喷墨头的驱动方法以及喷墨记录装置

文档序号:156938 发布日期:2021-10-26 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 喷墨头的驱动方法以及喷墨记录装置 (Ink jet head driving method and ink jet recording apparatus ) 是由 X.李 末富靖彦 于 2019-03-29 设计创作,主要内容包括:提供可以有效地抑制画质的降低的喷墨头的驱动方法以及喷墨记录装置。在喷墨头的驱动方法中,所述喷墨头具有:喷嘴;以及压力产生部,根据驱动信号的施加,对与喷嘴连通的压力室的墨水提供压力变化而从喷嘴喷出墨水,喷墨头通过使根据一连串的驱动信号的施加而从喷嘴喷出的多个墨水的液滴着落在记录介质上而形成一个像素,驱动方法将包含具有第1电压振幅的第1驱动信号、和具有大于第1电压振幅的第2电压振幅的第2驱动信号的一连串的驱动信号对压力产生部施加,一连串的驱动信号中的最后的驱动信号是第2驱动信号,在将第1电压振幅设为Va,将第2电压振幅设为Vb的情况下,以比率Va/Vb成为与从喷嘴喷出的墨水的比重相应的值的方式,来决定第1电压振幅以及第2电压振幅。(Provided are a method for driving an ink jet head and an ink jet recording apparatus, wherein the deterioration of image quality can be effectively suppressed. In a driving method of an inkjet head, the inkjet head includes: a nozzle; and a pressure generating section for applying a pressure change to the ink in a pressure chamber communicating with the nozzle in accordance with application of a driving signal to discharge the ink from the nozzle, wherein the inkjet head forms one pixel by landing droplets of a plurality of inks discharged from the nozzle in accordance with application of a series of driving signals on a recording medium, the driving method applies a series of driving signals including a 1 st driving signal having a 1 st voltage amplitude and a 2 nd driving signal having a 2 nd voltage amplitude larger than the 1 st voltage amplitude to the pressure generating section, a last driving signal in the series of driving signals is the 2 nd driving signal, when the 1 st voltage amplitude is Va and the 2 nd voltage amplitude is Vb, the 1 st voltage amplitude and the 2 nd voltage amplitude are determined so that the ratio Va/Vb is a value corresponding to the specific gravity of the ink discharged from the nozzles.)

喷墨头的驱动方法以及喷墨记录装置

技术领域

本发明涉及喷墨头的驱动方法以及喷墨记录装置。

背景技术

以往,有通过从设置在喷墨头上的喷嘴喷出墨水,使其着落在希望的位置而形成图像的喷墨记录装置。在喷墨头上设置与喷嘴连通的压力室、根据驱动信号的施加对压力室的墨水给与压力变化的压力产生部(例如压电元件),通过压力产生部使压力室的墨水产生压力变化,从喷嘴喷出墨水。

有在喷墨记录装置中,对压力产生部施加一连串的驱动信号,使对应于该一连串的驱动信号的施加而从喷嘴喷出的多个墨水的液滴合一而着落在记录介质上,由此形成一个像素的技术(例如,专利文献1、2)。按照该技术,通过变更施加的驱动信号的数量,可以调整着落的墨水的液滴量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-202588号公报

专利文献2:日本特开2018-176457号公报

发明内容

发明要解决的课题

可是,从喷嘴喷出的墨水的液滴量、以及被喷出的墨水的液滴的速度能够因喷嘴内的墨水的行为而变化。喷嘴内的墨水的行为通常根据墨水的特性(例如,比重或粘度)而不同,所以若对各种特性的墨水统一地适用并施加同一驱动信号,则有喷出的墨水的液滴量、以及喷出的墨水的液滴的速度偏离希望的值的情况。其结果,有根据一连串的驱动信号喷出的多个墨水的液滴不被适当地合一,记录介质上的着落位置偏离希望的位置从而导致画质的降低的课题。

本发明的目的是提供可以有效地抑制画质的降低的喷墨头的驱动方法以及喷墨记录装置。

用于解决课题的方案

为了达到上述目的,技术方案1中记载的驱动方法发明是喷墨头的驱动方法,所述喷墨头具有:喷出墨水的喷嘴;以及压力产生部,根据驱动信号的施加,对与所述喷嘴连通的压力室的墨水提供压力变化而从所述喷嘴喷出墨水,所述喷墨头通过使根据一连串的所述驱动信号的施加而从所述喷嘴喷出的多个墨水的液滴着落在记录介质上而形成一个像素,

所述驱动方法将包含具有第1电压振幅的第1所述驱动信号、和具有大于所述第1电压振幅的第2电压振幅的第2所述驱动信号的所述一连串的驱动信号对所述压力产生部施加,

所述一连串的驱动信号中的最后的驱动信号是所述第2驱动信号,

在将所述第1电压振幅设为Va、将所述第2电压振幅设为Vb的情况下,以比率Va/Vb成为与从所述喷嘴喷出的墨水的比重相应的值的方式,来决定所述第1电压振幅以及所述第2电压振幅。

技术方案2中记载的发明在技术方案1中记载的驱动方法中,

以从所述喷嘴喷出的墨水的比重越大则所述比率Va/Vb越小的方式,来决定所述第1电压振幅以及所述第2电压振幅。

技术方案3中记载的发明在技术方案1或者2中记载的驱动方法中,

在从所述喷嘴喷出的墨水的比重为1.0g/cm3以上、1.9g/cm3以下的情况下,以满足0.75<Va/Vb<0.86的方式,来决定所述第1电压振幅以及所述第2电压振幅。

技术方案4中记载的发明在技术方案3中记载的驱动方法中,

在从所述喷嘴喷出的墨水的比重为1.2g/cm3以上、1.4g/cm3以下的情况下,以满足0.76<Va/Vb<0.80的方式,来决定所述第1电压振幅以及所述第2电压振幅。

另外,为了达到上述目的,技术方案5中记载的驱动方法的发明是喷墨头的驱动方法,所述喷墨头具有:喷出墨水的喷嘴;以及压力产生部,根据驱动信号的施加,对与所述喷嘴连通的压力室的墨水提供压力变化而从所述喷嘴喷出墨水,所述喷墨头通过使根据一连串的所述驱动信号的施加而从所述喷嘴喷出的多个墨水的液滴着落在记录介质上而形成一个像素,在所述驱动方法中,

