JP6048098B2 - Method for driving liquid discharge head and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は液体吐出ヘッドの駆動方法及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejection head driving method and an image forming apparatus.
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying apparatus, a plotter, and a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming apparatus using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) for discharging droplets An ink jet recording apparatus or the like is known.
ところで、画像形成装置に用いる液体吐出ヘッドは、ノズルから液滴を吐出させて記録を行うものであることから、液滴を吐出しない状態が継続すると、ノズル内の液体の粘度が溶媒の蒸発等によって増加する。 By the way, since the liquid discharge head used in the image forming apparatus performs recording by discharging droplets from the nozzles, if the state in which no droplets are discharged continues, the viscosity of the liquid in the nozzles may evaporate the solvent, etc. Increase by.
このようにノズル内の液体が増粘した状態で滴吐出動作を行うと、吐出状態が乱れ、吐出不能状態に陥り、印写品質が劣化する。 If the droplet discharge operation is performed in a state where the liquid in the nozzle is thickened in this way, the discharge state is disturbed, the discharge state becomes impossible, and the printing quality deteriorates.
そこで、液滴が吐出しない程度にノズルメニスカスを揺らし、攪拌し、ノズル内の液体の粘度上昇を防ぐ微駆動(微振動、非吐出駆動などともいう)動作が行なわれる。 Therefore, a fine driving (also referred to as fine vibration, non-ejection driving, etc.) operation is performed in which the nozzle meniscus is shaken and stirred to such an extent that droplets are not discharged, and the viscosity of the liquid in the nozzle is prevented from increasing.
従来、例えば、駆動波形を供給するための駆動信号線と、駆動信号線と駆動素子との間に接続されているとともに、駆動素子の蓄えられた電荷を放電することが可能な第1のスイッチ回路と、第1のスイッチ回路と並列に接続されているとともに、駆動素子に電荷を充電することが可能な第2のスイッチ回路と、第1と第2のスイッチ回路に第1と第2のスイッチング信号をそれぞれ供給するスイッチ制御回路と、を備え、第1の整流回路は、互いに直列に接続された第1のスイッチと第1の整流回路を有しており、第1の整流回路は、駆動素子から駆動信号線への電流の方向が順方向となるように設置されている構成とし、圧力発生手段として圧電素子を使用した場合に自然放電による不都合を回避するものが知られている(特許文献1)。 Conventionally, for example, a drive signal line for supplying a drive waveform, and a first switch connected between the drive signal line and the drive element and capable of discharging the charge stored in the drive element A circuit, a second switch circuit connected in parallel with the first switch circuit and capable of charging the drive element with electric charge, and the first and second switch circuits with the first and second A switch control circuit for supplying a switching signal, and the first rectifier circuit includes a first switch and a first rectifier circuit connected in series with each other, and the first rectifier circuit includes: A configuration is known in which the direction of current from the drive element to the drive signal line is set to be the forward direction, and avoids inconvenience due to natural discharge when a piezoelectric element is used as the pressure generating means ( Patent Document 1)
上述したように、圧力発生手段として圧電素子を使用し、特に中間電位を基準電位とする微駆動信号を与える場合、微駆動信号間で圧電素子の自然放電による電圧降下が生じる。そのため、次の微駆動信号を与えるまでの間隔が長いときなどには、次の微駆動信号を与えたときに、自然放電による降下した電位から中間電位に戻ることによって、誤って液滴が吐出されることがある。 As described above, when a piezoelectric element is used as the pressure generating means and a fine drive signal having an intermediate potential as a reference potential is given, a voltage drop due to spontaneous discharge of the piezoelectric element occurs between the fine drive signals. For this reason, when the interval until the next fine drive signal is applied is long, when the next fine drive signal is applied, the droplet is accidentally ejected by returning to the intermediate potential from the potential lowered by the natural discharge. May be.
そのため、上記特許文献1に開示されているように特別なスイッチ制御回路を備えるのでは、構成が複雑になり、コストが高くなるという課題が生じる。
For this reason, the provision of a special switch control circuit as disclosed in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、特別なスイッチ制御回路を備えることなく、簡単な構成で、誤吐出を防止できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to prevent erroneous ejection with a simple configuration without providing a special switch control circuit.
