JP2018008451A - Liquid discharge unit, liquid discharge device, drive voltage correction method, and drive voltage correction program - Google Patents
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Abstract
【課題】 液体吐出ユニットにおける特性の経年劣化による液滴の位置ズレを補正すること。【解決手段】 圧電素子の変動により圧力室に連通するノズル開口から液体を吐出する液体吐出部と、圧力室に圧力を加える圧電素子に対し駆動電圧を印加する駆動電圧印加部と、液体の吐出先に配置され、液体の到達タイミングを検知する液体到達検知部と、ノズル開口から液体の吐出先までの距離を測定する測距部と、ノズル開口から吐出先に液体が到達するまでの時間を算出する時間算出部と、距離と時間に基づいて液体の速度を算出する速度算出部と、算出された速度に基づいて、駆動電圧の補正値を算出する補正値算出部と、補正値に基づいて駆動電圧を補正する駆動電圧補正部と、を備える液体吐出ユニットによる。【選択図】図8PROBLEM TO BE SOLVED: To correct a positional deviation of a droplet due to aged deterioration of characteristics in a liquid discharge unit. A liquid discharge unit that discharges liquid from a nozzle opening that communicates with a pressure chamber due to fluctuations in a piezoelectric element, a drive voltage application unit that applies a drive voltage to a piezoelectric element that applies pressure to the pressure chamber, and a liquid discharge The liquid arrival detection unit that is arranged first and detects the liquid arrival timing, the distance measurement unit that measures the distance from the nozzle opening to the liquid discharge destination, and the time until the liquid reaches the discharge destination from the nozzle opening. A time calculation unit to calculate, a speed calculation unit to calculate the velocity of the liquid based on the distance and time, a correction value calculation unit to calculate a correction value of the drive voltage based on the calculated velocity, and a correction value And a drive voltage correction unit that corrects the drive voltage. [Selection] Figure 8
Description
本発明は、液体吐出ユニット、液体吐出装置、駆動電圧補正方法、駆動電圧補正プログラムに関する。 The present invention relates to a liquid discharge unit, a liquid discharge apparatus, a drive voltage correction method, and a drive voltage correction program.
プリンタやファクシミリ、複写機、これら複数の機能を備える複合機である画像形成装置において、液体を吐出して画像を形成する液体吐出装置が知られている。このような液体吐出装置は、インクジェット記録装置とも呼ばれる。インクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドから液体を吐出して、用紙やOHPなどの被記録媒体上に液滴による画像を形成する装置である。 2. Description of the Related Art Liquid ejecting apparatuses that eject liquid and form images in printers, facsimiles, copiers, and image forming apparatuses that are multi-function machines having a plurality of these functions are known. Such a liquid ejecting apparatus is also called an ink jet recording apparatus. An ink jet recording apparatus is an apparatus that discharges liquid from an ink jet recording head and forms an image of liquid droplets on a recording medium such as paper or OHP.
インクジェット記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドには、流路内の液体を加圧する圧力発生素子として圧電素子を用いる圧電型が知られている。圧電型は、圧電素子によって、流路の壁面を形成する振動板を振動させる構成を備えている。この圧電素子の振動により、流路内の容積を変化させて液体を液滴として吐出する。 As an ink jet recording head mounted on an ink jet recording apparatus, a piezoelectric type using a piezoelectric element as a pressure generating element for pressurizing a liquid in a flow path is known. The piezoelectric type has a configuration in which a diaphragm that forms the wall surface of the flow path is vibrated by a piezoelectric element. By the vibration of the piezoelectric element, the volume in the flow path is changed and the liquid is ejected as droplets.
インクジェット記録ヘッドの経年変化により特性が劣化すると、インクジェット記録ヘッドにおける本来の特性よりも性能が劣ることになり、正常時の動作が困難になる。例えば、液体の吐出速度が遅くなる、液体の粘度が増して液体の吐出速度が遅くなる、等の変化が起こる。インクジェット記録ヘッドにおいて液体の吐出速度が遅くなると、液滴の到達位置がずれる。 When the characteristics deteriorate due to the aging of the ink jet recording head, the performance is inferior to the original characteristics of the ink jet recording head, and the normal operation becomes difficult. For example, changes occur such as a decrease in the liquid discharge speed, an increase in the viscosity of the liquid, and a decrease in the liquid discharge speed. When the liquid discharge speed is slow in the ink jet recording head, the position where the liquid droplet reaches is shifted.
液滴の到達位置の位置ズレを解決する技術として、インクジェット記録ヘッドにおける液滴吐出開口と液滴到達位置との距離を検出可能な測距センサを設け、検出した距離に応じて液滴の吐出タイミングを調整するものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1には、位置補正情報と距離から取得した液滴の移動角度と、記録ヘッドを主走査方向に移動させるキャリッジの主走査速度に基づいて取得した液滴の移動速度情報から液滴の増粘防止制御をする技術も開示されている。 As a technology to solve the positional deviation of the droplet arrival position, a distance measuring sensor that can detect the distance between the droplet ejection opening and the droplet arrival position in the inkjet recording head is provided, and droplet ejection is performed according to the detected distance. One that adjusts timing is known (see, for example, Patent Document 1). Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 describes the droplet movement from the droplet movement angle acquired from the position correction information and the distance obtained from the distance and the main scanning speed of the carriage that moves the recording head in the main scanning direction. A technique for preventing thickening is also disclosed.
特許文献1に開示されている技術を用いると、インクジェット記録ヘッドの経年劣化により、液滴の吐出速度が低下した場合に生ずる印刷ズレを補正するためにテストパターンの画像を形成することになる。即ち、特許文献1に開示されている技術によれば、位置ズレ(印刷ズレ)や、液滴の増粘状態を検知した場合、その補正をするには、テストパターン画像を形成して被記録媒体(例えば、用紙)に出力しなければならない。したがって、従来は、被記録媒体や、多量の液体(インクなど)を消費しなければ、位置ズレや増粘状態に対する補正はできなかった。 When the technique disclosed in Patent Document 1 is used, an image of a test pattern is formed in order to correct a printing misalignment that occurs when the ejection speed of the liquid droplets decreases due to the aging of the ink jet recording head. That is, according to the technique disclosed in Patent Document 1, in order to correct a positional deviation (printing deviation) or a thickened state of a droplet, a test pattern image is formed and recorded. It must be output on a medium (eg paper). Therefore, conventionally, correction for positional deviation and thickened state could not be made unless a recording medium and a large amount of liquid (ink, etc.) were consumed.
本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであって、液体吐出ユニットにおける液滴の位置ズレを補正することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to correct a positional deviation of liquid droplets in a liquid discharge unit.
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、圧電素子の変動により圧力室に連通するノズル開口から液体を吐出する液体吐出部と、前記圧力室に圧力を加える前記圧電素子に対し駆動電圧を印加する駆動電圧印加部と、前記液体の吐出先に配置され、前記液体の到達タイミングを検知する液体到達検知部と、前記ノズル開口から前記液体の吐出先までの距離を測定する測距部と、前記ノズル開口から前記吐出先に前記液体が到達するまでの時間を算出する時間算出部と、前記距離と前記時間に基づいて前記液体の速度を算出する速度算出部と、算出された前記速度に基づいて、前記駆動電圧の補正値を算出する補正値算出部と、前記補正値に基づいて前記駆動電圧を補正する駆動電圧補正部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an aspect of the present invention is to drive a liquid discharge unit that discharges liquid from a nozzle opening that communicates with a pressure chamber due to fluctuations in the piezoelectric element, and the piezoelectric element that applies pressure to the pressure chamber. A driving voltage applying unit that applies a voltage; a liquid arrival detecting unit that is disposed at the liquid discharge destination and detects the arrival timing of the liquid; and a distance measurement that measures a distance from the nozzle opening to the liquid discharge destination A time calculation unit that calculates time until the liquid reaches the discharge destination from the nozzle opening, and a speed calculation unit that calculates the speed of the liquid based on the distance and the time. A correction value calculation unit that calculates a correction value of the drive voltage based on the speed, and a drive voltage correction unit that corrects the drive voltage based on the correction value.
本発明によれば、液体吐出ユニットにおける特性の経年劣化による液滴の位置ズレを補正することができる。 According to the present invention, it is possible to correct a positional deviation of a droplet due to aged deterioration of characteristics in a liquid discharge unit.
<本発明の要旨>
本発明は、液体吐出ユニットにおいて吐出された液体が液滴として到達対象物に到達した時の到達速度に基づいて液体の吐出速度を補正して、液滴の到達位置ズレを防止することを要旨の一つとする。より詳しくは、本発明における液体吐出ユニットが経年劣化したときに、吐出ヘッドから吐出された液体に係る液滴の到達対象位置に配置した電位変動検知センサを用いて、液滴の到達速度を算出する。そして、到達速度に基づいて液体吐出ユニットにおける液体吐出速度を、吐出ヘッドに対する駆動電圧の補正により制御する。
<Summary of the present invention>
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to correcting the liquid discharge speed based on the arrival speed when the liquid discharged from the liquid discharge unit reaches the arrival target as a liquid droplet, thereby preventing the arrival position deviation of the liquid droplet. One of them. More specifically, when the liquid discharge unit in the present invention has deteriorated over time, the arrival speed of the droplet is calculated using a potential fluctuation detection sensor arranged at the position where the droplet related to the liquid discharged from the discharge head reaches. To do. Based on the arrival speed, the liquid discharge speed in the liquid discharge unit is controlled by correcting the drive voltage for the discharge head.
<液体吐出装置の構成>
まず、本発明に係る液体吐出装置及び液体吐出ユニットについて説明する。図1(a)は、本発明に係る液体吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置100の構成を概略的に示す平面図である。図1(b)は、液体吐出ユニットの一実施形態であるインクジェット記録ユニット101の構成を概略的に示す斜視図である。
<Configuration of liquid ejection device>
First, a liquid discharge apparatus and a liquid discharge unit according to the present invention will be described. FIG. 1A is a plan view schematically showing a configuration of an ink jet recording apparatus 100 which is an embodiment of a liquid ejection apparatus according to the present invention. FIG. 1B is a perspective view schematically showing a configuration of an ink jet recording unit 101 which is an embodiment of the liquid discharge unit.
図1(a)に示すインクジェット記録装置100は、シリアルヘッド型の液体吐出ユニットを備えるものである。図1(a)に示すインクジェット記録ユニット101は、キャリッジ部5と、主走査モーター8と、ギア9と、加圧コロ10と、タイミングベルト11と、ガイドロッド12と、プラテン22と、静電容量センサ126と、を備える。 An ink jet recording apparatus 100 shown in FIG. 1A includes a serial head type liquid discharge unit. An inkjet recording unit 101 shown in FIG. 1A includes a carriage unit 5, a main scanning motor 8, a gear 9, a pressure roller 10, a timing belt 11, a guide rod 12, a platen 22, an electrostatic device. A capacitance sensor 126.