将包含具有第1电压振幅的第1所述驱动信号、和具有大于所述第1电压振幅的第2电压振幅的第2所述驱动信号的所述一连串的驱动信号对所述压力产生部施加,

所述一连串的驱动信号中的最后的驱动信号是所述第2驱动信号,

在将所述第1电压振幅设为Va、将所述第2电压振幅设为Vb的情况下,以比率Va/Vb成为与从所述喷嘴喷出的墨水的粘度相应的值的方式,来决定所述第1电压振幅以及所述第2电压振幅。

技术方案6中记载的发明在技术方案5中记载的驱动方法中,

以从所述喷嘴喷出的墨水的粘度越小则所述比率Va/Vb越小的方式,来决定所述第1电压振幅以及所述第2电压振幅。

技术方案7中记载的发明在技术方案5或者6中记载的驱动方法中,

在从所述喷嘴喷出的墨水的粘度为8cP以上、16cP以下的情况下,以满足0.60<Va/Vb<0.91的方式,来决定所述第1电压振幅以及所述第2电压振幅。

技术方案8中记载的发明在技术方案7中记载的驱动方法中,

在从所述喷嘴喷出的墨水的粘度为10cP以上、14cP以下的情况下,以满足0.74<Va/Vb<0.84的方式,来决定所述第1电压振幅以及所述第2电压振幅。

技术方案9中记载的发明在技术方案1至8的任意一项中记载的驱动方法中,

所述驱动信号包含使所述压力室膨胀的膨胀脉冲信号、以及接着所述膨胀脉冲信号被施加的、使所述压力室收缩的收缩脉冲信号,

在将所述压力室中的压力波的声学共振周期的1/2设为了AL的情况下,所述第1驱动信号中的所述膨胀脉冲信号的脉冲宽度为AL以上、1.4AL以下。

技术方案10中记载的发明在技术方案9中记载的驱动方法中,

所述第1驱动信号中的所述膨胀脉冲信号的脉冲宽度为1.2AL以上、1.4AL以下。

技术方案11中记载的发明在技术方案1至8的任意一项记载的驱动方法中,

所述驱动信号包含使所述压力室膨胀的膨胀脉冲信号、以及接着所述膨胀脉冲信号被施加的、使所述压力室收缩的收缩脉冲信号,

所述第1驱动信号中的所述膨胀脉冲信号的脉冲宽度与所述压力室中的压力波的声学共振周期的1/2不同。

技术方案12中记载的发明在技术方案1至11的任意一项记载的驱动方法中,

在将所述压力室中的压力波的声学共振周期的1/2设为了AL的情况下,在其它任意的所述驱动信号的施加结束起经过了4AL以上的等待时间后施加所述一连串的驱动信号。

另外,为了达到上述目的,技术方案13中记载的喷墨记录装置的发明是喷墨记录装置,具有喷墨头,所述喷墨头具有:喷出墨水的喷嘴;以及压力产生部,根据驱动信号的施加,对与所述喷嘴连通的压力室的墨水提供压力变化而从所述喷嘴喷出墨水,所述喷墨记录装置通过使根据一连串的所述驱动信号的施加而从所述喷嘴喷出的多个墨水的液滴着落在记录介质上而形成一个像素,

所述喷墨记录装置具有:驱动部,将包含具有第1电压振幅的第1所述驱动信号、和具有大于所述第1电压振幅的第2电压振幅的第2所述驱动信号的所述一连串的驱动信号对所述压力产生部施加,

所述一连串的驱动信号中的最后的驱动信号是所述第2驱动信号,

在将所述第1电压振幅设为Va、将所述第2电压振幅设为Vb的情况下,以比率Va/Vb成为与从所述喷嘴喷出的墨水的比重相应的值的方式,来决定所述第1电压振幅以及所述第2电压振幅。

另外,为了达到上述目的,技术方案14中记载的喷墨记录装置的发明是喷墨记录装置,具有喷墨头,所述喷墨头具有:喷出墨水的喷嘴;以及压力产生部,根据驱动信号的施加,对与所述喷嘴连通的压力室的墨水提供压力变化而从所述喷嘴喷出墨水,所述喷墨记录装置通过使根据一连串的所述驱动信号的施加而从所述喷嘴喷出的多个墨水的液滴着落在记录介质上而形成一个像素,

所述喷墨记录装置具有:驱动部,将包含具有第1电压振幅的第1所述驱动信号、和具有大于所述第1电压振幅的第2电压振幅的第2所述驱动信号的所述一连串的驱动信号对所述压力产生部施加,

所述一连串的驱动信号中的最后的驱动信号是所述第2驱动信号,

在将所述第1电压振幅设为Va、将所述第2电压振幅设为Vb的情况下,以比率Va/Vb成为与从所述喷嘴喷出的墨水的粘度相应的值的方式,来决定所述第1电压振幅以及所述第2电压振幅。

发明的效果

按照本发明,具有可以有效地抑制画质的降低的效果。

附图说明

图1是表示喷墨记录装置的概略结构的图。

图2是表示头单元的结构的示意图。

图3是表示喷墨头的结构的分解立体图。

图4A是说明压力产生部的驱动动作的示意截面图。

图4B是说明压力产生部的驱动动作的示意截面图。

图4C是说明压力产生部的驱动动作的示意截面图。

图5是表示与驱动动作相应的来自喷嘴的墨水喷出的状况的图。

图6是表示喷墨记录装置的功能结构的方框图。

图7是表示复合驱动信号的例子的图。

图8是表示与墨水的特性相应的弯液面的位置的迁移的图。

图9A是表示将墨水喷出后的弯液面的位置的例子的图。

图9B是表示将比重更大的墨水、或者粘度更小的墨水喷出后的弯液面的位置的例子的图。

图10是示出表示通过脉冲宽度PWa以及脉冲周期SDPa的调整得到的效果的实验的条件、以及评价结果的图。

具体实施方式

以下,根据附图说明本发明的喷墨头的驱动方法以及喷墨记录装置的实施方式。

图1是表示本发明的实施方式的喷墨记录装置1的概略结构的图。

喷墨记录装置1具有搬运部2、头单元3等。

搬运部2具有通过以在图1的X方向延伸的旋转轴为中心进行旋转的2根搬运辊2a、2b支撑内侧的轮状的搬运带2c。搬运部2在搬运带2c的搬运面上安放了记录介质M的状态下,搬运辊2a根据省略图示的搬运电动机的动作旋转,从而搬运带2c环绕移动,由此将记录介质M向搬运带2c的移动方向(搬运方向;图1的Y方向)搬运。

