JP7501148B2 - Liquid ejection device, drive waveform generating device, and head driving method - Google Patents
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Description
本発明は液体を吐出する装置、駆動波形生成装置、ヘッド駆動方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejection device, a drive waveform generation device, and a head drive method.
液体吐出ヘッドから液体を吐出するとき、主滴の吐出に伴って生じる尾引きによるサテライト滴を抑制することが求められる。 When ejecting liquid from a liquid ejection head, it is necessary to suppress satellite droplets caused by tailing that occurs when ejecting main droplets.
従来、主滴を吐出させる駆動パルスの収縮波形要素の後段にサテライト滴の速度を速くして尾引きを短くするサテライト短縮波形を配置した駆動波形が知られている(特許文献1)。 Conventionally, a drive waveform is known in which a satellite shortening waveform that increases the speed of satellite droplets and shortens their tail is placed after the contraction waveform element of the drive pulse that ejects the main droplet (Patent Document 1).
また、補助パルス印加後に主パルスを印加する構成であって、補助パルスと主パルスとの時間間隔Tdが残留圧力波の周期Tに対して、1/2Tの整数倍、例えばT~(3/2)Tとするものが知られている(特許文献2)。 There is also known a configuration in which a main pulse is applied after an auxiliary pulse is applied, in which the time interval Td between the auxiliary pulse and the main pulse is an integer multiple of 1/2T, for example T to (3/2)T, relative to the period T of the residual pressure wave (Patent Document 2).
しかしながら、更なるサテライトの抑制が求められている。 However, further satellite suppression is required.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、サテライトを抑制することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to suppress satellites.
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体を吐出する装置は、
液体吐出ヘッドに与える複数の駆動パルスを含む駆動波形を生成する駆動波形生成手段を備え、
前記駆動波形は、液体を吐出させない非吐出パルスと、液体を吐出させる吐出パルスとを時系列で連続して含み、
前記非吐出パルスの波高値をVp1、非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔をTd、前記液体吐出ヘッドの圧力室の固有振動周期をTc、前記吐出パルスの波高値をVp2、前記吐出パルスの波高値Vp2を固定値として前記非吐出パルスの波高値Vp1を変化させたときに、滴速度が前記非吐出パルスの波高値Vp1の変化に対して極小値となるときの前記波高値Vp1を波高値Vpp1とするとき、
前記時間間隔Tdは、Tc-0.2Tc~Tc+0.45Tcの範囲内であり、
前記非吐出パルスの波高値Vp1は、前記吐出パルスで吐出される液体の滴速度が極小値となるときの前記波高値Vpp1の-10%~+10%の範囲内である
構成とした。
In order to solve the above problems, a liquid ejection device according to the present invention comprises:
a drive waveform generating unit that generates a drive waveform including a plurality of drive pulses to be applied to the liquid ejection head;
the drive waveform includes a non-ejection pulse that does not eject liquid and an ejection pulse that ejects liquid, the non-ejection pulse being arranged in time series successively;
When the crest value of the non-ejection pulse is Vp1, the time interval between the non-ejection pulse and the ejection pulse is Td, the natural vibration period of the pressure chamber of the liquid ejection head is Tc , the crest value of the ejection pulse is Vp2, and the crest value Vp2 of the ejection pulse is fixed and the crest value Vp1 of the non-ejection pulse is changed, the crest value Vp1 at which the droplet velocity becomes a minimum value with respect to the change in the crest value Vp1 of the non-ejection pulse is set to be Vpp1 ,
the time interval Td is within a range of Tc-0.2Tc to Tc+0.45Tc,
The non-ejection pulse has a peak value Vp1 within a range of −10% to +10% of the peak value Vpp1 at which the droplet speed of the liquid ejected by the ejection pulse reaches a minimum value.
本発明によれば、サテライトを抑制できる。 The present invention makes it possible to suppress satellites.
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。本発明の第1実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置について図1及び図2を参照して説明する。図1は同印刷装置の概略説明図、図2は同印刷装置の吐出ユニットの平面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. A printing device as a device for ejecting liquid according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. 1 is a schematic diagram of the printing device, and Fig. 2 is a plan view of an ejection unit of the printing device.
印刷装置1は、液体を吐出する装置であり、シート材Pを搬入する搬入部10と、前処理部20と、印刷部30と、乾燥部40と、搬出部50とを備えている。印刷装置1は、搬入部10から搬入(供給)されるシート材Pに対し、前処理手段である前処理部20で必要に応じて前処理液を付与(塗布)し、印刷部30で液体を付与して所要の印刷を行い、乾燥部40でシート材Pに付着した液体を乾燥させた後、シート材Pを搬出部50に排出する。
The
搬入部10は、複数のシート材Pを収容する搬入トレイ11(下段搬入トレイ11A、上段搬入トレイ11B)と、搬入トレイ11からシート材Pを1枚ずつ分離して送り出す給送装置12(12A、12B)とを備え、シート材Pを前処理部20に供給する。
The
前処理部20は、例えばインクを凝集させ、裏写りを防止する作用効果を有する処理液をシート材Pの印刷面に付与する処理液付与手段である塗布部21などを備えている。
The
印刷部30は、シート材Pを周面に担持して回転する担持部材(回転部材)であるドラム31と、ドラム31に担持されたシート材Pに向けて液体を吐出する液体吐出部32を備えている。
The
また、印刷部30は、前処理部20から送り込まれたシート材Pを受け取ってドラム31との間でシート材Pを渡す渡し胴34と、ドラム31によって搬送されたシート材Pを受け取って乾燥部40に渡す受け渡し胴35を備えている。
The
前処理部20から印刷部30へ搬送されてきたシート材Pは、渡し胴34に設けられた把持手段(シートグリッパ)によって先端が把持され、渡し胴34の回転に伴って搬送される。渡し胴34により搬送されたシート材Pは、ドラム31との対向位置でドラム31へ受け渡される。
The sheet material P transported from the
ドラム31の表面にも把持手段(シートグリッパ)が設けられており、シート材Pの先端が把持手段(シートグリッパ)によって把持される。ドラム31の表面には、複数の吸引穴が分散して形成され、吸引手段によってドラム31の所要の吸引穴から内側へ向かう吸い込み気流を発生させる。
A gripping means (sheet gripper) is also provided on the surface of the
そして、渡し胴34からドラム31へ受け渡されたシート材Pは、シートグリッパによって先端が把持されるとともに、吸引手段による吸い込み気流によってドラム31上に吸着担持され、ドラム31の回転に伴って搬送される。