キャリッジ部5には、インクなどの液体を吐出する液体吐出ヘッドである液体吐出機構15が搭載されている。液体吐出機構15は、インクの色別に分かれていて、黄色(Y)インクを吐出する黄色液体吐出機構6y、シアン(C)インクを吐出するシアン液体吐出機構6c、マゼンダ(M)インクを吐出するマゼンダ液体吐出機構6m、黒(Bk)を吐出するブラック液体吐出機構6k、から構成されている。即ち、インクジェット記録ユニット101は、カラー画像の形成に適用可能なものである。液体吐出機構15は、液体吐出部を構成する。 The carriage unit 5 is equipped with a liquid ejection mechanism 15 that is a liquid ejection head that ejects liquid such as ink. The liquid discharge mechanism 15 is divided according to the color of the ink. The yellow liquid discharge mechanism 6y discharges yellow (Y) ink, the cyan liquid discharge mechanism 6c discharges cyan (C) ink, and magenta (M) ink. A magenta liquid discharge mechanism 6m and a black liquid discharge mechanism 6k for discharging black (Bk) are included. That is, the inkjet recording unit 101 can be applied to the formation of a color image. The liquid ejection mechanism 15 constitutes a liquid ejection unit.
インクジェット記録ユニット101は、主走査モーター8の駆動力が、ギア9と加圧コロ10とタイミングベルト11によりキャリッジ部5に伝達するように構成されている。キャリッジ部5は、ガイドロッド12に対して主走査方向において摺動できるように取り付けられている。したがって、主走査モーター8に駆動力よって、主走査方向において往復動作をすることができる。なお、主走査方向は、図1における矢印Aにおいて示す方向をいう。 The ink jet recording unit 101 is configured such that the driving force of the main scanning motor 8 is transmitted to the carriage unit 5 by the gear 9, the pressure roller 10, and the timing belt 11. The carriage unit 5 is attached to the guide rod 12 so as to be slidable in the main scanning direction. Therefore, the main scanning motor 8 can be reciprocated in the main scanning direction by the driving force. The main scanning direction is the direction indicated by the arrow A in FIG.
プラテン22は、液体吐出機構15から吐出された液滴における到達対象物である媒体16を搬送するときに用いられる媒体搬送部の一部に相当する。ここで、媒体16とは、シート状のものであって、一般的には、紙(普通紙)である。本実施形態に係る媒体16は紙(普通紙)に限ることなく、コート紙、厚紙、OHP、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等のシート状の部材も含むものである。なお、媒体16の厚さ寸法は、液体吐出機構15からプラテン22までの距離に比べて非常に小さい。したがって、以下の説明では、液体吐出機構15とプラテンまでの距離(プラテンギャップ)に基づいて、液体吐出速度の補正について説明する。 The platen 22 corresponds to a part of a medium transport unit that is used when transporting the medium 16 that is a target to be reached in the liquid droplets ejected from the liquid ejection mechanism 15. Here, the medium 16 is a sheet-like material, and is generally paper (plain paper). The medium 16 according to the present embodiment is not limited to paper (plain paper) but also includes sheet-like members such as coated paper, cardboard, OHP, plastic film, prepreg, and copper foil. The thickness dimension of the medium 16 is very small compared to the distance from the liquid ejection mechanism 15 to the platen 22. Therefore, in the following description, correction of the liquid discharge speed will be described based on the distance (platen gap) between the liquid discharge mechanism 15 and the platen.
静電容量センサ126は、液体吐出機構15から吐出された液体が到達すると電位が変化するセンサである。静電容量センサ126は、プラテン22の主走査方向において、プラテン22の外側に配置されている。この静電容量センサ126が配置されている位置は、インクジェット記録ユニット101が動作開始時や休止時に移動して停止する位置であって、キャリッジ部5のホームポジション501に相当する。ホームポジション501における液体吐出機構15とプラテン22の距離と、液体吐出機構15と静電容量センサ126の距離は等しい。 The electrostatic capacity sensor 126 is a sensor whose potential changes when the liquid discharged from the liquid discharge mechanism 15 arrives. The capacitance sensor 126 is disposed outside the platen 22 in the main scanning direction of the platen 22. The position where the capacitance sensor 126 is disposed is a position where the ink jet recording unit 101 moves and stops when the operation starts or stops, and corresponds to the home position 501 of the carriage unit 5. The distance between the liquid ejection mechanism 15 and the platen 22 at the home position 501 is equal to the distance between the liquid ejection mechanism 15 and the capacitance sensor 126.
キャリッジ部5には、エンコーダセンサ41が設けられている。エンコーダセンサ41は、キャリッジ部5の移動方向(主走査方向)に沿って設けられているエンコーダシート40を読み取ることでキャリッジ部5の移動中の位置を検出できる。 The carriage unit 5 is provided with an encoder sensor 41. The encoder sensor 41 can detect the moving position of the carriage unit 5 by reading the encoder sheet 40 provided along the moving direction (main scanning direction) of the carriage unit 5.
キャリッジ部5が主走査方向において往復移動をしながら、液体吐出機構15が適宜のタイミングにおいて、適宜の色のインク滴を媒体16に向けて吐出することで媒体16に画像が形成される。 As the carriage unit 5 reciprocates in the main scanning direction, the liquid ejection mechanism 15 ejects ink droplets of an appropriate color toward the medium 16 at an appropriate timing, whereby an image is formed on the medium 16.
媒体16は、給紙モーターにより、給紙部より搬送部へ送られる。また、搬送部へ送られた媒体16は搬送モーターにより搬送ローラを駆動し、主走査方向に直交する矢印B方向(副走査方向)に搬送され、プラテン22まで搬送される。 The medium 16 is sent from the paper feed unit to the transport unit by a paper feed motor. Further, the medium 16 sent to the transport unit drives a transport roller by a transport motor, is transported in the direction of arrow B (sub-scanning direction) orthogonal to the main scanning direction, and is transported to the platen 22.
インクジェット記録装置100が動作を開始するとき、例えば、動作電源が投入されたとき、キャリッジ部5はホームポジション501に置かれている。 When the inkjet recording apparatus 100 starts operating, for example, when the operation power is turned on, the carriage unit 5 is placed at the home position 501.
図1(b)は、インクジェット記録装置100が備える液体吐出ユニットの別の例である。図1(b)に示すインクジェット記録ユニット101aは、ラインヘッド型のものである。 FIG. 1B is another example of a liquid discharge unit provided in the inkjet recording apparatus 100. The ink jet recording unit 101a shown in FIG. 1B is a line head type.
図1(b)に示すように、インクジェット記録ユニット101aは、液体吐出機構15aと、駆動制御基板18と、フラットケーブル19と、アジャストタプレート25と、を備え、これらを主要部品として構成される。 As shown in FIG. 1B, the ink jet recording unit 101a includes a liquid ejection mechanism 15a, a drive control board 18, a flat cable 19, and an adjuster plate 25, and these are configured as main components. .
駆動制御基板18は、液体吐出機構15aが備える圧電素子を駆動するための駆動波形を生成する回路と画像データ信号を生成するための回路を備えるリジッド基板である。フラットケーブル19は、駆動制御基板18と液体吐出機構15aとを電気的に接続するものである。アジャストタプレート25は、複数の液体吐出機構15aを高精度に配置固定するものである。 The drive control board 18 is a rigid board having a circuit for generating a drive waveform for driving a piezoelectric element included in the liquid ejection mechanism 15a and a circuit for generating an image data signal. The flat cable 19 is for electrically connecting the drive control board 18 and the liquid ejection mechanism 15a. The adjuster plate 25 is for fixing and fixing a plurality of liquid ejection mechanisms 15a with high accuracy.
液体吐出機構15aは、液体吐出機構15と同様に、圧電素子を内蔵していて、駆動制御基板18から送信される駆動波形と画像データ信号に基づいて圧電素子を駆動し、媒体16に液滴を吐出するものである。 Similar to the liquid ejection mechanism 15, the liquid ejection mechanism 15 a has a built-in piezoelectric element, drives the piezoelectric element based on a drive waveform and an image data signal transmitted from the drive control board 18, and drops droplets on the medium 16. Is discharged.
インクジェット記録ユニット101aは、液体吐出機構15aを印刷幅全域に配置したラインヘッド型であって、カラー印刷はブラック、シアン、マゼンダ、イエローの各ラインヘッドにより行わる。各ラインヘッドのノズル面122(図7参照)は、媒体16と所定の隙間を保って支持されている。 The ink jet recording unit 101a is a line head type in which the liquid ejection mechanisms 15a are arranged in the entire printing width, and color printing is performed by each of the black, cyan, magenta, and yellow line heads. The nozzle surface 122 (see FIG. 7) of each line head is supported with a predetermined gap from the medium 16.
インクジェット記録ユニット101aが、媒体16の搬送速度に応じてインク滴の吐出を行うことで、媒体16上にカラー画像を形成する。なお、ラインヘッド型の場合は、静電容量センサ126が液体吐出機構15aの直下に設けられている。 The ink jet recording unit 101 a discharges ink droplets according to the conveyance speed of the medium 16, thereby forming a color image on the medium 16. In the case of the line head type, the capacitance sensor 126 is provided directly below the liquid ejection mechanism 15a.
以下の説明では、図1(a)において示したシリアルヘッド型のインクジェット記録ユニット101を前提とする。なお、本発明に係る液体吐出ユニットの実施形態としてラインヘッド型のものも同様に適用可能である。 In the following description, the serial head type inkjet recording unit 101 shown in FIG. A line head type is also applicable as an embodiment of the liquid discharge unit according to the present invention.
<記録ヘッドの構成>
次に、本実施形態における記録ヘッドである液体吐出機構15の構成について図2の断面図を用いて説明する。液体吐出機構15は、液体が保持される個別圧力室20を構成する圧力室プレート21と、圧力室プレート21の一方の端部に配置されているノズル面122と、圧力室プレート21の他方の端部に配置されている振動板24と、駆動用圧電素子311と、支柱用圧電素子312と、を備えている。
<Configuration of recording head>
Next, the configuration of the liquid ejection mechanism 15 which is a recording head in the present embodiment will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. The liquid discharge mechanism 15 includes a pressure chamber plate 21 that constitutes the individual pressure chamber 20 in which the liquid is held, a nozzle surface 122 disposed at one end of the pressure chamber plate 21, and the other of the pressure chamber plates 21. A diaphragm 24 disposed at the end, a driving piezoelectric element 311, and a support piezoelectric element 312 are provided.
