to be completely discharged from the three channels ch.A, ch.B, and ch.C in one group. That is, the cycle time CT is expressed by the following equation (3).
CT=(DC×2+CD)×3 …(3)
駆動周波数Fは、サイクルタイムCTの逆数である。すなわち駆動周波数Fは、次の(4)式で表される。
F=1/CT …(4)
1ドロップの液滴をノズル8から吐出するために要する時間であるドロップ周期(DC)は一定である。したがって、駆動周波数Fが低いと、休止時間CDが長くなる。逆に、駆動周波数Fが高いと、休止時間CDが短くなる。
CT = (DC × 2 + CD) × 3 (3)
The drive frequency F is the reciprocal of the cycle time CT. That is, the drive frequency F is expressed by the following equation (4).
F = 1 / CT (4)
The drop period (DC), which is the time required to eject one drop of liquid droplets from the
次に、固有振動周期Tcに対する拡張パルスの通電時間Dの比率(即ち、D/Tc)と固有振動周期Tcに対する収縮パルスの通電時間Pの比率(即ち、P/Tc)と、1ドロップ目及び2ドロップ目の吐出速度と、飛翔状態と、サテライトの有無との関係について説明する。 Next, the ratio of the energization time D of the expansion pulse to the natural vibration period Tc (ie, D / Tc), the ratio of the energization time P of the contraction pulse to the natural vibration period Tc (ie, P / Tc), the first drop, The relationship between the ejection speed of the second drop, the flight state, and the presence or absence of satellites will be described.
図8及び図9は、固有振動周期Tcに対する拡張パルスの通電時間Dの比率(即ち、D/Tc)と、1ドロップ目及び2ドロップ目の吐出速度と、飛翔状態と、サテライトの有無との関係の例を示す。 FIG. 8 and FIG. 9 show the ratio of the energization time D of the expansion pulse to the natural vibration period Tc (ie, D / Tc), the ejection speed of the first drop and the second drop, the flight state, and the presence / absence of satellites. An example of the relationship is shown.
図8及び図9に示される例においては、P/Tc=0.14である。即ち、収縮パルスの通電時間Pは、固有振動周期Tcと0.14との積である。なお、P=0.5μs、Tc=3.48μsである。 In the example shown in FIGS. 8 and 9, P / Tc = 0.14. That is, the energization time P of the contraction pulse is a product of the natural vibration period Tc and 0.14. Note that P = 0.5 μs and Tc = 3.48 μs.
図8は、「D」、「D/Tc」、「1ドロップ」、「2ドロップ」、「飛翔状態」、及び、「サテライト」を対応付けて示す。 FIG. 8 shows “D”, “D / Tc”, “1 drop”, “2 drop”, “flight state”, and “satellite” in association with each other.
「D」は、拡張パルスの通電時間を示す。 “D” indicates the energization time of the expansion pulse.
「D/Tc」は、固有振動周期Tcに対する拡張パルスの通電時間Dの比率を示す。 “D / Tc” indicates the ratio of the energization time D of the expansion pulse to the natural vibration period Tc.
「1ドロップ」は、チャネルが1ドロップ目に吐出するインクの速度である。単位は、m/sである。 “1 drop” is the speed of ink ejected by the channel at the first drop. The unit is m / s.
「2ドロップ」は、チャネルが2ドロップ目に吐出するインクの速度である。単位は、m/sである。 “2 drop” is the speed of ink ejected by the channel in the second drop. The unit is m / s.
「飛翔状態」は、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとの飛翔状態を示す。「合体せず」は、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとが用紙に着弾する前に空中で合体しないことを示す。即ち、「合体せず」は、1ドロップ目のインクが用紙に着弾した後に、2ドロップ目のインクが用紙に着弾する。「合体」は、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとが用紙に着弾する前に空中で合体することを示す。即ち、「合体」は、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとが1つの液滴を形成し用紙に着弾することを示す。 The “flying state” indicates the flying state of the first drop ink and the second drop ink. “Do not merge” indicates that the first drop ink and the second drop ink do not merge in the air before landing on the paper. In other words, “do not merge” means that after the first drop of ink has landed on the paper, the second drop of ink has landed on the paper. “Merge” indicates that the first drop ink and the second drop ink merge in the air before landing on the paper. That is, “union” indicates that the first drop ink and the second drop ink form one droplet and land on the paper.
