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JP2005022420A - Inkjet recording device - Google Patents

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JP2005022420A
JP2005022420A JP2004302475A JP2004302475A JP2005022420A JP 2005022420 A JP2005022420 A JP 2005022420A JP 2004302475 A JP2004302475 A JP 2004302475A JP 2004302475 A JP2004302475 A JP 2004302475A JP 2005022420 A JP2005022420 A JP 2005022420A
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JP
Japan
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ink
value
recording
recording apparatus
piezoelectric material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004302475A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Sugawara
宏人 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2004302475A priority Critical patent/JP2005022420A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain a recording quality for a long term by compensating decreases of a jetting speed and a volume of ink due to an increase of the number of driving times. <P>SOLUTION: The number of times for a recording head to jet ink from jetting channels by deformation of a piezoelectric material is counted and stored in a storage means set integrally with the recording head. When the number of times exceeds a predetermined number of times, a wave width of driving pulses to be applied to the piezoelectric material is changed from a value of reduced energy efficiency whereby a pressure wave is displaced with respect to a nearly odd multiple of a time of one-way propagation in the jetting channel to a value of high energy efficiency. A deformation amount decrease due to deterioration of a polarization state of the piezoelectric material is thus compensated, so that the jetting speed and the volume of ink are recovered. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インクを噴射して記録動作をするインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs a recording operation by ejecting ink.

インクジェット記録装置としては、インクを局部的に加熱して沸騰させ噴射する電気−熱変換方式、圧電材料を変形させてインクを噴射する電気−機械変換方式などがある。さらに、圧電材料を用いたものとして、噴射チャンネルの一側を振動板によって覆い、その振動板上に圧電材料を配置したもの、圧電材料のプレートに噴射チャンネルとなる複数の溝を加工し、複数の噴射チャンネルを圧電材料の隔壁によって隔てたものなどがある。それらは、圧電材料にその分極方向に対して平行または直角に電圧を印加することで、その圧電材料を変形し、噴射チャンネル内のインクに圧力を加え、インクを噴射する。   As an ink jet recording apparatus, there are an electro-thermal conversion system in which ink is locally heated and boiled and ejected, and an electro-mechanical conversion system in which a piezoelectric material is deformed and ink is ejected. Furthermore, as a material using a piezoelectric material, one side of the ejection channel is covered with a diaphragm, the piezoelectric material is disposed on the diaphragm, and a plurality of grooves serving as the ejection channel are processed on the plate of the piezoelectric material. And the like are separated from each other by piezoelectric material partition walls. They deform the piezoelectric material by applying a voltage to the piezoelectric material parallel or perpendicular to its polarization direction, applying pressure to the ink in the ejection channel and ejecting the ink.

しかしながら、電気−熱変換方式および電気−機械変換方式のいずれも、長期にわたる駆動回数の増大により、特性が劣化し、インクの噴射速度、体積が低下してくる。その結果、記録品質が低下する。特に、記録ヘッドがキャリッジに搭載されて記録媒体に沿って走査するものでは、インクの着弾位置がずれてしまう。特に、圧電材料は、駆動回数の増大とともに、分極状態が劣化し、変形量が少なくなって、上記のような状態に至る。   However, in both the electro-thermal conversion system and the electro-mechanical conversion system, the characteristics deteriorate due to the increase in the number of driving over a long period of time, and the ink ejection speed and volume decrease. As a result, the recording quality is degraded. In particular, when the recording head is mounted on the carriage and scans along the recording medium, the ink landing position is shifted. In particular, the piezoelectric material deteriorates in the polarization state with the increase in the number of times of driving, and the deformation amount is reduced to reach the above state.

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、駆動回数の増加によるインクの噴射速度、体積が低下するのを補償して、長期間にわたって記録品質を保つことができるようにするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can compensate for a decrease in ink ejection speed and volume due to an increase in the number of times of driving, so that recording quality can be maintained over a long period of time. It is to make.

