JP4186151B2

JP4186151B2 - Liquid ejector

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Publication number: JP4186151B2
Application number: JP2001065370A
Authority: JP
Inventors: 山朋裕狭
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP2002264307A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から液体滴を吐出させる液体噴射装置に係り、とりわけ、駆動パルスに基づいてノズル開口から液体滴を吐出可能な液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式プリンタやインクジェット式プロッタ等のインクジェット式記録装置（液体噴射装置の一種）は、記録ヘッド（ヘッド部材）を主走査方向に沿って移動させると共に記録紙（液体被噴射媒体の一種）を副走査方向に沿って移動させ、この移動に連動して記録ヘッドのノズル開口からインク滴を吐出させることにより、記録紙上に画像（文字）を記録する。このインク滴の吐出は、例えば、ノズル開口に連通した圧力発生室を膨張・収縮させることで行われる。
【０００３】
圧力発生室の膨張・収縮は、例えば、圧電振動子の変形を利用して行われる。このような記録ヘッドでは、供給される駆動パルスに応じて圧電振動子が変形し、これにより圧力室の容積が変化し、この容積変化によって圧力室内のインクに圧力変動が生じて、ノズル開口からインク滴が吐出する。
【０００４】
このような記録装置では、パルス波形を有する周期信号である駆動信号が生成される。一方、吐出データが記録ヘッドに送信される。そして、当該送信された吐出データに基づいて、必要なパルス波形のみが前記駆動信号から選択されて圧電振動子に供給される。すなわち、インク滴をノズル開口から吐出させるか否かを、吐出データによって制御している。
【０００５】
駆動信号の一例を図１４に示す。図１４に示すような駆動信号は、例えばＤＡＣ回路等によって生成される。ＤＡＣ回路については、例えば特開２０００−１００１号公報（特に段落００６６及び００６７）に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、記録ヘッドが静止している状態でインク滴が吐出されるならば、当該インク滴はノズル開口の直下の位置に着弾する。しかしながら、一般には、高速記録を実施するために、インク滴の吐出は記録ヘッドの移動中に実施される。このように移動中の記録ヘッドから吐出されるインク滴は、当該記録ヘッドの移動に起因する慣性を受け、インク滴吐出時のノズル開口の直下の位置からずれた位置に着弾する。
【０００７】
このような着弾位置のずれを考慮して記録精度を向上させた従来技術は存在しない。本件発明者は、前記着弾位置のずれに着目し、記録精度の顕著な向上を目的として鋭意検討を重ねた。
【０００８】
前記着弾位置のずれについて、図６を参照してより詳細に説明する。
【０００９】
図６に示すように、記録ヘッドが静止している状態でのインク滴の吐出速度がｖ（ｍ／ｓ）であり、記録ヘッドの移動速度がＶ（ｍ／ｓ）であり、ノズル開口から記録紙までの距離がＧ（ｍ）である場合、インク滴吐出時のノズル開口の直下の位置Ｐ０から実際の着弾位置Ｐ１までのずれ量ΔＬ（ｍ）は、以下の式で現すことができる。
【００１０】
ΔＬ＝Ｖ×Ｇ／ｖ …（１）
従って、所望の着弾位置よりも予めずれ量ΔＬだけ後方の位置においてインク滴を吐出させれば、当該所望の着弾位置に当該インク滴を着弾させることができるのである。
【００１１】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、記録ヘッドの移動に起因する慣性を考慮して、極めて高い精度での記録を実現することができるインクジェット式記録装置、広くは液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ノズル開口を有するヘッド部材と、ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて液体滴を吐出させる圧力変動手段と、基準位置を通過するようにヘッド部材を移動させる移動機構と、パルス波形を有する周期信号である吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