JP6950568B2 - How to drive the liquid injection device and the liquid injection device - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置の駆動方法、及び、液体噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a method for driving a liquid injection device such as an inkjet recording device, and a liquid injection device.
液体噴射装置は、液体を液滴としてノズルから噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクをインク滴として噴射させて画像等の記録を行うインクジェット式記録装置（プリンター）等の画像記録装置を挙げることができる。また、この他、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタに用いられる色材、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイに用いられる有機材料、電極形成に用いられる電極材等、様々な種類の液体の噴射に液体噴射装置が用いられている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。 The liquid injection device is a device that includes a liquid injection head capable of injecting liquid as droplets from a nozzle, and injects various liquids from the liquid injection head. As a typical example of this liquid injection device, for example, an inkjet recording head (hereinafter referred to as a recording head) is provided, and liquid ink is ejected as ink droplets from a nozzle of the recording head to record an image or the like. An image recording device such as an inkjet recording device (printer) can be mentioned. In addition, a liquid injection device for injecting various types of liquids such as color materials used for color filters such as liquid crystal displays, organic materials used for organic EL (Electro Luminescence) displays, and electrode materials used for electrode formation. Is used. Then, the recording head for the image recording apparatus injects liquid ink, and the color material injecting head for the display manufacturing apparatus injects a solution of each color material of R (Red), G (Green), and B (Blue). Further, the electrode material injection head for the electrode forming apparatus injects a liquid electrode material, and the bioorganic material injection head for the chip manufacturing apparatus injects a solution of the bioorganic substance.
上記の液体噴射ヘッドは、圧力室内の液体に圧力を生じさせる圧力発生素子として圧電素子を備え、駆動信号（すなわち、駆動波形）の供給により圧電素子が振動して圧力室内の液体をノズルから噴射する。ところで、圧電素子を繰り返し駆動することにより、圧電素子が劣化し、圧電素子の変位量が低下する虞があった。その結果、ノズルから噴射される液滴の量が減り、画質等が劣化する虞があった。このような問題を抑制するべく、ノズルから噴射する液滴の噴射回数（吐出回数）を測定し、当該噴射回数に応じて駆動信号の電圧を補正する技術が知られている（特許文献１参照）。 The above liquid injection head includes a piezoelectric element as a pressure generating element that generates pressure in the liquid in the pressure chamber, and the piezoelectric element vibrates due to the supply of a drive signal (that is, a drive waveform) to inject the liquid in the pressure chamber from a nozzle. do. By the way, by repeatedly driving the piezoelectric element, there is a possibility that the piezoelectric element deteriorates and the displacement amount of the piezoelectric element decreases. As a result, the amount of droplets ejected from the nozzle is reduced, and there is a risk that the image quality and the like may be deteriorated. In order to suppress such a problem, there is known a technique of measuring the number of times a droplet is ejected from a nozzle (the number of times of ejection) and correcting the voltage of a drive signal according to the number of times of injection (see Patent Document 1). ).
しかしながら、圧電素子の劣化度合いは、液滴の噴射回数よりも圧電素子への駆動信号の供給時間に依存して変化する傾向にあることが、発明者の実験により分かった。圧電素子への駆動信号の供給時間は、駆動波形の種類に応じて変わる可能性があるため、液滴の噴射回数に応じて駆動信号の電圧を補正したとしても、十分に駆動信号を補正できない虞があった。その結果、印刷される画質等の劣化を十分に抑制できない虞があった。 However, it has been found by the inventor's experiment that the degree of deterioration of the piezoelectric element tends to change depending on the supply time of the drive signal to the piezoelectric element rather than the number of times the droplets are ejected. Since the supply time of the drive signal to the piezoelectric element may change depending on the type of drive waveform, even if the voltage of the drive signal is corrected according to the number of droplet injections, the drive signal cannot be sufficiently corrected. There was a risk. As a result, there is a risk that deterioration of printed image quality and the like cannot be sufficiently suppressed.
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、圧力発生素子に供給される駆動信号を適切に補正し、画質の劣化を抑制できる液体噴射装置の駆動方法、及び、液体噴射装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is a method for driving a liquid injection device capable of appropriately correcting a drive signal supplied to a pressure generating element and suppressing deterioration of image quality, and a method for driving the liquid injection device. , To provide a liquid injection device.
本発明の液体噴射装置の駆動方法は、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体を噴射するノズルと、
前記ノズルと連通する圧力室と、
前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生素子と、
前記圧力発生素子に供給される複数種類の駆動波形を生成する駆動波形生成部と、
を備える液体噴射装置の駆動方法であって、
前記駆動波形の前記圧力発生素子への供給回数に関するカウント値を、前記駆動波形の種類別に計測する工程と、
前記カウント値に、前記駆動波形の電位の変化の基準となる基準電位又は周期のうち少なくとも一方に基づく係数を乗じて前記圧力発生素子の劣化度合いの指標となるエージング値を求める工程と、
前記エージング値に応じて前記駆動波形を補正する工程と、
を含むことを特徴とする。
The method for driving the liquid injection device of the present invention has been proposed in order to achieve the above object, and includes a nozzle for injecting a liquid and a nozzle for injecting a liquid.
A pressure chamber communicating with the nozzle and
A pressure generating element that causes a pressure change in the liquid in the pressure chamber,
A drive waveform generator that generates a plurality of types of drive waveforms supplied to the pressure generating element,
It is a driving method of a liquid injection device including
A step of measuring the count value of the number of times the drive waveform is supplied to the pressure generating element for each type of the drive waveform, and
A step of multiplying the count value by a coefficient based on at least one of a reference potential or a period that serves as a reference for a change in the potential of the drive waveform to obtain an aging value that is an index of the degree of deterioration of the pressure generating element.
The step of correcting the drive waveform according to the aging value and
It is characterized by including.
本発明によれば、基準電位又は周期のうち少なくとも一方に基づいて、圧力発生素子の劣化度合いを求めるため、より正確に圧力発生素子の劣化度合いの指標となるエージング値を求めることができる。これにより、駆動波形に対して当該エージング値に応じた適切な補正を行うことができ、印刷される画質の劣化を抑制できる。 According to the present invention, since the degree of deterioration of the pressure generating element is determined based on at least one of the reference potential and the period, the aging value which is an index of the degree of deterioration of the pressure generating element can be obtained more accurately. As a result, the drive waveform can be appropriately corrected according to the aging value, and deterioration of the printed image quality can be suppressed.
また、上記駆動方法において、前記係数は、前記駆動波形の種類毎に設定されていることが望ましい。 Further, in the above driving method, it is desirable that the coefficient is set for each type of the driving waveform.
この駆動方法によれば、駆動波形の種類に応じたより正確な補正を行うことができる。 According to this driving method, more accurate correction can be performed according to the type of driving waveform.
さらに、上記各駆動方法の何れかにおいて、前記エージング値に基づいて算出した前記駆動波形の補正値が所定の値以上の場合に前記駆動波形を補正することが望ましい。 Further, in any of the above driving methods, it is desirable to correct the driving waveform when the correction value of the driving waveform calculated based on the aging value is equal to or more than a predetermined value.
また、上記各駆動方法の何れかにおいて、前記ノズル、前記圧力室及び前記圧力発生素子を有し、主走査方向に移動しながら前記ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドを備え、
液体噴射ヘッドが１回又は複数回走査する毎に前記エージング値を求めて前記駆動波形を補正することが望ましい。
Further, in any of the above driving methods, the nozzle, the pressure chamber, and the pressure generating element are provided, and a liquid injection head that injects liquid from the nozzle while moving in the main scanning direction is provided.
It is desirable to obtain the aging value and correct the drive waveform each time the liquid injection head scans once or a plurality of times.
この駆動方法によれば、１回又は複数回走査する毎にエージング値を求めて駆動波形を補正するため、駆動波形に対して一層適切な補正を行うことができ、印刷される画質の劣化を一層抑制できる。 According to this driving method, since the aging value is obtained and the driving waveform is corrected every time the scanning is performed once or a plurality of times, it is possible to perform more appropriate correction for the driving waveform and deteriorate the printed image quality. It can be further suppressed.
さらに、上記各駆動方法の何れかにおいて、前記液体噴射装置の電源投入後に前記エージング値を求めて前記駆動波形を補正することが望ましい。 Further, in any of the above driving methods, it is desirable to obtain the aging value after turning on the power of the liquid injection device and correct the driving waveform.
この駆動方法によれば、液体噴射装置の電源投入後における画質の劣化を抑制できる。 According to this driving method, deterioration of image quality after the power of the liquid injection device is turned on can be suppressed.
また、上記各駆動方法の何れかにおいて、前記ノズルから着弾対象に向けて前記液体を噴射する印刷動作を開始する前に前記エージング値を求めて前記駆動波形を補正することが望ましい。 Further, in any of the above driving methods, it is desirable to obtain the aging value and correct the driving waveform before starting the printing operation of injecting the liquid from the nozzle toward the landing target.
この駆動方法によれば、印刷動作毎に画質の劣化を抑制できる。 According to this driving method, deterioration of image quality can be suppressed for each printing operation.