この目的を達成するために、請求項1に記載のインクジェット記録装置は、圧電材料の変形により噴射チャンネル内のインクをノズルから噴射する記録ヘッドと、前記圧電材料を変形させ、その変形によって前記噴射チャンネル内のインクに生じた圧力波に、さらに前記圧電材料の変形によって生じた圧力とをたし合わせてインクを噴射する駆動パルスを出力する駆動回路と、前記圧電材料の駆動回数を計数する計数手段と、前記計数手段の計数値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した計数値にもとづいて、前記駆動回路が出力する前記駆動パルスの駆動波形を変更する変更手段とを備え、前記変更手段は、前記駆動波形の幅を、エネルギー効率を落とした値から、前記計数値にもとづいてエネルギー効率の高い値へ変更することを特徴とする。   In order to achieve this object, an ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a recording head that ejects ink in an ejection channel from a nozzle by deformation of a piezoelectric material, the piezoelectric material is deformed, and the ejection is performed by the deformation. A drive circuit that outputs a drive pulse for ejecting ink by adding the pressure wave generated in the ink in the channel to the pressure generated by the deformation of the piezoelectric material, and a count for counting the number of times the piezoelectric material is driven Means, storage means for storing the count value of the counting means, and change means for changing the drive waveform of the drive pulse output from the drive circuit based on the count value stored in the storage means, The changing means changes the width of the drive waveform from a value with reduced energy efficiency to a value with high energy efficiency based on the count value. And it features.

請求項2に記載のインクジェット記録装置は、請求項1に記載のものにおいて、前記エネルギー効率を落とした値は、前記圧力波が前記噴射チャンネル内を片道伝播する時間のほぼ奇数倍に対しずれた値であることを特徴とする。   An ink jet recording apparatus according to claim 2 is the ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the value obtained by reducing the energy efficiency is shifted with respect to an odd number of times that the pressure wave propagates one way in the ejection channel. It is a value.

請求項3に記載のインクジェット記録装置は、請求項1または2に記載のものにおいて、前記エネルギー効率の高い値は、前記圧力波が前記噴射チャンネル内を片道伝播する時間のほぼ奇数倍の値であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first or second aspect, the high energy efficiency value is a value that is approximately an odd multiple of a time during which the pressure wave propagates one way through the ejection channel. It is characterized by being.

請求項4に記載のインクジェット記録装置は、請求項1から3のいずれかに記載のものにおいて、前記変更手段は、前記インクの噴射速度が所定値を下回る前の前記計数値にもとづいて、前記駆動パルスの駆動波形を変更することを特徴とする。   An ink jet recording apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the changing means is based on the count value before the ink ejection speed falls below a predetermined value. The drive waveform of the drive pulse is changed.

請求項5に記載のインクジェット記録装置は、請求項1から4のいずれかに記載のものにおいて、前記記録ヘッドは、少なくとも一部が分極された隔壁によって前記噴射チャンネルを構成していることを特徴とする。   An ink jet recording apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the recording head includes the ejection channel by a partition wall that is at least partially polarized. And

請求項6に記載のインクジェット記録装置は、請求項1から5のいずれかに記載のものにおいて、前記記憶手段は、所定量の記録動作が終了した後に、前記計数手段が計数した計数値を格納することを特徴とする。   An ink jet recording apparatus according to a sixth aspect of the invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the storage means stores a count value counted by the counting means after a predetermined amount of recording operation is completed. It is characterized by doing.

請求項7に記載のインクジェット記録装置は、請求項1から6のいずれかに記載のものにおいて、前記変更手段は、異なる記録媒体に対し記録動作を行うことになる際に、前記駆動波形を変更することを特徴とする。   An ink jet recording apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the changing means changes the driving waveform when a recording operation is performed on a different recording medium. It is characterized by doing.

請求項8に記載のインクジェット記録装置は、請求項7に記載のものにおいて、前記変更手段は、改ページ信号または新しい記録命令にもとづいて、前記駆動波形を変更することを特徴とする。   An ink jet recording apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to the seventh aspect, wherein the changing means changes the driving waveform based on a page break signal or a new recording command.

請求項9に記載のインクジェット記録装置は、請求項1から8のいずれかに記載のものにおいて、前記記録ヘッドと前記記憶手段は、記録媒体に沿って走行可能なキャリッジに着脱可能に搭載されたヘッドホルダに装着されていることを特徴とする。   The ink jet recording apparatus according to claim 9 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the recording head and the storage unit are detachably mounted on a carriage that can run along the recording medium. It is attached to the head holder.