、吐出データ及び前記吐出駆動信号に基づいて駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、前記駆動パルスに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、前記ヘッド部材の前記基準位置の通過タイミングにおける、前記駆動パルス生成手段により生成される駆動パルスの位相を、当該駆動パルスによって吐出される液体滴の速度または質量に基づいて設定する位相設定部と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置である。
【００１３】
本発明によれば、位相設定部が、駆動パルスによって吐出される液体滴の速度または質量に基づいて、ヘッド部材の移動に起因する慣性を考慮して駆動パルス生成手段により生成される駆動パルスの位相を設定するため、液体滴を所望の着弾位置に着弾させることができる。
【００１４】
一般に、液体噴射装置は、ヘッド部材のノズル開口に対向すると共に当該ノズル開口から略等距離だけ離れるように液体被噴射媒体を保持する被噴射媒体保持部、を更に備えている。この場合、位相設定部は、駆動パルスによる液体滴の液体被噴射媒体上の着弾位置が所望の位置となるように、駆動パルスの位相を設定可能であることが好ましい。これにより、液体被噴射媒体上に精度良く液体滴を吐出させることができる。
【００１５】
具体的には、位相設定部は、駆動パルスによって吐出される液体滴の速度及び所望の着弾位置から、当該着弾位置を実現する駆動パルスの位相を演算する演算部と、演算部による演算結果に基づいて、駆動パルスの位相を設定する設定本体部と、を有している。
【００１６】
この場合、着弾位置のずれを正確に反映させた好適な駆動パルスの位相を適宜に設定することができる。
【００１７】
ここで、駆動パルスによって吐出される液体滴の速度は、当該液体滴の質量に略比例することが知られている（図７参照）。従って、演算部は、駆動パルスによって吐出される液体滴の質量及び所望の着弾位置から、当該着弾位置を実現する駆動パルスの位相を演算するようになっていてもよい。
【００１８】
なお、一般に、液体被噴射媒体はノズル開口と逆側において支持される。従って、液体被噴射媒体の厚み等が変われば、ノズル開口と液体被噴射媒体との距離が変化することになる。このように、ノズル開口と液体被噴射媒体との距離が可変の場合には、当該距離を取得する距離取得部を備えていることが好ましい。
【００１９】
この場合、位相設定部の演算部は、距離取得部により取得されたノズル開口と液体被噴射媒体との距離、駆動パルスによって吐出される液体滴の速度及び所望の着弾位置から、当該着弾位置を実現する駆動パルスの位相を演算するようになっていることが好ましい。
【００２０】
あるいは、位相設定部の演算部は、距離取得部により取得されたノズル開口と液体被噴射媒体との距離、駆動パルスによって吐出される液体滴の質量及び所望の着弾位置から、当該着弾位置を実現する駆動パルスの位相を演算するようになっていることが好ましい。
【００２１】
設定本体部は、例えば、前記吐出データ及び前記吐出駆動信号の両方の位相を調整することで、駆動パルスの位相を設定するようになっている。あるいは、前記吐出データの位相を前記吐出駆動信号の周期単位でずらすことで、駆動パルスの位相を設定するようになっている。あるいは、吐出駆動信号の一周期が複数の同一のパルス波形で構成されている場合、設定本体部は、前記吐出データの位相を前記吐出駆動信号のパルス波形単位でずらすことで、駆動パルスの位相を設定するようになっている。
【００２２】
なお、移動機構は、ヘッド部材を移動させる速度が可変に構成されていてもよい。この場合、移動機構によるヘッド部材の移動速度を取得する速度取得部を備えていることが好ましい。
【００２３】
また、本発明は、複数のノズル開口を有するヘッド部材と、各ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて液体滴を吐出させる圧力変動手段と、基準位置を通過するようにヘッド部材を移動させる移動機構と、パルス波形を有する周期信号である吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、各ノズル開口の吐出データ及び前記吐出駆動信号に基づいて各駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、前記各駆動パルスに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、前記ヘッド部材の前記基準位置の通過タイミングにおける、前記駆動パルス生成手段により生成される各駆動パルスの位相を、選択されたノズル開口毎に設定する位相設定部と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置である。