さらに、上記各駆動方法の何れかにおいて、前記複数種類の駆動波形は、前記基準電位又は前記周期のうち少なくとも一方が互いに異なる波形であっても良い。 Further, in any of the above-mentioned driving methods, the plurality of types of driving waveforms may be waveforms in which at least one of the reference potential and the period is different from each other.
この駆動方法によれば、各駆動波形の基準電位や周期が互いに異なる場合であっても、駆動波形の種類に応じた補正を行うことができる。 According to this driving method, even when the reference potential and the period of each driving waveform are different from each other, the correction can be performed according to the type of the driving waveform.
また、上記各駆動方法の何れかにおいて、前記複数種類の駆動波形は、当該駆動波形に含まれるパルスの数又はパルスの形状のうち少なくとも一方が互いに異なる波形であっても良い。 Further, in any of the above-mentioned driving methods, the plurality of types of driving waveforms may be waveforms in which at least one of the number of pulses or the shape of the pulses included in the driving waveform is different from each other.
この駆動方法によれば、各駆動波形のパルスの数やパルスの形状が互いに異なる場合であっても、駆動波形の種類に応じた補正を行うことができる。 According to this driving method, even if the number of pulses and the shape of the pulses of each driving waveform are different from each other, the correction can be performed according to the type of the driving waveform.
そして、本発明の液体噴射装置は、液体を噴射するノズルと、
前記ノズルと連通する圧力室と、
前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生素子と、
前記圧力発生素子に供給される複数種類の駆動波形を生成する駆動波形生成部と、
を備える液体噴射装置であって、
前記駆動波形の前記圧力発生素子への供給回数に関するカウント値を、前記駆動波形の種類別に計測し、
前記カウント値に、前記駆動波形の電位の変化の基準となる基準電位又は周期のうち少なくとも一方に基づく係数を乗じて前記圧力発生素子の劣化度合いの指標となるエージング値を求め、
前記エージング値に応じて前記駆動波形を補正することを特徴とする。
The liquid injection device of the present invention includes a nozzle for injecting a liquid and a nozzle for injecting a liquid.
A pressure chamber communicating with the nozzle and
A pressure generating element that causes a pressure change in the liquid in the pressure chamber,
A drive waveform generator that generates a plurality of types of drive waveforms supplied to the pressure generating element,
It is a liquid injection device equipped with
A count value relating to the number of times the drive waveform is supplied to the pressure generating element is measured for each type of the drive waveform.
The count value is multiplied by a coefficient based on at least one of a reference potential or a period that serves as a reference for a change in the potential of the drive waveform to obtain an aging value that is an index of the degree of deterioration of the pressure generating element.
It is characterized in that the drive waveform is corrected according to the aging value.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）１を例に挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are given as suitable specific examples of the present invention, but the scope of the present invention is the scope of the present invention unless otherwise specified in the following description to limit the present invention. It is not limited to these aspects. Further, in the following, as the liquid injection device of the present invention, an inkjet recording device (hereinafter, printer) 1 will be described as an example.
図１は、プリンター１の一形態の構成を説明する斜視図、図２は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。本実施形態におけるプリンター１は、紙送り機構３、キャリッジ移動機構４、リニアエンコーダー５、及び記録ヘッド６を有するプリントエンジン２と、このプリントエンジン２の各部を制御するプリンターコントローラー７とを有する。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of one form of the
プリンターコントローラー７は、プリンターの各部の制御を行う制御ユニットである。本実施形態におけるプリンターコントローラー７は、制御回路９及び駆動信号発生回路１０（本発明における駆動波形生成部に相当）等を備えている。制御回路９は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置であり、図示しないＣＰＵや記憶装置等から構成されている。制御回路９は、記憶装置に記憶されているプログラム等に従って、各ユニットを制御する。また、本実施形態における制御回路９は、外部機器等から受信した印刷データに基づき、印刷動作（液体噴射動作）の際、記録ヘッド６のノズル２１（図３参照）からどのタイミングでどの大きさのインク滴（液滴）を噴射させるかを示す噴射データを生成し、当該噴射データを記録ヘッド６のヘッドコントローラー１２に送信する。
The
また、制御回路９は、後述するようにキャリッジ１６の移動（主走査）に伴ってリニアエンコーダー５から出力されるエンコーダー信号（エンコーダーパルス）からタイミング信号（タイミングパルス）ＰＴＳ（図４及び図６参照）を生成するタイミングパルス生成手段として機能する。このタイミング信号ＰＴＳは、駆動信号発生回路１０が発生する駆動信号の発生開始タイミングを定める信号である。つまり、駆動信号発生回路１０は、このタイミング信号ＰＴＳを受信する毎に所定の駆動波形を出力する。換言すると、駆動信号発生回路１０は、上記のタイミング信号ＰＴＳに基づく周期（以下、単位周期Ｔという。）で各種の駆動波形を繰り返し発生する。本実施形態におけるプリンター１のタイミング信号ＰＴＳに基づく駆動波形の発生周波数は、例えば、印刷動作において約８〔ｋＨｚ〕に設定されている。なお、印刷動作以外のキャリッジ１６の移動が無い期間においては、タイミング信号ＰＴＳは、駆動波形（例えば、微振動波形や検査波形）の種類に応じて、タイマー等により一定の間隔で発生する。また、制御回路９は、印刷データのラッチタイミングを規定するラッチ信号ＬＡＴ、及び、駆動信号に含まれる各駆動パルスの選択タイミングを規定するチェンジ信号ＣＨを出力する。さらに、本実施形態における制御回路９は、駆動波形の圧電素子２４への供給回数に関する値（本実施形態では、タイミング信号ＰＴＳ）をカウントし、これに基づいて圧電素子２４の劣化度合いの指標を算出する。そして、この劣化度合いの指標に応じて圧電素子２４に印加する駆動波形の電圧値（最大電位と最小電位との差、基準電位（中間電位）等）を補正する。なお、この駆動波形の補正に関しては、後述する。
Further, as will be described later, the control circuit 9 has a timing signal (timing pulse) PTS (see FIGS. 4 and 6) from an encoder signal (encoder pulse) output from the linear encoder 5 as the
駆動信号発生回路１０は、駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成し、これを図示しない増幅回路により増幅して駆動信号ＣＯＭを生成する。また、制御回路９からの信号により、圧電素子２４の劣化度合いに応じて駆動信号ＣＯＭの電圧を補正する。すなわち、駆動信号発生回路１０は、電圧が補正された駆動信号ＣＯＭを生成する。本実施形態における駆動信号発生回路１０は、上記の単位周期Ｔで、それぞれ、図４に示される第１駆動信号ＣＯＭ１と、図６に示される第２駆動信号ＣＯＭ２と、を繰り返し発生する。また、第１駆動信号ＣＯＭ１は、ラッチ信号ＬＡＴに応じて発生されるチェンジ信号ＣＨにより２つの駆動パルス（単にパルスともいう）に分けられ、それぞれの駆動パルスを選択的に出力する。すなわち、駆動信号発生回路１０は、第１駆動信号ＣＯＭ１から駆動パルスの数を異ならせた２種類の駆動波形を生成する。なお、これらの第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２等の詳細については後述する。また、本実施形態における駆動信号発生回路１０は、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２等からなる印刷動作に使用される駆動波形（すなわち、吐出波形）の他に、種々の駆動波形を生成する。例えば、印刷領域外でノズル２１からインクを噴射するフラッシング動作に使用されるフラッシング波形、圧電素子２４が駆動されたときの残留振動に起因する圧電素子２４の逆起電力信号に基づいて不良ノズルを検出するノズル検査動作に使用される検査波形、インク滴が噴射されない程度にノズル２１内のメニスカスを微振動させる微振動動作に使用される微振動波形、及び、圧力室２６内のインクに高周波の微振動を加えて不良ノズルを復帰させる回復動作に使用される超音波微振動波形等を生成する。これらの駆動波形は、駆動信号発生回路１０により発生され、記録ヘッド６のヘッドコントローラー１２に送信される。そして、駆動信号発生回路１０側から送られてきた駆動波形は、制御回路９から送られてきた噴射データ等に基づき選択的に圧電素子２４に印加される。