Then, the sheet material P transferred from the
液体吐出部32は、液体吐出手段である吐出ユニット33(33A~33D)を備えている。例えば、吐出ユニット33Aはシアン(C)の液体を、吐出ユニット33Bはマゼンタ(M)の液体を、吐出ユニット33Cはイエロー(Y)の液体を、吐出ユニット33Dはブラック(K)の液体を、それぞれ吐出する。また、その他、白色、金色(銀色)などの特殊な液体の吐出を行う吐出ユニットを使用することもできる。
The
吐出ユニット33は、例えば、図2に示すように、複数のノズル104を配列したノズル列を複数列有する複数の液体吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」という。)100をベース部材331に千鳥状に配置したフルライン型ヘッドである。
The ejection unit 33 is, for example, a full-line type head in which multiple liquid ejection heads (hereinafter simply referred to as "heads") 100, each having multiple nozzle rows in which
液体吐出部32の各吐出ユニット33は、印刷情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。ドラム31に担持されたシート材Pが液体吐出部32との対向領域を通過するときに、吐出ユニット33から各色の液体が吐出され、当該印刷情報に応じた画像が印刷される。
The ejection operation of each ejection unit 33 of the
乾燥部40は、印刷部30でシート材P上に付着した液体を乾燥させる。これにより、液体中の水分等の液分が蒸発し、シート材P上に液体中に含まれる着色剤が定着し、また、シート材Pのカールが抑制される。
The
反転機構部60は、乾燥部40を通過したシート材Pに対して両面印刷をおこなうときに、スイッチバック方式で、シート材Pを反転する機構であり、反転されたシート材Pは印刷部30の搬送経路61を通じて渡し胴34よりも上流側に逆送される。
The
搬出部50は、複数のシート材Pが積載される搬出トレイ51を備えている。乾燥部40から反転機構部60を介して搬送されてくるシート材Pは、搬出トレイ51上に順次積み重ねられて保持される。
The
次に、ヘッド100の一例について図3及び図4を参照して説明する。図3は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図、図4は同じくノズル配列方向に沿う断面説明図である。
Next, an example of the
本実施形態の液体吐出ヘッド100は、ノズル板101と、個別流路部材である流路板102と、壁面部材としての振動板部材103とを積層接合している。そして、振動板部材103の振動領域(振動板)130を変位させる圧電アクチュエータ111と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材120とを備えている。
The
ノズル板101は、液体を吐出する複数のノズル104を配列した複数のノズル列を有している。
The
流路板102は、複数のノズル104に通じる複数の圧力室106と、各圧力室106にそれぞれ通じる流体抵抗部を兼ねる個別供給流路107と、2以上の個別供給流路107に通じる液導入部となる中間供給流路108を形成している。
The
振動板部材103は、流路板102の圧力室106の壁面を形成する変位可能な複数の振動板(振動領域)130を有する。ここでは、振動板部材103は2層構造(限定されない)とし、流路板102側から薄肉部を形成する第1層103Aと、厚肉部を形成する第2層103Bで構成されている。
The
そして、薄肉部である第1層103Aで圧力室106に対応する部分に変形可能な振動領域130を形成している。振動領域130内には、第2層103Bで圧電アクチュエータ111と接合する厚肉部である凸部130aを形成している。
The thin
そして、振動板部材103の圧力室106とは反対側に、振動板部材103の振動領域130を変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生素子)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ111を配置している。
A
この圧電アクチュエータ111は、ベース部材113上に接合した圧電部材にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子112を所定の間隔で櫛歯状に形成している。そして、圧電素子112は、1つおきに、振動板部材103の振動領域130に形成した厚肉部である凸部130aに接合している。
This
この圧電素子112は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極(端面電極)に接続され、外部電極にフレキシブル配線部材115が接続されている。
This
共通流路部材120は共通供給流路110を形成している。共通供給流路110は、振動板部材103に設けたフィルタ部を兼ねる開口部109を介して液導入部となる中間供給流路108に連通し、中間供給流路108を介して個別供給流路107に通じている。
The common
この液体吐出ヘッド100においては、例えば圧電素子112に与える電圧を基準電位(中間電位)から下げることによって圧電素子112が収縮し、振動板部材103の振動領域130が引かれて圧力室106の容積が膨張することで、圧力室106内に液体が流入する。
In this
その後、圧電素子112に印加する電圧を上げて圧電素子112を積層方向に伸長させ、振動板部材103の振動領域130をノズル104に向かう方向に変形させて圧力室106の容積を収縮させることにより、圧力室106内の液体が加圧され、ノズル104から液体が吐出される。
Then, the voltage applied to the
次に、ヘッドを駆動するヘッド駆動制御装置に係る部分について図5のブロック説明図を参照して説明する。 Next, the section related to the head drive control device that drives the head will be explained with reference to the block diagram in Figure 5.
ヘッド100に対して駆動波形を与えるヘッド駆動制御装置400は、ヘッド制御部401と、駆動波形生成手段を構成する駆動波形生成部402及び波形データ格納部403と、ヘッドドライバ410と、吐出タイミングを生成するための吐出タイミング生成部404を備えている。
The head
ヘッド制御部401は、吐出タイミングパルスstbを受信すると、駆動波形の生成のトリガーとなる吐出同期信号LINEを駆動波形生成部402へ出力する。また、ヘッド制御部401は、吐出同期信号LINEからの遅延量に当たる吐出タイミング信号CHANGEを駆動波形生成部402へ出力する。
When the
駆動波形生成部402は、吐出同期信号LINEと、吐出タイミング信号CHANGEに基づいたタイミングで共通駆動波形Vcomを生成する。
The drive
ヘッド制御部401は、画像データを受け取り、この画像データをもとに、ヘッド100の各ノズル104から吐出させる液体の大きさに応じて共通駆動波形信号Vcomの所定波形を選択するためのマスク制御信号MNを生成する。マスク制御信号MNは吐出タイミング信号CHANGEに同期したタイミングの信号である。
The
そして、ヘッド制御部401は、画像データSDと、同期クロック信号SCKと、画像データのラッチを命令するラッチ信号LTと、生成したマスク制御信号MNとを、ヘッドドライバ410に転送する。
Then, the
ヘッドドライバ410は、シフトレジスタ411、ラッチ回路412、階調デコーダ413、レベルシフタ414、及びアナログスイッチアレイ415を備える。
The
シフトレジスタ411は、ヘッド制御部401から転送される画像データSD及び同期クロック信号SCKを入力する。ラッチ回路412は、シフトレジスタ411の各レジスト値を、ヘッド制御部401から転送されるラッチ信号LTによってラッチする。
The shift register 411 inputs the image data SD and the synchronous clock signal SCK transferred from the
階調デコーダ413は、ラッチ回路412でラッチした値(画像データSD)とマスク制御信号MNとをデコードして結果を出力する。レベルシフタ414は、階調デコーダ413のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチアレイ415のアナログスイッチASが動作可能なレベルへとレベル変換する。
The
アナログスイッチアレイ415のアナログスイッチASは、レベルシフタ414を介して与えられる階調デコーダ413の出力でオン/オフするスイッチである。このアナログスイッチASは、ヘッド100が備えるノズル104毎に設けられ、各ノズル104に対応する圧電素子112の個別電極に接続されている。また、アナログスイッチASには、駆動波形生成部402からの共通駆動波形信号Vcomが入力されている。また、上述したようにマスク制御信号MNのタイミングが共通駆動波形Vcomのタイミングと同期している。
The analog switch AS of the
したがって、レベルシフタ414を介して与えられる階調デコーダ413の出力に応じて適切なタイミングでアナログスイッチASのオン/オフが切り替えられることにより、共通駆動波形信号Vcomを構成する駆動パルスの中から各ノズル104に対応する圧電素子112に印加される駆動パルスが選択される。その結果、ノズル104から吐出される滴の大きさが制御される。
Therefore, the analog switch AS is switched on/off at an appropriate timing according to the output of the
吐出タイミング生成部404は、ドラム31の回転量を検出するロータリエンコーダ405の検出結果から、シート材Pが所定量移動される毎に吐出タイミングパルスstbを生成して出力する。ロータリエンコーダ405は、ドラム31と共に回転するエンコーダホイールと、エンコーダホイールのスリットを読取るエンコーダセンサで構成される。
The ejection
次に、本発明の第1実施形態における駆動波形について図6を参照して説明する。図6は同説明に供する説明図である。 Next, the drive waveform in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. FIG. 6 is an explanatory diagram for the same description.