液体吐出機構15は、駆動用圧電素子311と支柱用圧電素子312が交互に配置されている。駆動用圧電素子311は、圧力室プレート21により構成される個別圧力室20にあたる位置に振動板24を介して接続される。支柱用圧電素子312は、圧力室プレート21の肉部で構成される個別圧力室20の隔壁にあたる位置に振動板24を介して接続されている。 In the liquid ejection mechanism 15, driving piezoelectric elements 311 and support piezoelectric elements 312 are alternately arranged. The driving piezoelectric element 311 is connected to a position corresponding to the individual pressure chamber 20 constituted by the pressure chamber plate 21 via the diaphragm 24. The support piezoelectric element 312 is connected via a diaphragm 24 to a position corresponding to a partition wall of the individual pressure chamber 20 formed by the meat portion of the pressure chamber plate 21.
駆動用圧電素子311に駆動電圧が印加されると、この駆動電圧に応じて駆動用圧電素子311が変形する。この変形による駆動力が振動板24を介して個別圧力室20に伝わる。これによって、個別圧力室20に保持されている液体が、個別圧力室20に連通しているノズル123(ノズル開口)から液滴として吐出される。したがって、駆動電圧に応じて駆動用圧電素子311が個別圧力室20に与える圧力によって、液体の吐出速度が決まる。 When a driving voltage is applied to the driving piezoelectric element 311, the driving piezoelectric element 311 is deformed according to the driving voltage. The driving force due to this deformation is transmitted to the individual pressure chamber 20 via the diaphragm 24. As a result, the liquid held in the individual pressure chamber 20 is discharged as droplets from the nozzle 123 (nozzle opening) communicating with the individual pressure chamber 20. Accordingly, the liquid ejection speed is determined by the pressure applied to the individual pressure chamber 20 by the driving piezoelectric element 311 in accordance with the driving voltage.
なお、駆動用圧電素子311と支柱用圧電素子312が交互に配置される構成にすることで、振動板24に圧電素子(駆動用圧電素子311と支柱用圧電素子312)を接続させる際に、位置ずれが生じても特性変動が起こりにくくなる。これによって液体吐出機構15の噴射特性を安定させている In addition, when the piezoelectric element 311 for driving and the piezoelectric element 312 for support | pillar are arrange | positioned alternately, when connecting a piezoelectric element (the driving piezoelectric element 311 and the piezoelectric element 312 for support | pillar) to the diaphragm 24, it is. Even if the position shift occurs, the characteristic variation is less likely to occur. This stabilizes the ejection characteristics of the liquid ejection mechanism 15.
<液体吐出機構15の経年劣化>
次に、液体吐出機構15において生ずる経年変化の例について図3を用いて説明する。図3に示すグラフは、液体吐出機構15における液体吐出速度Vjの経年変化の例を示している。図3に示すように、液体吐出機構15は、長年使用し続けると、例えば液体吐出機構15の流路ユニットやアクチュエータの接合に使用されている接着剤が劣化する。このような劣化によって、アクチュエータ接合部の構造が変化し、圧電素子の静電容量が変化する。静電容量が変化すると液体吐出機構15の負荷容量が変化するので、液滴吐出特性(液滴の吐出速度)に影響を及ぼす。
<Aging deterioration of the liquid discharge mechanism 15>
Next, an example of the secular change that occurs in the liquid ejection mechanism 15 will be described with reference to FIG. The graph shown in FIG. 3 shows an example of the secular change of the liquid discharge speed Vj in the liquid discharge mechanism 15. As shown in FIG. 3, when the liquid discharge mechanism 15 is used for many years, for example, the adhesive used for joining the flow path unit and the actuator of the liquid discharge mechanism 15 deteriorates. Due to such deterioration, the structure of the actuator joint changes, and the capacitance of the piezoelectric element changes. When the capacitance changes, the load capacity of the liquid discharge mechanism 15 changes, which affects the droplet discharge characteristics (droplet discharge speed).
例えば、液体吐出機構15の経年劣化によって静電容量が大きくなった場合、液体吐出機構15を駆動する駆動波形がなまってしまう。駆動波形がなまると液体吐出機構15における液体吐出速度Vjが低下するので、図3に示すように時間の経過に応じて液体吐出速度Vjは遅くなる。液体吐出速度Vjは、記録シートである媒体16に対する適正な位置に液滴を到達させるために重要な要素である。したがって、液体吐出速度Vjが遅くなると、媒体16に到達する液滴の位置がずれる。液滴の到達位置がずれると、媒体16において形成される画像が乱れる原因になる。 For example, when the capacitance increases due to aging of the liquid discharge mechanism 15, the drive waveform for driving the liquid discharge mechanism 15 is lost. When the driving waveform is rounded, the liquid discharge speed Vj in the liquid discharge mechanism 15 decreases, so that the liquid discharge speed Vj decreases with time as shown in FIG. The liquid discharge speed Vj is an important factor for causing the liquid droplets to reach an appropriate position with respect to the medium 16 that is a recording sheet. Accordingly, when the liquid discharge speed Vj is slowed, the position of the droplet reaching the medium 16 is shifted. When the arrival position of the liquid droplet is shifted, the image formed on the medium 16 is disturbed.
<液体吐出速度Vjの説明>
次に、液体吐出機構15における液体吐出速度Vjと、吐出された液体が到達位置に至るまでの飛行距離との関係について説明する。図4に示すように、液体吐出機構15から吐出された液体は、空気抵抗を受けながら、到達位置に至る。この到達位置をプラテン22とした場合、ノズル面122からプラテン22までの距離であるプラテンギャップが長くなるほど、飛行距離が長くなる。したがって、プラテンギャップが長いほど、ノズル面122からの液体吐出速度Vjが同じであっても、到達位置における到達速度Vaは遅くなる。
<Description of Liquid Discharge Speed Vj>
Next, the relationship between the liquid discharge speed Vj in the liquid discharge mechanism 15 and the flight distance until the discharged liquid reaches the arrival position will be described. As shown in FIG. 4, the liquid discharged from the liquid discharge mechanism 15 reaches the reaching position while receiving air resistance. When this reaching position is the platen 22, the flight distance becomes longer as the platen gap, which is the distance from the nozzle surface 122 to the platen 22, becomes longer. Therefore, the longer the platen gap, the lower the arrival speed Va at the arrival position even if the liquid discharge speed Vj from the nozzle surface 122 is the same.
図4(a)のように、プラテンギャップがL1の位置にノズル面122があるとき、液体吐出機構15から吐出された液体の到達速度Vaを到達速度Va1とする。また、図4(b)に示すように、プラテンギャップがL2の位置にノズル面122があるとき、液体吐出機構15から吐出された液体の到達速度Vaを到達速度Va2とする。ここで、L1<L2(L1がL2よりも短い)であれば、到達速度Va1>到達速度Va2が成り立つ。すなわち、空気抵抗の関係で到達速度Va2の方が到達速度Va1よりも遅くなる。 As shown in FIG. 4A, when the nozzle surface 122 is at the position where the platen gap is L1, the arrival speed Va of the liquid discharged from the liquid discharge mechanism 15 is defined as the arrival speed Va1. Further, as shown in FIG. 4B, when the platen gap is at the position where the platen gap is L2, the arrival speed Va of the liquid ejected from the liquid ejection mechanism 15 is defined as the arrival speed Va2. Here, if L1 <L2 (L1 is shorter than L2), the reaching speed Va1> the reaching speed Va2 is established. That is, the arrival speed Va2 is slower than the arrival speed Va1 due to air resistance.
<プラテンギャップ>
ここで、プラテンギャップについて、さらに詳しく説明する。図5は、プラテン22の主走査方向におけるプラテンギャップを説明するグラフである。図5に示すようにプラテンギャップは、プラテン22の部品ばらつきや、プラテン22の組み付けばらつきなどに起因して、主走査方向における値が一定にはならない。図4を用いて説明したとおり、プラテンギャップは液体に飛行距離に相当する。したがって、プラテンギャップが一定でなければ、空気抵抗の影響によって、プラテン22における到達速度が主走査方向において一定にはならない。シリアルヘッド型の液体吐出機構15の場合、キャリッジ部5の主走査方向における往復移動の速度は一定に保たれる。この往復移動時に液体が吐出されると、液体吐出機構15の主走査方向における位置によって、プラテンギャップは異なるから液体の到達速度が変動する。これによって、液体がプラテン22(又は媒体16)に到達する位置がずれてしまう。
<Platen gap>
Here, the platen gap will be described in more detail. FIG. 5 is a graph for explaining the platen gap of the platen 22 in the main scanning direction. As shown in FIG. 5, the value of the platen gap is not constant in the main scanning direction due to component variations of the platen 22, assembly variations of the platen 22, and the like. As described with reference to FIG. 4, the platen gap corresponds to the flight distance of the liquid. Therefore, if the platen gap is not constant, the arrival speed at the platen 22 is not constant in the main scanning direction due to the influence of air resistance. In the case of the serial head type liquid ejection mechanism 15, the speed of the reciprocating movement of the carriage unit 5 in the main scanning direction is kept constant. When liquid is ejected during this reciprocation, the platen gap varies depending on the position of the liquid ejection mechanism 15 in the main scanning direction, so that the liquid arrival speed varies. As a result, the position where the liquid reaches the platen 22 (or the medium 16) is shifted.
<ギャップ調整機構>
次に、プラテンギャップを調整できるギャップ調整機構について説明する。図6は、ギャップ調整機構の縦断面を右方向から見た図である。ギャップ調整機構は、基準軸部材71と、従基準軸部材75と、中間部材74と、を備えている。中間部材74は、基準軸部材71と従基準軸部材75との間には昇降のための部材である。上下方向(プラテン22に対する距離が近接及び離間する方向)に移動可能に設けられており、基準軸部材71と中間部材74は当接している。中間部材74の上部に2つの押上げ面を有しており、この押上げ面が基準軸部材71に当接される。
<Gap adjustment mechanism>
Next, a gap adjusting mechanism that can adjust the platen gap will be described. FIG. 6 is a view of a longitudinal section of the gap adjusting mechanism as viewed from the right. The gap adjusting mechanism includes a reference shaft member 71, a slave reference shaft member 75, and an intermediate member 74. The intermediate member 74 is a member for raising and lowering between the reference shaft member 71 and the slave reference shaft member 75. The reference shaft member 71 and the intermediate member 74 are in contact with each other so that the reference shaft member 71 and the intermediate member 74 are in contact with each other. Two push-up surfaces are provided on the upper portion of the intermediate member 74, and the push-up surfaces are brought into contact with the reference shaft member 71.