The drive
次に、プリントエンジン２について説明する。このプリントエンジン２は、図１に示すように、紙送り機構３、キャリッジ移動機構４、リニアエンコーダー５、及び、記録ヘッド６等を備えている。キャリッジ移動機構４は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド６が取り付けられたキャリッジ１６と、このキャリッジ１６を、タイミングベルト等を介して走行させる駆動モーター（例えば、ＤＣモーター）等からなり（図示せず）、キャリッジ１６に搭載された記録ヘッド６をガイドロッド１８に沿って主走査方向に移動させる。紙送り機構３は、紙送りモーター及び紙送りローラー等からなり、記録媒体Ｓ（液滴の着弾対象の一種）をプラテン上に順次送り出して副走査を行う。また、リニアエンコーダー５は、キャリッジ１６に搭載された記録ヘッド６の走査位置に応じたエンコーダー信号を、主走査方向における位置情報としてプリンターコントローラー７の制御回路９に出力する。制御回路９は、リニアエンコーダー５側から受信したエンコーダー信号に基づいて記録ヘッド６の走査位置（現在位置）を把握することができる。
Next, the
このように構成されたプリンター１は、紙送り機構３によって記録媒体Ｓを順次搬送すると共に、記録媒体Ｓに対して記録ヘッド６を主走査方向に相対移動させながら、当該記録ヘッド６のノズル２１（図３参照）から液体の一種であるインク（インク滴）を噴射（吐出）させて、記録媒体Ｓ上に当該インクを着弾させることにより画像等を記録する。なお、インクカートリッジ１７がプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジ１７のインクが供給チューブを通じて記録ヘッド６側に送られる構成を採用することもできる。
The
図３は、記録ヘッド６の内部構成を説明する要部断面図である。本実施形態における記録ヘッド６は、ノズルプレート２２、流路基板２３、圧電素子２４（本発明における圧力発生素子に相当）、及びケース２０等を積層して構成されている。ノズルプレート２２は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル２１が列状に開設された板状の部材であり、例えば、シリコン単結晶基板あるいはステンレス等の金属板により作製される。本実施形態では、複数のノズル２１から構成されるノズル列（ノズル群の一種）がノズルプレート２２に２列並設されている。本実施形態におけるノズル列は、例えば合計４００個のノズル２１により構成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part for explaining the internal configuration of the
流路基板２３には、上記ノズルプレート２２のノズル２１に連通する圧力室２６が形成されている。この圧力室２６は、各ノズル２１に対応して複数形成されている。流路基板２３における圧力室２６の列の外側には、共通液室２５が形成されている。この共通液室２５は、供給口２７を介して各圧力室２６と個々に連通している。また、共通液室２５には、インクカートリッジ１７側からのインクがケース２０のインク導入路２８を通じて導入される。流路基板２３のノズルプレート２２側とは反対側の上面には、弾性膜３０を介して圧電素子２４が形成されている。
A
圧電素子２４は、金属製の下電極膜と、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等からなる圧電体層と、金属からなる上電極膜（何れも図示せず）とを順次積層することで形成されている。この圧電素子２４は、所謂撓みモードの圧電素子であり、圧力室２６の上部を覆うように形成されている。本実施形態において、２列のノズル列に対応して２列の圧電素子列が、並設されている。各圧電素子２４の端子部には、信号経路の一部を構成し配線部材の一種であるＣＯＦ（Chip On Film）等の配線基板３１が電気的に接続されている。この配線基板３１は、プリンターコントローラー７から送られてくる駆動信号を圧電素子２４に印加する。本実施形態においてはこの配線基板３１にヘッドコントローラー１２（図２参照）が設けられているが、これには限られず、ヘッドコントローラー１２がインターポーザーとして機能する別途の基板に配置される構成を採用することもできる。駆動信号発生回路１０側から配線基板３１を通じて送られてきた駆動波形は、制御回路９から送られてきた噴射データに基づき選択的に圧電素子２４に印加される。駆動波形に含まれる駆動パルスが圧電素子２４に印加されると、当該圧電素子２４は、当該駆動パルスの電圧波形に応じて変形する。これにより、当該圧電素子２４に対応する圧力室２６内のインクに圧力変動が生じ、このインクの圧力変動によりノズル２１からインクが噴射（吐出）される。
The
次に、印刷動作において使用される吐出波形について説明する。図４は本実施形態における初期状態の第１駆動信号ＣＯＭ１の構成の一例を説明する波形図である。また、図５は初期状態の第１駆動信号ＣＯＭ１に含まれる第１駆動パルスＰ１の波形図である。なお、各図において横軸は時間を、縦軸は電圧（電位）を、それぞれ示している。本実施形態の第１駆動信号ＣＯＭ１は、上記のようにタイミング信号ＰＴＳ及びラッチ信号ＬＡＴで規定される単位周期Ｔで駆動信号発生回路１０から繰り返し発生される。この単位周期Ｔは、ラッチ信号ＬＡＴに応じて発生されるチェンジ信号ＣＨにより前半部分の第１周期Ｔ１と後半部分の第２周期Ｔ２とに分けられる。本実施形態においては、前半（第１周期Ｔ１）及び後半（第２周期Ｔ２）においてそれぞれ第１駆動パルスＰ１（本発明におけるパルスの一種）が発生される。
Next, the ejection waveform used in the printing operation will be described. FIG. 4 is a waveform diagram illustrating an example of the configuration of the first drive signal COM1 in the initial state in the present embodiment. Further, FIG. 5 is a waveform diagram of the first drive pulse P1 included in the first drive signal COM1 in the initial state. In each figure, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents voltage (potential). The first drive signal COM1 of the present embodiment is repeatedly generated from the drive
図５に示されるように、第１駆動パルスＰ１は、第１予備膨張要素ｐ１と、第１膨張ホールド要素ｐ２と、第１収縮要素ｐ３と、第１収縮ホールド要素ｐ４と、第１復帰膨張要素ｐ５と、を備えている。第１予備膨張要素ｐ１は、第１駆動信号ＣＯＭ１における電位変化の始点及び終点の電位である第１基準電位ＶＢ１（第１駆動信号ＣＯＭ１における中間電位）から当該第１基準電位ＶＢ１よりも低い第１膨張電位ＶＬ１（第１駆動信号ＣＯＭ１における最小電位）まで電位が変化する波形要素である。第１膨張ホールド要素ｐ２は、第１予備膨張要素ｐ１の終端電位である第１膨張電位ＶＬ１を一定時間維持する波形要素である。第１収縮要素ｐ３は、第１膨張電位ＶＬ１から第１基準電位ＶＢ１よりも高い第１収縮電位ＶＨ１（第１駆動信号ＣＯＭ１における最大電位）まで比較的急峻な電位勾配（単位時間当たりの電位変化率）で変化する波形要素である。第１収縮ホールド要素ｐ４は、第１収縮電位ＶＨ１を所定時間維持する波形要素である。第１復帰膨張要素ｐ５は、第１収縮電位ＶＨ１から第１基準電位ＶＢ１まで電位が復帰する波形要素である。なお、本実施形態における第１基準電位ＶＢ１の電位は、第１膨張電位ＶＬ１と第１収縮電位ＶＨ１との間の電位（すなわち、中間電位）に設定されている。 As shown in FIG. 5, the first drive pulse P1 includes a first pre-expansion element p1, a first expansion hold element p2, a first contraction element p3, a first contraction hold element p4, and a first return expansion. It has an element p5 and. The first pre-expansion element p1 is lower than the first reference potential VB1 from the first reference potential VB1 (intermediate potential in the first drive signal COM1) which is the potential of the start point and the end point of the potential change in the first drive signal COM1. It is a waveform element whose potential changes up to 1 expansion potential VL1 (minimum potential in the first drive signal COM1). The first expansion hold element p2 is a waveform element that maintains the first expansion potential VL1 which is the terminal potential of the first preliminary expansion element p1 for a certain period of time. The first contraction element p3 has a relatively steep potential gradient (potential change per unit time) from the first expansion potential VL1 to the first contraction potential VH1 (maximum potential in the first drive signal COM1) higher than the first reference potential VB1. It is a waveform element that changes with rate). The first contraction hold element p4 is a waveform element that maintains the first contraction potential VH1 for a predetermined time. The first return expansion element p5 is a waveform element in which the potential returns from the first contraction potential VH1 to the first reference potential VB1. The potential of the first reference potential VB1 in the present embodiment is set to a potential (that is, an intermediate potential) between the first expansion potential VL1 and the first contraction potential VH1.