记录介质M可以设为被裁剪为一定尺寸的打印纸。记录介质M通过省略图示的供纸装置被供给到搬运带2c上,从头单元3喷出墨水而记录了图像后从搬运带2c排出到规定的排纸部。另外,作为记录介质M,也可以使用卷纸。另外,作为记录介质M,除了普通纸和铜版纸这样的纸之外,可以使用布帛或者片状的树脂等能够使在表面着落的墨水固定附着的各种介质。

头单元3对由搬运部2搬运的记录介质M,根据图像数据在适当的定时喷出墨水而记录图像。在本实施方式的喷墨记录装置1中,与黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)这4色的墨水分别对应的4个头单元3从记录介质M的搬运方向上游侧按照Y、M、C、K的颜色顺序以规定的间隔并排那样进行排列。另外,头单元3以墨水的喷出方向为垂直方向向下的方式进行配置。另外,头单元3的数量也可以是3个以下或者5个以上。

图2是表示头单元3的结构的示意图,是从与搬运带2c的搬运面相对一侧看头单元3的平面图。头单元3具有板状的基部3a、以嵌合在基部3a上设置的贯通孔中的状态被固定在基部3a上的多个(这里是8个)喷墨头10。喷墨头10以设置了喷嘴18的开口部的喷嘴开口面从基部3a的贯通孔朝向-Z方向而露出的状态被固定在基部3a上。

在喷墨头10中,多个喷嘴18在与记录介质M的搬运方向交叉的方向(在本实施方式中与搬运方向直交的宽度方向,即X方向)上被等间隔地分别排列。即,各喷墨头10具有在X方向上被等间隔地一维排列的喷嘴18的列(喷嘴列)。

另外,喷墨头10也可以具有多个喷嘴列。在该情况下,多个喷嘴列的X方向的位置相互错开配置,使得对于喷嘴18的X方向的位置不重叠。

头单元3中的8个喷墨头10被交错网格状地配置,使得对于喷嘴18的X方向的配置范围连续。对于头单元3中包含的喷嘴18的X方向的配置范围覆盖通过搬运带2c搬运的记录介质M中能够记录图像的区域X方向的宽度。头单元3在记录图像时位置被固定地使用,通过根据记录介质M的搬运,对关于搬运方向的规定间隔(搬运方向间隔)的各位置从喷嘴18喷出墨水,以单行程方式记录图像。

图3是表示喷墨头10的结构的分解立体图。另外,在图3中,喷墨头10中的喷嘴18的数量被省略为7个而进行描述,但是在本实施方式的各喷墨头10中,设置有数百个乃至千个以上的喷嘴18。

喷墨头10具有通道基板11,该通道基板11与多个喷嘴18对应而形成多个与喷嘴18连通的压力室19(通道)。在通道基板11的端面上,粘接有形成了多个喷嘴18的喷嘴板13。在通道基板11的喷嘴板13侧的上部安装有盖板12。

通道基板11具有2张基板14、15经由粘接部16被相互粘接的结构。基板14、15由锆钛酸铅(PZT)等压电材料构成,在厚度方向中在相互相反方向上极化。在通道基板11上以相互隔开相等的间隔的状态形成多个压力室19,在各压力室19之间形成由压电材料构成的隔壁171(压电元件)。在各压力室19的侧壁(隔壁171的表面)上设置电极172(参照图4A),隔壁171根据对相邻的压力室19的电极172间施加的电压,以粘接部16为中心弯曲(剪切变形)。通过与对电极172的规定的驱动波形的电压信号的施加相应的隔壁171的剪切变形,压力室19内的墨水的压力变动,与其相应,压力室19内的墨水从喷嘴18喷出。这样,电极172以及隔壁171构成进行对压力室19的墨水给与压力变化的驱动动作的压力产生部17(促动器)。另外,以下将该压力产生部17对压力室19的墨水给与压力变化的动作记为驱动动作。

这样,本实施方式的喷墨头10是通过对与压电元件的极化方向直交的方向施加电场而产生的剪切(剪切,shear)应力,从喷嘴18喷出墨水的剪切模式(剪切模式)的喷墨头。

图4A~图4C是说明压力产生部17的驱动动作的示意截面图。

这些图4A~图4C是与喷嘴板13平行的平面中的喷墨头10的示意截面图。在图4A~图4C中,绘制了相邻的三个压力室19A~19C,以下说明在其中从中央的压力室19B喷出墨水的情况下的动作。各压力室19A~19C的电极172A~172C与头驱动部20(图6参照)连接,从该头驱动部20对电极172A~172C供给驱动信号。

另外,图5是表示与驱动动作相应的从喷嘴18喷出墨水的状况的图。在图5中,表示在定时t1~t9的每一个中的喷嘴18内的墨水以及被喷出的墨水的行为。

在从压力室19B的喷嘴18喷出墨水的情况下,首先,从图4A所述的中立状态(图5的定时t1),如图4B所示那样,通过压力室19A、19C的电极172A、172C成为接地电位,并且对压力室19B的电极172B施加电压+V的脉冲信号(即,通过施加膨胀脉冲信号),使隔壁171中产生电场,使隔壁171剪切变形而使压力室19B的容积膨胀。由此,压力室19B内产生负的压力,从与压力室19B连接的墨水流路向压力室19B内流入墨水(图5的定时t2)。