従基準軸部材75に固定配置された昇降用カム部材112を回転させると、これによって中間部材74を持ち上げる。中間部材74が持ち上がると、基準軸部材71が中間部材74によって持ち上げられるので、キャリッジ部5が上昇することによって、プラテンギャップが変化する。なお、昇降用カム部材112は偏芯カムであり、図6において楕円形としているが、他の断面形状でもよい。 When the raising / lowering cam member 112 fixed to the secondary reference shaft member 75 is rotated, the intermediate member 74 is thereby lifted. When the intermediate member 74 is lifted, the reference shaft member 71 is lifted by the intermediate member 74, so that the platen gap is changed by raising the carriage unit 5. The elevating cam member 112 is an eccentric cam and is elliptical in FIG. 6, but may have other cross-sectional shapes.
キャリッジ部5においての従基準軸部材75との接触面54は高さ方向に幅をもった構成となっており、キャリッジ部5が上昇しても、基準軸部材71と接触面54は接触した状態を保つようになっている。 The contact surface 54 with the slave reference shaft member 75 in the carriage portion 5 has a width in the height direction, and the reference shaft member 71 and the contact surface 54 are in contact with each other even when the carriage portion 5 is raised. The state is to be kept.
なお、従基準軸部材75を回転させる駆動源および昇降用カム部材112を回転させる駆動源は、キャリッジ部5には搭載せず、本体側に配置し、所定の位置でキャリッジ部5に駆動を連結し、従基準軸部材75を回転させる構成とする。 The drive source for rotating the secondary reference shaft member 75 and the drive source for rotating the elevating cam member 112 are not mounted on the carriage unit 5 but are arranged on the main body side and drive the carriage unit 5 at a predetermined position. The secondary reference shaft member 75 is connected and rotated.
また、キャリッジ部5は、光学式の測距センサ121を備える。測距センサ121は、キャリッジ部5の主走査方向と平行であってプラテン22に対向する位置に配置されている。キャリッジ部5を主走査方向に移動させながら、測距センサ121を用いてプラテンギャップを計測することができる。この測距センサ121における計測値とキャリッジ部5の主走査方向における位置とを関連付けてプラテンギャップ情報を生成し、予め制御部300(図8参照)に記憶しておく。測距センサ121及び後述する駆動電圧補正プログラムは、本実施形態における「測距部」に相当する。 The carriage unit 5 includes an optical distance measuring sensor 121. The distance measuring sensor 121 is disposed in a position parallel to the main scanning direction of the carriage unit 5 and facing the platen 22. The platen gap can be measured using the distance measuring sensor 121 while moving the carriage unit 5 in the main scanning direction. The platen gap information is generated by associating the measurement value of the distance measuring sensor 121 with the position of the carriage unit 5 in the main scanning direction, and stored in the control unit 300 (see FIG. 8) in advance. The distance measuring sensor 121 and a drive voltage correction program to be described later correspond to a “ranging unit” in the present embodiment.
<静電容量センサ>
次に、静電容量センサ126における液滴検知原理について図7を用いて説明する。図7(a)に示すように、静電容量センサ126の電極板124は、液体吐出機構15のノズル面122に設けられたノズル123と対向する位置に配置される。したがって、電極板124が、本実施形態における「吐出先」に相当する。なお、静電容量センサ126は、キャリッジ部5のホームポジション501に配置されている(図1参照)。
<Capacitance sensor>
Next, the principle of droplet detection in the capacitance sensor 126 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7A, the electrode plate 124 of the capacitance sensor 126 is disposed at a position facing the nozzle 123 provided on the nozzle surface 122 of the liquid ejection mechanism 15. Therefore, the electrode plate 124 corresponds to the “ejection destination” in the present embodiment. The capacitance sensor 126 is disposed at the home position 501 of the carriage unit 5 (see FIG. 1).
ここで、図7(b)に示すように、電極板124に高圧電圧を印加すると、電極板124と液体吐出機構15に電位差が生ずる。このときの液体吐出機構15の電位よりも電極板124の電位ほうが高いので、電極板124にはプラスの電荷が発生し、液体吐出機構15のノズル面122にはマイナスの電荷が発生する。 Here, as shown in FIG. 7B, when a high voltage is applied to the electrode plate 124, a potential difference is generated between the electrode plate 124 and the liquid ejection mechanism 15. Since the potential of the electrode plate 124 is higher than the potential of the liquid discharge mechanism 15 at this time, a positive charge is generated on the electrode plate 124 and a negative charge is generated on the nozzle surface 122 of the liquid discharge mechanism 15.
図7(c)に示すように、電極板124に高圧電圧を印加した状態において、液滴127を吐出すると、液滴127は液体吐出機構15のノズル面122の表面電荷(マイナス)に帯電して、電極板124に向かって移動する。マイナスに帯電している液滴127が電極板124に近づくと、液滴127のマイナス電荷と電極板124のプラス電荷が相殺される。 As shown in FIG. 7C, when the droplet 127 is ejected in a state where a high voltage is applied to the electrode plate 124, the droplet 127 is charged to the surface charge (minus) of the nozzle surface 122 of the liquid ejection mechanism 15. Moving toward the electrode plate 124. When the negatively charged droplet 127 approaches the electrode plate 124, the negative charge of the droplet 127 and the positive charge of the electrode plate 124 cancel each other.
そうすると、図7(d)に示すように、マイナス電荷を帯びた液滴127がプラスに帯電している電極板124に付着した分だけ、電極板124のプラス電荷が減る。そこで、図7(e)に示すように、相殺されて減ったプラス電荷を補充しようとして電極板124に印加されている高圧電圧が微小に変化する。 As a result, as shown in FIG. 7D, the positive charge of the electrode plate 124 is reduced by the amount of the negatively charged droplet 127 attached to the positively charged electrode plate 124. Therefore, as shown in FIG. 7E, the high voltage applied to the electrode plate 124 slightly changes in an attempt to replenish the positive charge that has been canceled out and reduced.
インクジェット記録ユニット101が備える制御部300(図8参照)において、電極板124の電位の微小変化が生じたときの時間(到達タイミング)と、液体吐出機構15が液滴127を吐出した時間(吐出タイミング)との差分を算出する。これによって、液滴127の移動時間を算出することができる。液滴127の移動時間を算出できれば、液滴127の飛行距離であるプラテンギャップが予めわかっているので、飛行距離を移動時間で除算すれば、液滴127の電極板124への到達速度が算出される。液体吐出機構15のノズル面122から電極板124までの距離と、液体吐出機構15のノズル面122からプラテン22までの距離は同じ距離であるから、電極板124への液滴127の到達速度は、プラテン22に対する液滴127の到達速度と同じである。したがって、電極板124に対する液滴127に到達速度に基づいて、プラテン22に対する液体吐出機構15からの液滴127の吐出速度を補正することができる。 In the control unit 300 (see FIG. 8) provided in the ink jet recording unit 101, a time when the potential of the electrode plate 124 slightly changes (arrival timing) and a time when the liquid ejection mechanism 15 ejects the droplet 127 (ejection) The difference from (timing) is calculated. Thereby, the moving time of the droplet 127 can be calculated. If the movement time of the droplet 127 can be calculated, the platen gap that is the flight distance of the droplet 127 is known in advance. Therefore, if the flight distance is divided by the movement time, the arrival speed of the droplet 127 to the electrode plate 124 is calculated. Is done. Since the distance from the nozzle surface 122 of the liquid ejection mechanism 15 to the electrode plate 124 and the distance from the nozzle surface 122 of the liquid ejection mechanism 15 to the platen 22 are the same distance, the arrival speed of the droplet 127 to the electrode plate 124 is The arrival speed of the droplet 127 with respect to the platen 22 is the same. Therefore, the ejection speed of the droplet 127 from the liquid ejection mechanism 15 to the platen 22 can be corrected based on the speed at which the droplet 127 reaches the electrode plate 124.
<制御ブロック>
次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置100の制御系について図を用いて説明する。図8に示すようにインクジェット記録装置100は、制御部300と、制御部300によって動作を制御される各機能ブロックと、を備えている。
<Control block>
Next, a control system of the inkjet recording apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 8, the ink jet recording apparatus 100 includes a control unit 300 and functional blocks whose operations are controlled by the control unit 300.
制御部300は、CPU301と、主制御部310と、外部I/F319と、ヘッド駆動制御部322と、主走査駆動部313と、副走査駆動部314と、給紙駆動部315と、排紙駆動部316と、スキャナ制御部317と、静電容量センサ制御部318と、を備えている。 The control unit 300 includes a CPU 301, a main control unit 310, an external I / F 319, a head drive control unit 322, a main scan drive unit 313, a sub-scan drive unit 314, a paper feed drive unit 315, and a paper discharge. A drive unit 316, a scanner control unit 317, and a capacitance sensor control unit 318 are provided.
主制御部310は、インクジェット記録装置100の全体の動作を制御するとともに液滴到達速度に基づく液体吐出速度Vjの算出、液体吐出機構15を駆動する駆動電圧における波形の補正、吐出対象となる液体の増粘防止などに関わる制御をする。 The main control unit 310 controls the overall operation of the inkjet recording apparatus 100, calculates the liquid discharge speed Vj based on the droplet arrival speed, corrects the waveform in the drive voltage that drives the liquid discharge mechanism 15, and the liquid to be discharged. Control related to prevention of thickening of the skin.
主制御部310は、CPU(Central Processing Unit)301と、ROM(Read Only Memory)302と、RAM(Random Access Memory)303と、NVRAM(Non−Volatile RAM)304、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)305、FPGA(Field−Proframmable Gate Array)306と、を備える。 The main control unit 310 includes a CPU (Central Processing Unit) 301, a ROM (Read Only Memory) 302, a RAM (Random Access Memory) 303, an NVRAM (Non-Volatile Memory) 304, and an ASIC (Application Specific 305). And FPGA (Field-Problemable Gate Array) 306.
ROM302は、CPU301において実行するプログラムとその他の固定データを格納する。RAM303は、画像データ等を一時格納する。NVRAM304は、不揮発性の記憶部であるから、インクジェット記録装置100の動作電源が遮断されている間もプラテンギャップ情報や、プラテンギャップ毎の液体吐出速度データ等を保持する。ASIC305は、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なう画像処理専用の処理部である。FPGA306は、その他装置全体を制御するための入出力信号を処理する処理部である。 The ROM 302 stores programs executed by the CPU 301 and other fixed data. The RAM 303 temporarily stores image data and the like. Since the NVRAM 304 is a non-volatile storage unit, it retains platen gap information, liquid discharge speed data for each platen gap, and the like while the operation power supply of the inkjet recording apparatus 100 is shut off. The ASIC 305 is a processing unit dedicated to image processing that performs various signal processing, rearrangement, and the like on image data. The FPGA 306 is a processing unit that processes input / output signals for controlling other devices as a whole.