圧電素子２４に第１駆動パルスＰ１が印加される直前（インクが噴射される前）の状態では、圧電素子２４には第１基準電位ＶＢ１が継続して印加されており、圧力室２６内には圧電素子２４の駆動に基づく圧力変化（圧力振動）は生じていない。この状態から上記の駆動パルスＰ１が圧電素子２４に印加されると、まず、第１予備膨張要素ｐ１によって圧電素子２４は圧力室２６の外側（ノズル２１から遠ざかる側）に向かって撓み、これに伴って圧力室２６が第１基準電位ＶＢ１に対応する基準容積から第１膨張電位ＶＬ１に対応する第１膨張容積まで膨張する。この膨張により、ノズル２１におけるメニスカスが圧力室２６側に大きく引き込まれる。そして、この圧力室２６の膨張状態は、第１膨張ホールド要素ｐ２によって所定時間だけ維持された後、第１収縮要素ｐ３により圧電素子２４が圧力室２６の内側（ノズル２１に近づく側）に向かって撓む。これに伴い、圧力室２６は第１膨張容積から第１収縮電位ＶＨ１に対応する第１収縮容積まで急激に収縮される。これにより、圧力室２６内のインクが加圧されて、ノズル２１内のメニスカスが噴射側（プラテン上の記録媒体Ｓ側）に押し出される。続いて、第１収縮ホールド要素ｐ４が供給され、圧力室２６が収縮した状態が所定時間だけ維持される。この間に、インクが慣性によりノズル形成面におけるノズル２１の開口よりも外側に押し出されて、記録ヘッド６が噴射可能なインク滴のサイズのうちの中間の大きさである中ドットに相当する量のインク滴がノズル２１から噴射される。その後、第１復帰膨張要素ｐ５が圧電素子２４に印加され、当該圧電素子２４は第１基準電位ＶＢ１まで変位する。これにより、圧力室２６が収縮容積から第１基準電位ＶＢ１に対応する基準容積まで膨張する。
Immediately before the first drive pulse P1 is applied to the piezoelectric element 24 (before the ink is ejected), the first reference potential VB1 is continuously applied to the
図６は本実施形態における初期状態の第２駆動信号ＣＯＭ２の構成の一例を説明する波形図である。また、図７は初期状態の第２駆動信号ＣＯＭ２に含まれる第２駆動パルスＰ２の波形図である。本実施形態における第２駆動信号ＣＯＭ２は、第１駆動信号ＣＯＭ１と同様にタイミング信号ＰＴＳ及びラッチ信号ＬＡＴで規定される単位周期Ｔで駆動信号発生回路１０から繰り返し発生される。この第２駆動信号ＣＯＭ２では、単位周期Ｔにおいて第２駆動パルスＰ２のみが発生される。本実施形態における第２駆動パルスＰ２は、記録ヘッド６のノズル２１から噴射可能なインク滴のサイズのうち最も小さいインク滴（小ドット）を噴射するための駆動パルスである。図７に示されるように、本実施形態における第２駆動パルスＰ２は、第２予備膨張要素ｐ１１と、第２膨張ホールド要素ｐ１２と、第２収縮要素ｐ１３と、第１中間ホールド要素ｐ１４と、再膨張要素ｐ１５と、第２中間ホールド要素ｐ１６と、再収縮要素ｐ１７と、再収縮ホールド要素ｐ１８と、第２復帰膨張要素ｐ１９と、からなる。
FIG. 6 is a waveform diagram illustrating an example of the configuration of the second drive signal COM2 in the initial state in the present embodiment. Further, FIG. 7 is a waveform diagram of the second drive pulse P2 included in the second drive signal COM2 in the initial state. The second drive signal COM2 in the present embodiment is repeatedly generated from the drive
第２予備膨張要素ｐ１１は、第１駆動パルスＰ１の第１基準電位ＶＢ１とは異なる（本実施形態においては、第１基準電位ＶＢ１よりも高い）第２基準電位ＶＢ２（第２駆動信号ＣＯＭ２における中間電位）から当該第２基準電位ＶＢ２よりも低い第２膨張電位ＶＬ２（第２駆動信号ＣＯＭ２における最小電位）まで一定勾配で電位が変化する波形要素である。第２膨張ホールド要素ｐ１２は、第２予備膨張要素ｐ１１の終端電位である第２膨張電位ＶＬ２を一定時間維持する波形要素である。第２収縮要素ｐ１３は、第２膨張電位ＶＬ２から当該第２膨張電位ＶＬ２よりも高く且つ後述する第２収縮電位ＶＨ２よりも低い第１中間収縮電位ＶＭ１まで電位が変化する波形要素である。第１中間ホールド要素ｐ１４は、第１中間収縮電位ＶＭ１を一定時間維持する波形要素である。再膨張要素ｐ１５は、第１中間収縮電位ＶＭ１から当該第１中間収縮電位ＶＭ１よりも低く且つ第２膨張電位ＶＬ２よりも高い第２中間膨張電位ＶＭ２まで電位が下降する波形要素である。第２中間ホールド要素ｐ１６は、第２中間膨張電位ＶＭ２を一定時間維持する波形要素である。再収縮要素ｐ１７は第２中間膨張電位ＶＭ２から第１中間収縮電位ＶＭ１よりも高い第２収縮電位ＶＨ２（第２駆動信号ＣＯＭ２における最大電位）まで電位が変化する波形要素である。再収縮ホールド要素ｐ１８は、第２収縮電位ＶＨ２を一定時間維持する波形要素である。第２復帰膨張要素ｐ１９は、第２収縮電位ＶＨ２から第２基準電位ＶＢ２まで電位が復帰する波形要素である。なお、本実施形態における第２基準電位ＶＢ２の電位は、第２膨張電位ＶＬ２と第２収縮電位ＶＨ２との間の電位（すなわち、中間電位）に設定されている。 The second pre-expansion element p11 is different from the first reference potential VB1 of the first drive pulse P1 (in this embodiment, higher than the first reference potential VB1), and the second reference potential VB2 (in the second drive signal COM2). It is a waveform element whose potential changes with a constant gradient from the intermediate potential) to the second expansion potential VL2 (minimum potential in the second drive signal COM2) lower than the second reference potential VB2. The second expansion hold element p12 is a waveform element that maintains the second expansion potential VL2, which is the terminal potential of the second preliminary expansion element p11, for a certain period of time. The second contraction element p13 is a waveform element whose potential changes from the second expansion potential VL2 to the first intermediate contraction potential VM1 which is higher than the second expansion potential VL2 and lower than the second contraction potential VH2 described later. The first intermediate hold element p14 is a waveform element that maintains the first intermediate contraction potential VM1 for a certain period of time. The re-expansion element p15 is a waveform element whose potential drops from the first intermediate contraction potential VM1 to the second intermediate expansion potential VM2 which is lower than the first intermediate contraction potential VM1 and higher than the second expansion potential VL2. The second intermediate hold element p16 is a waveform element that maintains the second intermediate expansion potential VM2 for a certain period of time. The recontraction element p17 is a waveform element whose potential changes from the second intermediate expansion potential VM2 to the second contraction potential VH2 (maximum potential in the second drive signal COM2) higher than the first intermediate contraction potential VM1. The re-contraction hold element p18 is a waveform element that maintains the second contraction potential VH2 for a certain period of time. The second return expansion element p19 is a waveform element in which the potential returns from the second contraction potential VH2 to the second reference potential VB2. The potential of the second reference potential VB2 in the present embodiment is set to a potential (that is, an intermediate potential) between the second expansion potential VL2 and the second contraction potential VH2.
上記の第２駆動パルスＰ２が圧電素子２４に印加されると、まず、第２予備膨張要素ｐ１１によって圧電素子２４は圧力室２６の外側に向かって撓み、これに伴って圧力室２６が第２基準電位ＶＢ２に対応する基準容積から第２膨張電位ＶＬ２に対応する第２膨張容積まで膨張し、ノズル２１におけるメニスカスが圧力室２６側に大きく引き込まれる。この圧力室２６の膨張状態は、第２膨張ホールド要素ｐ１２によって所定時間だけ維持される。第２膨張ホールド要素ｐ１２によるホールドの後、第２収縮要素ｐ１３により圧電素子２４が圧力室２６の内側に向かって急激に撓む。これに伴い、圧力室２６は第２膨張容積から第１中間収縮電位ＶＭ１に対応する中間収縮容積まで収縮される。これにより、圧力室２６内のインクが加圧されて、メニスカスが噴射側に押し出される。この後、第１中間ホールド要素ｐ１４が圧電素子２４に印加され、圧力室２６が収縮した状態が所定時間だけ維持される。