上記の課題を解決するため、本発明の請求項1に係る液体吐出ヘッドの駆動方法は、
液滴を吐出するノズルと、前記液滴を吐出させる圧力を発生する圧力発生手段とを有する液体吐出ヘッドを駆動する駆動方法であって、
前記圧力発生手段に対して微駆動波形を与えて、前記ノズルから液滴を吐出させないで、前記ノズルのメニスカスを振動させる微駆動動作を行い、
前記微駆動波形は、
中間電位から立ち下がった後再度少なくとも中間電位まで立ち上がる微駆動信号の前後に、前記微駆動信号の立ち下がり電位より低い電位から前記中間電位に立ち上げる波形要素と、前記中間電位から前記微駆動信号の立ち下がり電位より低い電位に立ち下げる波形要素と、を含み、
前記中間電位に立ち上げる波形要素は、前記ノズルから前記液滴が吐出されない波形要素である
構成とした。
In order to solve the above problems, a method for driving a liquid ejection head according to
A driving method for driving a liquid discharge head having a nozzle for discharging a droplet and a pressure generating means for generating a pressure for discharging the droplet,
Give a fine driving waveform to the pressure generating means, and perform a fine driving operation to vibrate the meniscus of the nozzle without discharging droplets from the nozzle,
The fine drive waveform is
A waveform element that rises from a potential lower than the falling potential of the fine drive signal to the intermediate potential before and after a fine drive signal that rises to at least the intermediate potential after falling from the intermediate potential, and from the intermediate potential to the fine drive signal A waveform element that falls to a potential lower than the falling potential of
The waveform element that rises to the intermediate potential is a waveform element that does not discharge the droplet from the nozzle.
本発明によれば、特別なスイッチ制御回路を備えることなく、簡単な構成で、誤吐出を防止できる。 According to the present invention, erroneous ejection can be prevented with a simple configuration without providing a special switch control circuit.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の一例について図1ないし図3を参照して説明する。図1は同画像形成装置の外観斜視説明図、図2は同じく側面模式的説明図、図3は同じく画像形成部の要部平面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An example of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective explanatory view of the image forming apparatus, FIG. 2 is a schematic side view of the image forming apparatus, and FIG.
この画像形成装置は、シリアル型画像形成装置であり、装置本体101と、装置本体101の下側に配置した給紙装置102とを備えている。なお、給紙装置102は装置本体101と別体で装置本体101の下側に配置されるものであるが、図2では一体で配置した例で示している。
This image forming apparatus is a serial type image forming apparatus, and includes an apparatus
装置本体101の内部には、給紙装置102から給紙されるロール状媒体であるロール紙120に画像を形成する画像形成部(印字機構部)103が配置されている。
Inside the apparatus
画像形成部103は、両側板51、52間にガイド部材であるガイドロッド1及びガイドステー2が掛け渡され、これらのガイドロッド1及びガイドステー2にキャリッジ5が矢印A方向(主走査方向、キャリッジ移動方向)に移動可能に保持されている。ガイドステー2には副ガイド受け15が移動可能に係わり合っている。
In the
そして、主走査方向の一方側にはキャリッジ5を往復移動させる駆動源である主走査モータ8が配置されている。この主走査モータ8によって回転駆動される駆動プーリ9と主走査方向他方側に配置された従動プーリ10との間にタイミングベルト11が掛け回されている。このタイミングベルト11にキャリッジ5のベルト保持部16が固定され、主走査モータ8を駆動することによってキャリッジ5を主走査方向に往復移動させる。
A main scanning motor 8 as a drive source for reciprocating the