外部I/F319は、ホスト側と主制御部310との間に介在して、データ、信号の送受を行なうためインターフェースである。ヘッド駆動制御部322は、液体吐出機構15を駆動制御するためのヘッドデータ生成配列変換用ASICなどで構成されるヘッドドライバを含む。主走査駆動部313は、モータドライバであって、キャリッジ部5を移動走査する主走査モーター8の駆動を制御する。副走査駆動部314は、モータドライバであって、副走査モーター131の駆動を制御する。給紙駆動部315は、給紙モーター49の駆動を制御する。排紙駆動部316は、排紙部7の各ローラの駆動を制御する。スキャナ制御部317は、画像読み取り部13を制御する。 The external I / F 319 is an interface for transmitting and receiving data and signals between the host side and the main control unit 310. The head drive control unit 322 includes a head driver configured by an ASIC for head data generation array conversion for driving and controlling the liquid ejection mechanism 15. The main scanning drive unit 313 is a motor driver and controls driving of the main scanning motor 8 that moves and scans the carriage unit 5. The sub scanning drive unit 314 is a motor driver and controls the driving of the sub scanning motor 131. The paper feed drive unit 315 controls the drive of the paper feed motor 49. The paper discharge driving unit 316 controls driving of each roller of the paper discharge unit 7. The scanner control unit 317 controls the image reading unit 13.
ヘッド駆動制御部322は、本実施形態における「駆動電圧印加部」に相当する。また、後述する駆動電圧補正プログラムとヘッド駆動制御部322は、本実施形態における「駆動電圧補正部」、「補正値算出部」および「増粘補正部」に相当する。また、ヘッド駆動制御部322と静電容量センサ制御部318と静電容量センサ126と後述する駆動電圧補正プログラムは、本実施形態における「速度算出部」に相当する。 The head drive control unit 322 corresponds to the “drive voltage application unit” in the present embodiment. A drive voltage correction program and a head drive control unit 322, which will be described later, correspond to a “drive voltage correction unit”, a “correction value calculation unit”, and a “thickening correction unit” in the present embodiment. The head drive control unit 322, the capacitance sensor control unit 318, the capacitance sensor 126, and a drive voltage correction program described later correspond to a “speed calculation unit” in the present embodiment.
主走査駆動部313と、主走査モーター8と、ギア9と、加圧コロ10と、タイミングベルト11と、が本実施形態における「キャリッジ駆動部」に相当する。 The main scanning drive unit 313, the main scanning motor 8, the gear 9, the pressure roller 10, and the timing belt 11 correspond to the “carriage driving unit” in the present embodiment.
静電容量センサ制御部318は、静電容量センサ126に高圧電源を供給し、高圧電圧の微小変化を増幅等の制御をする。静電容量センサ制御部318と静電容量センサ126は、本実施形態における「液体到達検知部」に相当する。また、静電容量センサ制御部318と、後述する駆動電圧補正プログラムは、本実施形態における「時間算出部」に相当する。 The capacitance sensor control unit 318 supplies a high voltage power source to the capacitance sensor 126, and controls a minute change in the high voltage voltage such as amplification. The capacitance sensor control unit 318 and the capacitance sensor 126 correspond to the “liquid arrival detection unit” in the present embodiment. Further, the capacitance sensor control unit 318 and a drive voltage correction program described later correspond to a “time calculation unit” in the present embodiment.
その他、ノズルの詰まりをホームポジションにおいて解消する維持回復機構を駆動する維持回復モーターを駆動するための回復系駆動部と、各種のソレノイド類を駆動するソレノイド類駆動部と、電磁クラック類などを駆動するクラッチ駆動部と、を備える。 In addition, it drives a recovery drive unit for driving a maintenance recovery motor that drives a maintenance recovery mechanism that eliminates nozzle clogging at the home position, a solenoid drive unit that drives various solenoids, and electromagnetic cracks. A clutch drive unit.
なお、主制御部310には、プラテンギャップを検出する測距センサ121の検出信号も入力される。 Note that a detection signal from the distance measuring sensor 121 that detects the platen gap is also input to the main control unit 310.
また、主制御部310は、インクジェット記録装置100が備えるテンキー、プリントスタートキーなどの各種キー及び各種表示器を含む操作/表示部327との間で必要なキー入力の取り込み、表示情報の出力を行なう。また、この主制御部310には、前述したキャリッジ部5の位置を検出するエンコーダセンサ41を構成するフォトセンサからの出力信号を受け付けて、主走査駆動部313を介して主走査モーター8を駆動制御し、キャリッジ部5を主走査方向に往復移動させる。 Further, the main control unit 310 captures necessary key inputs and outputs display information with the operation / display unit 327 including various keys such as a numeric keypad and print start key provided in the inkjet recording apparatus 100 and various displays. Do. The main control unit 310 receives an output signal from the photo sensor that constitutes the encoder sensor 41 that detects the position of the carriage unit 5 described above, and drives the main scanning motor 8 via the main scanning drive unit 313. And the carriage unit 5 is reciprocated in the main scanning direction.
また、主制御部310には、副走査の移動量を検出するロータリエンコーダを構成するフォトセンサ(エンコーダセンサ)からの出力信号(パルス)が入力される。主制御部310は、この出力信号に基づいて副走査駆動部314を介して副走査モーター131の駆動を制御することで搬送ローラを介して記録媒体を移動させる。 The main control unit 310 also receives an output signal (pulse) from a photosensor (encoder sensor) constituting a rotary encoder that detects the amount of sub-scanning movement. The main control unit 310 controls the driving of the sub-scanning motor 131 via the sub-scanning driving unit 314 based on this output signal, thereby moving the recording medium via the conveyance roller.
また、主制御部310は、液体吐出機構15から液体が吐出された時間と静電容量センサ制御部318において電圧変動を検知した時間の差分を算出し、測距センサ121で取得したプラテンギャップ情報を用いて、液体吐出速度Vjを算出する。 Further, the main control unit 310 calculates the difference between the time when the liquid is discharged from the liquid discharge mechanism 15 and the time when the voltage fluctuation is detected in the capacitance sensor control unit 318, and the platen gap information acquired by the distance measuring sensor 121. Is used to calculate the liquid discharge speed Vj.
<ヘッド構成>
次に、インクジェット記録装置100における液体吐出機構15の構成について図9を用いて説明する。図9は、液体吐出機構15をノズル123の側から見た図である。図9に示すように、液体吐出機構15はノズル123が複数の列状に配置されていて、1つの列において複数のノズル123が配置されている。例えば、1列に192個のノズル123が直線状に配列されている。即ち、ノズル123は複数個が配列されている。なお、図9に例示している液体吐出機構15は、2列構成である。
<Head configuration>
Next, the configuration of the liquid ejection mechanism 15 in the inkjet recording apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a view of the liquid discharge mechanism 15 as viewed from the nozzle 123 side. As shown in FIG. 9, in the liquid ejection mechanism 15, the nozzles 123 are arranged in a plurality of rows, and the plurality of nozzles 123 are arranged in one row. For example, 192 nozzles 123 are arranged in a straight line. That is, a plurality of nozzles 123 are arranged. Note that the liquid ejection mechanism 15 illustrated in FIG. 9 has a two-row configuration.
本実施形態における液体吐出機構15及びヘッド駆動制御部322により構成される液体吐出部と駆動電圧印加部、静電容量センサ126及び静電容量センサ制御部318により構成される液体到達検知部、測距センサ121及び主制御部310により構成される測距部、及び、駆動電圧補正プログラムにより構成される時間算出部と速度算出部と補正値算出部と駆動電圧補正部、により液体吐出ユニットが構成される。 In the present embodiment, a liquid ejection unit and a drive voltage application unit configured by the liquid ejection mechanism 15 and the head drive control unit 322, a liquid arrival detection unit configured by the capacitance sensor 126 and the capacitance sensor control unit 318, a measurement A liquid discharge unit is configured by the distance measuring unit configured by the distance sensor 121 and the main control unit 310, and the time calculation unit, speed calculation unit, correction value calculation unit, and drive voltage correction unit configured by the drive voltage correction program. Is done.
本実施形態におけるキャリッジ部5、主走査駆動部313と主走査モーター8とギア9と加圧コロ10とタイミングベルト11とにより構成されるキャリッジ駆動部、プラテン22を含んで構成される媒体搬送部、及びこれらと液体吐出ユニットにより液体吐出装置が構成される。 In this embodiment, the carriage unit 5, the main scanning driving unit 313, the main scanning motor 8, the gear 9, the pressure roller 10, and the timing belt 11, the carriage driving unit, and the medium conveying unit including the platen 22. These and the liquid discharge unit constitute a liquid discharge apparatus.
<駆動電圧補正方法の実施形態>
次に、液体吐出機構15における駆動電圧の波形(駆動波形)の補正について説明する。図10は、横軸をプラテンギャップとし、縦軸を液体吐出速度Vjとして、プラテンギャップに対する液体吐出速度Vjの関係を例示するグラフである。図10において、プラテンギャップの距離がL1の場合、液滴127が到達した時の速度をVjL1とする。また、プラテンギャップの距離がL2の場合、液滴127が到達した時の速度をVjL2とする。図10において、距離L1<距離L2であるから、速度VjL1>速度VjL2になる。なお、図10に示すように、プラテンギャップに対して速度VjL1と速度VjL2の変化は線形である。
<Embodiment of Driving Voltage Correction Method>
Next, correction of the drive voltage waveform (drive waveform) in the liquid ejection mechanism 15 will be described. FIG. 10 is a graph illustrating the relationship of the liquid ejection speed Vj with respect to the platen gap, with the horizontal axis being the platen gap and the vertical axis being the liquid ejection speed Vj. In FIG. 10, when the distance of the platen gap is L1, the speed when the droplet 127 reaches is VjL1. Further, when the distance of the platen gap is L2, the speed when the droplet 127 reaches is VjL2. In FIG. 10, since distance L1 <distance L2, speed VjL1> speed VjL2. As shown in FIG. 10, the changes in the speed VjL1 and the speed VjL2 with respect to the platen gap are linear.