「サテライト」は、サテライトの有無を示す。サテライトとは、インクの着弾箇所以外に着弾するインクである。 “Satellite” indicates the presence or absence of a satellite. The satellite is ink that lands on a portion other than the landed portion of the ink.
図9は、収縮パルスの通電時間Dと、1ドロップ目及び2ドロップ目のインクの吐出速度との関係を示すグラフである。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the energization time D of the contraction pulse and the ejection speeds of the first and second drop inks.
図9において、横軸は、通電時間Dを示し、縦軸は、1ドロップ目及び2ドロップ目のインクの吐出速度を示す。 In FIG. 9, the horizontal axis indicates the energization time D, and the vertical axis indicates the ejection speed of the first drop and the second drop.
図8及び図9が示すように、Dが1.54から1.84まで(D/Tcが0.44から0.53まで)の間においては、1ドロップ目の吐出速度と2ドロップ目の吐出速度は、上昇する。Dが1.94以上(D/Tcが0.56以上)である場合においては、1ドロップ目の吐出速度と2ドロップ目の吐出速度は、共に減少する。 As shown in FIG. 8 and FIG. 9, when D is between 1.54 and 1.84 (D / Tc is between 0.44 and 0.53), the discharge speed of the first drop and the second drop The discharge speed increases. When D is 1.94 or more (D / Tc is 0.56 or more), both the first-drop ejection speed and the second-drop ejection speed decrease.
また、Dが1.54から2.44まで(D/Tcが0.44から0.70まで)の間においては、1ドロップ目の吐出速度は、2ドロップ目の吐出速度を上回っている。そのため、この間においては、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとは、合体せずに、用紙に着弾する。 Further, when D is from 1.54 to 2.44 (D / Tc is from 0.44 to 0.70), the ejection speed of the first drop is higher than the ejection speed of the second drop. Therefore, during this period, the first drop ink and the second drop ink do not merge and land on the paper.
他方、Dが2.64以上(D/Tcが0.76)である場合においては、1ドロップ目の吐出速度は、2ドロップ目の吐出速度を下回っている。そのため、この間においては、2ドロップ目のインクが1ドロップ目のインクに追いつき、両ドロップ目のインクは、合体して用紙に着弾する。 On the other hand, when D is 2.64 or more (D / Tc is 0.76), the discharge speed of the first drop is lower than the discharge speed of the second drop. Therefore, during this time, the second drop of ink catches up with the first drop of ink, and both drops of ink merge and land on the paper.
また、Dが1.54から2.24まで(D/Tcが0.44から0.64まで)の間においては、サテライトが発生する。他方、Dが2.44以上(D/Tcが0.70)である場合においては、サテライトは、発生しない。これは、吐出速度が遅いほど、サテライトが発生しにくいためである。 Satellites are generated when D is between 1.54 and 2.24 (D / Tc is between 0.44 and 0.64). On the other hand, when D is 2.44 or more (D / Tc is 0.70), no satellite is generated. This is because satellites are less likely to occur as the discharge speed is slower.
図10及び図11は、固有振動周期Tcに対する拡張パルスの通電時間Dの比率(即ち、D/Tc)と、固有振動周期Tcに対する収縮パルスの通電時間Pの比率(即ち、P/Tc)と、1ドロップ目及び2ドロップ目の吐出速度と、飛翔状態と、サテライトの有無との関係の他の例を示す。 10 and 11 show the ratio of the energization time D of the expansion pulse to the natural vibration period Tc (ie, D / Tc) and the ratio of the energization time P of the contraction pulse to the natural vibration period Tc (ie, P / Tc). The other example of the relationship between the discharge speed of the 1st drop and the 2nd drop, the flying state, and the presence or absence of a satellite is shown.
図10が示す「D」、「D/Tc」、「1ドロップ」、「2ドロップ」、「飛翔状態」、及び、「サテライト」は、図8のそれらと同様であるので説明を省略する。 Since “D”, “D / Tc”, “1 drop”, “2 drop”, “flight state”, and “satellite” shown in FIG. 10 are the same as those in FIG.
図11において、図9と同様に、横軸は、通電時間Dを示し、縦軸は、1ドロップ目及び2ドロップ目のインクの吐出速度を示す。 In FIG. 11, as in FIG. 9, the horizontal axis indicates the energization time D, and the vertical axis indicates the ejection speed of the first drop and the second drop of ink.