キャリッジ5には、液体吐出ヘッド及びヘッドに液体を供給するヘッドタンクを一体にした複数(ここでは4個)の記録ヘッド6a〜6d(区別しないときは「記録ヘッド6」という。)が搭載されている。
The
ここで、記録ヘッド6aと記録ヘッド6b〜6dは、主走査方向と直交する方向である副走査方向に1ヘッド分(1ノズル列分)位置をずらして配置されている。また、記録ヘッド6は、液滴を吐出する複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、滴吐出方向を下方に向けて搭載している。
Here, the recording head 6a and the
また、記録ヘッド6a〜6dはいずれも2列のノズル列を有している。そして、記録ヘッド6a、6bは、いずれのノズル列からも同色である黒色(ブラック(K))の液滴を吐出する。記録ヘッド6cは、一方のノズル列からシアン(C)の液滴を吐出し、他方のノズル列は未使用ノズル列としている。記録ヘッド6dは、一方のノズル列からイエロー(Y)の液滴を、他方のノズル列からマゼンタ(M)の液滴を吐出する。
Each of the recording heads 6a to 6d has two nozzle rows. Then, the
これにより、モノクロ画像については記録ヘッド6a、6bを使用して1スキャン(主走査)で2ヘッド分の幅で画像を形成でき、カラー画像については例えば記録ヘッド6b〜6dを使用して形成することができる。なお、ヘッド構成はこれに限るものではなく、複数の記録ヘッドを主走査方向に全て並べて配置するものでもよい。
As a result, monochrome images can be formed with a width of two heads in one scan (main scanning) using the
記録ヘッド6のヘッドタンクには、装置本体101に交換可能に装着されるメインタンクであるインクカートリッジから供給チューブを介して各色のインクが供給される。
Ink of each color is supplied to the head tank of the recording head 6 from an ink cartridge as a main tank that is replaceably mounted on the apparatus
また、キャリッジ5の移動方向に沿ってエンコーダシート40が配置され、キャリッジ5にはエンコーダシート40を読取るエンコーダセンサ41が設けられている。これらのエンコーダシート40及びエンコーダセンサ41によってリニアエンコーダ42を構成し、リニアエンコーダ42の出力からキャリッジ5の位置及び速度を検出する。
An
一方、キャリッジ5の主走査領域のうち、記録領域では、給紙装置102からロール紙120が給送され、搬送手段21によってキャリッジ5の主走査方向と直交する方向(副走査方向、用紙搬送方向:矢印B方向)に間欠的に搬送される。
On the other hand, in the recording area of the main scanning area of the
搬送手段21は、給紙装置102から給紙されるロール状媒体であるロール紙120を搬送する搬送ローラ23及び搬送ローラ23に対向配置した加圧ローラ24を有している。そして、搬送ローラ23の下流側に、複数の吸引穴が形成された搬送ガイド部材25と、搬送ガイド部材25の吸引穴から吸引を行う吸引手段としての吸引ファン26とを有している。
The
この搬送手段21の下流側には、図2に示すように、記録ヘッド6で画像が形成されたロール紙120を所定の長さで切断する切断手段としてのカッタ27が配置されている。
As shown in FIG. 2, a
さらに、キャリッジ5の主走査方向の一方側には搬送ガイド部材25の側方に記録ヘッド6の維持回復を行う維持回復機構80が配置されている。
Further, on one side of the
給紙装置102は、ロール体112を有している。ロール体112は、芯部材である管114に長尺のロール状媒体であるシート(これを上述したように「ロール紙」という。)120をロール状に巻き付けたものである。
The
ここで、本実施形態では、ロール体112として、ロール紙120の終端を管114に糊付けなどの接着で固定したもの、ロール紙120の終端を管114に糊付けなどで接着していない非固定のもののいずれも装着可能である。
Here, in this embodiment, as the
そして、装置本体101側には、給紙装置102のロール体112から引き出されるガイドするガイド部材130と、ロール紙120を湾曲させて上方に給送する搬送ローラ対131とが配置されている。
On the apparatus
搬送ローラ対131を回転駆動することで、ロール体112から繰り出されるロール紙120は、搬送ローラ対131とロール体112間で張られた状態で搬送される。そして、ロール紙120は、搬送ローラ対131を経て、搬送手段21の搬送ローラ23と加圧ローラ24との間に送り込まれる。
By rotating the
このように構成したこの画像形成装置においては、キャリッジ5を主走査方向に移動し、給紙装置102から給送されるロール紙120を、搬送手段21によって間欠的に送る。そして、記録ヘッド6を画像情報(印字情報)に応じて駆動して液滴を吐出させることによって、ロール紙120上に所要の画像が形成される。この画像が形成されたロール紙120は、カッタ27で所定の長さにカットされ、装置本体101の前面側に配置される図示しない排紙ガイド部材に案内されてバケット内に排出されて収納される。
In the image forming apparatus configured as described above, the
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図4のブロック説明図を参照して説明する。 Next, an outline of the control unit of the image forming apparatus will be described with reference to the block explanatory diagram of FIG.