【００２４】
本発明によれば、位相設定部が、駆動パルスによって吐出される液体滴の速度または質量に基づいて、ヘッド部材の移動に起因する慣性を考慮して駆動パルス生成手段により生成される駆動パルスの位相を選択されたノズル開口毎に設定するため、選択されたノズル開口毎に液体滴を所望の着弾位置に着弾させることができる。
【００２５】
選択されたノズル開口は、そこから吐出される液体滴の速度が略同一であることが好ましい。あるいは、選択されたノズル開口は、例えば、同一種類の液体を使用するノズル開口であることが好ましい。
【００２６】
また、液体滴の速度は、液体の種類の他に、当該液体滴の吐出のために駆動される圧力変動手段の特性に依存する。従って、選択されたノズル開口は、対応する圧力変動手段の特性が同一であることが好ましい。圧力変動手段、例えば圧電振動子は、各列毎に同一の工程で製造されることが多い。この場合には、従って、選択されたノズル開口は同一列に配置されたノズル開口であることが好ましい。
【００２７】
具体的には、位相設定部は、各駆動パルスによって吐出される液体滴の速度及び所望の着弾位置から、当該着弾位置を実現する各駆動パルスの位相を前記選択されたノズル開口毎に演算する演算部と、演算部による演算結果に基づいて、前記選択されたノズル開口毎に各駆動パルスの位相を設定する設定本体部と、を有している。
【００２８】
この場合、着弾位置のずれを正確に反映させた好適な各駆動パルスの位相を前記選択されたノズル開口毎に適宜に設定することができる。
【００２９】
前記のように、各駆動パルスによって吐出される液体滴の速度は、当該液体滴の質量に略比例することが知られている（図７参照）。従って、演算部は、各駆動パルスによって吐出される液体滴の質量及び所望の着弾位置から、当該着弾位置を実現する各駆動パルスの位相を前記選択されたノズル開口毎に演算するようになっていてもよい。
【００３０】
また、ノズル開口と液体被噴射媒体との距離が可変の場合には、当該距離を取得する距離取得部を備えていることが好ましい。
【００３１】
この場合、位相設定部の演算部は、距離取得部により取得されたノズル開口と液体被噴射媒体との距離、各駆動パルスによって吐出される液体滴の速度または質量及び所望の着弾位置から、当該着弾位置を実現する各駆動パルスの位相を演算するようになっていることが好ましい。
【００３２】
設定本体部は、例えば、前記吐出データ及び前記吐出駆動信号の両方の位相を調整することで、各駆動パルスの位相を設定するようになっている。あるいは、前記吐出データの位相を前記吐出駆動信号の周期単位でずらすことで、各駆動パルスの位相を設定するようになっている。あるいは、吐出駆動信号の一周期が複数の同一のパルス波形で構成されている場合、設定本体部は、前記吐出データの位相を前記吐出駆動信号のパルス波形単位でずらすことで、各駆動パルスの位相を設定するようになっている。
【００３３】
なお、移動機構は、ヘッド部材を移動させる速度が可変に構成されていてもよい。この場合、移動機構によるヘッド部材の移動速度を取得する速度取得部を備えていることが好ましい。
【００３４】
前記の制御装置あるいは制御装置の各要素手段は、コンピュータシステムによって実現され得る。
【００３５】
また、コンピュータシステムに各装置または各手段を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本件の保護対象である。
【００３６】
ここで、記録媒体とは、フロッピーディスク等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３８】
図１に示すように、本実施の形態のインクジェット式記録装置（液体噴射装置の一例）は、インクジェット式プリンタ１であり、複数のインクカートリッジ２を保持可能なカートリッジホルダ部３と記録ヘッド４とを有するキャリッジ５を備えている。記録ヘッド４は、カラー記録に対応している。キャリッジ５は、ヘッド走査機構によって、主走査方向に沿って往復移動されるようになっている。
【００３９】