上記のように本発明は、駆動回数の増大とともに、圧電材料の分極状態が劣化しても、駆動パルスの駆動波形を、エネルギー効率を落とした値から、エネルギー効率の高い値へ変更することで、記録品質を保つことができる。   As described above, according to the present invention, the drive waveform of the drive pulse is changed from a value with reduced energy efficiency to a value with high energy efficiency even when the polarization state of the piezoelectric material is deteriorated as the number of times of driving increases. Recording quality can be kept.

なお、前記駆動波形の幅を、前記圧力波が前記噴射チャンネル内を片道伝播する時間のほぼ奇数倍に対しずれた値とすることで、容易にエネルギー効率を落とした値とすることができ、また、前記圧力波が前記噴射チャンネル内を片道伝播する時間のほぼ奇数倍の値とすることで、容易にエネルギー効率の高い値とすることができる。さらに、前記変更手段が、前記インクの噴射速度が所定値を下回る前の前記計数値にもとづいて、前記駆動パルスの駆動波形を変更することで、圧電材料の分極状態が劣化しても、インクの噴射速度を回復することができ、インクの着弾位置がずれることなく、記録品質を保つことができる。   In addition, the width of the drive waveform can be a value that is easily reduced in energy efficiency by setting a value that is shifted with respect to almost an odd multiple of the time during which the pressure wave propagates in the injection channel one way, Further, by setting the pressure wave to a value that is approximately an odd multiple of the time during which the pressure wave propagates in the injection channel in one way, a value with high energy efficiency can be easily obtained. Furthermore, even if the polarization state of the piezoelectric material deteriorates, the changing means changes the drive waveform of the drive pulse based on the count value before the ink ejection speed falls below a predetermined value. The recording speed can be recovered, and the recording quality can be maintained without shifting the ink landing position.

このような圧電材料を用いたインクジェット記録装置は、少なくとも一部が分極された隔壁によって前記噴射チャンネルを構成することで、駆動波形の変更が即インク噴射に反映される。   In the ink jet recording apparatus using such a piezoelectric material, the ejection channel is constituted by the partition wall which is at least partially polarized, so that the change of the driving waveform is immediately reflected in the ink ejection.

また、所定量の記録動作が終了した後に、記憶手段に計数値を格納することで、記憶手段に頻繁に格納する必要がなく制御を容易にすることができる。   Further, by storing the count value in the storage means after the predetermined amount of recording operation is completed, it is not necessary to store the count value frequently in the storage means, and the control can be facilitated.

また、前記変更手段が、異なる記録媒体に対し記録動作を行うことになる際に、駆動波形を変更するように構成することで、仮に、駆動回数が所定値に達して、1つの記録媒体上での記録途中で直ちに駆動波形を変更してしまうと、その境目が目立つことになるが、そのようなことを回避し、優れた記録品質を保つことができる。   Further, by configuring the change means to change the drive waveform when performing a recording operation on a different recording medium, it is assumed that the number of times of driving reaches a predetermined value, and the recording is performed on one recording medium. If the drive waveform is changed immediately during recording, the boundary becomes conspicuous, but such a situation can be avoided and excellent recording quality can be maintained.

さらに、この駆動波形の変更は、改ページ信号または新しい記録命令にもとづいて行うことができる。改ページ信号の方が、早く変更することができるので好ましい。   Further, the drive waveform can be changed based on a page break signal or a new recording command. The page break signal is preferable because it can be changed quickly.

そして、前記記録ヘッドと前記記憶手段を、記録媒体に沿って走行可能なキャリッジに対し着脱可能に搭載したヘッドホルダに装着した構成とすることで、記録ヘッドを含むヘッドホルダを交換するとき、記憶手段も一緒に交換され、新しいヘッドに対する駆動回数の計数を新たに開始することができる。   The recording head and the storage means are mounted on a head holder that is detachably mounted on a carriage that can run along the recording medium, so that the memory can be stored when the head holder including the recording head is replaced. The means can also be exchanged together and a new counting of the number of drivings for the new head can be started.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1において、記録ヘッド1は、複数の噴射チャンネル14を有し、インクカートリッジ5からマニホールド7をとおして供給されたインクを、前面のノズル孔からインク滴として噴射する。記録ヘッド1は、マニホールド7とともにヘッドホルダ3に固定され、カバー8により覆われている。ヘッドホルダ3には、記録ヘッド1に駆動パルスを供給する駆動回路を搭載した印刷配線基板9が装着されている。印刷配線基板9と記録ヘッド1は図示しない配線材によって接続されている。また、印刷配線基板9には、記録ヘッド1の駆動回数を記録する不揮発性の記憶手段、例えばEEPROM10が搭載されている。   In FIG. 1, the recording head 1 has a plurality of ejection channels 14 and ejects ink supplied from the ink cartridge 5 through the manifold 7 as ink droplets from the nozzle holes on the front surface. The recording head 1 is fixed to the head holder 3 together with the manifold 7 and is covered with a cover 8. A printed wiring board 9 on which a drive circuit for supplying drive pulses to the recording head 1 is mounted is mounted on the head holder 3. The printed wiring board 9 and the recording head 1 are connected by a wiring material (not shown). Further, the printed wiring board 9 is mounted with a non-volatile storage means for recording the number of times the recording head 1 is driven, for example, an EEPROM 10.