制御部400は、CPU401、FPGA(Field Programmable Gate Array)403と、RAM411、ROM412、NVRAM413、モータドライバ414などを有している。
The control unit 400 includes a
CPU401の演算部402はFPGA403の各部と通信を行う。
A
FPGA403では、CPU401と通信を行うCPU制御部404と、ROM412やRAM411などのメモリにアクセスするためのメモリ制御部405と、NVRAM413と通信を行うI2C制御部406と、記録ヘッド6の駆動制御を行うヘッド制御部409などを構成している。
In the
また、FPGA403では、装置の周囲温度及び周囲湿度を検出する手段である温湿度センサ、エンコーダセンサ416などのセンサ信号の処理を行うセンサ処理部407を備えている。センサ処理部407は、リニアエンコーダ42の出力信号からキャリッジ5の位置信号及び速度信号を生成する手段や搬送手段21のロータリエンコーダの出力信号から搬送ローラ23の位置信号及び速度信号を生成する手段を兼ねている。
In addition, the
また、主走査モータ8を含む各部のモータ417を駆動制御するモータ制御部408を構成している。
In addition, a
なお、エンコーダセンサ416には、前述したキャリッジ5の位置や速度を検出するリニアエンコーダ42のエンコーダセンサ41、搬送ローラ23の回転量などを検出する図示しないロータリエンコーダを構成するエンコーダセンサ等を含む。
The encoder sensor 416 includes the
また、モータ417には、前述した主走査モータ8の他、搬送ローラ23を回転駆動する副走査モータ、搬送ローラ対131などを回転駆動する給紙モータなどが含まれる。モータとしては、例えばDCモータやステッピングモータなどを使用できる。
In addition to the main scanning motor 8 described above, the motor 417 includes a sub-scanning motor that rotationally drives the
次に、記録ヘッド6を構成している液体吐出ヘッドの一例について図5及び図6を参照して説明する。図5は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図6は同ヘッドのノズル配列方向に沿う方向の断面説明図である。 Next, an example of the liquid discharge head constituting the recording head 6 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head, and FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view in a direction along the nozzle arrangement direction of the head.
この液体吐出ヘッドは、流路板1101と、この流路板1101の下面に接合した振動板部材1102と、流路板1101の上面に接合したノズル板1103とを接合して積層している。
In the liquid discharge head, a
これらによって、液滴を吐出するノズル1104が通じる圧力発生室1106に流体抵抗部(供給路)1107を通じてインクを供給するための共通液室1108に通じるインク供給口1109などを形成している。各圧力発生室1106は隔壁1106aによって隔てられている。
Thus, an ink supply port 1109 leading to a
また、振動板部材1102を変形させて圧力発生室1106内のインクを加圧するための圧力発生手段(アクチュエータ手段)である電気機械変換素子としての2個(図5では1列のみ図示)の積層型圧電部材1121を有する。この圧電部材1121は、ベース部材1122に接合固定されている。
Further, two (as shown in FIG. 5, only one row) are stacked as electromechanical conversion elements which are pressure generating means (actuator means) for pressurizing ink in the
この圧電部材1121には、分割しないスリット加工で溝を形成することで複数の柱状の圧電素子である圧電柱1121A、1121Bを形成している。この例では、圧電柱1121Aは駆動波形を印加する駆動圧電柱とし、圧電柱1121Bは駆動波形を印加しない非駆動圧電柱としている。また、圧電部材1121の駆動圧電柱1121Aには図示しない駆動回路(駆動IC)を搭載したFPCケーブル1126を接続している。
The
そして、振動板部材1102の周縁部をフレーム部材1130に接合している。このフレーム部材1130には、圧電部材1121及びベース部材1122などで構成されるアクチュエータユニットを収納する貫通部及び共通液室1108となる凹部、この共通液室1108に外部からインクを供給するための液体供給口であるインク供給穴1132を形成している。
The peripheral edge of the
ここで、流路板1101は、例えば結晶面方位(110)の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液(KOH)などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、通路1105、圧力発生室1106となる凹部や穴部を形成したものである。これに限らず、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。
Here, the
振動板部材1102は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法(電鋳法)で作製しているが、この他、金属板や金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板部材1102に圧電部材1121の圧電柱1121A、1121Bを接着剤接合し、更にフレーム部材1130を接着剤接合している。
The
ノズル板1103は各圧力発生室1106に対応して直径10〜30μmのノズル1104を形成し、流路板1101に接着剤接合している。このノズル板1103は、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。
The
圧電部材1121は、圧電材料1151と内部電極1152とを交互に積層した積層型圧電素子(ここではPZT)である。この圧電部材1121の交互に異なる端面に引き出された各内部電極1152には個別電極1153及び共通電極1154が接続されている。
The
なお、この実施形態では、圧電部材1121の圧電方向としてd33方向の変位を用いて圧力発生室1106内インクを加圧する構成としているが、これに限られない。例えば、圧電部材1121の圧電方向としてd31方向の変位を用いて圧力発生室1106内インクを加圧する構成とすることもできる。