ヘッド走査機構は、ハウジング１１の左右方向に架設されたガイド部材６と、ハウジングの一方側に設けられたパルスモータ（ステップモータ）７と、パルスモータ７の回転軸に接続されて回転駆動される駆動プーリー８と、ハウジングの他方側に取付けられた逆転プーリー９と、駆動プーリー８及び逆転プーリー９の間に掛け渡されると共にキャリッジ５に結合されたタイミングベルト１０と、パルスモータ７の回転を制御するプリンタコントローラ４４（図４参照）と、を有している。これにより、パルスモータ７を作動させることによって、キャリッジ５、即ち、記録ヘッド４を、記録紙１２の幅方向である主走査方向に往復移動させることができる。
【００４０】
また、プリンタ１は、記録紙１２等の記録用媒体（液体被噴射媒体の一例）を紙送り方向（副走査方向）に送り出す紙送り機構を有する。この紙送り機構は、紙送りモータ１３及び紙送りローラ１４等から構成される。記録紙１２等の記録媒体は、記録動作（主走査）に連動して、順次送り出される。
【００４１】
キャリッジ５（記録ヘッド４）の移動範囲内であって記録領域よりも外側の端部領域には、ホームポジションと待機ポジションとが設定されている。図２に示すように、ホームポジションは、記録ヘッド４が移動し得るヘッド移動範囲の一側（図の右側）端部に設定されている。また、待機ポジションは、ホームポジションに対して記録領域側に略隣接して設定されている。
【００４２】
ホームポジションは、電源オフ時や長時問に亘って記録が行われなかった場合に記録ヘッド４が移動して留まる場所である。記録ヘッド４がホームポジションに位置する時には、キャップ部材１５がノズルプレート２８（図３参照）に当接してノズル開口２５（図３参照）を封止する。キャップ部材１５は、ゴム等の弾性部材を上面が開放した略四角形トレー状に成型した部材であり、内部にはフェルト等の保湿材が取り付けられている。記録ヘッド４がキャップ部材１５により封止されることで、キャップ内部が高湿度に保たれて、ノズル開口２５からのインク溶媒の蒸発が防止される。
【００４３】
待機ポジションは、記録ヘッド４を主走査する際の起点となる位置である。即ち、記録ヘッド４は、通常、この待機ポジションで待機し、記録動作時に待機ポジションから記録領域側へ走査され、記録動作が終了すると待機ポジションに戻る。
【００４４】
さらに、本実施の形態では、待機ポジションと記録領域との間に、加速領域が設定されている。加速領域は、記録ヘッド４の走査速度を所定速度まで加速させるための領域である。
【００４５】
次に、記録ヘッド４の構造について説明する。例示した記録ヘッド４は、図３に示すように、ケース２１と、ケース２１の先端面に接合された流路ユニット２２と、を有している。ケース２１の内部には、振動子ユニット２３が収納されている。振動子ユニット２３は、流路ユニット２２の圧力室２４に圧力変動を生じさせて、ノズル開口２５からインク滴を吐出するようになっている。
【００４６】
ケース２１の内部には、振動子ユニット２３を収容する収容室２６が形成されている。ケース２１は、例えば樹脂材によって、箱状体に成型されている。ケース２１内に設けられた収容室２６は、流路ユニット２２との接合面側で開口している。
【００４７】
流路ユニット２２は、スペーサ２７の一方の面にノズルプレート２８を、スペーサ２７の他方の面に振動板２９を接合した構成とされる。スペーサ２７は、シリコンウエハー等から構成され、エッチング加工によって所定パターンに形成されている。所定パターンとは、この場合、各ノズル開口２５と連通する複数の圧力室２４、共通インク室３１、共通インク室３１から各圧力室２４へ連通する複数のインク供給路３２等を形成する隔壁パターンである。なお、共通インク室３１は、接続口を介してインク供給管３３と接続しており、インクカートリッジ２に蓄えられたインクがこの接続口を通じて共通インク室３１に供給されるようになっている。
【００４８】
ノズルプレート２８には、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口２５…が列状に開設されている。これらのノズル開口２５…によって形成されるノズル列は、紙送り方向、つまり、副走査方向に並んでいる。
【００４９】
振動板２９は、ステンレス板３５にＰＰＳ膜等の弾性体膜３６を積層した二重構造である。各圧力室２４に対応する部分は、ステンレス板３５側が環状にエッチング加工されて、環内にアイランド部３７が形成されている。
【００５０】