ヘッドホルダ3は、記録媒体に沿って走行可能な公知のキャリッジ(図示しない)に着脱可能に搭載され、印刷配線基板9は、キャリッジ上の接点を介して記録装置本体の制御回路に接続される。   The head holder 3 is detachably mounted on a known carriage (not shown) that can run along the recording medium, and the printed wiring board 9 is connected to a control circuit of the recording apparatus main body via a contact on the carriage. .

図2から4は、記録ヘッド1の構成を示すものである。この実施の形態の記録ヘッドは、アクチュエータ基板2U,2Lとプレート部材4とノズルプレート6とからなる。各アクチュエータ基板2U,2Lは、図4に示すように複数の圧電材料を積層して構成されており、各層の圧電材料は相互に反対方向(それぞれアクチュエータ基板2U,2Lの厚さ方向、矢印27U,27L)に分極処理されている。そして、各アクチュエータ基板2U,2Lの対向面には、各層にわたって切削加工された複数のチャンネル14,15が形成されている。その複数のチャンネルのうち、1つおきのものをインクを噴射するための噴射チャンネル14とし、両端のものと噴射チャンネル14間の1つおきのものをダミーチャンネル15としている。   2 to 4 show the configuration of the recording head 1. The recording head of this embodiment includes actuator substrates 2U and 2L, a plate member 4, and a nozzle plate 6. Each actuator substrate 2U, 2L is formed by laminating a plurality of piezoelectric materials as shown in FIG. 4, and the piezoelectric materials of each layer are in opposite directions (thickness direction of the actuator substrates 2U, 2L, respectively, arrow 27U). , 27L). A plurality of channels 14 and 15 that are cut over each layer are formed on the opposing surfaces of the actuator substrates 2U and 2L. Of the plurality of channels, every other channel is used as an ejection channel 14 for ejecting ink, and every other channel between both ends and the ejection channel 14 is used as a dummy channel 15.

各噴射チャンネル14は、アクチュエータ基板2U,2Lの前端(図中左端)から後端(図中右端)にわたって所定深さで貫通形成されている。各ダミーチャンネル15は、アクチュエータ基板2U,2Lの先端から後端側の近傍まで所定深さとなるように形成され、そのダミーチャンネルの後端部15bは、立ち上げられて閉塞されている。これにより、各噴射チャンネル14とダミーチャンネル15は、隔壁20を介して交互に平行に配列され、隔壁20は互いに反対方向に分極された複数層の圧電材料により構成される。アクチュエータ基板2U,2Lの間には、プレート部材4が接着剤24により固定され、各噴射チャンネル14とダミーチャンネル15の長手方向に沿った開放面が覆われている。アクチュエータ基板2U,2Lとプレート部材4の前端には、ノズルプレート6が固定され、そのノズルプレート6には各噴射チャンネル14に対応したノズル孔30が形成されている。また、後端には、マニホールド7が固定され、各噴射チャンネル14のみにインクカートリッジからのインクを分配する。   Each ejection channel 14 is formed to penetrate through a predetermined depth from the front end (left end in the figure) to the rear end (right end in the figure) of the actuator substrates 2U and 2L. Each dummy channel 15 is formed to have a predetermined depth from the front end of the actuator substrate 2U, 2L to the vicinity of the rear end side, and the rear end portion 15b of the dummy channel is raised and closed. As a result, the ejection channels 14 and the dummy channels 15 are alternately arranged in parallel via the partition walls 20, and the partition walls 20 are composed of a plurality of layers of piezoelectric materials polarized in opposite directions. Between the actuator substrates 2U and 2L, the plate member 4 is fixed by an adhesive 24, and the open surfaces along the longitudinal direction of the ejection channels 14 and the dummy channels 15 are covered. A nozzle plate 6 is fixed to the front ends of the actuator substrates 2U and 2L and the plate member 4, and nozzle holes 30 corresponding to the ejection channels 14 are formed in the nozzle plate 6. In addition, the manifold 7 is fixed at the rear end, and the ink from the ink cartridge is distributed only to each ejection channel 14.