In this embodiment, the ink in the
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば駆動圧電柱1121Aに印加する電圧を中間電位である基準電位Veから下げることによって駆動圧電柱1121Aが収縮し、振動板部材1102が下降して圧力発生室1106の体積が膨張する。これによって、圧力発生室1106内にインクが流入する。その後、駆動圧電柱1121Aに印加する電圧を上げて駆動圧電柱1121Aを積層方向に伸長させ、振動板部材1102をノズル1104方向に変形させて圧力発生室1106の体積を収縮させる。これにより、圧力発生室1106内のインクが加圧され、ノズル1104からインク滴が吐出(噴射)される。
In the liquid ejection head configured as described above, for example, the driving
そして、駆動圧電柱1121Aに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材1102が初期位置に復元し、圧力発生室1106が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室1108から圧力発生室1106内にインクが充填される。そこで、ノズル1104のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
Then, by returning the voltage applied to the
次に、ヘッド駆動制御部の一例について図7のブロック説明図を参照して説明する。 Next, an example of the head drive control unit will be described with reference to the block diagram of FIG.
ヘッド駆動制御部は、前述したヘッド制御部409と、キャリッジ5側に搭載されたヘッドドライバ(ドライバIC)509とで構成されている。
The head drive control unit includes the above-described
ヘッド制御部409は、所定駆動周期内に複数のパルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動波形)Vcomを生成して出力する駆動波形生成部701と、印刷画像に応じた2ビットの画像データ(階調信号0、1)と、クロック信号、ラッチ信号(LAT)、滴制御信号M0〜M3を出力するデータ転送部702を備えている。
The
なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ509の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ715の開閉を滴毎に指示する2ビットの信号である。この滴制御信号は、共通駆動波形Vcomの駆動周期に合わせて選択すべきパルス又は波形要素でHレベル(ON)に状態遷移し、非選択時にはLレベル(OFF)に状態遷移する。
The droplet control signal is a 2-bit signal that instructs each droplet to open and close an
ヘッドドライバ509は、データ転送部702からの転送クロック(シフトクロック)及びシリアル画像データ(階調データ:2ビット/1チャンネル(1ノズル)を入力するシフトレジスタ711と、シフトレジスタ711の各レジスト値をラッチ信号によってラッチするためのラッチ回路712と、階調データと滴制御信号M0〜M3をデコードして結果を出力するデコーダ713と、デコーダ713のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ715が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ714と、レベルシフタ714を介して与えられるデコーダ713の出力でオン/オフ(開閉)されるアナログスイッチ715を備えている。
The
このアナログスイッチ715は、各駆動圧電柱1121Aの選択電極(個別電極)1153に接続され、駆動波形生成部701からの共通駆動波形Vcomが入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ(階調データ)と滴制御信号M0〜M3をデコーダ713でデコードした結果に応じてアナログスイッチ715がオンにすることにより、共通駆動波形Vcomを構成する所要のパルス(あるいは波形要素)が通過して(選択されて)駆動圧電柱1121Aに印加される。
The
ここで、ヘッド制御部409は、微駆動動作を行うときには、駆動波形生成部701によって微駆動波形を生成して、これを共通駆動波形Vcomとして出力する。
Here, when performing the fine drive operation, the
また、駆動波形生成部701は、ROM412又はヘッド制御部409内のROMに予め格納保持された駆動波形データ(微駆動波形データを含む)を読み出して、D/A変換し、所要の増幅を行って、共通駆動波形Vcomとして出力する。
The drive
次に、本実施形態における微駆動波形の一例について図8を参照して説明する。 Next, an example of the fine drive waveform in the present embodiment will be described with reference to FIG.
この微駆動波形は、中間電位から立ち下がった後再度少なくとも中間電位まで上昇する微駆動信号P1と、微駆動信号P1の前後に配置された、微駆動信号P1の立ち下がり電位より低い電位から中間電位に立ち上げる波形要素aと、中間電位から微駆動信号P1の立ち下がり電位より低い電位に立ち下げる波形要素bとを含む波形である。 The fine drive waveform falls between the fine drive signal P1 that falls from the intermediate potential and then rises to at least the intermediate potential, and the potential lower than the fall potential of the fine drive signal P1 arranged before and after the fine drive signal P1. The waveform includes a waveform element a rising to the potential and a waveform element b falling from the intermediate potential to a potential lower than the falling potential of the fine drive signal P1.