振動子ユニット２３は、圧力発生素子の一種である圧電振動子４０と固定基板４１とから構成されている。圧電振動子４０は、圧電体と電極層とを交互に積層した一枚の圧電振動子板に、流路ユニット２２の各圧力室２４…に対応した所定ピッチでスリット部を形成することにより櫛歯状に形成されている。すなわち、１列分の圧力振動子４０が同時に同一材質で形成されている。
【００５１】
また、固定基板４１は、この櫛歯状振動子４０の基端部分に固着されている。この振動子ユニット２３は、圧電振動子４０の先端が開口から臨む姿勢でケース２１の収容室２６内に挿入され、固定基板４１を収容室２６の内壁へ固着させることによりケース２１に取り付けられている。この取付状態において、圧電振動子４０の各櫛歯状先端は、振動板２９の対応するアイランド部３７に固着されている。
【００５２】
各圧電振動子４０は、対向する電極間に電位差を与えることにより、積層方向と直交する素子長手方向に伸縮する。これにより、圧力室２４を区画する弾性体膜３６が変位する。即ち、圧電振動子４０を長手方向に伸長させることにより、アイランド部３７がノズルプレート２８側へ押され、アイランド部周辺の弾性体膜３６が変形して圧力室２４が収縮する。また、圧電振動子４０を長手方向に縮小させることにより、弾性体膜３６が変位して圧力室２４が膨張する。この圧力室２４の膨張・収縮に伴って、圧力室２４内に充填されたインクに圧力変動が生じて、ノズル開口２５からインク滴が吐出される。
【００５３】
本実施の形態では、記録ヘッド４は、異なる複数の色を吐出可能なカラー記録用に構成されている。即ち、ノズルプレート２８には、ノズル列が主走査方向に複数列（例えば、４列）設けられている。そして、各ノズル列に対応させて、圧力室２４、振動子ユニット２３等の構成要素がそれぞれ設けられている。そして、カートリッジホルダ部３には、ブラックインクを貯留したブラックインクカートリッジ２ａと、イエローインク、マゼンタインク、及びシアンインクの各インクを個別に貯留したカラーインクカートリッジ２ｂと、が装着されている。これにより、各色のインクを対応するノズル列から吐出させて印刷を行うようにしている。
【００５４】
ブラックインクカートリッジ２ａ及びカラーインクカートリッジ２ｂには、それぞれ制御用ＩＣ１８（図４参照）が搭載されている。制御用ＩＣ１８は、種類情報記憶手段として機能するものであり、カートリッジに貯留されたインクの種類を示すインク種類情報を記憶する。
【００５５】
インク種類情報は、例えば、使われている色材（色素）の種類やインクの色等の情報を示すＩＤ情報によって構成される。従って、ブラックインクカートリッジ２ａの制御用ＩＣ１８には、染料系のブラックインク、或いは、顔料系のブラックインクを示すＩＤ情報が記憶される。また、カラーインクカートリッジ２ｂの制御用ＩＣ１８には、第１ブロック＝染料系のイエローインク、第２ブロック＝染料系のマゼンタインク、第３ブロック＝染料系のシアンインク、というように、各ブロックに貯留されたインクに対する色材の種類やインクの色等の情報を示すＩＤ情報が記憶される。
【００５６】
一方、カートリッジホルダ部３には、インクカートリッジ２が装着された状態で制御用ＩＣ１８に電気的に接続される情報読取端子１９（図４参照）が設けられている。情報読取端子１９は、制御用ＩＣ１８に記憶されたインク種類情報を読み出すための端子である。なお、情報読取端子１９は、プリンタコントローラ４４の制御部４９に電気的に接続されている。これにより、制御部４９は、情報読取端子１９を通じてインク種類情報（ＩＤ情報）を取得することができる。
【００５７】
次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図４に示すように、このインクジェット式プリンタ１は、プリンタコントローラ４４とプリントエンジン４５とを備えている。
【００５８】
プリンタコントローラ４４は、外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）４６と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ４７と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ４８と、ＣＰＵ等を含んで構成された制御部４９と、クロック信号を発生する発振回路５０と、記録ヘッド４の圧電振動子４０へ供給するための駆動信号ＣＯＭや微振動信号ＶＳを発生する駆動信号発生回路５１と、駆動信号ＣＯＭや、印刷データ（吐出データ）に基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン４５に送信する内部インターフェース（内部Ｉ／Ｆ）５２と、を備えている。