本実施形態の駆動波形Vaは、圧力室106の液体を吐出されない程度に加圧する非吐出パルスP1と、圧力室106の液体を吐出させる程度に加圧する吐出パルスP2とで構成されている。非吐出パルスP1と吐出パルスP2とは、時系列で連続して生成する。
The driving waveform Va in this embodiment is composed of a non-ejection pulse P1 that pressurizes the liquid in the
非吐出パルスP1は、圧力室106を膨張させる膨張波形要素a1と、膨張波形要素a1で膨張された状態を保持する保持波形要素b1と、保持波形要素b1で保持されている状態から圧力室106を収縮させる収縮波形要素c1とで構成される。
The non-ejection pulse P1 is composed of an expansion waveform element a1 that expands the
非吐出パルスP1の膨張波形要素a1は中間電位(又は基準電位)Vmから電位V1まで立ち下がる波形であり、保持波形要素b1は電位V1を保持する波形であり、収縮波形要素c1は電位V1から中間電位Vmまで立ち上がる波形である。この非吐出パルスP1の波高値はVp1とする。 The expansion waveform element a1 of the non-ejection pulse P1 is a waveform that falls from an intermediate potential (or reference potential) Vm to a potential V1, the hold waveform element b1 is a waveform that holds the potential V1, and the contraction waveform element c1 is a waveform that rises from the potential V1 to the intermediate potential Vm. The peak value of this non-ejection pulse P1 is Vp1.
吐出パルスP2は、圧力室106を膨張させる膨張波形要素a2と、膨張波形要素a2で膨張された状態を保持する保持波形要素b2と、保持波形要素b2で保持されている状態から圧力室106を収縮させる収縮波形要素c2とで構成される。
The ejection pulse P2 is composed of an expansion waveform element a2 that expands the
吐出パルスP2の膨張波形要素a2は中間電位(又は基準電位)Vmから電位V2まで立ち下がる波形であり、保持波形要素b2は電位V2を保持する波形であり、収縮波形要素c2は電位V2から中間電位Vmまで立ち上がる波形である。この吐出パルスP2の波高値はVp2(Vp2>Vp1)とする。 The expansion waveform element a2 of the ejection pulse P2 is a waveform that falls from an intermediate potential (or reference potential) Vm to a potential V2, the hold waveform element b2 is a waveform that holds the potential V2, and the contraction waveform element c2 is a waveform that rises from the potential V2 to the intermediate potential Vm. The peak value of this ejection pulse P2 is Vp2 (Vp2>Vp1).
非吐出パルスP1の収縮波形要素c1の終了時点から吐出パルスP2の膨張波形要素a2の開始時点までの波形をパルス間保持波形要素dとし、パルス間保持波形要素dの時間(非吐出パルスP1と吐出パルスP2との時間間隔)をTdとする。 The waveform from the end of the contraction waveform element c1 of the non-ejection pulse P1 to the start of the expansion waveform element a2 of the ejection pulse P2 is defined as the inter-pulse hold waveform element d, and the time of the inter-pulse hold waveform element d (the time interval between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2) is defined as Td.
ここで、非吐出パルスP1と吐出パルスP2との時間間隔Tdは、液体吐出ヘッド100の圧力室106の固有振動周期(共振周期)をTcとするとき、-(1/3)Tcないし+(1/3)Tcの範囲内としている。
Here, the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 is set within the range of -(1/3)Tc to +(1/3)Tc, where Tc is the natural vibration period (resonance period) of the
また、非吐出パルスP1の波高値Vp1は、吐出パルスP2で液体を吐出させたときの滴速度Vjの極小値の-10%ないし+10%の範囲内としている。 The peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 is set within the range of -10% to +10% of the minimum value of the droplet velocity Vj when liquid is ejected by the ejection pulse P2.
これにより、吐出パルスP2で吐出する滴のサテライトを抑制することができる。 This makes it possible to suppress satellites in the droplets ejected by the ejection pulse P2.
以下、本実施形態の作用効果について図7以降を参照して具体的に説明する。 The effects of this embodiment are described in detail below with reference to Figure 7 onwards.
先ず、図7は、吐出パルスP2の波高値Vp2を固定値とし、非吐出パルスP1の波高値Vp1を変化させたときの滴速度Vjと滴量Mjの変化の一例を示している。なお、非吐出パルスP1と吐出パルスP2との時間間隔Tdは固有振動周期Tcである。 First, FIG. 7 shows an example of the change in droplet velocity Vj and droplet volume Mj when the crest value Vp2 of the ejection pulse P2 is fixed and the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1 is changed. Note that the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 is the natural vibration period Tc.
この図7の結果から、波高値Vp1の値によって大きく3つの範囲S1、S2、S3に分けることができる。 From the results in Figure 7, the peak value Vp1 can be broadly divided into three ranges S1, S2, and S3.
つまり、非吐出パルスP1の波高値Vp1が範囲S1内であるときには、波高値Vp1が大きくなるにつれて滴速度Vjが速くなる。これは、非吐出パルスP1の波高値Vp1を大きくするほど、メニスカス振動も大きくなり、その影響で、吐出パルスP2による滴の滴速度Vjが速くなっていることを示している。 In other words, when the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1 is within the range S1, the droplet velocity Vj increases as the crest value Vp1 increases. This indicates that the meniscus vibration increases as the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1 increases, and as a result, the droplet velocity Vj of the droplet caused by the ejection pulse P2 increases.
非吐出パルスP1の波高値Vp1が範囲S2内であるときには、範囲S1と範囲S2の境界を極大値とし、滴速度Vjが低下している。これは、メニスカス振動が大きくなりすぎて、メニスカスの単振動を超えた状態、つまり、メニスカスが溢れ気味になっている状態を示している。メニスカスが溢れ気味になっているため、吐出パルスP2によるエネルギーが効率よく伝わらず、滴速度Vjが低下している。 When the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 is within range S2, the boundary between ranges S1 and S2 is the maximum value, and the droplet velocity Vj drops. This indicates that the meniscus vibration has become too large and exceeds the simple vibration of the meniscus, in other words, that the meniscus is on the verge of overflowing. Because the meniscus is on the verge of overflowing, the energy from the ejection pulse P2 is not transmitted efficiently, and the droplet velocity Vj drops.
非吐出パルスP1の波高値Vp1が範囲S3内であるときには、範囲S2と範囲S3の境界を極小値(このときの波高値Vp1をピーク波高値Vpp1とする。)とし、滴速度Vjが増加している。 When the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1 is within range S3, the boundary between ranges S2 and S3 is a minimum value (the crest value Vp1 at this time is the peak crest value Vpp1), and the droplet velocity Vj increases.
また、範囲S1と範囲S2では滴量Mjは一定の傾きで増加していたのに対し、範囲S3ではその傾きが大きくなっていることが分かる。これは、非吐出パルスP1の波高値Vp1の電圧が大きくなりすぎて、非吐出パルスP1自身でも滴が吐出し始めていることを示している(この場合には、非吐出パルスP1は実質的に吐出パルスとなる。)。 It can also be seen that while the droplet volume Mj increases at a constant rate in ranges S1 and S2, the rate of increase becomes steeper in range S3. This indicates that the voltage of the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 has become so high that the non-ejection pulse P1 itself is beginning to eject droplets (in this case, the non-ejection pulse P1 essentially becomes an ejection pulse).