図10及び図11に示される例においては、P/Tc=0.26である。即ち、収縮パルスの通電時間Pは、固有振動周期Tcと0.26との積である。なお、P=0.90μs、Tc=3.48μsである。 In the example shown in FIGS. 10 and 11, P / Tc = 0.26. That is, the energization time P of the contraction pulse is a product of the natural vibration period Tc and 0.26. Note that P = 0.90 μs and Tc = 3.48 μs.
図10及び図11が示すように、Dが上昇すると(D/Tcが上昇すると)、1ドロップ目の吐出速度及び2ドロップ目の吐出速度は、減少する。 As shown in FIGS. 10 and 11, when D increases (when D / Tc increases), the first-drop ejection speed and the second-drop ejection speed decrease.
また、Dがいずれの値であっても、1ドロップ目の吐出速度は、2ドロップ目の吐出速度を下回る。そのため、Dがいずれの値であっても、2ドロップ目のインクが1ドロップ目のインクに追いつき、両ドロップ目のインクは、合体して用紙に着弾する。 Further, regardless of the value of D, the discharge speed of the first drop is lower than the discharge speed of the second drop. Therefore, regardless of the value of D, the second drop of ink catches up with the first drop of ink, and the inks of both drops merge and land on the paper.
また、Dが1.64から2.64まで(D/Tcが0.47から0.76まで)の間において、サテライトが、発生する。 In addition, satellites are generated when D is 1.64 to 2.64 (D / Tc is 0.47 to 0.76).
他方、Dが2.84であると(D/Tcが0.82であると)、サテライトは、発生しない。なお、この場合、サテライトは、若干発生するが、印刷品質に対する影響は、小さい。 On the other hand, when D is 2.84 (D / Tc is 0.82), no satellite is generated. In this case, although some satellites are generated, the influence on the print quality is small.
パターンジェネレータ301は、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとが合体し、かつ、サテライトが発生しないように、拡張パルスの通電時間D及び収縮パルスの通電時間Pとを設定する。
The
まず、収縮パルスの通電時間Pとして0.50μs(P/Tcとして0.14)を設定する場合(図8及び図9に示す場合)において、パターンジェネレータ301が設定する拡張パルスの通電時間Dについて説明する。
First, when the energization time P of the contraction pulse is set to 0.50 μs (P / Tc is 0.14) (shown in FIGS. 8 and 9), the energization time D of the expansion pulse set by the
図9が示すように、Dが2.5μs以上(D/Tcが0.72以上)であれば、2ドロップ目の吐出速度は、1ドロップ目の吐出速度を上回る。そのため、Dが2.5μs以上(D/Tcが0.72以上)であれば、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとは、合体して用紙に着弾する。 As shown in FIG. 9, when D is 2.5 μs or more (D / Tc is 0.72 or more), the ejection speed of the second drop exceeds the ejection speed of the first drop. Therefore, if D is 2.5 μs or more (D / Tc is 0.72 or more), the first drop ink and the second drop ink are combined and land on the paper.
また、Dが2.44以上(D/Tcが0.70以上)である場合は、サテライトは発生しない。そのため、Dが2.5μs以上(D/Tcが0.72以上)であれば、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとは、サテライトを生じない。 When D is 2.44 or more (D / Tc is 0.70 or more), no satellite is generated. Therefore, if D is 2.5 μs or more (D / Tc is 0.72 or more), the first drop ink and the second drop ink do not generate satellites.