つまり、微駆動信号P1と微駆動信号P1との間で、各微駆動信号P1毎に、波形要素bで、中間電位から微駆動信号P1の立ち下がり電位より低い電位に立ち下げ、波形要素aで、微駆動信号P1の立ち下がり電位より低い電位から中間電位に立ち上げる波形である。 That is, for each fine drive signal P1, between the fine drive signal P1 and the fine drive signal P1, the waveform element b falls from the intermediate potential to a potential lower than the falling potential of the fine drive signal P1, and the waveform element a Thus, the waveform rises from a potential lower than the falling potential of the fine drive signal P1 to an intermediate potential.
なお、微駆動波形の中間電位は、印字を行う駆動波形の中間電位(前述した基準電位Ve)と同じでもよいし、異なってもよい。 Note that the intermediate potential of the fine driving waveform may be the same as or different from the intermediate potential of the driving waveform for printing (the reference potential Ve described above).
ここで、微駆動信号P1は、ノズルから液滴を吐出させないで、ノズルのメニスカスを振動させる信号(非吐出駆動波形)である。この微駆動信号P1は、中間電位から立ち下がった後所要のホールド時間(保持時間)を経て立ち上がる波形である。 Here, the fine drive signal P1 is a signal (non-ejection drive waveform) that vibrates the meniscus of the nozzle without ejecting droplets from the nozzle. The fine drive signal P1 has a waveform that rises after a required hold time (hold time) after falling from the intermediate potential.
また、微駆動信号P1の立ち下がり電位より低い電位から中間電位に立ち上げる波形要素aは、これによってはノズルから液滴が吐出されない波形要素である。 In addition, the waveform element a that rises from a potential lower than the falling potential of the fine drive signal P1 to the intermediate potential is a waveform element that does not discharge a droplet from the nozzle.
ここでは、波形要素aは、グランドレベル(GND)から中間電位に立ち上げる波形要素、波形要素bは、中間電位からグランドレベルに立ち下がる波形要素としている。なお、ここで、グランドレベル(GND)は、駆動波形生成部(微駆動波形を生成する回路)上のグランドレベル(例えば2.3V)としているが、0Vとすることもできる。 Here, the waveform element a is a waveform element that rises from the ground level (GND) to the intermediate potential, and the waveform element b is a waveform element that falls from the intermediate potential to the ground level. Here, the ground level (GND) is the ground level (for example, 2.3 V) on the drive waveform generation unit (the circuit that generates the fine drive waveform), but may be 0 V.
つまり、中間電位から立ちがった後再度少なくとも中間電位まで上昇する微駆動信号P1だけで微駆動波形を構成した場合、図9に示すように、微駆動信号P1を加えた後、次の微駆動信号P1を加えるまでの間に、圧電素子の自然放電による電位の降下(ΔV)が生じる。そのため、次の微駆動信号P1を加えるときに電位が中間電位まで戻るために、圧電素子が駆動されて液滴が誤吐出されることがある。 In other words, when the fine drive waveform is composed of only the fine drive signal P1 that rises from the intermediate potential and then rises to at least the intermediate potential, as shown in FIG. 9, after adding the fine drive signal P1, Until the drive signal P1 is applied, a potential drop (ΔV) occurs due to spontaneous discharge of the piezoelectric element. For this reason, when the next fine driving signal P1 is applied, the potential returns to the intermediate potential, so that the piezoelectric element is driven and a droplet may be erroneously ejected.
特に、低周波領域での印字を実施する場合などは、印字と印字との間の待機時間が長くなる可能性があり、圧電素子内の異常で電流が流れる別ループが存在する場合、結果として、圧電素子の自然放電による電位降下の影響が大きくなる。 In particular, when performing printing in the low frequency range, there is a possibility that the waiting time between printing may be long, and if there is another loop in which current flows due to an abnormality in the piezoelectric element, as a result The effect of potential drop due to spontaneous discharge of the piezoelectric element is increased.