【００５９】
外部Ｉ／Ｆ４６は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、ビシー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、外部Ｉ／Ｆ４６を通じて、ホストコンピュータ等に対して出力される。
【００６０】
ＲＡＭ４７は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリと（図示せず）を有している。そして、受信バッファは、外部Ｉ／Ｆ４６を介して受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファは、制御部４９により変換された中間コードデータを記憶し、出力バッファは、ドットパターンデータを記憶する。ここで、ドットパターンデータとは、中間コードデータ（例えば、階調データ）をデコード（翻訳）することにより得られる印字データである。
【００６１】
ＲＯＭ４８には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等が記憶されている。さらにＲＯＭ４８は、メンテナンス動作用の設定データをも記憶している。
【００６２】
制御部４９は、ホストコンピュータ等から受信した印刷データをドットパターンデータに展開したり（記録動作制御）、１回の主走査（単位走査）毎になされる微振動動作を制御する。
【００６３】
制御部４９は、記録動作制御時において、受信バッファ内の印刷データを読み出すと共にこの印刷データを変換して中間コードデータとし、当該中間コードデータを中間バッファに記憶させる。また、制御部４９は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ４８に記憶されているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、ドットパターンデータに展開（デコード）する。そして、制御部４９は、必要な装飾処理を施した後に、このドットパターンデータを出力バッファに記憶させる。
【００６４】
ドットパターンデータにおける各ドット（１画素）のデータは、３ビットの印字データによって構成されている。各印字データ（ビット）は、後述する駆動信号ＣＯＭ（図５参照）から対応する駆動パルス（ＤＰ１〜ＤＰ３）を選択するための選択信号として機能する。印字データの詳細については、後述する。
【００６５】
記録ヘッド４の１回の主走査により記録可能な１行分のドットパターンデータが得られたならば、当該１行分のドットパターンデータが、出力バッファから内部Ｉ／Ｆ５２を通じて順次記録ヘッド４の電気駆動系３９に出力され、キャリッジ５が走査されて１行分（単位走査分）の印刷が行われる。出力バッファから１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータが中間バッファから消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
【００６６】
駆動信号発生回路５１は、駆動信号発生手段として機能し、可変量のドットによって記録を行うべく、複数の駆動パルスを時系列に一連に並べた駆動信号ＣＯＭを生成する。この駆動信号ＣＯＭは、記録動作時に、内部Ｉ／Ｆ５２を介して記録ヘッド４の電気駆動系３９へ出力される。
【００６７】
本実施の形態の駆動信号ＣＯＭは、図５に示すように、所定の印字周期Ｔ０内に、第１駆動パルスＤＰ１、第２駆動パルスＤＰ２、及び、第３駆動パルスＤＰ３を、この順序で一連に並べた周期信号である。各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、この場合、同一のパルス信号である。この印字周期Ｔ０は、１画素を記録するための設定時間であり、記録動作（主走査）における同期合わせの基本タイミングとなる。そして、後述するように、印字周期Ｔ０の期間内に配置された各駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３が適宜に選択されて、圧電振動子４０に供給される。これにより、記録ヘッド４のノズル開口２５から各画素あたりに異なる量のインク滴が適宜に吐出され得る。
【００６８】