接着,如图4C所示,通过对压力室19A、19C的电极172A、172C施加电压+V的脉冲信号,并且使压力室19B的电极172B的电位变化为接地电位(即,通过施加收缩脉冲信号),使隔壁171中产生电场,使隔壁171剪切变形而使压力室19B的容积收缩。由此,在压力室19B内产生正的压力,从喷嘴18喷出墨水的液滴(以下,记为墨水液滴)(图5的定时t3~t9)。

这样,在喷墨头10中,压力产生部17通过进行通过膨胀脉冲信号使压力室19膨胀后通过收缩脉冲信号使其收缩的驱动动作,使压力室19的内压增大而从喷嘴18喷出墨水。与压力室19B对应的压力产生部17由与压力室19B相邻的一对隔壁171、在该一对隔壁171上设置的电极172A~173C构成。

图6是表示本实施方式的喷墨记录装置1的功能结构的方框图。

喷墨记录装置1具有:上述的喷墨头10、头驱动部20(驱动部)、控制部30、通信部41、操作显示部42、搬运驱动部43、温度检测部44、总线45等。

头驱动部20通过对与被选择出的喷嘴18对应的压力产生部17输出(施加)用于从喷墨头10的各喷嘴18以适当的定时喷出墨水的膨胀脉冲信号以及收缩脉冲信号,使压力产生部17动作。头驱动部20具有驱动波形信号输出部21、数字/模拟变换部22(DAC)、驱动电路23、输出选择部24等。

驱动波形信号输出部21与从省略图示的振荡电路输入的时钟信号同步,输出与墨水的喷出或非喷出相应的驱动波形的数字数据。DAC22将该数字数据的驱动波形变换为模拟信号而作为输入信号输出到驱动电路23。

驱动电路23将上述的输入信号放大为与压力产生部17的驱动电压相应的电压值,接着进行电流放大,作为脉冲信号输出。如在后叙述的那样,驱动电路23根据驱动波形信号输出部21输出的驱动波形,输出电压Va、以及比电压Va大的电压Vb的脉冲信号。

输出选择部24根据从控制部30输入的形成对象图像的像素数据,输出用于选择被设为脉冲信号的输出对象的压力产生部17的切换信号。

通信部41按照规定的通信标准,进行与外部设备的数据的发送接收。通信部41具有与要利用的通信标准有关的连接端子以及与通信连接有关的驱动器的硬件(网卡)等。

操作显示部42显示与图像记录有关的状态信息或菜单等,并且接受来自用户的输入操作。操作显示部42例如具有基于液晶屏的显示画面以及该液晶屏的驱动器、在液晶画面上重叠设置的触摸屏等,将与由用户进行了触摸操作的位置和操作的种类相应的操作检测信号输出到控制部30。

搬运驱动部43从介质供给部取得图像记录前的记录介质M,以适当的位置与喷墨头10的墨水喷出面相对的方式进行配置,另外,使记录了图像的记录介质M从与墨水喷出面相对的位置排出。搬运驱动部43使用于使搬运辊2a旋转的电动机以适当的速度以及定时进行旋转动作。

温度检测部44被安装在喷墨头10上,或者被设置在喷墨头10的近旁,检测温度并将检测结果输出到控制部30。

控制部30是统一控制喷墨记录装置1的全体动作的处理器。控制部30具有CPU31(Central Processing Unit:中央处理单元)、RAM32(Random Access Memory:随机存取存储器)和存储部33等。CPU31进行与喷墨记录装置1的统一控制有关的各种运算处理。RAM32对CPU31提供作业用的存储器空间,存储暂时数据。存储部33存储由CPU31执行的控制程序或设定数据等,并且暂时存储形成对象的图像数据。存储部33具有DRAM等易失性存储器和HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)、或闪存等非易失性的存储介质,根据用途分开使用。

总线45是通过连接这些各结构间,进行数据的发送接收的通信路径。

接着,对本实施方式的喷墨记录装置1中的喷墨头10的驱动方法、以及与该驱动方法相应的墨水喷出动作进行说明。

在喷墨记录装置1中,如图4A~图4C所示,在通过膨胀脉冲信号使压力室19膨胀后,通过收缩脉冲信号使压力室19收缩,从而从喷嘴18喷出墨水的液滴。该膨胀脉冲信号和收缩脉冲信号构成的信号构成驱动信号。

在本实施方式的喷墨记录装置1中,通过与2个以上的一连串的驱动信号的施加相应的一连串的驱动动作,从喷嘴18喷出多个墨水液滴。然后,该多个墨水液滴合一而着落在记录介质M上的一个像素范围内,形成一个像素。通过变更使其合一的墨水液滴的数量,可以表现像素的浓度(灰度)。另外,进行合一前的多个墨水液滴之间,可以是通过柱状的墨水(墨水液柱)连接的状态,也可以是被分离的状态。

以下,为了方便,将用于喷出进行合一的墨水液滴的一连串的驱动信号记为复合驱动信号。

图7是表示复合驱动信号的例子的图。

图7的复合驱动信号是对喷出墨水的压力室19(图4A~图4C的例子中的压力室19B)的电极172施加的一连串的驱动信号。该复合驱动信号包含7个驱动信号A(第1驱动信号)、接着该7个驱动信号A而最后施加的一个驱动信号B(第2驱动信号)。

驱动信号A包含电压(电压振幅)为Va的脉冲信号。在驱动信号A中,从该脉冲信号的上升至下降之前的部分与膨胀脉冲信号对应,脉冲信号的下降以后的部分与收缩脉冲信号对应。以下将其中膨胀脉冲信号的电压施加时间(从膨胀脉冲信号的上升至收缩脉冲信号的下降为止的时间)记为膨胀脉冲信号的脉冲宽度PWa。另外,驱动信号A的周期是脉冲周期SDPa。因此,7个驱动信号A按每个脉冲周期SDPa被连续施加7次。

驱动信号B包含电压为Vb(>Va)的脉冲信号。在驱动信号B中,从该脉冲信号的上升至下降之前的部分与膨胀脉冲信号对应,脉冲信号的下降以后的部分与收缩脉冲信号对应。以下将其中膨胀脉冲信号的电压施加时间(从膨胀脉冲信号的上升至收缩脉冲信号的下降为止的时间)记为膨胀脉冲信号的脉冲宽度PWb。另外,驱动信号B的周期被设为脉冲周期SDPb。