従って、サテライトを発生させず、かつ、1ドロップ目と2ドロップ目とに合体して用紙に着弾させるために、パターンジェネレータ301は、Dを2.5μs以上(D/Tcを0.72以上)に設定する。即ち、拡張パルスの通電時間は、固有振動周期と0.72との積以上の値となる。
Therefore, the
また、着弾精度を上げるためにはドロップの吐出速度は、早いほうがよい。そのため、パターンジェネレータ301は、ドロップの吐出速度を早めるために、図8が示すDのうちで最も吐出速度が速いD(D/Tc)に設定してもよい。図8が示す通り、パターンジェネレータ301は、Dを2.64(D/Tcを0.76)に設定してもよい。即ち、拡張パルスの通電時間Dは、固有振動周期Tcと0.76との積である。
Further, in order to increase the landing accuracy, it is better that the drop discharge speed is high. Therefore, the
次に、収縮パルスの通電時間Pとして0.90μs(P/Tcとして0.26)を設定する場合(図10及び図11に示す場合)において、パターンジェネレータ301が設定する拡張パルスの通電時間Dについて説明する。
Next, when the energization time P of the contraction pulse is set to 0.90 μs (P / Tc is 0.26) (shown in FIGS. 10 and 11), the energization time D of the expansion pulse set by the
図10及び図11が示すように、パターンジェネレータ301がいずれのDを設定しても、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとは、合体して用紙に着弾する。
As shown in FIGS. 10 and 11, regardless of which D is set by the
また、Dが2.84μs(D/Tcが0.82)であれば、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとは、サテライトを生じない。吐出速度が低ければサテライトが生じにくいので、Dが2.84μs以上(D/Tcが0.82以上)であれば、1ドロップ目のインクと2ドロップ目のインクとは、サテライトを生じない。 If D is 2.84 μs (D / Tc is 0.82), the first drop ink and the second drop ink do not generate satellites. If the discharge speed is low, satellites are hardly generated. Therefore, if D is 2.84 μs or more (D / Tc is 0.82 or more), the first drop ink and the second drop ink do not generate satellites.
従って、サテライトを発生させず、かつ、1ドロップ目と2ドロップ目とに合体して用紙に着弾させるために、パターンジェネレータ301は、Dを2.84μs以上(D/Tcを0.82以上)に設定する。即ち、拡張パルスの通電時間Dは、固有振動周期Tcと0.82との積以上の値である。
Therefore, the
実施形態では、収縮パルスの通電時間を固有振動周期の0.14倍とした場合と、0.26倍とした場合とを例示したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。パターンジェネレータ301は、吐出部が連続して吐出する2つのインクが空中で合体し、かつ、サテライトを生じさせないように、圧力室を拡張させる拡張パルスの通電時間と、圧力室を収縮させる収縮パルスの通電時間とを設定すればよい。この拡張パルスの通電時間と収縮パルスの通電時間とに基づいて、アクチュエータに電圧を印加するインクジェットヘッドであれば、本発明の実施形態に含まれるものである。
In the embodiment, the case where the energization time of the contraction pulse is set to 0.14 times the natural vibration period and the case where it is set to 0.26 times is exemplified, but the embodiment of the present invention is not limited to this. . The
以上のように構成されたインクジェットヘッドは、2ドロップのインクを合体して着弾させることができる。その結果、インクジェットヘッドは、2つのドロップが異なる位置に着弾することを防止することができる。また、インクジェットヘッドは、サテライトを防止することができる。
そのため、インクジェットヘッドは、印刷品質を向上させることができる。
The ink jet head configured as described above can combine and drop two drops of ink. As a result, the ink jet head can prevent the two drops from landing at different positions. In addition, the inkjet head can prevent satellites.
Therefore, the inkjet head can improve the printing quality.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
アクチュエータが拡張又は収縮する圧力室の動作によってインクを吐出するチャネルと、
前記チャネルが連続して吐出する2つのインクが空中で合体し、かつ、サテライトを生じさせないように、前記圧力室を拡張させる拡張パルスの通電時間と、前記圧力室を収縮させる収縮パルスの通電時間とを設定するパターンジェネレータと、
前記パターンジェネレータが設定する前記拡張パルスの通電時間と前記収縮パルスの通電時間とに基づいて、前記アクチュエータに電圧を印加するスイッチ回路と、
を備えるインクジェットヘッド。
[C2]
前記パターンジェネレータは、前記拡張パルスの通電時間と、前記収縮パルスの通電時間との間に休止時間を設定し、
前記拡張パルスの通電時間の中心から前記収縮パルスの通電時間の中心までの時間は、前記圧力室の固有振動周期である、
前記C1に記載のインクジェットヘッド。
[C3]
前記拡張パルスの通電時間は、前記固有振動周期と0.72との積以上の値であり、
前記収縮パルスの通電時間は、前記固有振動周期と0.14の積である、
前記C2に記載のインクジェットヘッド。
[C4]
前記拡張パルスの通電時間は、前記固有振動周期と0.82との積以上の値であり、
前記収縮パルスの通電時間は、前記固有振動周期と0.26との積である、
前記C2に記載のインクジェットヘッド。
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
The invention described in the scope of the claims at the beginning of the present application is added below.