ここで、液体吐出機構15の特性が経年劣化した場合の距離L1における液体吐出速度Vjを速度VjL1’とし、距離L2における液体吐出速度Vjを速度VjL2’とする。図10に示すように、液体吐出機構15の特性が経年劣化すると、経年劣化により速度VjL1は速度VjL1’へと低下し、速度VjL2は速度VjL2’へと低下する。以下、経年劣化による液体吐出速度Vjの低下を是正するために、液体吐出機構15に対する駆動電圧の波形の補正方法(駆動電圧補正方法)について説明する。 Here, it is assumed that the liquid discharge speed Vj at the distance L1 when the characteristics of the liquid discharge mechanism 15 deteriorate over time is the speed VjL1 ', and the liquid discharge speed Vj at the distance L2 is the speed VjL2'. As shown in FIG. 10, when the characteristics of the liquid discharge mechanism 15 deteriorate with time, the speed VjL1 decreases to the speed VjL1 'and the speed VjL2 decreases to the speed VjL2' due to the deterioration over time. Hereinafter, a method for correcting the waveform of the drive voltage for the liquid discharge mechanism 15 (drive voltage correction method) will be described in order to correct the decrease in the liquid discharge speed Vj due to deterioration over time.
図14は、本実施形態に係る駆動電圧補正方法の実施形態を説明するフローチャートである。以下において説明する駆動電圧補正方法は、主制御部310におけるROM302に記憶されている駆動電圧補正プログラムにおいて実行されるものである。前提として、経年劣化によってインクジェット記録装置100の特性が変化する前の正常状態における液体吐出機構15の特性を予め測定し、NVRAM304に記憶されているものとする。 FIG. 14 is a flowchart illustrating an embodiment of the drive voltage correction method according to the present embodiment. The drive voltage correction method described below is executed in a drive voltage correction program stored in the ROM 302 in the main control unit 310. As a premise, it is assumed that the characteristics of the liquid ejection mechanism 15 in a normal state before the characteristics of the inkjet recording apparatus 100 change due to aging are measured in advance and stored in the NVRAM 304.
まず、媒体16への液滴127の到達位置において位置ズレが生じているか否かなどを検知することで、駆動波形の補正処理の要否を判定する判定処理を実行する(S1401)。位置ズレ等が生じていて、補正処理が必要な状態であると判定されたときは、次の処理に移行する(S1401:YES)。位置ズレが生じていない等、駆動波形の補正は不要であると判定されたときは、駆動電圧補正プログラムの処理を終了する(S1401:NO)。判定処理における補正要否の判定方法は、例えば、インクジェット記録装置100の稼動時間を累積しておき、累積稼動時間が所定の基準値(閾値)を超えたとき、位置ズレが発生するものと推定し、動作タイミングとする。また、インクジェット記録装置100における印刷回数が所定の基準値を超えたとき、位置ズレが発生するものと推定する。 First, a determination process for determining whether or not a drive waveform correction process is necessary is executed by detecting whether or not a positional deviation has occurred at the position where the droplet 127 reaches the medium 16 (S1401). If it is determined that a positional deviation or the like has occurred and a correction process is necessary, the process proceeds to the next process (S1401: YES). If it is determined that correction of the drive waveform is unnecessary, such as no positional deviation has occurred, the processing of the drive voltage correction program is terminated (S1401: NO). As a determination method of whether or not correction is necessary in the determination process, for example, the operation time of the inkjet recording apparatus 100 is accumulated, and it is estimated that a positional deviation occurs when the accumulated operation time exceeds a predetermined reference value (threshold value). And the operation timing. Further, when the number of times of printing in the inkjet recording apparatus 100 exceeds a predetermined reference value, it is estimated that a positional deviation occurs.
なお、判定処理(S1401)に用いる判定条件は、上記のように累積稼動時間に基づくものに限られず、例えば、インクジェット記録装置100の電源が投入されたことを検知したときに補正要として次の処理に移行してもよい(S1401:YES)。また、インクジェット記録装置100における処理(印刷処理など)を開始した時や、処理(印刷処理など)の終了時を検知し、これによって次の処理に移行してもよい(S1401:YES)。 Note that the determination conditions used in the determination process (S1401) are not limited to those based on the cumulative operation time as described above. For example, when it is detected that the ink jet recording apparatus 100 is turned on, the following correction is necessary. You may transfer to a process (S1401: YES). Alternatively, when the process (printing process or the like) in the inkjet recording apparatus 100 is started or when the process (printing process or the like) ends, the process may be shifted to the next process (S1401: YES).
したがって、駆動電圧補正方法の実行タイミングは、ユーザーが補正を行いたい最適なタイミングから選択すればよい。 Therefore, the execution timing of the drive voltage correction method may be selected from the optimal timing that the user wants to correct.
次に、駆動電圧補正処理(S1402)を実行する。駆動電圧補正処理(S1402)の詳細は、後述する。次に、粘度補正処理(S1403)を実行する。粘度補正処理(S1403)が終了すれば、駆動電圧補正プログラムの処理を終了する。粘度補正処理(S1403)の詳細は、後述する。 Next, drive voltage correction processing (S1402) is executed. Details of the drive voltage correction process (S1402) will be described later. Next, a viscosity correction process (S1403) is performed. When the viscosity correction process (S1403) ends, the process of the drive voltage correction program ends. Details of the viscosity correction processing (S1403) will be described later.
<駆動電圧補正処理の詳細1>
駆動電圧補正処理(S1402)の詳細について、図15のフローチャートを用いてステップごとに説明する。まず、キャリッジ部5をホームポジション501に移動させる(S1501)。キャリッジ部5がホームポジション501に移動したことは、エンコーダセンサ41がエンコーダシート40を読み取ることで検知する。これによって、ノズル123が静電容量センサ126の上方に移動する(図1参照)。
<Details of Drive Voltage Correction Process 1>
Details of the drive voltage correction process (S1402) will be described step by step with reference to the flowchart of FIG. First, the carriage unit 5 is moved to the home position 501 (S1501). The movement of the carriage unit 5 to the home position 501 is detected by the encoder sensor 41 reading the encoder sheet 40. As a result, the nozzle 123 moves above the capacitance sensor 126 (see FIG. 1).
ノズル123が静電容量センサ126に移動した後に、液体吐出機構15に駆動波形(駆動電圧の波形)を印加して、ノズル123から液滴127を吐出させる。この液滴127は、静電容量センサ126の電極板124に到達する。電極板124における電位の変動が生じた時間と、液体吐出機構15に駆動波形が印加された時間の差分を算出し、この差分の時間とNVRAM304に記憶されているプラテンギャップ情報に基づいて速度VjL1’を算出する(S1502)。 After the nozzle 123 moves to the capacitance sensor 126, a drive waveform (drive voltage waveform) is applied to the liquid ejection mechanism 15 to eject the droplet 127 from the nozzle 123. The droplet 127 reaches the electrode plate 124 of the capacitance sensor 126. The difference between the time when the potential fluctuation in the electrode plate 124 occurs and the time when the drive waveform is applied to the liquid ejection mechanism 15 is calculated, and the speed VjL1 is based on the difference time and the platen gap information stored in the NVRAM 304. 'Is calculated (S1502).
次に、算出した速度VjL1’と、NVRAM304に記憶されている速度VjL1とを用いて、速度変動率を算出する(S1503)。速度変動率は、速度VjL1を基準とした場合の速度VjL1’の減少割合をいう。この速度変動率が、本実施形態における「補正値」に相当する。 Next, a speed variation rate is calculated using the calculated speed VjL1 'and the speed VjL1 stored in the NVRAM 304 (S1503). The speed fluctuation rate refers to the rate of decrease of the speed VjL1 'with respect to the speed VjL1. This speed fluctuation rate corresponds to the “correction value” in the present embodiment.
次に、速度変動率に基づいて、図11に示すように、駆動波形の倍率補正を実行する(S1504)。図11(a)に示す駆動波形を補正前のものとする。ここで、速度変動率が83%であるとき、図11(b)に示すように駆動波形を1.2倍に補正する。ここで、倍率補正を行うときは、中間電位を維持して、それ以外の電位については、速度変動率に対応する倍率を用いて変動させる。これによって、補正後の駆動波形(図11(b)を参照)は、中間電位は変わらずに、中間電位を中心として全体に倍率を乗ずることで補正後駆動波形を算出することができる。 Next, as shown in FIG. 11, the drive waveform magnification correction is executed based on the speed fluctuation rate (S1504). It is assumed that the drive waveform shown in FIG. Here, when the speed fluctuation rate is 83%, the drive waveform is corrected to 1.2 times as shown in FIG. Here, when the magnification correction is performed, the intermediate potential is maintained, and other potentials are changed using a magnification corresponding to the speed fluctuation rate. As a result, the corrected drive waveform (see FIG. 11B) can be calculated by multiplying the whole of the intermediate potential around the intermediate potential without changing the intermediate potential.
<駆動電圧補正処理の詳細2>
ここで、駆動電圧補正処理(S1402)の別の実施形態について図16のフローチャートを用いて説明する。すでに図4を用いて説明したように、プラテンギャップが広がると(液滴127の飛行距離が長くなると)、液滴127は空気抵抗の影響を受けやすくなるので、液体吐出速度Vjが同じであっても、媒体16に到達する時点の速度(到達速度)は遅くなる。到達速度が遅くなると、液滴127の位置ズレが生ずる。
<Details of drive voltage correction process 2>
Here, another embodiment of the drive voltage correction process (S1402) will be described with reference to the flowchart of FIG. As already described with reference to FIG. 4, when the platen gap widens (when the flight distance of the droplet 127 increases), the droplet 127 is easily affected by air resistance, so the liquid discharge speed Vj is the same. However, the speed at which the medium 16 is reached (arrival speed) is slow. When the arrival speed becomes slow, the positional deviation of the droplet 127 occurs.
前提として、事前にプラテンギャップである距離L1及びL2の経年劣化前の速度VjL1、速度VjL2をNVRAMに記憶しておく。 As a premise, the speed VjL1 and the speed VjL2 before the aged deterioration of the distances L1 and L2 which are platen gaps are stored in the NVRAM in advance.
まず、キャリッジ部5をホームポジション501に移動させる(S1601)。キャリッジ部5がホームポジション501に移動して、ノズル123が静電容量センサ126の上方に移動したとき、ノズル123から液滴127を吐出して速度VjL1’と速度VjL2’を算出する(S1602)。 First, the carriage unit 5 is moved to the home position 501 (S1601). When the carriage unit 5 moves to the home position 501 and the nozzle 123 moves above the capacitance sensor 126, the droplet 127 is ejected from the nozzle 123 to calculate the velocity VjL1 ′ and velocity VjL2 ′ (S1602). .