図4に示すように、アクチュエータ基板2U,2Lの各噴射チャンネル14内の隔壁20の側面には、1つの電極21が形成され、また、各ダミーチャンネル15内の隔壁20の側面には、左右独立した電極22,22が形成されている。
1つの噴射チャンネル14とその両側の隔壁20,20を1組のアクチュエータとして、両隔壁20,20の外側の電極22,22に駆動回路から駆動パルスを印加し、内側の電極21を接地すると、両隔壁20,20に分極方向27U,27Lに対して直角方向の電界が生成され、両隔壁20,20がそれぞれ変形され噴射チャンネル14内のインクがノズル孔30から噴射される。
As shown in FIG. 4, one electrode 21 is formed on the side surface of the partition wall 20 in each ejection channel 14 of the actuator substrates 2 </ b> U and 2 </ b> L, and the side surface of the partition wall 20 in each dummy channel 15 is Independent electrodes 22 and 22 are formed.
When one ejection channel 14 and the partition walls 20 and 20 on both sides thereof are used as a set of actuators, a drive pulse is applied from the drive circuit to the outer electrodes 22 and 22 of both partition walls 20 and 20, and the inner electrode 21 is grounded. An electric field perpendicular to the polarization directions 27U and 27L is generated on both the partition walls 20 and 20, the both partition walls 20 and 20 are deformed, and the ink in the ejection channel 14 is ejected from the nozzle holes 30.

好ましくは、電極22,22への駆動パルスの印加により、両隔壁20,20を相互に離れる方向に変形させ、噴射チャンネル14内のインクに圧力波振動を発生させる。この圧力波振動が噴射チャンネル14内を片道伝播する時間Tの奇数倍後、両隔壁20,20間の拡大により低下したインクの圧力が反転するので、これに合わせて電極22,22への駆動パルスの印加を停止して、両隔壁20,20を復帰させると、反転したインクの圧力と両隔壁20,20復帰によって生じた圧力とがたし合わされ、効率よくインクが噴射される。片道伝播時間Tは、噴射チャンネル14の長さLとインク中の音速Cとから、L/Cで計算される。   Preferably, by applying a driving pulse to the electrodes 22, 22, both the partition walls 20, 20 are deformed in directions away from each other, and pressure wave vibration is generated in the ink in the ejection channel 14. After an odd number of times T during which this pressure wave oscillation propagates in the ejection channel 14 one time, the pressure of the ink decreased due to the expansion between the partition walls 20 and 20 is reversed. Accordingly, the drive to the electrodes 22 and 22 is performed accordingly. When the application of the pulse is stopped and both the partition walls 20 and 20 are restored, the inverted ink pressure and the pressure generated by the restoration of both the partition walls 20 and 20 are added together, and the ink is efficiently ejected. The one-way propagation time T is calculated by L / C from the length L of the ejection channel 14 and the speed of sound C in the ink.

図5は、インクジェット記録装置の制御のための構成を示すものである。制御回路40は、公知のCPU、ROM、RAMから構成され、外部から受信した記録データをシリアルデータで駆動回路44に出力する。駆動回路44は、そのシリアルデータを記録ヘッド1の各噴射チャンネル14に対応したパラレルデータに変換して、記録ヘッド1の各噴射チャンネル14に対応した駆動パルスとして出力する。制御回路40は記録装置本体に設けられ、記録ヘッド1,記憶手段10,駆動回路44は、ヘッドホルダ3に一体に設けられている。図6は、記録ヘッドの駆動回数にかかわる制御回路の制御内容を示す。   FIG. 5 shows a configuration for controlling the ink jet recording apparatus. The control circuit 40 includes a known CPU, ROM, and RAM, and outputs recording data received from the outside to the drive circuit 44 as serial data. The drive circuit 44 converts the serial data into parallel data corresponding to each ejection channel 14 of the recording head 1 and outputs the parallel data as a driving pulse corresponding to each ejection channel 14 of the recording head 1. The control circuit 40 is provided in the recording apparatus main body, and the recording head 1, the storage means 10, and the drive circuit 44 are provided integrally with the head holder 3. FIG. 6 shows the control contents of the control circuit related to the number of times the recording head is driven.