另外,如图4A~图4C所示,对于相邻的压力室19的电极172,在与图7的复合驱动信号互补的期间施加电压,所以从膨胀脉冲切换为收缩脉冲时对隔壁171施加的电压的振幅在驱动信号A中为2Va,在驱动信号B中为2Vb,但是以下着眼于对喷出墨水的压力室19的电极172施加的复合驱动信号进行说明。

脉冲宽度PWa、PWb例如可以设为与压力室19内的压力波的声学(音響的)共振周期的1/2(以下,记为AL(Acoustic Length,声长))相等的长度。另外,脉冲周期SDPa、SDPb例如可以设为与2AL相等的长度。在将脉冲宽度PWa、PWb设为AL,将脉冲周期SDPa、SDPb设为2AL的情况下,可以使压力室19内产生同相位的压力波,所以利用压力波的共振,效率最高,因此可以以较大速度喷出墨水液滴。但是,通过使脉冲宽度PWa从AL偏离(ずらす),可以得到使墨水的飞行轨迹稳定的效果。对其在后叙述。

另外,在其它任意的驱动信号的施加结束起经过了4AL以上的等待时间后施加复合驱动信号。

通过对压力产生部17施加这样的复合驱动信号,基于7个驱动信号A的7个墨水液滴和基于一个驱动信号B的一个墨水液滴被连续喷出,合一而着落在记录介质M上。

这里,通过使复合驱动信号中的最后的驱动信号B的电压Vb大于驱动信号A的电压Va,可以使与驱动信号B相应喷出的墨水(最末尾的墨水)的速度大于与驱动信号A相应喷出的墨水的速度。由此,最末尾的墨水容易追上先行的墨水,能够更适当地使墨水合一。

这样,在使多个液滴合一的驱动方法中,由于电压Va以及电压Vb的比率、墨水的特性,容易产生最末尾的墨水没有追上先行的墨水,墨水未被适当地合一的不良状况。这样的不良状况特别在墨水的比重大的情况下或粘度小的情况下容易产生。以下,参照图8、图9A以及图9B,对其理由进行说明。

图8是表示与墨水的特性相应的弯液面的位置的迁移的图。

图8中示出紧接一个墨水液滴被喷出后的、喷嘴18中的墨水的弯液面的位置变动(摆动)的推移。弯液面的位置相当于图中下方垂直方向向下。另外,在墨水的比重为1以下的情况下、和/或墨水的粘度为10cP以上的情况下的弯液面位置变动的例子以实线绘制,在墨水的比重大于1的情况下、和/或墨水的粘度小于10cP的情况下的弯液面位置变动的例子以虚线绘制。

如由图8中的虚线包围的部分所示,在墨水的比重大的情况下、和/或粘度小的情况下,喷嘴18中的弯液面的位置相对地关于垂直方向在下方推移,弯液面的平均位置向下方移动。例如,在喷出通常的墨水后的规定定时中,如图9A那样弯液面与喷嘴开口部位于同一平面内的情况下,在以相同条件喷出了墨水的比重更大的墨水或粘度更小的墨水的情况下的同一定时中的弯液面的位置如图9B所示,成为从喷嘴开口部突出的状态(从喷嘴开口部溢出的状态)。若在图9B那样的状态喷出下一墨水,则与在图9A的状态下喷出了墨水的情况相比,被喷出的墨水的量变多,按照能量守恒定律,墨水的速度变小。由此,容易产生最末尾的墨水没有追上先行的墨水,无法进行适当的合一的不良状况。

因此,在本实施方式的复合驱动信号中,决定驱动信号A的电压Va以及驱动信号B的电压Vb,使得在墨水的比重大的情况下、和/或墨水的粘度小的情况下,墨水也适当地合一。

在与墨水的比重相应的电压调整中,以比率Va/Vb成为与墨水的比重相应的值的方式,来决定电压Va以及电压Vb。

详细地说,在墨水的比重为1.0g/cm3以上、1.9g/cm3以下的情况下,以满足0.75<Va/Vb<0.86的方式,来决定电压Va以及电压Vb。其中,在墨水的比重为1.2g/cm3以上、1.4g/cm3以下的情况下,以满足0.76<Va/Vb<0.80的方式,来决定电压Va以及电压Vb。另外,也可以以墨水的比重越大则比率Va/Vb越小的方式,来决定电压Va以及电压Vb。这里,“墨水的比重越大比率Va/Vb越小”是指,相对于墨水的比重的增大,比率Va/Vb为单调非增加,相对于墨水的比重的变化,比率Va/Vb也可以分级地变化。

另外,在与墨水的粘度相应的电压调整中,以比率Va/Vb成为与墨水的粘度相应的值的方式,来决定电压Va以及电压Vb。

详细地说,在墨水的粘度为8cP以上、16cP以下的情况下,以满足0.60<Va/Vb<0.91的方式,来决定电压Va以及电压Vb。其中,在墨水的粘度为10cP以上、14cP以下的情况下,以满足0.74<Va/Vb<0.84的方式,来决定电压Va以及电压Vb。另外,也可以以墨水的粘度越小则比率Va/Vb越小的方式,来决定电压Va以及电压Vb。这里,“墨水的粘度越小比率Va/Vb越小”是指,相对于墨水的粘度的减少,比率Va/Vb为单调非增加,也可以相对于墨水的粘度的变化,使比率Va/Vb分级地变化。

这样,决定电压Vb(因此决定电压Va),使得在根据墨水的比重或粘度,比率Va/Vb收敛在了规定范围内的基础上,喷出的墨水的速度不依赖于根据复合驱动信号喷出的液滴数(即,不依赖于要记录的像素的灰度)而变得固定。

比率Va/Vb、电压Va以及电压Vb的值可以根据用户对于操作显示部42的输入操作而直接设定,也可以通过用户对操作显示部42输入墨水的种类,根据被输入的墨水的比重或者粘度的数据自动地进行设定。