次に、算出した速度VjL1’及び速度VjL2’と、NVRAM304に記憶されている速度VjL1及び速度VjL2と、を用いて距離L1における速度変動率と距離L2における速度変動率とを算出する(S1603)。 Next, using the calculated speed VjL1 ′ and speed VjL2 ′ and the speed VjL1 and speed VjL2 stored in the NVRAM 304, the speed fluctuation rate at the distance L1 and the speed fluctuation rate at the distance L2 are calculated (S1603). .
次に、各速度変動率に基づいて、各プラテンギャップにおける駆動波形の倍率補正を実行する(S1604)。以上のとおり、本実施形態における駆動電圧補正方法によれば、複数のプラテンギャップにおいて、それぞれに適応する補正を駆動波形に対して実行することができる。 Next, magnification correction of the drive waveform in each platen gap is executed based on each speed variation rate (S1604). As described above, according to the drive voltage correction method of the present embodiment, correction corresponding to each of the plurality of platen gaps can be performed on the drive waveform.
なお、液滴127が受ける空気抵抗の影響は、距離に反比例する。図10に示すように、距離L1に対応する速度VjL1’と距離L2に対応する速度VjL2’の変化は線形である。 Note that the effect of air resistance on the droplet 127 is inversely proportional to the distance. As shown in FIG. 10, changes in the speed VjL1 'corresponding to the distance L1 and the speed VjL2' corresponding to the distance L2 are linear.
したがって、距離L1と距離L2を、一方が最大のプラテンギャップ、他方が最小のプラテンギャップ、となるような2点を用いて、速度VjL1’と速度VjL2’を算出し、これら基づく直線式を算出する。この直線式から、各々のプラテンギャップに応じた速度VjLn’を算出することができる。したがって、2点間に対応する液体到達速度Viも算出できる。 Accordingly, the speed VjL1 ′ and the speed VjL2 ′ are calculated by using the distance L1 and the distance L2 so that one is the maximum platen gap and the other is the minimum platen gap, and a linear equation based on these is calculated. To do. From this linear equation, the velocity VjLn ′ corresponding to each platen gap can be calculated. Therefore, the liquid arrival speed Vi corresponding to the two points can also be calculated.
即ち、最大の距離L1と最小の距離L2に対応する液体到達速度Viを算出し、プラテンギャップ全体に対する速度変動率を算出することができる。なお、直線式を算出するために用いるプラテンギャップを最小値と最大値の2点に限定することなく、任意の2点を用いてもよい。 That is, the liquid arrival speed Vi corresponding to the maximum distance L1 and the minimum distance L2 can be calculated, and the speed fluctuation rate with respect to the entire platen gap can be calculated. It should be noted that any two points may be used without limiting the platen gap used for calculating the linear equation to the two points of the minimum value and the maximum value.
以上説明した駆動電圧補正処理(S1402)を用いることで、媒体16を消費することなく、駆動波形の補正をし、液滴127の位置ズレを補正することができる。 By using the drive voltage correction process (S1402) described above, the drive waveform can be corrected and the positional deviation of the droplet 127 can be corrected without consuming the medium 16.
また、プラテンギャップ毎に補正を行う場合も、任意の2点間、もしくは最小/最大の2点間だけのViを算出することで、補正時間の短縮を図ることができる。 Also, when correction is performed for each platen gap, the correction time can be shortened by calculating Vi between any two points or between the minimum / maximum two points.
<増粘補正処理の詳細>
次に、増粘補正処理(S1403)の詳細についてについて説明する。まず、時間経過による液体吐出速度変動と液体粘度との相関について説明する。図13は、液体吐出速度Vjと、経過時間との関係において、液体の粘度を相関させたグラフである。図13に示すように、通常状態1301の下限となる液体吐出速度Vj1と上限となる液体吐出速度Vj2を予めNVRAM304に記憶しておく。
<Details of thickening correction processing>
Next, details of the thickening correction process (S1403) will be described. First, the correlation between the change in liquid discharge speed over time and the liquid viscosity will be described. FIG. 13 is a graph in which the viscosity of the liquid is correlated in the relationship between the liquid discharge speed Vj and the elapsed time. As shown in FIG. 13, the liquid discharge speed Vj1 that is the lower limit of the normal state 1301 and the liquid discharge speed Vj2 that is the upper limit are stored in the NVRAM 304 in advance.
時間経過とともに液体の粘度が増加して増粘状態1302になると、液体吐出速度Vjは低下する。例えば、時間経過によって液体吐出機構15におけるノズル123が乾燥すると、液体の粘度が増加する。したがって、液体吐出速度Vjに対応する液体到達速度と液体吐出速度Vj1に対応する液体到達速度を比較することで、液体吐出速度Vjの低下を判定することができ、これによって、液体の粘度増加を検知することができる。 When the liquid viscosity increases with time and reaches a thickened state 1302, the liquid discharge speed Vj decreases. For example, when the nozzle 123 in the liquid ejection mechanism 15 is dried over time, the viscosity of the liquid increases. Therefore, a decrease in the liquid discharge speed Vj can be determined by comparing the liquid arrival speed corresponding to the liquid discharge speed Vj and the liquid arrival speed corresponding to the liquid discharge speed Vj1, thereby increasing the viscosity of the liquid. Can be detected.
一方、時間経過とともに液体の粘度が減少して減粘状態1303になると、液体吐出速度Vjが上昇する。例えば、液体吐出機構15の周囲の温度が高いとき、液体の連続吐出により液体吐出機構15のドライバICが発熱して液体吐出機構15の温度が高くなっているとき等は、液体の粘度が低くなって、液体吐出速度Vjが上昇する。したがって、液体吐出速度Vjに対応する液体到達速度と液体吐出速度Vj2に対応する液体到達速度を比較することで、液体吐出速度Vjの上昇を判定することができ、これによって、液体の粘度減少を検知することができる。いずれにおいても、時間経過とともに通常状態1301を逸脱することになる。 On the other hand, when the viscosity of the liquid decreases with time and becomes a reduced viscosity state 1303, the liquid discharge speed Vj increases. For example, when the temperature around the liquid ejection mechanism 15 is high, when the driver IC of the liquid ejection mechanism 15 generates heat due to continuous liquid ejection and the temperature of the liquid ejection mechanism 15 is high, the viscosity of the liquid is low. Thus, the liquid discharge speed Vj increases. Therefore, by comparing the liquid arrival speed corresponding to the liquid discharge speed Vj and the liquid arrival speed corresponding to the liquid discharge speed Vj2, it is possible to determine an increase in the liquid discharge speed Vj, thereby reducing the viscosity of the liquid. Can be detected. In any case, the normal state 1301 is departed with the passage of time.
そこで、粘度補正処理(S1403)を実行する。図17は、増粘補正処理(S1403)の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。増粘補正処理(S1403)は、まず、前提として、事前に距離L1の経年劣化前の速度VjL1と距離L2の経年劣化前の速度VjL2をNVRAM304に記憶しておくものとする。また、距離L1はプラテンギャップの最大値であり、距離L2はプラテンギャップの最小値であると仮定する。 Therefore, the viscosity correction process (S1403) is executed. FIG. 17 is a flowchart showing a detailed processing flow of the thickening correction processing (S1403). In the thickening correction process (S1403), first, it is assumed that the speed VjL1 before the aging deterioration of the distance L1 and the speed VjL2 of the distance L2 before the aging deterioration are stored in the NVRAM 304 in advance. Further, it is assumed that the distance L1 is the maximum value of the platen gap and the distance L2 is the minimum value of the platen gap.
駆動電圧補正処理(S1402)において算出した速度VjL1’と、NVRAM304に記憶されている速度VjL1及び速度VjL2を比較する(S1701)。 The speed VjL1 'calculated in the drive voltage correction process (S1402) is compared with the speed VjL1 and the speed VjL2 stored in the NVRAM 304 (S1701).
速度VjL1’が速度VjL1よりも小さければ、増粘補正処理を実行する(S1702)。増粘補正処理では、液体の粘度を増して、速度VjL1’が通常状態1301に戻るように、ノズル面122のメニスカスを微振動させている回数を増やす。ノズル面122のメニスカスの微振動回数は、ヘッド駆動制御部322によって液体吐出機構15に印加される微小駆動電圧の印加回数に相当する。 If the speed VjL1 'is smaller than the speed VjL1, a thickening correction process is executed (S1702). In the thickening correction processing, the number of times the meniscus of the nozzle surface 122 is slightly vibrated is increased so that the viscosity of the liquid is increased and the speed VjL1 'returns to the normal state 1301. The number of microvibrations of the meniscus on the nozzle surface 122 corresponds to the number of times of the minute driving voltage applied to the liquid ejection mechanism 15 by the head drive controller 322.
速度VjL1’が速度VjL1よりも大きければ、減粘補正処理を実行する(S1703)。減粘補正処理では、液体の粘度を減少させて、速度VjL1’が通常状態1301に戻るように、ノズル面122のメニスカスを微振動させている回数を減らす。 If the speed VjL1 'is greater than the speed VjL1, a viscosity reduction process is executed (S1703). In the thinning correction process, the number of times that the meniscus of the nozzle surface 122 is finely vibrated is decreased so that the viscosity of the liquid is decreased and the speed VjL1 'returns to the normal state 1301.
以上のように、基準となる速度と、計測に基づいて算出された速度を比較することで、液体吐出機構15から吐出される液体の粘度の状態を検知する。検知した液体の粘度の状態に対して、メニスカスの微振動回数を補正する。これによって、液体の経時変化により発生しうず液滴127の位置ずれを補正することができる。 As described above, the viscosity state of the liquid discharged from the liquid discharge mechanism 15 is detected by comparing the reference speed with the speed calculated based on the measurement. The number of slight vibrations of the meniscus is corrected with respect to the detected viscosity state of the liquid. Thereby, it is possible to correct the positional deviation of the vortex droplet 127 caused by the change of the liquid over time.
また、本実施形態における液体吐出機構15によれば、静電容量センサ126の真上で液滴127を吐出し、これに基づいて駆動波形等の補正処理を実行する。したがって、キャリッジ部5を主走査方向に移動させながら、補正を行うものではない。したがって、キャリッジ部5を指示するガイドロッド12の撓みや、タイミングベルト11の摺動性に影響を受けることなく液滴127の吐出速度の補正と、液体の粘度に対する補正を実行できる。 Further, according to the liquid ejection mechanism 15 in the present embodiment, the droplet 127 is ejected immediately above the capacitance sensor 126, and based on this, a correction process such as a drive waveform is performed. Accordingly, correction is not performed while moving the carriage unit 5 in the main scanning direction. Therefore, the correction of the ejection speed of the droplet 127 and the correction of the viscosity of the liquid can be executed without being affected by the bending of the guide rod 12 that instructs the carriage unit 5 or the sliding property of the timing belt 11.