制御回路40は、電源が投入されたときあるいはデータの記録命令を受信したとき、記憶手段10に格納されている駆動回数を読み出し、制御回路40内のRAMに格納する。データの記録命令を受信する(図6、S1:Yes)と、改ページ信号がなければ(S2:No)、記録ヘッド1に記録データを出力して記録動作を実行する(S5)。このとき、制御回路40は、出力した記録データ数すなわち記録ヘッドの動作回数を、制御回路内の計数手段41に、記憶手段10から読み出した駆動回数に加算して計数させる。駆動回数の計数は、噴射チャンネル14ごと行われる。   When the power is turned on or a data recording command is received, the control circuit 40 reads the number of times of driving stored in the storage means 10 and stores it in the RAM in the control circuit 40. When the data recording command is received (FIG. 6, S1: Yes), if there is no page break signal (S2: No), the recording data is output to the recording head 1 and the recording operation is executed (S5). At this time, the control circuit 40 causes the counting means 41 in the control circuit to count the number of output recording data, that is, the number of operations of the recording head, by adding to the number of driving times read from the storage means 10. The number of times of driving is counted for each injection channel 14.

改ページ信号が受信される(S2:Yes)と、制御回路内の判別手段42が、複数の噴射チャンネル14のうちどれか1つの駆動回数が所定駆動回数を超えたかどうかを判別し、超えていなければ(S3:No)、上記のように、記録動作を継続する(S5)。駆動回数が所定回数を超える(S3:Yes)と、制御回路内の変更手段43は、駆動回路44へ出力する駆動波形を変更する。その結果、駆動回路44から記録ヘッド1へ出力する駆動波形も変わる。以降、新しい駆動波形で記録動作が行われる(S5)。   When the page break signal is received (S2: Yes), the determination means 42 in the control circuit determines whether any one of the plurality of ejection channels 14 has exceeded the predetermined number of times of driving, and exceeds it. If not (S3: No), the recording operation is continued as described above (S5). When the number of driving times exceeds the predetermined number (S3: Yes), the changing means 43 in the control circuit changes the driving waveform output to the driving circuit 44. As a result, the drive waveform output from the drive circuit 44 to the recording head 1 also changes. Thereafter, the recording operation is performed with a new drive waveform (S5).

受信したデータの記録動作が終了する(S6:Yes)と、計数手段41が計数した駆動回数は、記憶手段10に格納され(S7)、終了する。   When the recording operation of the received data is completed (S6: Yes), the number of driving times counted by the counting means 41 is stored in the storage means 10 (S7), and the operation is ended.

上記の圧電材料を用いた記録ヘッドにおいては、駆動回数の増大とともに圧電材料の分極状態が劣化し、隔壁20の変形量が低下してインク滴の噴射速度が低下してくる。この噴射速度の低下は、図7に示すように駆動回数を対数でとったとき、ほぼ直線的になる。   In the recording head using the above-described piezoelectric material, the polarization state of the piezoelectric material deteriorates as the number of times of driving increases, the deformation amount of the partition wall 20 decreases, and the ink droplet ejection speed decreases. The decrease in the injection speed becomes almost linear when the number of times of driving is logarithmic as shown in FIG.

例えば、噴射速度が7.5m/sを下回ると、インク滴の着弾位置がずれて記録品質の低下が許容できなくなるという場合、噴射速度7.5m/sを下回る前
の、駆動回数が10回を超えた時点で、駆動波形を変更して、図8に示すように駆動エネルギーをアップさせ、噴射速度の回復を図る。
For example, when the ejection speed falls below 7.5 m / s, the landing position of the ink droplets shifts and the deterioration in recording quality becomes unacceptable, and the number of times of driving before the ejection speed falls below 7.5 m / s is 10 6. When exceeding the number of times, the drive waveform is changed to increase the drive energy as shown in FIG. 8 to recover the injection speed.