When the second drive pulse P2 is applied to the
続いて、再膨張要素ｐ１５が圧電素子２４に印加されることにより、当該圧電素子２４が圧力室２６の外側に向かって急激に撓む。これに伴い、圧力室２６は、中間収縮容積から第２中間膨張電位ＶＭ２に対応する中間膨張容積まで再度膨張する。ここで、ノズル２１の内部では、中央部（ノズル２１の仮想的な中心軸に近い部分）のインクほど圧力室２６内の圧力変化に追従して動きやすい一方、ノズル内壁面に近い部分ほどその粘性が影響して圧力変化に追従し難いため移動速度が遅くなる。このため、圧力室２６を急激に膨張させると、主にメニスカスの中央部が圧力室２６側に再度引き込まれる一方、メニスカスにおいてノズル２１の内壁面に近い部分は、中央部よりも噴射側に位置する。圧力室２６の膨張状態は、第２中間ホールド要素ｐ１６によって所定時間だけ維持される。
Subsequently, when the re-expansion element p15 is applied to the
第２中間ホールド要素ｐ１６の後、再収縮要素ｐ１７により圧電素子２４が圧力室２６の内側に向かってより大きく撓む。これに伴い、圧力室２６は中間膨張容積から第２収縮電位ＶＨ２に対応する第２収縮容積まで急激に収縮される。これにより、圧力室２６内のインクが加圧されて、圧力変化に追従しやすいメニスカスの中央部が噴射側に押し出される。圧力室２６の収縮状態は、再収縮ホールド要素ｐ１８により所定時間だけ維持される。再収縮ホールド要素ｐ１８の後、第２復帰膨張要素ｐ１９が圧電素子２４に印加され、当該圧電素子２４は第２基準電位ＶＢ２に対応する基準位置まで変位する。これにより、圧力室２６が第２収縮容積から第２基準電位ＶＢ２に対応する基準容積まで膨張する。上記の再収縮要素ｐ１７により慣性力によって主にメニスカスの中央部が噴射方向へ伸びつつある状態でこの方向とは逆方向にノズル２１内のインクが引き込まれるので、メニスカスの中央部分の噴射側に押し出された部分がノズル２１内のインクから分離し、この分離した部分が、第１駆動パルスＰ１により噴射されるインク滴よりも微小な小ドットに対応するインク滴として記録媒体Ｓに向けて飛翔する。
After the second intermediate hold element p16, the re-shrinkage element p17 causes the
図８は記録階調に応じた駆動波形について説明する波形図である。より具体的には、図８の波形１は小ドットを記録する際の駆動パルスの選択パターン、図８の波形２は中ドットを記録する際の駆動パルスの選択パターン、図８の波形３は大ドットを記録する際の駆動パルスの選択パターンをそれぞれ示している。本実施形態では、記録媒体Ｓにおける１つの画素（画像等の構成単位）の形成領域に対し、ドットを形成しない非記録も含めて合計４階調の表現が可能となっている。すなわち、単位周期Ｔ内で圧電素子２４に印加する駆動パルスの数や種類を変えることで１つの画素領域（記録媒体Ｓにおける仮想上の画素形成領域）に対して記録されるドットの大きさを異ならせることができる。例えば、単位周期Ｔにおいて画素領域に小ドットを形成する場合、第２駆動信号ＣＯＭ２の単位周期Ｔ内の第２駆動パルスＰ２のみが選択された波形１が圧電素子２４に印加される。また、単位周期Ｔにおいて画素領域に中ドットを形成する場合、第１駆動信号ＣＯＭ１の単位周期Ｔ内の第１駆動パルスＰ１が１つ選択された波形２が圧電素子２４に印加される。さらに、単位周期Ｔにおいて画素領域に大ドットを形成する場合、第１駆動信号ＣＯＭ１の単位周期Ｔ内の第１駆動パルスＰ１が２つ選択された波形３が圧電素子２４に印加される。
FIG. 8 is a waveform diagram illustrating a drive waveform according to the recording gradation. More specifically,
ところで、上記のような駆動波形を圧電素子２４に印加して当該圧電素子２４を駆動し続けると、圧電素子２４の変形特性が劣化し、インクの噴射量（吐出量）が減少することが知られている。図９は、上記した波形１、波形２及び波形３における通電時間とインクの噴射量（Ｉｗ）の変化率との関係を説明するグラフである。図９における縦軸は、駆動波形を圧電素子２４に印加した場合に噴射されるインク滴の噴射量（Ｉｗ）の変化率（具体的には、圧電素子２４が劣化していない場合（換言すると、通電時間が０の場合）の当該駆動波形によるインク滴の噴射量を基準とした変化率）である。要するに、図９における縦軸は、圧電素子２４の劣化の度合いを表している。また、図９における横軸は、圧電素子２４への通電時間、すなわち駆動波形を圧電素子２４に印加した累積時間（積算時間）である。
By the way, it is known that when the above-mentioned drive waveform is applied to the
図９のグラフに示すように、通電時間が長くなるにつれて、インクの噴射量が減少、すなわち圧電素子２４が劣化することが分かる。ここで、上記したように、波形２及び波形３は、第１駆動パルスＰ１から成り、第１基準電位ＶＢ１を基準として変化する駆動波形であるのに対し、波形１は、第２駆動パルスＰ２から成り、第１基準電位ＶＢ１よりも高い第２基準電位ＶＢ２を基準として変化する駆動波形である。すなわち、波形１は、波形２及び波形３よりも電位の変化の基準となる基準電位が高くなっている。要するに、駆動波形が印加されている期間の大部分において、波形１の電位は、波形２及び波形３の電位よりも高くなっている。図９のグラフから分かるように、波形２及び波形３は、基準電位が同電位に揃えられているため、波形２が印加され続けた場合の圧電素子２４の劣化度合いと、波形３が印加され続けた場合の圧電素子２４の場合の劣化度合いとは、略同じになる。一方、波形１は、波形２及び波形３よりも基準電位が高く設定されているため、波形１が印加され続けた場合の圧電素子２４の劣化度合いは、波形２又は波形３が印加され続けた場合の圧電素子２４の場合の劣化度合いよりも速い。このため、本発明においては、この劣化の度合いに応じて、駆動波形の最大電位と最小電位との電位差Ｖｈ１，Ｖｈ２（以下、駆動波形の電圧値と称する）が大きくなるように補正する。
As shown in the graph of FIG. 9, it can be seen that as the energization time becomes longer, the amount of ink ejected decreases, that is, the
本実施形態における駆動波形の補正について説明する。図１０は、補正係数テーブルの一例を説明する表である。図１１は、駆動波形の補正方法の流れを説明するフローチャートである。まず、駆動波形のタイミング信号ＰＴＳの回数をカウント値（本発明における駆動波形の供給回数に関するカウント値に相当）として、駆動波形の種類別に計測する（ステップＳ１）。すなわち、圧電素子２４に供給された全ての駆動波形のタイミング信号ＰＴＳをそれぞれカウントし、その回数をカウント値として記憶していく。なお、本実施形態におけるプリンター１は、図１０に示すように、吐出波形である波形１〜波形３のほか、フラッシング波形である波形４〜波形７、検査波形である波形８〜波形１０、微振動波形である波形１１〜波形１３、及び、超音波波形である波形１４、波形１５を有している。すなわち、波形１〜波形１５の計１５種類の駆動波形を有している。これらの波形１〜波形１５は、基準電位、単位周期Ｔ、波形に含まれる駆動パルスの数、又は、駆動パルスの形状の少なくとも１つ以上が異なっている。例えば、上記の波形１と波形２とは基準電位及び駆動パルスの形状が異なり、波形２と波形３とは駆動パルスの数が異なっている。
The correction of the drive waveform in this embodiment will be described. FIG. 10 is a table for explaining an example of the correction coefficient table. FIG. 11 is a flowchart illustrating a flow of a driving waveform correction method. First, the number of times of the timing signal PTS of the drive waveform is set as a count value (corresponding to the count value regarding the number of times of supply of the drive waveform in the present invention), and is measured for each type of drive waveform (step S1). That is, the timing signals PTS of all the drive waveforms supplied to the
次に、タイミング信号ＰＴＳのカウント値に、基準電位又は周期のうち少なくとも一方に基づく係数を乗じて圧電素子２４の劣化度合いの指標となるエージング値を求める（ステップＳ２）。なお、本実施形態においては、周期に基づく係数ａ及び基準電位に基づく係数ｂの両方を乗じてエージング値を求めている。具体的には、エージング値Ａは、例えば、以下の式（１）によりを求めることができる。
Ａ＝（ＰＴＳ１×ａ１×ｂ１）＋（ＰＴＳ２×ａ２×ｂ２）＋・・・
＋（ＰＴＳ１４×ａ１４×ｂ１４）＋（ＰＴＳ１５×ａ１５×ｂ１５） …（１）
ここで、ＰＴＳ１〜ＰＴＳ１５は、波形１〜波形１５のそれぞれのタイミング信号ＰＴＳのカウント値である。また、係数ａ１〜ａ１５は、波形１〜波形１５のそれぞれの周期に関する係数であり、係数ｂ１〜ｂ１５は、波形１〜波形１５のそれぞれの基準電位に関する係数である。なお、これらの係数ａ１〜ａ１５、ｂ１〜ｂ１５は、テーブルとして制御回路９の記憶装置（図示せず）に記憶されている。
Next, the count value of the timing signal PTS is multiplied by a coefficient based on at least one of the reference potential and the period to obtain an aging value that is an index of the degree of deterioration of the piezoelectric element 24 (step S2). In this embodiment, the aging value is obtained by multiplying both the coefficient a based on the period and the coefficient b based on the reference potential. Specifically, the aging value A can be obtained by, for example, the following equation (1).
A = (PTS1 x a1 x b1) + (PTS2 x a2 x b2) + ...