そこで、本実施形態では、微駆動信号P1、P1間で、中間電位から電位を0Vに立ち下げた後中間電位に戻す波形要素b、aを入れることで、圧電素子の自然放電による電位降下を抑制し、誤吐出を防止するようにしている。 Therefore, in the present embodiment, by inserting the waveform elements b and a for reducing the potential from the intermediate potential to 0 V and then returning to the intermediate potential between the fine drive signals P1 and P1, the potential drop due to the natural discharge of the piezoelectric element is reduced. It suppresses and prevents erroneous ejection.
この場合、微駆動波形で対応することができるので、従前のようにスイッチ制御回路が不要であって、簡単な構成で誤吐出を防止できる。 In this case, since a fine drive waveform can be used, a switch control circuit is not required as before, and erroneous discharge can be prevented with a simple configuration.
このような微駆動波形を使用した微駆動動作は、特に、キャリッジ5を移動させて、キャリッジ5に搭載されている図示しない用紙センサを使用して、ロール紙120の先端及び幅を検知する動作(ロールフォーミング)時に行うことが好ましい。
The fine driving operation using such a fine driving waveform is an operation of detecting the leading edge and the width of the
ロールフォーミング時には、キャリッジ5が被記録媒体であるロール紙120上をスキャンすることになるが、正確な検出を行うためにキャリッジ5の移動速度は通常の印字時の移動速度よりも遅い速度としている。一方、駆動波形生成部701は、キャリッジ5の移動速度に応じてエンコーダセンサ42からの位置信号を基準として微駆動波形を生成出力する。
At the time of roll forming, the
そのため、特にロール紙120のような広幅の被記録媒体を使用する装置にあっては、スキャンに時間がかかるので、デキャップ状態にある記録ヘッド6のノズルの乾燥を防止するため、スキャン中の微駆動が必要になる。
Therefore, particularly in an apparatus that uses a wide recording medium such as the
このとき、微駆動周期が長くなることによって、前述したように微駆動信号から微駆動信号までの間に、圧電素子の自然放電による電位降下によって誤吐出が生じやすくなる。 At this time, since the fine drive cycle becomes long, erroneous ejection is likely to occur due to a potential drop due to natural discharge of the piezoelectric element between the fine drive signal and the fine drive signal as described above.
そこで、上述した実施形態における微駆動波形を使用することによって、ロールフォーミング時の誤吐出を確実に防止することができる。 Therefore, by using the fine drive waveform in the above-described embodiment, erroneous ejection during roll forming can be reliably prevented.
なお、本実施形態の微駆動信号を使用する微駆動動作はロールフォーミング時に限定されるものではない。例えば、印字動作時のキャリッジ移動開始から印字開始までの間(前回の非印字領域微駆動)、印字を伴わないキャリッジ移動時(前回までのキャリッジリターン時微駆動)、印字動作時の印字終了からキャリッジの移動停止までの間、印字前空吐出のキャリッジ移動中、用紙先端検知からファーストスキャンまでの間、用紙のカット中、異物チェック中、記録ヘッドの昇降中、キャリッジのホーム位置への移動中、センサのキャリブレーション中、加減速領域の駆動波形(印字波形)間など、にも実施できる。 Note that the fine driving operation using the fine driving signal of the present embodiment is not limited to roll forming. For example, from the start of carriage movement during printing operation to the start of printing (previous fine print area non-printing), during carriage movement without printing (fine carriage drive at previous carriage return), from the end of printing during printing operation Until the carriage stops moving, during carriage movement for pre-printing empty discharge, from paper edge detection to first scan, during paper cutting, during foreign matter check, during recording head up / down, moving to the carriage home position During the calibration of the sensor, it can also be performed between driving waveforms (printing waveforms) in the acceleration / deceleration area.
つまり、キャリッジ移動速度に追従して微駆動波形を生成出力する場合、キャリッジ速度が低速度であると、微駆動信号を与える周期が長くなる。この場合でも、本実施形態における微駆動波形を使用することで、キャリッジ移動速度によらず中間電位降下による影響を低減することができ、どのような周波数領域においても、誤吐出を防止することができる。 That is, when the fine drive waveform is generated and output following the carriage movement speed, if the carriage speed is low, the period for giving the fine drive signal becomes long. Even in this case, by using the fine drive waveform in the present embodiment, it is possible to reduce the influence of the intermediate potential drop regardless of the carriage moving speed, and to prevent erroneous ejection in any frequency region. it can.