<実施形態2>
次に、本発明に係る液体吐出装置の別の実施形態について説明する。図12は、本実施形態を説明するための吐出ヘッドの断面図である。図12に示すように、吐出ヘッドのノズル面122の端に位置するノズル123bは、支柱用圧電素子312が片側にしかない。したがって、両側に支柱用圧電素子312がある123aに比べて、液滴127の吐出動作をする際に隣接する圧電素子の影響を片側からしか受けない。これによって、所定の吐出速度を達成できていない場合がある。
<Embodiment 2>
Next, another embodiment of the liquid ejection apparatus according to the present invention will be described. FIG. 12 is a cross-sectional view of the ejection head for explaining the present embodiment. As shown in FIG. 12, the nozzle 123b located at the end of the nozzle surface 122 of the ejection head has the support piezoelectric element 312 only on one side. Therefore, as compared with 123a having the supporting piezoelectric elements 312 on both sides, the influence of the adjacent piezoelectric elements is only received from one side when the droplet 127 is ejected. As a result, a predetermined discharge speed may not be achieved.
そこで、液滴127を吐出する場合、両端以外のノズル123aを選択することで、隣接する圧電素子の影響に鑑みた状態で印字ズレを抑制することができる。また、ノズル123aの液体到達速度を求めた後に、ノズル123bの液体到達速度を求めて、これに基づいて、吐出するノズル123bを選択してもよい。 Therefore, when ejecting the droplet 127, by selecting the nozzles 123a other than both ends, it is possible to suppress printing misalignment in a state where the influence of the adjacent piezoelectric element is taken into consideration. Further, after obtaining the liquid arrival speed of the nozzle 123a, the liquid arrival speed of the nozzle 123b may be obtained, and based on this, the nozzle 123b to be ejected may be selected.
この方法でも隣接する圧電素子の影響に鑑みた状態で印字ズレを抑制することができる。また、上記の理由他、各ノズル123のノズル径のばらつきや各ノズル123のメニスカス状態により、全ノズルが必ずしも同じ吐出速度を達成していない場合がある。そこで、任意のノズル123から液滴を吐出する場合は、1ノズル目から192目までの液体吐出速度に対応する液体到達速度を算出し、その平均速度を用いれば、ノズル123のばらつきを最小限に抑えて印字ズレを抑制することができる。 Even with this method, it is possible to suppress printing misalignment in a state where the influence of adjacent piezoelectric elements is taken into consideration. In addition to the above reasons, all nozzles may not always achieve the same discharge speed due to variations in the nozzle diameter of each nozzle 123 and the meniscus state of each nozzle 123. Therefore, when ejecting droplets from any nozzle 123, the liquid arrival speed corresponding to the liquid ejection speed from the first nozzle to the 192nd nozzle is calculated, and the average speed is used to minimize variations in the nozzle 123. It is possible to suppress printing misalignment.
5 キャリッジ部
10 加圧コロ
11 タイミングベルト
12 ガイドロッド
15 液体吐出機構
16 媒体
20 個別圧力室
100 インクジェット記録装置
101 インクジェット記録ユニット
121 測距センサ
122 ノズル面
123 ノズル
124 電極板
126 静電容量センサ
127 液滴
300 制御部
301 CPU
302 ROM
303 RAM
304 NVRAM
305 ASIC
306 FPGA
310 主制御部
311 駆動用圧電素子
312 支柱用圧電素子
313 主走査駆動部
314 副走査駆動部
315 給紙駆動部
316 排紙駆動部
317 スキャナ制御部
318 静電容量センサ制御部
319 外部I/F
322 ヘッド駆動制御部
327 表示部
501 ホームポジション
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Carriage part 10 Pressure roller 11 Timing belt 12 Guide rod 15 Liquid discharge mechanism 16 Medium 20 Individual pressure chamber 100 Inkjet recording device 101 Inkjet recording unit 121 Ranging sensor 122 Nozzle surface 123 Nozzle 124 Electrode plate 126 Electrostatic capacity sensor 127 Liquid Drop 300 Control unit 301 CPU
302 ROM
303 RAM
304 NVRAM
305 ASIC
306 FPGA
310 Main Control Unit 311 Driving Piezoelectric Element 312 Supporting Piezoelectric Element 313 Main Scanning Driving Unit 314 Sub-scanning Driving Unit 315 Paper Feeding Driving Unit 316 Paper Discharge Driving Unit 317 Scanner Control Unit 318 Capacitance Sensor Control Unit 319 External I / F
322 Head drive control unit 327 Display unit 501 Home position
Claims (9)
前記圧力室に圧力を加える前記圧電素子に対し駆動電圧を印加する駆動電圧印加部と、
前記液体の吐出先に配置され、前記液体の到達タイミングを検知する液体到達検知部と、
前記ノズル開口から前記吐出先までの距離を測定する測距部と、
前記ノズル開口から前記吐出先に前記液体が到達するまでの時間を算出する時間算出部と、
前記距離と前記時間に基づいて前記液体の速度を算出する速度算出部と、
算出された前記速度に基づいて、前記駆動電圧の補正値を算出する補正値算出部と、
前記補正値に基づいて前記駆動電圧を補正する駆動電圧補正部と、
を備えることを特徴とする液体吐出ユニット。 A liquid ejecting section for ejecting liquid from a nozzle opening communicating with the pressure chamber due to fluctuations in the piezoelectric element;
A driving voltage applying unit that applies a driving voltage to the piezoelectric element that applies pressure to the pressure chamber;
A liquid arrival detection unit that is disposed at the liquid discharge destination and detects the arrival timing of the liquid;
A distance measuring unit for measuring a distance from the nozzle opening to the discharge destination;
A time calculation unit for calculating a time until the liquid reaches the discharge destination from the nozzle opening;
A speed calculator that calculates the speed of the liquid based on the distance and the time;
A correction value calculation unit that calculates a correction value of the drive voltage based on the calculated speed;
A drive voltage correction unit that corrects the drive voltage based on the correction value;
A liquid discharge unit comprising:
前記液体吐出部は、移動しながら前記液体を吐出し、
前記測距部は、前記液体吐出部との移動方向と平行に移動しながら前記吐出先までの複数の前記距離を測定し、
前記記憶部は、前記測距部が測定した複数の前記距離を記憶し、
前記補正値算出部は、複数の前記距離に基づいて算出された複数の前記速度に基づいて、前記ノズル開口の位置に応じた前記補正値を算出する、
ことを特徴とする請求項1記載の液体吐出ユニット。 A storage unit for storing the distance measured in the ranging unit;
The liquid discharge unit discharges the liquid while moving,
The distance measuring unit measures a plurality of the distances to the discharge destination while moving in parallel with a movement direction with the liquid discharge unit,
The storage unit stores a plurality of the distances measured by the ranging unit,
The correction value calculation unit calculates the correction value according to the position of the nozzle opening based on the plurality of speeds calculated based on the plurality of distances.
The liquid discharge unit according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2記載の液体吐出ユニット。 The drive voltage correction unit calculates a linear equation that linearly connects any two velocities included in the plurality of velocities, and calculates the correction value corresponding to an arbitrary position based on the linear equation.
The liquid discharge unit according to claim 2.
ことを特徴とする請求項3記載の液体吐出ユニット。 The two arbitrary speeds are the speed corresponding to the position where the distance is the maximum and the speed corresponding to the position where the distance is the minimum.
The liquid discharge unit according to claim 3.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。 Based on the calculated speed, the drive voltage application unit includes a thickening correction unit that controls the number of times the minute drive voltage is applied to the piezoelectric element.
The liquid discharge unit according to claim 1, wherein the liquid discharge unit is a liquid discharge unit.
前記駆動電圧印加部は、前記駆動電圧が印加される前記圧電素子が、複数の前記圧力室のうち、前記配列における端の位置する前記圧力室に圧力を加えるように前記駆動電圧を印加する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。 A plurality of the pressure chambers provided in the liquid discharge part are arranged linearly,
The drive voltage application unit applies the drive voltage so that the piezoelectric element to which the drive voltage is applied applies pressure to the pressure chambers at the ends of the array among the plurality of pressure chambers.
The liquid discharge unit according to claim 1, wherein the liquid discharge unit is a liquid discharge unit.
前記キャリッジ部を主走査方向において駆動させるキャリッジ駆動部と、
前記主走査方向に直交する方向において媒体を搬送する媒体搬送部と、
を備え、
前記キャリッジ部に保持される液体吐出ヘッドは、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の液体吐出部である、
ことを特徴とする液体吐出装置。 A carriage unit for holding the liquid discharge head;
A carriage drive unit for driving the carriage unit in the main scanning direction;
A medium transport unit for transporting a medium in a direction orthogonal to the main scanning direction;
With
The liquid discharge head held by the carriage unit is the liquid discharge unit according to any one of claims 1 to 6.
A liquid discharge apparatus characterized by that.
所定の動作タイミングにおいて前記ノズル開口を前記吐出先に移動させるステップと、
前記吐出先に対して前記液体を吐出するステップと、
前記液体の吐出タイミングと前記吐出先に対する前記液体の到達タイミングの差分により前記液体の移動時間を算出するステップと、
前記移動時間と前記距離に基づいて前記速度を算出するステップと、
前記速度に基づいて前記駆動電圧の前記補正値を算出するステップと、
前記補正値に基づいて前記駆動電圧を補正するステップと、
を実行することを特徴とする駆動電圧補正方法。 A liquid discharge unit that discharges liquid from a nozzle opening that communicates with the pressure chamber due to fluctuations in the piezoelectric element; a drive voltage application unit that applies a drive voltage to the piezoelectric element that applies pressure to the pressure chamber; and a discharge destination of the liquid A liquid arrival detection unit that detects the arrival timing of the liquid, a distance measurement unit that measures a distance from the nozzle opening to the discharge destination, and until the liquid reaches the discharge destination from the nozzle opening A time calculation unit for calculating the time of the liquid, a speed calculation unit for calculating the speed of the liquid based on the distance and the time, and a correction value for calculating the correction value of the drive voltage based on the calculated speed In a liquid ejection unit comprising: a calculation unit; and a drive voltage correction unit that corrects the drive voltage based on the correction value.
Moving the nozzle opening to the discharge destination at a predetermined operation timing;
Discharging the liquid to the discharge destination;
Calculating a movement time of the liquid based on a difference between the discharge timing of the liquid and the arrival timing of the liquid with respect to the discharge destination;
Calculating the speed based on the travel time and the distance;
Calculating the correction value of the drive voltage based on the speed;
Correcting the drive voltage based on the correction value;
The drive voltage correction method characterized by performing these.
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