つまり、非吐出パルスP1で滴が吐出しているため、吐出パルスP2は通常の共振による吐出となり、波高値Vp1が大きくなるほど滴速度Vjが速くなっている。それと共に、非吐出パルスP1で吐出している滴と吐出パルスP2による滴の両方が吐出していくために、滴量Mjの傾きも範囲S1、範囲S2よりも大きくなっている。 In other words, because the droplets are ejected by the non-ejection pulse P1, the ejection pulse P2 ejects droplets due to normal resonance, and the droplet velocity Vj increases as the pulse height Vp1 increases. At the same time, because both the droplets ejected by the non-ejection pulse P1 and the droplets ejected by the ejection pulse P2 are being ejected, the gradient of the droplet volume Mj is larger than in ranges S1 and S2.
次に、図8は、滴速度Vjが一定になるようにしたときの非吐出パルスP1の波高値Vp1と吐出パルスP2の波高値Vp2の関係の一例を示している。なお、ここでも、非吐出パルスP1と吐出パルスP2との時間間隔Tdは固有振動周期Tcである。 Next, FIG. 8 shows an example of the relationship between the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 and the peak value Vp2 of the ejection pulse P2 when the droplet velocity Vj is constant. Note that here too, the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 is the natural vibration period Tc.
ここでも、図7の場合と同様に、非吐出パルスP1の波高値Vp1の値によって3つの範囲S1、S2、S3に分けることができる。 Here too, as in the case of Figure 7, the non-ejection pulse P1 can be divided into three ranges S1, S2, and S3 depending on the value of the peak value Vp1.
まず、範囲S1では、非吐出パルスP1の波高値Vp1を大きくするに従って吐出パルスP2の波高値Vp2が低下する傾向が得られる。これは、非吐出パルスP1の波高値Vp1を大きくするに従ってメニスカス振動も大きくなるため、吐出パルスP2の波高値Vp2を小さくしても、滴速度Vjを一定に保てることを示している。 First, in range S1, there is a tendency for the peak value Vp2 of the ejection pulse P2 to decrease as the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 increases. This shows that the meniscus vibration increases as the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 increases, so the droplet velocity Vj can be kept constant even if the peak value Vp2 of the ejection pulse P2 is reduced.
範囲S2では、範囲S1と範囲S2との境界を極小値とし、滴速度Vjが増大している。これは、メニスカス振動が大きくなりすぎて、メニスカスの単振動を超えた状態、つまり、メニスカスが溢れ気味になっている状態を示している。メニスカスが溢れ気味になっているため、吐出パルスP2によるエネルギーが、効率よく伝わらず、より大きなエネルギーを加えないと滴速度Vjを一定に保てないことを示している。 In range S2, the boundary between ranges S1 and S2 is a minimum value, and the droplet velocity Vj increases. This indicates that the meniscus vibration has become too large and exceeds the simple vibration of the meniscus, in other words, that the meniscus is on the verge of overflowing. Because the meniscus is on the verge of overflowing, the energy from the ejection pulse P2 is not transmitted efficiently, and unless more energy is added, the droplet velocity Vj cannot be kept constant.
範囲S3では、範囲S2と範囲S3との境界を極大値とし、滴速度Vjが低下している。こちらも、前記図7の結果と同様に、非吐出パルスP1で滴が吐出しているため、吐出パルスP2は通常の共振による吐出となり、波高値Vp1が大きくなるに従って残留振動が大きくなり、波高値Vp2を小さくしても、滴速度Vjを一定に保てることを示している。 In range S3, the boundary between ranges S2 and S3 is the maximum value, and the droplet velocity Vj decreases. As with the results in Figure 7 above, droplets are ejected by the non-ejection pulse P1, so the ejection pulse P2 is ejected by normal resonance, and the residual vibration increases as the pulse height Vp1 increases, indicating that the droplet velocity Vj can be kept constant even if the pulse height Vp2 is reduced.
次に、図9は、吐出パルスP2の波高値Vp2を滴速度Mjが一定になるように調整したときのサテライト滴の変化の一例を示している。 Next, Figure 9 shows an example of the change in satellite droplets when the peak value Vp2 of the ejection pulse P2 is adjusted so that the droplet velocity Mj is constant.
サテライト滴速度Vjsは、非吐出パルスP1の波高値Vp1を大きくするに従って僅かに速くなる。しかしながら、吐出パルスP2の波高値Vp2が極大値をとる付近(上記の範囲S2とS3の境界付近)に対応する非吐出パルスP1の波高値Vp1の周辺で、サテライト滴速度Vjsが0になる(サテライトレス)領域S0がある。 The satellite droplet velocity Vjs becomes slightly faster as the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 increases. However, there is a region S0 in which the satellite droplet velocity Vjs becomes 0 (satelliteless) around the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1, which corresponds to the vicinity where the peak value Vp2 of the ejection pulse P2 is at its maximum value (near the boundary between the ranges S2 and S3 described above).
以上のサテライトレス領域が得られる説明は、非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔Tdを固有振動周期Tcと同じ(Td=Tc)にした場合である。そこで、非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔Tdを固有振動周期Tcと異ならせて、上述したと同様に、吐出パルスP2の波高値Vp2を滴速度Mjが一定になるように調整し、非吐出パルスP1の変化に対するサテライト滴の変化を評価した。 The above satellite-less region is obtained when the time interval Td between the non-ejection pulse and the ejection pulse is set to the same as the natural vibration period Tc (Td = Tc). Therefore, the time interval Td between the non-ejection pulse and the ejection pulse is made different from the natural vibration period Tc, and the peak value Vp2 of the ejection pulse P2 is adjusted so that the droplet velocity Mj is constant, as described above, and the change in satellite droplets in response to the change in the non-ejection pulse P1 is evaluated.
まず、図10は、非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔Tdを固有振動周期Tcに対して、(2/5)Tc短くした(Td=Tc-(2/5)Tc)場合を示している。 First, FIG. 10 shows a case where the time interval Td between the non-ejection pulse and the ejection pulse is (2/5)Tc shorter than the natural vibration period Tc (Td=Tc-(2/5)Tc).
この条件では、サテライトレスとなる非吐出パルスP1の波高値Vp1の条件は見られない。 Under these conditions, there is no condition for the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 to be satellite-less.
次に、図11は、非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔Tdを固有振動周期Tcに対して、(1/4)Tc分短くした(Td=Tc-(1/4)Tc)場合を示している。 Next, FIG. 11 shows a case where the time interval Td between the non-ejection pulse and the ejection pulse is shortened by (1/4)Tc relative to the natural vibration period Tc (Td=Tc-(1/4)Tc).
この条件では、Td=Tcの場合よりも非吐出パルスP1の波高値Vp1の範囲は狭いが、サテライトレスとなる領域S0が確認された。 Under these conditions, the range of the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 is narrower than when Td = Tc, but a satellite-less region S0 was confirmed.
次に、図12は、非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔Tdを固有振動周期Tcに対して、(1/3)Tc分長くした(Td=Tc+(1/3)Tc)場合を示している。 Next, FIG. 12 shows a case where the time interval Td between the non-ejection pulse and the ejection pulse is made longer by (1/3)Tc than the natural vibration period Tc (Td = Tc + (1/3)Tc).