+ (PTS14 x a14 x b14) + (PTS15 x a15 x b15) ... (1)
Here, PTS1 to PTS15 are count values of the respective timing signals PTS of
より詳しく説明すると、係数ａ１〜ａ１５は、タイミング信号ＰＴＳの間隔を表すものであり、例えば、単位周期Ｔの長さや、基準時間（任意に設定可能）に対する単位周期Ｔの長さの比が用いられる。上記式（１）に示すように、この係数ａ１〜ａ１５をＰＴＳ１〜ＰＴＳ１５に乗じることで、波形１〜波形１５のそれぞれの通電時間に関する指標（又は、通電時間自体の長さ）を求めることができる。一方、係数ｂ１〜ｂ１５は、通電時間に関する指標（又は、通電時間自体の長さ）を補正する係数であり、現在の基準電位の値に応じて決定される。この係数ｂ１〜ｂ１５は、基準電位の高い駆動波形ほど高い値に設定され、基準電位の低い駆動波形ほど低い値に設定されている。すなわち、基準電位が高い駆動波形ほど圧電素子２４に供給された際に当該圧電素子２４の劣化が進み易いため、エージング値が大きくなるように設定されている。要するに、図９におけるグラフにおいて、横軸をエージング値とした場合に、基準電位が高い駆動波形ほどグラフの右側に進み易く、圧電素子２４の劣化によりインクの噴射量が減り易い傾向にあるので、係数ｂ１〜ｂ１５は、これに応じてエージング値のカウントを補正する。一方、基準電位が低い駆動波形ほど圧電素子２４に供給された際に当該圧電素子２４の劣化が進み難いため、エージング値が小さくなるように設定されている。要するに、図９におけるグラフにおいて、基準電位が低い駆動波形ほどグラフの右側に進み難く、インクの噴射量が減り難い傾向にあるので、係数ｂ１〜ｂ１５は、これに応じてエージング値のカウントを補正する。このように、係数ｂ１〜ｂ１５は、基準電位に応じてエージング値を微調整するための補正係数となっている。なお、補正により基準電位が初期設定と異なる電位に再設定されている場合には、補正後の基準電位に基づいて係数の値を異ならせることもできる。また、温度に応じて吐出波形を補正する場合において当該温度補正により基準電位が初期設定と異なる電位に再設定されている場合にも、温度補正後の基準電位に基づいて係数の値を異ならせることもできる。要するに、係数ｂ１〜ｂ１５は、基準電位に基づいて計算やテーブル等により設定し直すことができる。
More specifically, the coefficients a1 to a15 represent the interval of the timing signal PTS, and for example, the length of the unit cycle T or the ratio of the length of the unit cycle T to the reference time (which can be arbitrarily set) is used. Be done. As shown in the above equation (1), by multiplying the coefficients a1 to a15 by PTS1 to PTS15, an index (or the length of the energization time itself) relating to each energization time of the
エージング値を求めたならば、当該エージング値に基づいて駆動波形の補正値を算出する（ステップＳ３）。ここで、補正値は、圧電素子２４の劣化度合いを考慮した駆動波形の電圧値（駆動波形における最大電位と最小電位との差）であり、例えば、以下の式（２）より算出される。
Ｖｈｎ＝Ｖｈｎ０＋（Ａ×ｃｎ） …（２）
ここで、Ｖｈｎは波形ｎにおける補正値であり、Ｖｈｎ０は初期状態（初期設定）における波形ｎの電圧値である。ｃｎはエージング値Ａに乗算されて、波形ｎの初期電圧値Ｖｈｎ０を補うための電圧の値（Ａ×ｃｎ）を求める係数である。この係数ｃｎは、駆動波形の種類ごとに求められている。なお、係数ｃｎは、実験やシミュレーション等により算出することができる。具体的には、例えば、図９に示す各波形に対応するグラフから直線近似の式を求め、その式の傾きの逆数に応じた値を係数ｃｎとすることができる。また、係数ｃｎの値は、これには限られず、圧電素子２４の劣化の仕方に応じて任意に設定できる。要するに、補正値Ｖｈｎが適用された駆動波形によるインクの噴射量が、圧電素子２４の劣化によるインクの噴射量の低下分を補って初期（圧電素子２４が劣化していない状態）と同等のインクの噴射量になるように補正できれば、係数ｃｎは、どのような値であっても良い。このような係数ｃｎ（各波形１〜波形１５の係数１〜係数ｃ１５）は、図１０に示すように、テーブルとして制御回路９の記憶装置（図示せず）に記憶されている。
After obtaining the aging value, the correction value of the drive waveform is calculated based on the aging value (step S3). Here, the correction value is a voltage value of the drive waveform (difference between the maximum potential and the minimum potential in the drive waveform) in consideration of the degree of deterioration of the
Vhn = Vhn0 + (A × cn)… (2)
Here, Vhn is a correction value in the waveform n, and Vhn0 is a voltage value of the waveform n in the initial state (initial setting). cn is a coefficient obtained by multiplying the aging value A by a voltage value (A × cn) for supplementing the initial voltage value Vhn0 of the waveform n. This coefficient cn is obtained for each type of drive waveform. The coefficient cn can be calculated by an experiment, a simulation, or the like. Specifically, for example, a linear approximation equation can be obtained from the graph corresponding to each waveform shown in FIG. 9, and a value corresponding to the reciprocal of the slope of the equation can be used as the coefficient cn. Further, the value of the coefficient cn is not limited to this, and can be arbitrarily set according to the deterioration method of the
なお、上記式（２）において、補正値Ｖｈｎはエージング値Ａの一次の式で表されているが、これには限られない。より高次の式で補正値Ｖｈｎを求めることもできる。また、上記式（２）において、補正値Ｖｈｎに電圧値（Ａ×ｃｎ）を加算する方法で求められたが、これには限られない。例えば、以下の式（３）のように補正値Ｖｈｎを求めても良い。
Ｖｈｎ＝Ｖｈｎ０×（Ａ×ｃｎ′） …（３）
この場合、（Ａ×ｃｎ′）は、初期状態（初期設定）における波形ｎの電圧値Ｖｈｎ０に乗算される補正倍率である。なお、この場合でも、係数ｃｎ′は、テーブルとして制御回路９の記憶装置（図示せず）に記憶されている。
In the above equation (2), the correction value Vhn is expressed by a linear equation of the aging value A, but the present invention is not limited to this. The correction value Vhn can also be obtained by a higher-order equation. Further, in the above equation (2), the voltage value (A × cn) is added to the correction value Vhn, but the method is not limited to this. For example, the correction value Vhn may be obtained as in the following equation (3).
Vhn = Vhn0 × (A × cn ′)… (3)
In this case, (A × cn ′) is a correction magnification multiplied by the voltage value Vhn0 of the waveform n in the initial state (initial setting). Even in this case, the coefficient cn'is stored as a table in the storage device (not shown) of the control circuit 9.
上記のような補正値は、少なくとも吐出波形（波形１〜波形３）において算出され、補正後の吐出波形の電圧値として適用される。すなわち、補正値に基づいて、駆動波形の電圧値が補正される（ステップＳ４）。本実施形態においては、記録ヘッド６が１回の主走査（単位走査）を行う毎に、エージング値に基づく補正値を算出し、当該補正値に応じて駆動波形の電圧値を補正する。ここで、駆動波形の補正値は、１回の主走査（単位走査）を行う毎に駆動波形に適用されるが、その補正値（補正前の電圧値と補正後の電圧値との差）が駆動信号発生回路１０により生成できる駆動波形の電圧値の最小可変幅を超えない場合は、実際の駆動波形に反映されない。例えば、駆動波形の初期の電圧値が２０Ｖであり、駆動信号発生回路１０により生成できる駆動波形の電圧値の可変幅が０．１Ｖ刻みに設定されている場合において、補正値が２０Ｖ以上２０．１Ｖ未満の場合は２０Ｖが駆動波形の電圧値として適用され、補正値が２０．１Ｖ以上２０．２Ｖ未満の場合は２０．１Ｖが駆動波形の電圧値として適用される。すなわち、算出された駆動波形の補正値が所定の値（本実施形態では、可変幅の最小単位毎に設定された値）以上の場合に実際の駆動波形を補正するように設定されている。
The above-mentioned correction value is calculated at least in the discharge waveform (
このように、本実施形態における駆動波形の補正においては、駆動波形の基準電位及び周期に基づいて、劣化度合いの指標となるエージング値を求めたので、より正確なエージング値を取得することができる。これにより、駆動波形に対して当該エージング値に応じた適切な補正を行うことができ、印刷される画質の劣化を抑制できる。また、各係数は、駆動波形の種類毎に設定されているため、駆動波形の種類に応じたより正確な補正を行うことができる。さらに、本実施形態においては、記録ヘッド６が１回走査する毎にエージング値を求めて駆動波形を補正したので、駆動波形に対して一層適切な補正を行うことができ、印刷される画質の劣化を一層抑制できる。そして、上記のように、各駆動波形の基準電位又は単位周期Ｔが互いに異なる場合であっても、駆動波形の種類に応じた補正を行うことができる。また、各駆動波形の駆動パルスの数や駆動パルスの形状が互いに異なる場合であっても、駆動波形の種類に応じた補正を行うことができる。