另外,因为墨水的粘度根据温度而变化,所以在进行根据粘度的电压调整的情况下,也可以根据温度检测部44的检测结果调整电压Va以及电压Vb的设定值。即,也可以预先取得墨水在各温度中的粘度,根据检测到的温度下的墨水的粘度,调整电压Va以及电压Vb的设定值,使得比率Va/Vb为上述范围内。

另外,在本实施方式中,可以在以比率Va/Vb为上述的范围的方式来决定了电压Va以及电压Vb的基础上,通过调整驱动信号A中的膨胀脉冲信号的脉冲宽度PWa,提高被喷出的墨水的稳定性,并且可以使墨水进一步适当地合一。另外,通过调整脉冲周期SDPa,也能够产生提高墨水的稳定性的效果。

图10是示出表示通过脉冲宽度PWa以及脉冲周期SDPa的调整得到的效果的实验的条件、以及评价结果的图。

在该实验中,通过2个以上的规定数的驱动信号A以及一个驱动信号B构成的复合驱动信号喷出墨水,拍摄喷出的墨水的飞行轨迹而评价了喷出的稳定性。

另外,将脉冲宽度PWa或者脉冲周期SDPa以9个水平进行变更而设为实施例1~9,对各实施例评价了稳定性。

具体地说,将把脉冲宽度PWa设为了0.8AL、AL、1.2AL、1.4AL、1.5AL后的例子分别设为了实施例1~5。在该实施例1~5中,脉冲周期SDPa设为了2AL。

另外,将把脉冲周期SDPa设为了1.8AL、2AL、2.2AL、2.4AL后的例子分别设为了实施例6~9。在该实施例6~9中,脉冲宽度PWa设为了AL。

另外,在实施例1~9中,任一个实施例的驱动信号B中的膨胀脉冲信号的脉冲宽度PWb都设为AL,脉冲周期SDPb设为2AL。

各实施例中的电压Vb设为调整后的值,使得通过上述的复合驱动信号喷出的墨水的速度与通过单一的驱动信号B喷出的墨水的速度相等。另外,各实施例中的比率Va/Vb设为固定。

另外,稳定性以“◎”、“〇”、“△”这3个水平进行了评价。

具体地说,将喷出的墨水中观察到模糊(ブレ)的情况下、即墨水的飞行轨迹的一部分偏离理想的轨迹的情况设为“△”。

另外,将虽然在喷出的墨水中观察到了模糊,但极少的情况设为“〇”。

另外,将喷出的墨水中未观察到模糊的情况设为“◎”。

另外,在“◎”、“〇”、“△”的任一个中,都通过调整了比率Va/Vb,墨水被适当地合一了。

各实施例中的稳定性的评价结果如下。

首先,在变更了脉冲宽度PWa的实施例1~5中,在将脉冲宽度PWa设为了1.2AL的实施例3、以及设为了1.4AL的实施例4中稳定性的评价结果变为了“◎”。另外,在将脉冲宽度PWa设为了AL的实施例2中稳定性的评价结果变为了“〇”。另外,在将脉冲宽度PWa设为了0.8AL的实施例1、以及设为了1.5AL的实施例5中稳定性的评价结果变为了“△”。由这些结果,确认了通过将脉冲宽度PWa调整为AL以上、1.4AL以下,能够有效地抑制墨水的模糊。特别是,确认了通过将脉冲宽度PWa调整为1.2AL以上、1.4AL以下,能够进一步将墨水的模糊抑制得低。

另外,在变更了脉冲周期SDPa的实施例6~9中,在将脉冲周期SDPa设为了2.2AL的实施例8中稳定性的评价结果变为了“◎”。另外,在将脉冲周期SDPa设为了2AL的实施例7中稳定性的评价结果变为了“〇”。另外,在将脉冲周期SDPa设为了1.8AL的实施例6、以及设为了2.4AL的实施例9中稳定性的评价结果变为了△“。由这些结果,确认了通过将脉冲周期SDPa调整为2AL以上、2.2AL以下,能够有效地抑制墨水的模糊。特别是,确认了通过将脉冲周期SDPa调整为2.2AL,能够进一步将墨水的模糊抑制得低。

另外,在图10的表的右端2列中,示出各实施例中墨水稳定飞行的速度的上限值(稳定速度上限)、以及墨水的速度变为稳定速度上限的电压。稳定速度上限是在增大电压Vb从而使墨水的速度增大这样的情况下,产生墨水的较大模糊的速度。结果越是该稳定速度上限大的实施例,墨水的稳定性的评价结果越好。

在将脉冲周期SDPa从2AL(实施例7)调整为2.2AL(实施例8)的情况下的稳定速度上限的增大幅度保持在0.2m/s,另一方面,通过将脉冲宽度PWa从AL(实施例2)调整为1.4AL(实施例4),稳定速度上限以1.1m/s的幅度提高。由此可知,与调整脉冲周期SDPa的情况相比,通过调整脉冲宽度PWa可以高效地使墨水稳定。

由图10的实施例1~5可知,从墨水的模糊的观点出发,将脉冲宽度PWa设为AL不一定是最佳的,通过将脉冲宽度PWa从AL偏离(特别是使其增大)可以提高墨水的稳定性。认为这是由于在驱动信号A的膨胀脉冲信号的上升以及收缩脉冲信号的下降中可以将各个压力室19内产生的压力波的相位错开。即,认为这是因为,在相位对齐的情况下,有由于墨水从喷嘴开口部过剩地溢出,墨水的飞行轨迹变得不稳定的倾向,通过错开相位可以抑制该不良状况的产生。

另外,由实施例6~9可知,从墨水的模糊的观点出发,将驱动信号A的脉冲周期SDPa设为2AL不一定是最佳的,通过将脉冲周期SDPa从AL偏离(特别是使其增大)可以提高墨水的稳定性。该理由认为是因为,可以将在驱动信号A的膨胀脉冲信号的上升中在压力室19内产生的压力波的相位与最近的墨水喷出时产生的压力波的相位错开,其结果,可以抑制墨水过剩地溢出。