この条件では、Td=Tcの場合よりも非吐出パルスP1の波高値Vp1の範囲は狭いが、サテライトレスとなる領域S0が確認された。 Under these conditions, the range of the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 is narrower than when Td = Tc, but a satellite-less region S0 was confirmed.
次に、図13は、非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔Tdを固有振動周期Tcに対して、(1/2)Tc分長くした(Td=Tc+1/2Tc)場合を示している。 Next, FIG. 13 shows a case where the time interval Td between the non-ejection pulse and the ejection pulse is made longer by (1/2)Tc than the natural vibration period Tc (Td = Tc + 1/2Tc).
この条件では、サテライトレスとなる非吐出パルスP1の波高値Vp1の条件は見られない。また、時間間隔Tdを(Tc+(1/2)Tc)より長くしても、サテライトレスとなる条件は確認できなかった。 Under these conditions, the condition of the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 that results in satellite-less printing was not observed. Furthermore, even if the time interval Td was made longer than (Tc + (1/2) Tc), the condition of satellite-less printing could not be confirmed.
次に、以上の結果に基づき、サテライトレスとできる非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔Tdと固有振動周期Tcとの関係、非吐出パルスP1の波高値Vp1について図14ないし図18を参照して説明する。 Next, based on the above results, the relationship between the time interval Td between the non-ejection pulse and the ejection pulse, which allows satellites to be eliminated, and the natural vibration period Tc, as well as the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1, will be explained with reference to Figures 14 to 18.
図14は、サテライトレス領域S0が生じる非吐出パルスP1の波高値Vp1の最大値、最小値と、その電圧比率の関係を示している。 Figure 14 shows the relationship between the maximum and minimum values of the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 that generates the satellite-less region S0 and its voltage ratio.
図14の横軸は、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdの固有振動周期Tc(共振タイミング)からのTc比率差分(Tc比率換算)を表している。例えば、Tc比率差分「0.1」というのは、固有振動周期Tcと同じ時間間隔Tdよりも(0.1×Tc)分だけ長い時間間隔Td(Td=Tc+0.1Tc)での評価結果であることを表している。 The horizontal axis in Figure 14 represents the Tc ratio difference (Tc ratio conversion) from the natural vibration period Tc (resonance timing) of the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2. For example, a Tc ratio difference of "0.1" represents the evaluation result at a time interval Td (Td = Tc + 0.1Tc) that is longer than the time interval Td equal to the natural vibration period Tc by (0.1 x Tc).
図15は、サテライトレスとなる非吐出パルスP1の波高値Vp1の最大値、最小値、吐出パルスP2の波高値Vp2がピークを取るとき(吐出パルスで吐出される液体の滴速度が極小値となるとき)の波高値Vp1(これを「ピーク波高値Vpp1」という。)の値をまとめたものを示している。 Figure 15 shows a summary of the maximum and minimum values of the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1 that results in satelliteless, and the crest value Vp1 when the crest value Vp2 of the ejection pulse P2 reaches its peak (when the droplet speed of the liquid ejected by the ejection pulse reaches its minimum value) (this is called the "peak crest value Vpp1").
図15の横軸は、図14と同じく、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdの固有振動周期Tc(共振タイミング)からのTc比率差分(Tc比率換算)を表している。例えば、Tc比率差分「0.1」というのは、固有振動周期Tcと同じ時間間隔Tdよりも(0.1×Tc)分だけ長い時間間隔Td(Td=Tc+0.1Tc)での評価結果であることを表している。 The horizontal axis in Figure 15, like Figure 14, represents the Tc ratio difference (Tc ratio conversion) from the natural vibration period Tc (resonance timing) of the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2. For example, a Tc ratio difference of "0.1" represents the evaluation result at a time interval Td (Td = Tc + 0.1Tc) that is longer than the time interval Td equal to the natural vibration period Tc by (0.1 x Tc).
図16ないし図18は、非吐出パルスP1の波高値Vp1の最大値(最大Vp1)と最小値(最小Vp1)の電圧範囲をピーク波高値Vpp1からの電圧差の比率で表したものである。 Figures 16 to 18 show the voltage range of the maximum value (max Vp1) and minimum value (min Vp1) of the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1, expressed as the ratio of the voltage difference from the peak crest value Vpp1.
図16ないし図18の横軸は、図15と同じく、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdの固有振動周期Tc(共振タイミング)からのTc比率差分(Tc比率換算)を表している。例えば、Tc比率差分「0.1」というのは、固有振動周期Tcと同じ時間間隔Tdよりも(0.1×Tc)分だけ長い時間間隔Td(Td=Tc+0.1Tc)での評価結果であることを表している。 The horizontal axis in Figures 16 to 18, like Figure 15, represents the Tc ratio difference (Tc ratio conversion) from the natural vibration period Tc (resonance timing) of the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2. For example, a Tc ratio difference of "0.1" represents the evaluation result at a time interval Td (Td = Tc + 0.1Tc) that is longer than the time interval Td equal to the natural vibration period Tc by (0.1 x Tc).
これらより、固有振動周期Tcを中心とし、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdがずれると、サテライトレスとできる非吐出パルスP1の波高値Vp1の電圧範囲が狭くなっていることが分かる。 From this, it can be seen that when the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 shifts with respect to the natural vibration period Tc, the voltage range of the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 that can be made satellite-less becomes narrower.
サテライトレスとできる非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdとしては、固有振動周期Tcを中心に、±1/3Tc(Tc-(1/3)Tc~Tc+(1/3)Tcの範囲内)である。 The time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 that can achieve satelliteless operation is ±1/3Tc (within the range of Tc-(1/3)Tc to Tc+(1/3)Tc) with the natural vibration period Tc at the center.
また、非吐出パルスP1は、吐出パルスP2で吐出される液体の滴速度Vjが極小値となるとき、つまり、吐出パルスP2の波高値Vp2がピークを取るときの波高値Vp1であるピーク波高値Vpp1の「-10%~+10%」の範囲内であることが分かる。 It can also be seen that the non-ejection pulse P1 is within the range of -10% to +10% of the peak crest value Vpp1, which is the crest value Vp1 when the droplet velocity Vj of the liquid ejected by the ejection pulse P2 reaches a minimum value, in other words, when the crest value Vp2 of the ejection pulse P2 reaches its peak.
ここで、電圧マージンΔ10%(±5%:-5%~+5%)以上を確保するためには、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdは(Tc-(1/4)Tc~Tc+(1/4)Tc)の範囲内とすることが好ましい。 Here, in order to ensure a voltage margin of Δ10% (±5%: -5% to +5%) or more, it is preferable that the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 is within the range of (Tc-(1/4)Tc to Tc+(1/4)Tc).
また、電圧マージンΔ15%(±7.5%:-7.5%~+7.5%)以上を確保するためには、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdは(Tc-(1/6)Tc~Tc+(1/6)Tc)の範囲内とすることが好ましい。 In addition, to ensure a voltage margin of Δ15% (±7.5%: -7.5% to +7.5%) or more, it is preferable that the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 is within the range of (Tc-(1/6)Tc to Tc+(1/6)Tc).