As described above, in the correction of the drive waveform in the present embodiment, the aging value as an index of the degree of deterioration is obtained based on the reference potential and the period of the drive waveform, so that a more accurate aging value can be obtained. .. As a result, the drive waveform can be appropriately corrected according to the aging value, and deterioration of the printed image quality can be suppressed. Further, since each coefficient is set for each type of drive waveform, more accurate correction can be performed according to the type of drive waveform. Further, in the present embodiment, since the aging value is obtained and the drive waveform is corrected each time the
なお、上記した実施形態においては、１回の主走査を行う毎に駆動波形を補正したが、これには限られない。例えば、複数回の主走査を行う毎に駆動波形を補正するようにしても良い。要するに、記録ヘッド６が１回又は複数回走査する毎にエージング値を求めて駆動波形を補正するようにしても良い。また、プリンター１の電源投入後、印刷動作（ジョブ）を開始する前のタイミング、或いは、印刷動作の間（ジョブ間）等でエージング値を求め、駆動波形を補正するようにしても良い。このようにすれば、電源投入後における画質の劣化や印刷動作毎における画質の劣化を抑制できる。また、所定のタイミング（例えば、記録ヘッド６が１回又は複数回走査する毎、プリンター１の電源投入後、印刷動作（ジョブ）を開始する前のタイミング、或いは、印刷動作の間（ジョブ間）等）においてエージング値を求め、当該エージング値が所定の値以上であった場合、駆動波形の補正値を算出して当該駆動波形を補正し、当該エージング値が所定の値以下であった場合、駆動波形の補正値を算出せずに現在の駆動波形を適用するようにしても良い。換言すると、所定のタイミングにおいて、算出されたエージング値から補正が必要か否かを判断し、補正が必要であった場合、駆動波形の補正値を算出して当該駆動波形を補正し、補正が不要であった場合、駆動波形の補正値を算出せずに現在の駆動波形を適用するようにしても良い。さらに、上記した実施形態においては、タイミング信号ＰＴＳのカウント値、波形１〜波形１５の周期に関する係数ａ１〜ａ１５、及び、波形１〜波形１５の基準電位に関する係数ｂ１〜ｂ１５に基づいて、エージング値、ひいては補正値を算出したが、これには限られない。タイミング信号ＰＴＳのカウント値、及び、波形１〜波形１５の周期に関する係数ａ１〜ａ１５だけに基づいて、エージング値及び補正値を算出することができる。その場合は、上記した式（１）において、係数ｂ１〜ｂ１５の値を全て１にした式を用いても良い。また、タイミング信号ＰＴＳのカウント値、及び、波形１〜波形１５の基準電位に関する係数ｂ１〜ｂ１５だけに基づいて、エージング値及び補正値を算出することができる。その場合は、上記した式（１）において、係数ａ１〜ａ１５の値を全て１にした式を用いても良い。
In the above-described embodiment, the drive waveform is corrected each time the main scan is performed, but the present invention is not limited to this. For example, the drive waveform may be corrected each time the main scan is performed a plurality of times. In short, the aging value may be obtained and the drive waveform may be corrected each time the
また、上記した実施形態における係数ｃｎは、１つの波形に対して１つの値（例えば、図９に示すような圧電素子２４の劣化の度合いを示すグラフから直線近似の式を求め、その傾きの逆数に応じた値）を用いたが、これには限られない。例えば、エージング値の区間に応じて係数ｃｎの値を変更しても良い。具体的には、波形１の場合の補正について説明する。図１２は、上記した波形１における通電時間とインクの噴射量（Ｉｗ）の変化率との関係を示すグラフである。図１３は波形１の係数ｃ１に関するテーブルである。図１２のグラフに示すように、例えば、エージング値が０以上ｔ１未満の間の区間Ｔ１、エージング値がｔ１以上ｔ２未満の間の区間Ｔ２、エージング値がｔ２以上ｔ３未満の間の区間Ｔ３、エージング値がｔ３以上ｔ４未満の間の区間Ｔ４、及び、エージング値がｔ５以上の区間Ｔ５の５つの区間に区切り、それぞれの区間におけるグラフから係数が求められている。そして、これらの係数は、テーブルとして制御回路９の記憶装置（図示せず）に記憶されている。例えば、図１３に示すように、区間Ｔ１における波形１の係数ｃ１１、区間Ｔ２における波形１の係数ｃ１２、区間Ｔ３における波形１の係数ｃ１３、区間Ｔ４における波形１の係数ｃ１４、及び、区間Ｔ５における波形１の係数ｃ１５がテーブルとして記憶されている。なお、図示を省略するが、その他の波形２〜波形１５においても、同様に各区間Ｔ１〜Ｔ５それぞれに対応する係数が記憶されている。
Further, the coefficient cn in the above-described embodiment has one value for one waveform (for example, a linear approximation formula is obtained from a graph showing the degree of deterioration of the
そして、駆動波形の補正値Ｖｈｎは、例えば、下記式（４）により求める。
Ｖｈｎ＝Ｖｈｎ′＋Ａ′×ｃｎｘ …（４）
ここで、Ｖｈｎ′は波形ｎの現在の電圧値（設定上の電圧値）であり、Ａ′は前回補正値を算出したときからのエージング値の増加分である。ｃｎｘは、波形ｎにおけるＴｘ区間の係数である。このようにエージング値の区間に応じて係数ｃｎｘの値を異ならせ、駆動波形の補正値を求めることで、より正確に駆動波形を補正することができる。なお、エージング値Ａの算出方法は、上記した実施形態と同様に式（１）から求められる。また、図１３に示すテーブルにおいては省略されているが、エージング値Ａを求めるための係数ａ１〜ａ１５、ｂ１〜ｂ１５は、テーブルとして制御回路９の記憶装置（図示せず）に記憶されている。さらに、その他の構成及び駆動波形の補正方法は、上記した実施形態と同じであるため、説明を省略する。
Then, the correction value Vhn of the drive waveform is obtained by, for example, the following equation (4).
Vhn = Vhn'+ A'x cnx ... (4)
Here, Vhn'is the current voltage value (setting voltage value) of the waveform n, and A'is the increase in the aging value from the time when the correction value was calculated last time. cnx is a coefficient of the Tx interval in the waveform n. By making the value of the coefficient cnx different according to the interval of the aging value and obtaining the correction value of the drive waveform in this way, the drive waveform can be corrected more accurately. The method for calculating the aging value A is obtained from the equation (1) in the same manner as in the above-described embodiment. Although omitted in the table shown in FIG. 13, the coefficients a1 to a15 and b1 to b15 for obtaining the aging value A are stored as a table in the storage device (not shown) of the control circuit 9. .. Further, since other configurations and a method for correcting the drive waveform are the same as those in the above-described embodiment, the description thereof will be omitted.
ところで、上記した各実施形態においては、駆動波形のタイミング信号ＰＴＳの回数をカウント値として、駆動波形の種類別に計測し、エージング値を求めたが、これには限られない。タイミング信号ＰＴＳに限られず、ラッチ信号ＬＡＴ等のその他の周期に関する信号をカウント値として計測し、これに基づいてエージング値を求めても良い。 By the way, in each of the above-described embodiments, the number of times of the timing signal PTS of the drive waveform is used as a count value, and the aging value is obtained by measuring each type of the drive waveform, but the present invention is not limited to this. Not limited to the timing signal PTS, a signal related to another period such as a latch signal LAT may be measured as a count value, and an aging value may be obtained based on this.
また、駆動パルスの圧電素子への印加回数をカウント値として計測し、エージング値を求めることもできる。この場合、例えば、以下の式（５）によりエージング値Ａを求めることができる。
Ａ＝（ＰＣ１×ａ１′×ｂ１×ｄ１）＋（ＰＣ２×ａ２′×ｂ２×ｄ２）
＋・・・＋（ＰＣ１５×ａ１５′×ｂ１５×ｄ１５） …（５）
ここで、ＰＣ１〜ＰＣ１５は、駆動パルスのカウント値（本発明における駆動波形の供給回数に関するカウント値に相当）である。なお、カウントする駆動パルスは、ノズル２１からインクを噴射させる駆動パルスに限られず、ノズル２１からインクが噴射されない程度にノズル２１内のメニスカスを振動させる駆動パルスも含まれる。また、係数ａ１′〜ａ１５′は、波形１〜波形１５の単位周期Ｔに含まれる駆動パルスの数に基づいて、カウント値から通電時間に関する指標を導出するための係数である。例えば、波形１や波形２の単位周期Ｔ内には駆動パルスが１つしか含まれないため、これらの波形１及び波形２に対応する係数ａ１′及び係数ａ２′の値は単位周期Ｔに応じた値になる。一方、波形３の単位周期Ｔ内には駆動パルスが２つ含まれるため、これに対応する係数ａ３′の値は単位周期Ｔの１／２の値に応じた値になる。
It is also possible to measure the number of times the drive pulse is applied to the piezoelectric element as a count value to obtain the aging value. In this case, for example, the aging value A can be obtained by the following equation (5).