[C1]
A channel for ejecting ink by the action of a pressure chamber in which the actuator expands or contracts;
The energization time of the expansion pulse for expanding the pressure chamber and the energization time of the contraction pulse for contracting the pressure chamber so that the two inks continuously ejected by the channel are combined in the air and no satellite is generated. A pattern generator to set and
A switch circuit for applying a voltage to the actuator based on the energization time of the expansion pulse and the energization time of the contraction pulse set by the pattern generator;
An inkjet head comprising:
[C2]
The pattern generator sets a pause time between the energization time of the expansion pulse and the energization time of the contraction pulse,
The time from the center of the energization time of the expansion pulse to the center of the energization time of the contraction pulse is the natural vibration period of the pressure chamber.
The inkjet head according to C1.
[C3]
The energization time of the extended pulse is a value equal to or greater than the product of the natural vibration period and 0.72.
The energization time of the contraction pulse is a product of the natural vibration period and 0.14.
The inkjet head according to C2.
[C4]
The energization time of the extended pulse is a value equal to or greater than the product of the natural vibration period and 0.82.
The energization time of the contraction pulse is a product of the natural vibration period and 0.26.
The inkjet head according to C2.
100…インクジェットヘッド、101…ヘッド駆動回路、102…チャネル群、304…スイッチ回路。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記チャネルが連続して吐出する2つのインクが空中で合体し、かつ、サテライトを生じさせないように、前記圧力室を拡張させる拡張パルスの通電時間と、前記圧力室を収縮させる収縮パルスの通電時間とを設定するパターンジェネレータと、
前記パターンジェネレータが設定する前記拡張パルスの通電時間と前記収縮パルスの通電時間とに基づいて、前記アクチュエータに電圧を印加するスイッチ回路と、
を備え、
前記拡張パルスの通電時間は、前記圧力室の固有振動周期と0.72との積以上の値であり、
前記収縮パルスの通電時間は、前記圧力室の固有振動周期と0.14の積である、
インクジェットヘッド。 A channel for ejecting ink by the action of a pressure chamber in which the actuator expands or contracts;
The energization time of the expansion pulse for expanding the pressure chamber and the energization time of the contraction pulse for contracting the pressure chamber so that the two inks continuously ejected by the channel are combined in the air and no satellite is generated. A pattern generator to set and
A switch circuit for applying a voltage to the actuator based on the energization time of the expansion pulse and the energization time of the contraction pulse set by the pattern generator;
Equipped with a,
The energization time of the expansion pulse is a value not less than the product of the natural vibration period of the pressure chamber and 0.72.
The energization time of the contraction pulse is a product of the natural vibration period of the pressure chamber and 0.14.
Inkjet head.
前記チャネルが連続して吐出する2つのインクが空中で合体し、かつ、サテライトを生じさせないように、前記圧力室を拡張させる拡張パルスの通電時間と、前記圧力室を収縮させる収縮パルスの通電時間とを設定するパターンジェネレータと、 The energization time of the expansion pulse for expanding the pressure chamber and the energization time of the contraction pulse for contracting the pressure chamber so that the two inks continuously ejected by the channel are combined in the air and no satellite is generated. A pattern generator to set and
前記パターンジェネレータが設定する前記拡張パルスの通電時間と前記収縮パルスの通電時間とに基づいて、前記アクチュエータに電圧を印加するスイッチ回路と、 A switch circuit for applying a voltage to the actuator based on the energization time of the expansion pulse and the energization time of the contraction pulse set by the pattern generator;
を備え、With
前記拡張パルスの通電時間は、前記圧力室の固有振動周期と0.82との積以上の値であり、 The energization time of the expansion pulse is a value not less than the product of the natural vibration period of the pressure chamber and 0.82.
前記収縮パルスの通電時間は、前記圧力室の固有振動周期と0.26との積である、 The energization time of the contraction pulse is a product of the natural vibration period of the pressure chamber and 0.26.
インクジェットヘッド。Inkjet head.
前記拡張パルスの通電時間の中心から前記収縮パルスの通電時間の中心までの時間は、前記固有振動周期である、
前記請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。 The pattern generator sets a pause time between the energization time of the expansion pulse and the energization time of the contraction pulse,
Wherein from the center of the extended pulse energizing time to the center of the energizing time of the contraction pulse time is the pre-Symbol-specific vibration period,
The inkjet head according to claim 1 or 2 .
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