また、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdを固有振動周期Tc(Td=Tc)とすることで、電圧マージンΔ20%(±10.0%:-10.0%~+10.0%)以上を確保することができる。 In addition, by setting the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 to the natural vibration period Tc (Td = Tc), a voltage margin of Δ20% (±10.0%: -10.0% to +10.0%) or more can be ensured.
次に、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdごとにサテライトレスとなる非吐出パルスP1の波高値Vp1を固定値とし、吐出パルスP2の波高値Vp2による電圧特性を取得した。 Next, the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1 that becomes satellite-less for each time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 was set to a fixed value, and the voltage characteristics due to the crest value Vp2 of the ejection pulse P2 were obtained.
非吐出パルスP1の波高値Vp1の値は、概ね波高値Vp1と波高値Vp2の最大値の中央値としている。より具体的には、吐出パルスP2による滴速度Vjが一定になるように吐出パルスP2の波高値Vp2を調整したときの、波高値Vp2が極大値を取ったときの非吐出パルスP1の波高値Vp1の値としている。 The value of the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 is approximately the median value between the maximum values of the peak value Vp1 and the peak value Vp2. More specifically, it is set to the value of the peak value Vp1 of the non-ejection pulse P1 when the peak value Vp2 is at its maximum value when the peak value Vp2 of the ejection pulse P2 is adjusted so that the droplet velocity Vj of the ejection pulse P2 is constant.
まず、図19には、単純Pull波形(Vp1=0Vに相当)を使用した場合の電圧特性である。 First, Figure 19 shows the voltage characteristics when a simple pull waveform (corresponding to Vp1 = 0V) is used.
ここでは、吐出する液体としてUVインクを使用している。この例では、滴速度Vjが7m/s程度で、サテライトの滴速度Vjsは約5.7m/sとなっている。 Here, UV ink is used as the liquid to be ejected. In this example, the droplet speed Vj is about 7 m/s, and the satellite droplet speed Vjs is about 5.7 m/s.
次に、図20は、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdを固有振動周期Tcとしたときの電圧特性である。 Next, Figure 20 shows the voltage characteristics when the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 is set to the natural vibration period Tc.
ここでは、滴速度Vjが8m/sを超えるまでサテライトが発生していない。 Here, satellites do not occur until the droplet velocity Vj exceeds 8 m/s.
従来のサテライト短縮波形では0.5~1.0m/s程度のサテライト短縮効果であるの対し、本実施形態では、2.5~3m/s程度のサテライト短縮効果となっており、飛躍的に短縮効果が向上している。 While the conventional satellite shortening waveform has a satellite shortening effect of about 0.5 to 1.0 m/s, this embodiment has a satellite shortening effect of about 2.5 to 3 m/s, which is a dramatic improvement in the shortening effect.
また、滴速度Vjは着弾位置精度や吐出の安定性から、7~9m/s程度に設定されることが多く、約8m/sまでサテライトが生じないようにすることができることで、実用的な滴速度範囲でサテライトレスを実現することができる。 The droplet velocity Vj is often set to around 7 to 9 m/s due to the accuracy of the landing position and the stability of the ejection, and by being able to prevent satellites from occurring up to around 8 m/s, it is possible to achieve a satellite-free state within a practical range of droplet velocities.
なお、非吐出パルスP1は、膨張波形要素a1と収縮波形要素c1のタイミング(保持波形要素b1)の保持時間が固有振動周期Tcでも良く、固有振動周期Tcよりも短い時間でも良い。固有振動周期Tcよりも短い時間に設定すれば、波形長を短くすることができる。 The non-ejection pulse P1 may have a retention time of the timing (retention waveform element b1) of the expansion waveform element a1 and contraction waveform element c1 equal to the natural vibration period Tc, or may have a time shorter than the natural vibration period Tc. If it is set to a time shorter than the natural vibration period Tc, the waveform length can be shortened.
また、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の組み合わせによる波形を、複数の吐出パルスで大きな滴を形成する波形構成の最後に位置づけることで、大きな滴でもサテライトレスやサテライト短縮を実現することができる。 In addition, by positioning the waveform that combines the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 at the end of a waveform configuration that forms large droplets with multiple ejection pulses, it is possible to achieve satellite-less or satellite-shortened droplets even with large droplets.
次に、本発明の第2実施形態について図21ないし図23を参照して説明する。図21ないし図23は同実施形態におけるサテライトレスとできる非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔Tdと固有振動周期Tcとの関係、非吐出パルスP1の波高値Vp1の説明に供する説明図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 21 to 23. Figs. 21 to 23 are explanatory diagrams illustrating the relationship between the time interval Td between the non-ejection pulse and the ejection pulse, which can achieve satelliteless operation, and the natural vibration period Tc, and the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1 in this embodiment.
図21ないし図23は、非吐出パルスP1の波高値Vp1の最大値(最大Vp1)と最小値(最小Vp1)の電圧範囲をピーク波高値Vpp1からの電圧差の比率で表したものである。 Figures 21 to 23 show the voltage range of the maximum value (max Vp1) and minimum value (min Vp1) of the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1, expressed as the ratio of the voltage difference from the peak crest value Vpp1.
図21ないし図23の横軸は、前記実施形態と同じく、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdの固有振動周期Tc(共振タイミング)からのTc比率差分(Tc比率換算)を表している。例えば、Tc比率差分「0.1」というのは、固有振動周期Tcと同じ時間間隔Tdよりも(0.1×Tc)分だけ長い時間間隔Td(Td=Tc+0.1Tc)での評価結果であることを表している。 The horizontal axis in Figures 21 to 23, as in the above embodiment, represents the Tc ratio difference (Tc ratio conversion) from the natural vibration period Tc (resonance timing) of the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2. For example, a Tc ratio difference of "0.1" represents the evaluation result at a time interval Td (Td = Tc + 0.1Tc) that is longer than the time interval Td equal to the natural vibration period Tc by (0.1 x Tc).
本実施形態では、サテライトレスとできる非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdとしては、Tc-(1/5)Tc~Tc+(1/3)Tcの範囲内である。 In this embodiment, the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 that can achieve satellite-less printing is within the range of Tc-(1/5)Tc to Tc+(1/3)Tc.
また、非吐出パルスP1は、吐出パルスP2で吐出される液体の滴速度Vjが極小値となるとき、つまり、吐出パルスP2の波高値Vp2がピークを取るときの波高値Vp1であるピーク波高値Vpp1の「-5%~+10%」の範囲内であることが分かる。 It can also be seen that the non-ejection pulse P1 is within the range of -5% to +10% of the peak crest value Vpp1, which is the crest value Vp1 when the droplet velocity Vj of the liquid ejected by the ejection pulse P2 reaches a minimum value, that is, when the crest value Vp2 of the ejection pulse P2 reaches its peak.
ここで、電圧マージン±5%(-5%~+5%)以上を確保するためには、図22から非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdは、Tc-(1/10)Tc~Tc+(1/6)Tcの範囲内とすることが好ましい。 Here, in order to ensure a voltage margin of ±5% (-5% to +5%) or more, it is preferable to set the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 within the range of Tc-(1/10)Tc to Tc+(1/6)Tc, as shown in FIG. 22.
また、電圧マージン±7.5%(-7.5%~+7.5%)以上を確保するためには、図23から非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdは、Tc-(1/14)Tc~Tc+(1/10)Tcの範囲内とすることが好ましい。 In addition, to ensure a voltage margin of ±7.5% (-7.5% to +7.5%) or more, it is preferable to set the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 within the range of Tc-(1/14)Tc to Tc+(1/10)Tc, as shown in FIG. 23.