A = (PC1 x a1'x b1 x d1) + (PC2 x a2'x b2 x d2)
+ ... + (PC15 x a15'x b15 x d15) ... (5)
Here, PC1 to PC15 are count values of drive pulses (corresponding to count values related to the number of times the drive waveform is supplied in the present invention). The drive pulse to be counted is not limited to the drive pulse for ejecting ink from the
また、係数ｂ１〜ｂ１５は、上記した実施形態の係数ｂ１〜ｂ１５と同様の係数であり、波形１〜波形１５の基準電位に関する係数である。すなわち、係数ｂ１〜ｂ１５は、基準電位に応じてエージング値を微調整するための補正係数である。さらに、係数ｄ１〜ｄ１５は、駆動パルスの形状（例えば、駆動パルスの最大電圧の値や最大電圧の印加時間等）に応じて、エージング値を微調整するための補正係数である。この係数ｄ１〜ｄ１５は、基準電位による圧電素子２４の劣化の度合いではなく、駆動パルスによる圧電素子２４の劣化の度合いに応じて設定されている。例えば、波形１に含まれる第２駆動パルスＰ２と、波形２又は波形３に含まれる第１駆動パルスＰ１とは、波形の形状が異なるため、圧電素子２４に印加された際に当該圧電素子２４の劣化の度合いが異なる場合がある。このような場合、波形１に対応する係数ｄ１と波形２に対応する係数ｄ２及び波形３に対応する係数ｄ３とは、その劣化の度合いに応じて異なる値に設定される。一方、波形２に含まれる第１駆動パルスＰ１と波形３に含まれる第１駆動パルスＰ１とは、波形の形状が同じであるため、圧電素子２４に印加された際に当該圧電素子２４の劣化の度合いが略同じになる。したがって、波形２に対応する係数ｄ２と波形３に対応する係数ｄ３とは、同じ値に設定される。なお、各波形に含まれる駆動パルスの種類毎において、圧電素子２４の劣化の度合いが略同じ程度、或いは、無視できる程度であれば、上記式（５）における各係数ｄ１〜ｄ１５の値を１にしても良い。また、これらの係数ａ１′〜ａ１５′、ｂ１〜ｂ１５、ｄ１〜ｄ１５は、テーブルとして制御回路９の記憶装置（図示せず）に記憶されている（例えば、図１４参照）。
Further, the coefficients b1 to b15 are the same coefficients as the coefficients b1 to b15 of the above-described embodiment, and are coefficients related to the reference potential of the
そして、上記のようにエージング値を求めたならば、上記した実施形態と同様に当該エージング値に基づいて駆動波形の補正値を算出する。すなわち、上記した式（２）より波形ｎにおける補正値Ｖｈｎを算出する。なお、本実施形態における係数ｃｎは、上記した第１の実施形態における係数ｃｎと同じであるため、説明を省略する。また、係数ｃ１〜ｃ１５は、係数ａ１′〜ａ１５′、ｂ１〜ｂ１５、ｄ１〜ｄ１５と共に、テーブルとして制御回路９の記憶装置（図示せず）に記憶されている（例えば、図１４参照）。なお、その他の構成及び駆動波形の補正方法は、上記した実施形態と同じであるため、説明を省略する。そして、このように、駆動パルスの形状を考慮してエージング値を算出することで、より精度よくエージング値、すなわち、圧電素子２４の劣化の度合いを求めることができる。その結果、圧電素子２４の劣化の度合いに応じた駆動波形の補正をより精度よく行うことができ、画質の劣化をより一層抑制できる。
Then, when the aging value is obtained as described above, the correction value of the drive waveform is calculated based on the aging value in the same manner as in the above-described embodiment. That is, the correction value Vhn in the waveform n is calculated from the above equation (2). Since the coefficient cn in this embodiment is the same as the coefficient cn in the first embodiment described above, the description thereof will be omitted. Further, the coefficients c1 to c15 are stored as a table in a storage device (not shown) of the control circuit 9 together with the coefficients a1'to a15', b1 to b15, and d1 to d15 (see, for example, FIG. 14). Since the other configurations and the method for correcting the drive waveform are the same as those in the above-described embodiment, the description thereof will be omitted. Then, by calculating the aging value in consideration of the shape of the drive pulse in this way, the aging value, that is, the degree of deterioration of the
なお、駆動波形を補正するための上記式や当該式に用いられる係数は、予め実験結果やシミュレーション結果から導出することができる。また、このような式を用いずに、通電時間、或いは、エージング値に応じた駆動波形の電圧値（補正値）をテーブルとして記憶装置に記憶させても良い。この場合、通電時間、或いは、エージング値をカウントし、テーブルを参照して当該カウント値に応じた駆動波形の電圧値を取得する。 The above equation for correcting the drive waveform and the coefficients used in the equation can be derived in advance from the experimental results and simulation results. Further, instead of using such an equation, the energization time or the voltage value (correction value) of the drive waveform corresponding to the aging value may be stored in the storage device as a table. In this case, the energization time or the aging value is counted, and the voltage value of the drive waveform corresponding to the count value is acquired by referring to the table.
さらに、上記した各実施形態では、圧力発生素子として所謂撓み振動型の圧電素子を例示したが、これには限られない。例えば、所謂縦振動型の圧電素子を圧力発生素子として採用する構成においても本発明を適用することができる。この場合、上記の各駆動パルスの波形の極性が反転することになる。 Further, in each of the above-described embodiments, a so-called bending vibration type piezoelectric element has been exemplified as the pressure generating element, but the pressure generating element is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a configuration in which a so-called longitudinal vibration type piezoelectric element is used as a pressure generating element. In this case, the polarity of the waveform of each of the above drive pulses is inverted.
そして、本発明は、圧力発生素子を駆動させることでノズルから液滴を吐出する構成を有する液体噴射装置であれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。 The present invention is not limited to printers, as long as it is a liquid injection device having a configuration in which droplets are ejected from a nozzle by driving a pressure generating element, and various inkjet recording devices such as plotters, facsimile devices, copiers, etc. It can also be applied to a device and a liquid injection device other than a recording device, for example, a display manufacturing device, an electrode manufacturing device, a chip manufacturing device, and the like.
１…プリンター，２…プリントエンジン，３…紙送り機構，４…キャリッジ移動機構，５…リニアエンコーダー，６…記録ヘッド，７…プリンターコントローラー，９…制御回路，１０…駆動信号発生回路，１２…ヘッドコントローラー，１６…キャリッジ，１７…インクカートリッジ，１８…ガイドロッド，２０…ケース，２１…ノズル，２２…ノズルプレート，２３…流路基板，２４…圧電素子，２５…共通液室，２６…圧力室，２７…供給口，２８…インク導入路 1 ... Printer, 2 ... Print engine, 3 ... Paper feed mechanism, 4 ... Carriage movement mechanism, 5 ... Linear encoder, 6 ... Recording head, 7 ... Printer controller, 9 ... Control circuit, 10 ... Drive signal generation circuit, 12 ... Head controller, 16 ... carriage, 17 ... ink cartridge, 18 ... guide rod, 20 ... case, 21 ... nozzle, 22 ... nozzle plate, 23 ... flow path substrate, 24 ... piezoelectric element, 25 ... common liquid chamber, 26 ... pressure Room, 27 ... Supply port, 28 ... Ink introduction path
Claims (9)
前記ノズルと連通する圧力室と、
前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生素子と、
前記圧力発生素子に供給される複数種類の駆動波形を生成する駆動波形生成部と、
を備える液体噴射装置の駆動方法であって、
前記駆動波形の前記圧力発生素子への供給回数に関するカウント値を、前記駆動波形の種類別に計測する工程と、
前記カウント値に、前記駆動波形の電位の変化の基準となる基準電位又は周期のうち少なくとも一方に基づく係数を乗じて前記圧力発生素子の劣化度合いの指標となるエージング値を求める工程と、
前記エージング値に応じて前記駆動波形を補正する工程と、
を含むことを特徴とする液体噴射装置の駆動方法。 A nozzle that injects liquid and
A pressure chamber communicating with the nozzle and
A pressure generating element that causes a pressure change in the liquid in the pressure chamber,
A drive waveform generator that generates a plurality of types of drive waveforms supplied to the pressure generating element,
It is a driving method of a liquid injection device including
A step of measuring the count value related to the number of times the drive waveform is supplied to the pressure generating element for each type of the drive waveform, and
A step of multiplying the count value by a coefficient based on at least one of a reference potential or a period that serves as a reference for a change in the potential of the drive waveform to obtain an aging value that is an index of the degree of deterioration of the pressure generating element.
The step of correcting the drive waveform according to the aging value and
A method for driving a liquid injection device, which comprises.
液体噴射ヘッドが１回又は複数回走査する毎に前記エージング値を求めて前記駆動波形を補正することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置の駆動方法。 It has the nozzle, the pressure chamber, and the pressure generating element, and includes a liquid injection head that injects liquid from the nozzle while moving in the main scanning direction.
The drive of the liquid injection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the aging value is obtained and the drive waveform is corrected each time the liquid injection head scans once or a plurality of times. Method.
前記ノズルと連通する圧力室と、
前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生素子と、
前記圧力発生素子に供給される複数種類の駆動波形を生成する駆動波形生成部と、
を備える液体噴射装置であって、
前記駆動波形の前記圧力発生素子への供給回数に関するカウント値を、前記駆動波形の種類別に計測し、
前記カウント値に、前記駆動波形の電位の変化の基準となる基準電位又は周期のうち少なくとも一方に基づく係数を乗じて前記圧力発生素子の劣化度合いの指標となるエージング値を求め、
前記エージング値に応じて前記駆動波形を補正することを特徴とする液体噴射装置。 A nozzle that injects liquid and
A pressure chamber communicating with the nozzle and
A pressure generating element that causes a pressure change in the liquid in the pressure chamber,
A drive waveform generator that generates a plurality of types of drive waveforms supplied to the pressure generating element,
It is a liquid injection device equipped with
A count value relating to the number of times the drive waveform is supplied to the pressure generating element is measured for each type of the drive waveform.
The count value is multiplied by a coefficient based on at least one of a reference potential or a period that serves as a reference for a change in the potential of the drive waveform to obtain an aging value that is an index of the degree of deterioration of the pressure generating element.
A liquid injection device characterized in that the drive waveform is corrected according to the aging value.
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