駆動波形の変更は、パルスの波高値すなわち電圧を上げる方法、パルスの幅を変える方法がある。パルス幅は、前述のように、噴射チャンネル内での圧力波の片道伝播時間(L/C)の奇数倍のとき、もっとも効率よく噴射することができるから、駆動回数が所定値に達する前には、図9(a)に示すように、1.3L/Cとして、エネルギー効率を少し落としておき、駆動回数が所定値に達した後には、図9(b)に示すように、L/Cとして、エネルギー効率を高めることができる。   The drive waveform can be changed by increasing the pulse peak value, that is, the voltage, or changing the pulse width. As described above, when the pulse width is an odd multiple of the one-way propagation time (L / C) of the pressure wave in the injection channel, the most efficient injection can be performed. As shown in FIG. 9A, the energy efficiency is slightly reduced to 1.3 L / C, and after the number of driving times reaches a predetermined value, as shown in FIG. As C, energy efficiency can be improved.

駆動波形の変更は、上記のほか、駆動パルスの前に、インクに噴射に至らない振動を与える予備的なパルスを付加するものであってもよい。   In addition to the above, the drive waveform may be changed by adding a preliminary pulse that gives vibration that does not cause ejection to ink before the drive pulse.

複数の噴射チャンネル14のうちどれか1つの駆動回数が所定回数を超えたとき、該当する噴射チャンネルのみの駆動波形を変更してもよいが、全噴射チャンネルに対して駆動波形を変更してもよい。   When any one of the plurality of injection channels 14 exceeds the predetermined number of times, the drive waveform of only the corresponding injection channel may be changed. However, the drive waveform may be changed for all the injection channels. Good.

また、駆動回数を複数段階において判別し、各段階においてそれぞれ駆動波形を変更し、さらに、最終段階において、記録ヘッドが寿命に達したことを報知するようにしてもよい。   Further, the number of times of driving may be determined in a plurality of stages, the driving waveform may be changed in each stage, and further, in the final stage, it may be notified that the recording head has reached the end of its life.

修理、点検等のために記録ヘッド1を含むヘッドホルダ3をキャリッジから取り外し、再び装着しても記憶手段10の内容は保持されており、駆動回数の計数に支障をきたすことがない。また、記録ヘッド1を含むヘッドホルダ3を新しいものに交換すると、その記録ヘッドについての新たな計数値が格納されていくことになる。   Even if the head holder 3 including the recording head 1 is removed from the carriage for repair or inspection, the contents of the storage means 10 are maintained even if the head holder 3 is mounted again, and there is no problem in counting the number of times of driving. When the head holder 3 including the recording head 1 is replaced with a new one, a new count value for the recording head is stored.

制御回路40は、図6のS2で改ページ信号を判別して、駆動回数の超過にもとづく波形変更をしているので、1つの記録媒体の途中で波形変更による境目が形成されることがない。この場合、改ページ信号でなく、新たなデータの記録命令でも異なる記録媒体に記録を行うことになるから、波形変更による問題を解消できる。   Since the control circuit 40 determines the page break signal in S2 of FIG. 6 and changes the waveform based on exceeding the number of times of driving, the boundary due to the waveform change is not formed in the middle of one recording medium. . In this case, since a new data recording command is used for recording on a different recording medium instead of the page break signal, the problem caused by the waveform change can be solved.

以上、噴射チャンネル14を構成する隔壁が圧電材料で形成されたものについて説明したが、振動板に圧電材料を貼り付けたものにも、同様に適用することができる。   Although the description has been given of the case in which the partition wall constituting the ejection channel 14 is formed of the piezoelectric material, the present invention can be similarly applied to the case where the piezoelectric material is attached to the diaphragm.

記録ヘッド、インクカートリッジ、ヘッドホルダ等を組み合わせた状態の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a state in which a recording head, an ink cartridge, a head holder, and the like are combined. 記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of a recording head. 記録ヘッドの縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a recording head. 記録ヘッドの拡大横断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a recording head. インクジェット記録装置の制御のための構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure for control of an inkjet recording device. インクジェット記録装置において記録ヘッドの駆動回数にかかわる制御内容フローチャート図である。FIG. 6 is a flowchart showing the contents of control related to the number of times the recording head is driven in the ink jet recording apparatus. 記録ヘッドの駆動回数とインク液滴の噴射速度の関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between the number of times the recording head is driven and the ink droplet ejection speed. 図7において、駆動波形の変更を行ったときの説明図である。In FIG. 7, it is explanatory drawing when the drive waveform is changed. 駆動波形の変更の例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the example of a change of a drive waveform.