如以上那样,本实施方式的喷墨头10的驱动方法,喷墨头10包括:喷出墨水的喷嘴18;以及根据驱动信号的施加,对于与喷嘴18连通的压力室19的墨水提供压力变化,使墨水从喷嘴18喷出的压力产生部17,该喷墨头10通过根据一连串的驱动信号的施加,使从喷嘴18喷出的多个墨水液滴着落在记录介质M上形成一个像素,该喷墨头10的驱动方法将作为包含第1电压振幅为电压Va的驱动信号A、第2电压振幅为大于电压Va的电压Vb的驱动信号B的一连串的驱动信号的复合驱动信号施加到压力产生部17,复合驱动信号中的最后的驱动信号为驱动信号B,以比率Va/Vb成为与从喷嘴18喷出的墨水的比重相应的值的方式,来决定电压Va以及电压Vb。

按照这样的驱动方法,即使喷出在喷嘴18的开口部容易溢出且喷出速度容易变慢的、比重大的墨水的情况下,也可以使根据驱动信号B最后被喷出的墨水液滴的速度以希望的值飞行。由此,可以使最末尾的墨水追上先行的墨水而适当地合一。由此,可以有效地抑制因墨水没有适当地被合一而引起的画质的降低。

另外,通过以从喷嘴18喷出的墨水的比重越大则比率Va/Vb越小的方式来决定电压Va以及电压Vb,因为比重越大的墨水则以越大的能量喷出最末尾的墨水,所以可以有效地抑制最末尾的墨水的速度不足的不良状况的发生。

另外,在本实施方式的驱动方法中,在从喷嘴18喷出的墨水的比重为1.0g/cm3以上、1.9g/cm3以下的情况下,以满足0.75<Va/Vb<0.86的方式,来决定电压Va以及电压Vb。

另外,在从喷嘴18喷出的墨水的比重为1.2g/cm3以上、1.4g/cm3以下的情况下,以满足0.76<Va/Vb<0.80的方式,来决定电压Va以及电压Vb。

通过使比率Va/Vb大于上述各范围的下限,可以一边抑制电压Vb过大,一边抑制因根据驱动信号A喷出的墨水的速度低引起的合一性的降低。即,为了使根据驱动信号A喷出的墨水以规定的速度喷出,在一边维持比率Va/Vb一边使电压Va增大的情况下,可以抑制由于电压Vb变得过高,压力产生部17产生劣化的不良状况的发生。

另外,通过将比率Va/Vb设为低于上述各范围的上限,可以抑制最末尾的墨水没有追上先行的墨水而没有合一的不良状况的发生。由此,通过以比率Va/Vb为上述范围内的方式来决定电压Va以及电压Vb,可以更可靠地使墨水合一。

另外,本实施方式的喷墨头10的驱动方法,其中喷墨头10包括:喷出墨水的喷嘴18;以及根据驱动信号的施加,对于与喷嘴18连通的压力室19的墨水提供压力变化而从喷嘴18喷出墨水的压力产生部17,该喷墨头10通过根据一连串的驱动信号的施加使从喷嘴18喷出的多个墨水液滴着落在记录介质M上,形成一个像素,在喷墨头10的驱动方法中,将作为包含第1电压振幅为电压Va的驱动信号A、第2电压振幅为大于电压Va的电压Vb的驱动信号B的一连串的驱动信号的复合驱动信号施加到压力产生部17,复合驱动信号中的最后的驱动信号为驱动信号B,以比率Va/Vb成为与从喷嘴18喷出的墨水的粘度相应的值的方式来决定电压Va以及电压Vb。

按照这样的驱动方法,即使喷出在喷嘴18的开口部容易溢出且喷出速度容易变慢的、粘度小的墨水的情况下,也可以使根据驱动信号B最后被喷出的墨水液滴的速度以希望的值飞行。由此,可以使最末尾的墨水追上先行的墨水而适当地合一。由此,可以有效地抑制因墨水没有被适当地合一而引起的画质的降低。

另外,通过以从喷嘴18喷出的墨水的粘度越小则比率Va/Vb越小的方式来决定电压Va以及电压Vb,粘度越小的墨水以越大的能量喷出最末尾的墨水,所以可以有效地抑制最末尾的墨水的速度不足的不良状况的发生。

另外,在本实施方式的驱动方法中,在从喷嘴18喷出的墨水的粘度为8cP以上、16cP以下的情况下,以满足0.60<Va/Vb<0.91的方式来决定电压Va以及电压Vb。

另外,在从喷嘴18喷出的墨水的粘度为10cP以上、14cP以下的情况下,以满足0.74<Va/Vb<0.84的方式来决定电压Va以及电压Vb。

通过使比率Va/Vb大于上述各范围的下限,可以一边抑制电压Vb变得过大,一边抑制因根据驱动信号A喷出的墨水的速度低引起的合一性的降低。即,为了使根据驱动信号A被喷出的墨水以规定的速度喷出,在一边维持比率Va/Vb一边使电压Va增大的情况下,可以抑制由于电压Vb变得过高,压力产生部17产生劣化的不良状况的发生。

另外,通过使比率Va/Vb低于上述各范围的上限,可以抑制最末尾的墨水没有追上先行的墨水而没有合一的不良状况的发生。由此,通过以比率Va/Vb变为上述范围内的方式来决定电压Va以及电压Vb,可以更可靠地使地墨水合一。

另外,驱动信号A以及驱动信号B包含使压力室19膨胀的膨胀脉冲信号、以及接着膨胀脉冲信号被施加的、使压力室19收缩的收缩脉冲信号,通过将驱动信号A中的膨胀脉冲信号的脉冲宽度PWa设为AL以上、1.4AL以下,在驱动信号A的膨胀脉冲信号的上升以及收缩脉冲信号的下降中调整各个压力室19内产生的压力波的相位差,可以抑制墨水过剩地从喷嘴开口部溢出的不良状况,有效地抑制墨水的模糊。

另外,通过将驱动信号A中的膨胀脉冲信号的脉冲宽度PWa设为1.2AL以上、1.4AL以下,可以进一步将墨水的模糊抑制得低。

另外,驱动信号A以及驱动信号B包含使压力室19膨胀的膨胀脉冲信号、以及接着膨胀脉冲信号被施加的、使压力室19收缩的收缩脉冲信号,通过使驱动信号A中的膨胀脉冲信号的脉冲宽度PWa与AL不同,调整在驱动信号A的膨胀脉冲信号的上升以及收缩脉冲信号的下降中在各个压力室19内产生的压力波的相位差,抑制墨水从喷嘴开口部过剩地溢出的不良状况,可以有效地抑制墨水的模糊。