次に、本発明の第3実施形態について図24ないし図26を参照して説明する。図24ないし図26は同実施形態におけるサテライトレスとできる非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔Tdと固有振動周期Tcとの関係、非吐出パルスP1の波高値Vp1の説明に供する説明図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 24 to 26. Figs. 24 to 26 are explanatory diagrams illustrating the relationship between the time interval Td between the non-ejection pulse and the ejection pulse, which can achieve satelliteless operation, and the natural vibration period Tc, and the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1 in this embodiment.
図24ないし図26は、非吐出パルスP1の波高値Vp1の最大値(最大Vp1)と最小値(最小Vp1)の電圧範囲をピーク波高値Vpp1からの電圧差の比率で表したものである。 Figures 24 to 26 show the voltage range of the maximum value (Max Vp1) and minimum value (Min Vp1) of the crest value Vp1 of the non-ejection pulse P1, expressed as the ratio of the voltage difference from the peak crest value Vpp1.
図24ないし図26の横軸は、非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdの固有振動周期Tc(共振タイミング)からのTc比率差分(Tc比率換算)を表している。例えば、Tc比率差分「0.1」というのは、固有振動周期Tcと同じ時間間隔Tdよりも(0.1×Tc)分だけ長い時間間隔Td(Td=Tc+0.1Tc)での評価結果であることを表している。 The horizontal axis in Figures 24 to 26 represents the Tc ratio difference (Tc ratio conversion) from the natural vibration period Tc (resonance timing) of the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2. For example, a Tc ratio difference of "0.1" represents the evaluation result at a time interval Td (Td = Tc + 0.1Tc) that is longer than the time interval Td equal to the natural vibration period Tc by (0.1 x Tc).
本実施形態では、サテライトレスとできる非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdとしては、Tc-0.2Tc~Tc+0.45Tcの範囲内である。 In this embodiment, the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 that can achieve satellite-less printing is within the range of Tc-0.2Tc to Tc+0.45Tc.
また、非吐出パルスP1は、吐出パルスP2で吐出される液体の滴速度Vjが極小値となるとき、つまり、吐出パルスP2の波高値Vp2がピークを取るときの波高値Vp1であるピーク波高値Vpp1の「-5%~+10%」の範囲内であることが分かる。 It can also be seen that the non-ejection pulse P1 is within the range of -5% to +10% of the peak crest value Vpp1, which is the crest value Vp1 when the droplet velocity Vj of the liquid ejected by the ejection pulse P2 reaches a minimum value, that is, when the crest value Vp2 of the ejection pulse P2 reaches its peak.
ここで、電圧マージン±5%(-5%~+5%)以上を確保するためには、図25から非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdは、Tc-0.1Tc~Tc+0.25Tc、言い換えれば、Tc-(1/10)Tc~Tc+(1/4)Tcの範囲内とすることが好ましい。 Here, in order to ensure a voltage margin of ±5% (-5% to +5%) or more, it is preferable to set the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 in the range of Tc-0.1Tc to Tc+0.25Tc, in other words, Tc-(1/10)Tc to Tc+(1/4)Tc, as shown in FIG. 25.
また、電圧マージン±7.5%(-7.5%~+7.5%)以上を確保するためには、図26から非吐出パルスP1と吐出パルスP2の時間間隔Tdは、Tc-0.07Tc~Tc+0.2Tcの範囲内、言い換えれば、Tc-(1/14)Tc~Tc+(1/5)Tcの範囲内とすることが好ましい。 In addition, to ensure a voltage margin of ±7.5% (-7.5% to +7.5%) or more, it is preferable to set the time interval Td between the non-ejection pulse P1 and the ejection pulse P2 in the range of Tc-0.07Tc to Tc+0.2Tc from FIG. 26, in other words, in the range of Tc-(1/14)Tc to Tc+(1/5)Tc.
本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。 In the present application, the liquid to be ejected may have a viscosity and surface tension that allows it to be ejected from the head, and is not particularly limited, but it is preferable that the viscosity is 30 mPa·s or less at room temperature and pressure, or by heating or cooling. More specifically, the liquid may be a solution, suspension, emulsion, etc. that contains a solvent such as water or an organic solvent, a colorant such as a dye or pigment, a functionalizing material such as a polymerizable compound, a resin, or a surfactant, a biocompatible material such as DNA, amino acids, proteins, or calcium, an edible material such as a natural dye, etc., and these can be used for applications such as inkjet ink, surface treatment liquid, a liquid for forming a component of an electronic element or a light-emitting element, an electronic circuit resist pattern, a material liquid for three-dimensional modeling, etc.
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。 The energy sources that generate the liquid include piezoelectric actuators (laminated piezoelectric elements and thin-film piezoelectric elements), thermal actuators that use electrothermal conversion elements such as heating resistors, and electrostatic actuators that consist of a vibration plate and an opposing electrode.
また、「液体を吐出する装置」には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 In addition, "devices that eject liquid" include not only devices that can eject liquid onto objects to which the liquid can adhere, but also devices that eject liquid into air or liquid.
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 This "liquid ejecting device" can also include means for feeding, transporting, and discharging items onto which liquid can be attached, as well as pre-processing devices and post-processing devices.
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。 For example, examples of "devices that eject liquid" include image forming devices that eject ink to form an image on paper, and three-dimensional modeling devices that eject modeling liquid onto a powder layer formed from powder in order to create a three-dimensional object.
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 In addition, a "liquid ejecting device" is not limited to devices that use ejected liquid to visualize meaningful images such as letters and figures. For example, it also includes devices that form patterns that have no meaning in themselves, and devices that create three-dimensional images.
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above phrase "something to which liquid can adhere" refers to something to which liquid can adhere at least temporarily, and to which the liquid adheres and sticks, or adheres and penetrates. Specific examples include media such as paper, recording paper, film, and cloth, electronic circuit boards, electronic components such as piezoelectric elements, powder layers, organ models, and testing cells, and unless otherwise specified, includes all things to which liquid can adhere.
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The above-mentioned "materials to which liquid can adhere" include paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, and other materials to which liquid can adhere even temporarily.
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。 In addition, the "liquid ejection device" may be a device in which a liquid ejection head and an object to which liquid can be attached move relatively, but is not limited to this. Specific examples include a serial type device in which the liquid ejection head moves, and a line type device in which the liquid ejection head does not move.
また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 Other examples of "liquid ejecting devices" include treatment liquid application devices that eject treatment liquid onto paper to apply the treatment liquid to the surface of the paper for purposes such as modifying the surface of the paper, and spray granulation devices that spray a composition liquid in which raw materials are dispersed through a nozzle to granulate the raw material into fine particles.
なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 In this application, the terms image formation, recording, printing, copying, printing, modeling, etc. are all synonymous.