符号の説明Explanation of symbols

1 記録ヘッド
3 ヘッドホルダ
10 記憶手段
14 噴射チャンネル
40 制御回路
41 計数手段
42 判別手段
43 変更手段
44 駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording head 3 Head holder 10 Memory | storage means 14 Injection channel 40 Control circuit 41 Counting means 42 Discriminating means 43 Changing means 44 Drive circuit

Claims (9)

圧電材料の変形により噴射チャンネル内のインクをノズルから噴射する記録ヘッドと、
前記圧電材料を変形させ、その変形によって前記噴射チャンネル内のインクに生じた圧力波に、さらに前記圧電材料の変形によって生じた圧力とをたし合わせてインクを噴射する駆動パルスを出力する駆動回路と、
前記圧電材料の駆動回数を計数する計数手段と、
前記計数手段の計数値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した計数値にもとづいて、前記駆動回路が出力する前記駆動パルスの駆動波形を変更する変更手段と
を備え、前記変更手段は、前記駆動波形の幅を、エネルギー効率を落とした値から、前記計数値にもとづいてエネルギー効率の高い値へ変更することを特徴とするインクジェット記録装置。
A recording head for ejecting ink in the ejection channel from the nozzle by deformation of the piezoelectric material;
A drive circuit that deforms the piezoelectric material and outputs a drive pulse for ejecting ink by adding the pressure wave generated in the ink in the ejection channel to the pressure wave generated by the deformation of the piezoelectric material. When,
Counting means for counting the number of times the piezoelectric material is driven;
Storage means for storing the count value of the counting means;
A change means for changing a drive waveform of the drive pulse output from the drive circuit based on the count value stored in the storage means, and the change means reduces the width of the drive waveform to reduce energy efficiency. An ink jet recording apparatus, wherein the value is changed to a value with high energy efficiency based on the count value.
前記エネルギー効率を落とした値は、前記圧力波が前記噴射チャンネル内を片道伝播する時間のほぼ奇数倍に対しずれた値であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。   2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the value obtained by reducing the energy efficiency is a value deviated from an approximately odd multiple of a time during which the pressure wave propagates one way through the ejection channel. 前記エネルギー効率の高い値は、前記圧力波が前記噴射チャンネル内を片道伝播する時間のほぼ奇数倍の値であることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the high energy efficiency value is a value that is approximately an odd multiple of a time during which the pressure wave propagates one way through the ejection channel. 前記変更手段は、前記インクの噴射速度が所定値を下回る前の前記計数値にもとづいて、前記駆動パルスの駆動波形を変更する請求項1から3のいずれかに記載のインクジェット記録装置。   4. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the changing unit changes a drive waveform of the drive pulse based on the count value before the ink ejection speed falls below a predetermined value. 5. 前記記録ヘッドは、少なくとも一部が分極された隔壁によって前記噴射チャンネルを構成していることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のインクジェット記録装置。   5. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the recording head includes the ejection channel by a partition wall which is at least partially polarized. 前記記憶手段は、所定量の記録動作が終了した後に、前記計数手段が計数した計数値を格納することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のインクジェット記録装置。   6. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the storage unit stores a count value counted by the counting unit after a predetermined amount of recording operation is completed. 前記変更手段は、異なる記録媒体に対し記録動作を行うことになる際に、前記駆動波形を変更することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のインクジェット記録装置。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the changing unit changes the driving waveform when a recording operation is performed on a different recording medium. 前記変更手段は、改ページ信号または新しい記録命令にもとづいて、前記駆動波形を変更することを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。   8. The ink jet recording apparatus according to claim 7, wherein the changing unit changes the driving waveform based on a page break signal or a new recording command. 前記記録ヘッドと前記記憶手段は、記録媒体に沿って走行可能なキャリッジに着脱可能に搭載されたヘッドホルダに装着されていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
9. The inkjet recording according to claim 1, wherein the recording head and the storage unit are attached to a head holder that is detachably mounted on a carriage that can run along a recording medium. apparatus.
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