另外,在将压力室19中的压力波的声学共振周期的1/2设为了AL的情况下,在其它任意的驱动信号的施加结束起经过了4AL以上的等待时间后施加复合驱动信号。由此,可以在压力室19内的压力波衰减,并且弯液面已稳定的状态下开始墨水喷出,所以可以抑制墨水模糊或墨水的速度变动造成的合一性的降低。

另外,本实施方式的喷墨记录装置1具有喷墨头10,该喷墨头10具有:喷出墨水的喷嘴18;以及根据驱动信号的施加,对与喷嘴18连通的压力室19的墨水提供压力变化而从喷嘴18喷出墨水的压力产生部17,该喷墨记录装置1通过根据一连串的驱动信号的施加,使从喷嘴18喷出的多个墨水的液滴着落在记录介质M上,形成一个像素,喷墨记录装置1具有头驱动部20,将作为包含第1电压振幅为电压Va的驱动信号A和第2电压振幅为大于电压Va的电压Vb的驱动信号B的一连串的驱动信号的复合驱动信号对压力产生部17施加,复合驱动信号中的最后的驱动信号为驱动信号B,以比率Va/Vb成为与从喷嘴18喷出的墨水的比重相应的值的方式来决定电压Va以及电压Vb。

按照这样的结构,即使喷出在喷嘴18的开口部容易溢出且喷出速度容易变慢的、比重大的墨水的情况下,也可以使根据驱动信号B在最后喷出的墨水液滴的速度以希望的值飞行。由此,可以使最末尾的墨水追上先行的墨水而适当地合一。由此,可以有效地抑制因墨水没有适当地合一引起的画质的降低。

另外,本实施方式的喷墨记录装置1具有喷墨头10,喷墨头10具有:喷出墨水的喷嘴18;以及根据驱动信号的施加,对与喷嘴18连通的压力室19的墨水提供压力变化而使墨水从喷嘴18喷出的压力产生部17,喷墨记录装置1根据一连串的驱动信号的施加,使从喷嘴18喷出的多个墨水的液滴着落在记录介质M上,形成一个像素。喷墨记录装置1具有头驱动部20,将作为包含第1电压振幅为电压Va的驱动信号A和第2电压振幅为大于电压Va的电压Vb的驱动信号B的一连串的驱动信号的复合驱动信号对压力产生部17施加,复合驱动信号中的最后的驱动信号为驱动信号B,以比率Va/Vb为与从喷嘴18喷出的墨水的粘度相应的值的方式来决定电压Va以及电压Vb。

按照这样的结构,即使喷出在喷嘴18的开口部容易溢出且喷出速度容易变慢的、粘度小的墨水的情况下,也可以使根据驱动信号B在最后喷出的墨水液滴的速度以希望的值飞行。由此,可以使最末尾的墨水追上先行的墨水而适当地合一。由此,可以有效地抑制因墨水没有适当地合一引起的画质的降低。

另外,本发明不限于上述实施方式,能够进行各种变更。

例如,在复合驱动信号中,也可以包含电压振幅互不相同、并且电压振幅为驱动信号B的电压振幅以下的3种以上的驱动信号。即使在该情况下,通过将复合驱动信号中的最后的驱动信号设为驱动信号B,调整各墨水的速度,使得最末尾的墨水追上先行的墨水,可以适当地使墨水合一。

另外,驱动信号A以及驱动信号B的波形不限于图7中记载的波形,也可以是能够对压力室19内的墨水提供适当的压力变化而使墨水喷出的其它驱动波形。例如,也可以是电压的上升和下降为非对称的波形,电压变化也可以不是一次线性变化。另外,也可以是将正电压的脉冲信号和负电压的脉冲信号组合后的信号等。在该情况下,将正电压的脉冲信号和负电压的脉冲信号的电压振幅设为电压Va以及电压Vb即可。

另外,也可以将复合驱动信号中包含的多个驱动信号A中的一部分置换为驱动信号B。

另外,在上述实施方式中,举出剪切模式的喷墨头10的例子进行了说明,但宗旨不是限定于此。例如,也可以对通过使在压力室的壁面上固定的压电元件(压力产生部)变形而使压力室内的墨水的压力变动从而喷出墨水的、通气(vent)模式的喷墨头适用本发明。

除此以外,也可以使用将热或电磁等变换为空间变形而能够带来对压力室内的墨水的压力变化的其它压力产生部。

另外,在上述实施方式中,使用通过具有搬运带2c的搬运部2搬运记录介质M的例子进行了说明,但宗旨不限于此,搬运部2例如也可以是在旋转的搬运滚筒的外周面上保持记录介质M而进行搬运的部件。

另外,在上述实施方式中,举出单行程形式的喷墨记录装置1的例子进行了说明,但是也可以在一边扫描喷墨头10一边进行图像的记录的喷墨记录装置中适用本发明。

说明了本发明的几个实施方式,但是本发明的范围不限于上述的实施方式,包含在权利要求中记载的发明的范围及其等同的范围。

工业可利用性

本发明可以利用于喷墨头的驱动方法以及喷墨记录装置。

标号说明

1 喷墨记录装置

2 搬运部

2a、2b 搬运辊

2c 搬运带

3 头单元

10 喷墨头

11 通道基板

12 盖板

13 喷嘴板

14、15 基板

16 粘接部

17 压力产生部

18 喷嘴

19 压力室

20 头驱动部(驱动部)

21 驱动波形信号输出部

22 数字/模拟变换部

23 驱动电路

24 输出选择部

30 控制部

31 CPU

32 RAM

33 存储部

41 通信部

42 操作显示部

43 搬运驱动部

44 温度检测部

45 总线

171 隔壁

172 电极

A 驱动信号(第1驱动信号)

B 驱动信号(第2驱动信号)

M 记录介质

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