本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、OHP、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。 In the present application, “paper” is not limited to paper, but includes OHP, cloth, glass, a substrate, and the like, and means that ink droplets, other liquids, and the like can adhere to the recording medium, recording medium, and recording medium. This includes media, recording paper, and recording paper. In addition, image formation, recording, printing, printing, and printing are all synonymous.
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。 The “image forming apparatus” means an apparatus that forms an image by discharging a liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics or the like. In addition, “image formation” not only applies an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also applies an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply applying a droplet to the medium). It also means to land on.
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。 The “ink” is not limited to an ink unless otherwise specified, but includes any liquid that can form an image, such as a recording liquid, a fixing processing liquid, or a liquid. Used generically, for example, includes DNA samples, resists, pattern materials, resins, and the like.
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。 In addition, the “image” is not limited to a planar image, and includes an image given to a three-dimensionally formed image and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.
また、上記実施形態ではロール紙を使用する画像形成装置に適用しているが、シートを使用する画像形成装置にも同様に適用することができる。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus that uses roll paper. However, the present invention can be similarly applied to an image forming apparatus that uses sheets.
5 キャリッジ
6 記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
8 主走査モータ(駆動源)
21 搬送手段
101 装置本体
102 給紙装置
112 ロール体
120 ロール紙(シート、ロール状媒体)
400 制御部
409 ヘッド制御部
509 ヘッドドライバ
5 Carriage 6 Recording head (Liquid ejection head)
8 Main scanning motor (drive source)
DESCRIPTION OF
400
Claims (6)
前記圧力発生手段に対して微駆動波形を与えて、前記ノズルから液滴を吐出させないで、前記ノズルのメニスカスを振動させる微駆動動作を行い、
前記微駆動波形は、
中間電位から立ち下がった後再度少なくとも中間電位まで立ち上がる微駆動信号の前後に、前記微駆動信号の立ち下がり電位より低い電位から前記中間電位に立ち上げる波形要素と、前記中間電位から前記微駆動信号の立ち下がり電位より低い電位に立ち下げる波形要素と、を含み、
前記中間電位に立ち上げる波形要素は、前記ノズルから前記液滴が吐出されない波形要素である
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動方法。 A driving method for driving a liquid discharge head having a nozzle for discharging a droplet and a pressure generating means for generating a pressure for discharging the droplet,
Give a fine driving waveform to the pressure generating means, and perform a fine driving operation to vibrate the meniscus of the nozzle without discharging droplets from the nozzle,
The fine drive waveform is
A waveform element that rises from a potential lower than the falling potential of the fine drive signal to the intermediate potential before and after the fine drive signal that rises to at least the intermediate potential after falling from the intermediate potential, and from the intermediate potential to the fine drive signal A waveform element that falls to a potential lower than the falling potential of
The method of driving a liquid ejection head, wherein the waveform element rising to the intermediate potential is a waveform element that does not eject the droplet from the nozzle.
前記液体吐出ヘッドを駆動制御するヘッド駆動制御手段と、を備え、
前記ヘッド駆動制御手段は、
前記圧力発生手段に対して微駆動波形を与えて、前記ノズルから液滴を吐出させないで、前記ノズルのメニスカスを振動させる微駆動動作を行い、
前記微駆動波形は、
中間電位から立ち下がった後再度少なくとも中間電位まで立ち上がる微駆動信号の前後に、前記微駆動信号の立ち下がり電位より低い電位から前記中間電位に立ち上げる波形要素と、前記中間電位から前記微駆動信号の立ち下がり電位より低い電位に立ち下げる波形要素と、を含み、
前記中間電位に立ち上げる波形要素は、前記ノズルから前記液滴が吐出されない波形要素である
ことを特徴とする画像形成装置。 A liquid ejection head having a nozzle for ejecting liquid droplets, and pressure generating means for generating pressure for ejecting the liquid droplets;
A head drive control means for driving and controlling the liquid discharge head,
The head drive control means includes
Give a fine driving waveform to the pressure generating means, and perform a fine driving operation to vibrate the meniscus of the nozzle without discharging droplets from the nozzle,
The fine drive waveform is
A waveform element that rises from a potential lower than the falling potential of the fine drive signal to the intermediate potential before and after the fine drive signal that rises to at least the intermediate potential after falling from the intermediate potential, and from the intermediate potential to the fine drive signal A waveform element that falls to a potential lower than the falling potential of
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the waveform element that rises to the intermediate potential is a waveform element that does not discharge the droplet from the nozzle.
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