1 印刷装置
10 搬入部
20 前処理部
30 印刷部
40 乾燥部
50 搬出部
21 塗布部
33 吐出ユニット
100 液体吐出ヘッド(ヘッド)
106 圧力室
112 圧電素子
400 ヘッド駆動制御部
401 ヘッド制御部
402 駆動波形生成部
403 波形データ格納部
410 ヘッドドライバ
REFERENCE SIGNS
106
Claims (8)
前記駆動波形は、液体を吐出させない非吐出パルスと、液体を吐出させる吐出パルスとを時系列で連続して含み、
前記非吐出パルスの波高値をVp1、非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔をTd、前記液体吐出ヘッドの圧力室の固有振動周期をTc、前記吐出パルスの波高値をVp2、前記吐出パルスの波高値Vp2を固定値として前記非吐出パルスの波高値Vp1を変化させたときに、滴速度が前記非吐出パルスの波高値Vp1の変化に対して極小値となるときの前記波高値Vp1を波高値Vpp1とするとき、
前記時間間隔Tdは、Tc-0.2Tc~Tc+0.45Tcの範囲内であり、
前記非吐出パルスの波高値Vp1は、前記吐出パルスで吐出される液体の滴速度が極小値となるときの前記波高値Vpp1の-10%~+10%の範囲内である
ことを特徴とする液体を吐出する装置。 a drive waveform generating unit that generates a drive waveform including a plurality of drive pulses to be applied to the liquid ejection head;
the drive waveform includes a non-ejection pulse that does not eject liquid and an ejection pulse that ejects liquid, the non-ejection pulse being arranged in time series successively;
When the crest value of the non-ejection pulse is Vp1, the time interval between the non-ejection pulse and the ejection pulse is Td, the natural vibration period of the pressure chamber of the liquid ejection head is Tc , the crest value of the ejection pulse is Vp2, and the crest value Vp2 of the ejection pulse is fixed and the crest value Vp1 of the non-ejection pulse is changed, the crest value Vp1 at which the droplet velocity becomes a minimum value with respect to the change in the crest value Vp1 of the non-ejection pulse is set to be Vpp1 ,
the time interval Td is within a range of Tc-0.2Tc to Tc+0.45Tc,
A liquid ejection device, characterized in that a peak value Vp1 of the non-ejection pulse is within a range of -10% to +10% of the peak value Vpp1 when the droplet speed of the liquid ejected by the ejection pulse becomes a minimum value.
を特徴とする請求項1に記載の液体を吐出する装置。 2. The liquid ejecting device according to claim 1, wherein the time interval Td is within a range of Tc-0.1Tc to Tc+0.25Tc.
を特徴とする請求項1に記載の液体を吐出する装置。 2. The liquid ejection device according to claim 1, wherein the time interval Td is within a range of Tc-0.07Tc to Tc+0.2Tc.
ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の液体を吐出する装置。 A liquid ejection device as described in any one of claims 1 to 3, characterized in that the peak value Vp1 of the non-ejection pulse is within the range of -7.5% to +7.5% of the peak value Vpp1 when the droplet speed of the liquid ejected by the ejection pulse becomes a minimum value.
ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の液体を吐出する装置。 A liquid ejection device as described in any one of claims 1 to 3, characterized in that the peak value Vp1 of the non-ejection pulse is within the range of -5.0% to +5.0% of the peak value Vpp1 when the droplet speed of the liquid ejected by the ejection pulse becomes a minimum value.
前記保持波形要素の保持時間は、固有振動周期Tcより短い時間である
ことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の液体を吐出する装置。 the non-ejection pulse includes an expansion waveform element that expands the pressure chamber, a holding waveform element that holds the expanded state of the pressure chamber, and a contraction waveform element that contracts the pressure chamber from a state that is held in the expanded state,
6. The liquid ejecting device according to claim 1, wherein the hold time of the hold waveform element is shorter than a natural vibration period Tc.
前記駆動波形は、液体を吐出させない非吐出パルスと、液体を吐出させる吐出パルスとを時系列で連続して含み、
前記非吐出パルスの波高値をVp1、非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔をTd、前記液体吐出ヘッドの圧力室の固有振動周期をTc、前記吐出パルスの波高値をVp2、前記吐出パルスの波高値Vp2を固定値として前記非吐出パルスの波高値Vp1を変化させたときに、滴速度が前記非吐出パルスの波高値Vp1の変化に対して極小値となるときの前記波高値Vp1を波高値Vpp1とするとき、
前記時間間隔Tdは、Tc-0.2Tc~Tc+0.45Tcの範囲内であり、
前記非吐出パルス波高値Vp1は、前記吐出パルスで吐出される液体の滴速度が極小値となるときの前記波高値Vpp1の-10%~+10%の範囲内である
ことを特徴とする駆動波形生成装置。 A drive waveform generating device that generates a drive waveform including a plurality of drive pulses to be applied to a liquid ejection head,
the drive waveform includes a non-ejection pulse that does not eject liquid and an ejection pulse that ejects liquid, the non-ejection pulse being arranged in time series successively;
When the crest value of the non-ejection pulse is Vp1, the time interval between the non-ejection pulse and the ejection pulse is Td, the natural vibration period of the pressure chamber of the liquid ejection head is Tc , the crest value of the ejection pulse is Vp2, and the crest value Vp2 of the ejection pulse is fixed and the crest value Vp1 of the non-ejection pulse is changed, the crest value Vp1 at which the droplet velocity becomes a minimum value with respect to the change in the crest value Vp1 of the non-ejection pulse is set to be Vpp1 ,
the time interval Td is within a range of Tc-0.2Tc to Tc+0.45Tc,
The non-ejection pulse peak value Vp1 is within a range of −10% to +10% of the peak value Vpp1 when the droplet speed of the liquid ejected by the ejection pulse becomes a minimum value.
前記駆動波形は、液体を吐出させない非吐出パルスと、液体を吐出させる吐出パルスとを時系列で連続して含み、
前記非吐出パルスの波高値をVp1、非吐出パルスと吐出パルスとの時間間隔をTd、前記液体吐出ヘッドの圧力室の固有振動周期をTc、前記吐出パルスの波高値をVp2、前記吐出パルスの波高値Vp2を固定値として前記非吐出パルスの波高値Vp1を変化させたときに、滴速度が前記非吐出パルスの波高値Vp1の変化に対して極小値となるときの前記波高値Vp1を波高値Vpp1とするとき、
前記時間間隔Tdは、Tc-0.2Tc~Tc+0.45Tcの範囲内であり、
前記非吐出パルス波高値Vp1は、前記吐出パルスで吐出される液体の滴速度が極小値となるときの前記波高値Vpp1の-10%~+10%の範囲内である
ことを特徴とするヘッド駆動方法。 A head driving method for generating a driving waveform including a plurality of driving pulses to be applied to a liquid ejection head, and applying the driving waveform to the liquid ejection head to eject liquid, comprising the steps of:
the drive waveform includes a non-ejection pulse that does not eject liquid and an ejection pulse that ejects liquid, the non-ejection pulse being arranged in time series successively;
When the crest value of the non-ejection pulse is Vp1, the time interval between the non-ejection pulse and the ejection pulse is Td, the natural vibration period of the pressure chamber of the liquid ejection head is Tc , the crest value of the ejection pulse is Vp2, and the crest value Vp2 of the ejection pulse is fixed and the crest value Vp1 of the non-ejection pulse is changed, the crest value Vp1 at which the droplet velocity becomes a minimum value with respect to the change in the crest value Vp1 of the non-ejection pulse is set to be Vpp1 ,
the time interval Td is within a range of Tc-0.2Tc to Tc+0.45Tc,
The head driving method, wherein the non-ejection pulse peak value Vp1 is within a range of −10% to +10% of the peak value Vpp1 when the droplet speed of the liquid ejected by the ejection pulse becomes a minimum value.
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