また、本発明の主眼である駆動パルスの位相調節のために、制御部４９は、記録ヘッド４の移動速度Ｖを取得する速度取得手段４９ａを有している。速度取得手段４９ａは、ユーザ等によって設定された記録ヘッド４の移動速度の設定値、または、何らかの公知のセンサ（図示せず）によって計測される記録ヘッド４の移動速度の計測値を取得するようになっている。
【００６９】
また、厚みの異なる複数種類の記録紙１２（記録媒体）を用いることが可能な場合、制御部４９は、ノズル開口１３と記録紙１２との間の距離Ｇを取得する距離取得手段４９ｂを有している。距離取得手段４９ｂは、ユーザ等によって設定された紙種類に対応した距離の設定値、または、何らかの公知のセンサ（図示せず）によって計測される前記距離の計測値を取得するようになっている。
【００７０】
そして、制御部４９は、記録ヘッド４の基準位置（後述）の通過タイミングにおける駆動パルスの位相を設定する位相設定部４９ｃを有している。位相設定部４９ｃは、距離取得手段４９ｂにより取得されるノズル開口１３と記録紙１２との間の距離Ｇ（ｍ）、駆動パルスによって吐出されるインク滴の速度ｖ（ｍ／ｓ）（後述する吐出速度取得手段４９ｆにより取得される）、速度取得手段４９ａにより取得された記録ヘッド４の移動速度Ｖ（ｍ／ｓ）及び所望の着弾位置Ｘから、当該着弾位置を実現するための前記駆動パルスの位相を演算する演算部４９ｄを有している。
【００７１】
図６に示すように、ノズル開口１３から吐出されるインク滴は、吐出からＧ／ｖ（ｓ）経過後に記録紙１２上に着弾する。この間に、インク滴はＶ×Ｇ／ｖ（ｍ）だけ水平方向に移動する。従って、着弾位置Ｘに対してＶ×Ｇ／ｖ（ｍ）だけ先行する位置において、インク滴が吐出されるべきである。演算部４９ｄは、そのような条件を満たすように、駆動パルスの位相を求める。
【００７２】
位相設定部４９ｃは、演算部４９ｄによる演算結果に基づいて駆動パルスの位相を設定する設定本体部４９ｅを備えている。設定本体部４９ｅによって設定された位相に基づく駆動パルスの例については、後述する。
【００７３】
ここで、インク滴の吐出速度ｖ（ｍ／ｓ）とは、記録紙１２に向かう方向の速度成分を意味しており、各種インクの特性及び各ノズル開口１３の圧電振動子４０に対応して予めテーブル状に記憶された実測値が用いられることが好ましい。インクの特性情報については、前記の制御用ＩＣ１８から得ることができる。従って、各圧電振動子の特性に、制御用ＩＣ１８から得たインクの特性情報を加味することによって、インク滴の吐出速度ｖ（ｍ／ｓ）を得ることができる。
【００７４】
本実施の形態では、制御部４９に設けられた吐出速度取得手段４９ｆが、各列毎の圧電振動子４０（同時に同一材料で形成されている）に対応して、予め測定した種々のインク種についての吐出速度をテーブルデータの態様で記憶している。そして、吐出速度取得手段４９ｆは、情報読取端子１９を介して得られたインクの特性（種類）から、前記テーブルデータを検索して、当該インクについての吐出速度ｖ１（ｍ／ｓ）を得るようになっている。
【００７５】
もっとも、使用するインクの特性が常に一定である場合には、インク滴の吐出特性は各圧電振動子の特性のみに依存する。
【００７６】
なお、精度の点では、各個別の圧電振動子毎にインク滴の吐出特性を実測して対応することが最も好ましいが、本実施の形態のように一列分の圧電振動子が同一材質から作成されているような場合、当該列毎にインク滴の吐出特性を定義することで十分に有効である。
【００７７】
プリントエンジン４５は、紙送り機構としての紙送りモータ１３と、ヘッド走査機構としてのパルスモータ７と、記録ヘッド４の電気駆動系３９と、を含んで構成してある。
【００７８】
次に、記録ヘッド４の電気駆動系３９について説明する。電気駆動系３９は、図４に示すように、順に電気的に接続されたシフトレジスタ回路５４、ラッチ回路５５、レベルシフタ回路５６、スイッチ回路５７及び圧電振動子４０を備えている。これらのシフトレジスタ回路５４、ラッチ回路５５、レベルシフタ回路５６、スイッチ回路５７は、それぞれ櫛歯状の圧電振動子４０（各ノズル開口２５に対応）に対応して設けられている。
【００７９】
記録ヘッド４は、プリンタコントローラ４４から電気駆動系３９に送られたドットパターンデータに基づき、各画素毎にインク量が異なる複数のインク滴を吐出する。
【００８０】
ドットパターンデータ（ＳＩ）は、発振回路５０からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、内部Ｉ／Ｆ５２を介してシフトレジスタ５４にシリアル伝送される。このシリアル伝送されたドットパターンデータの印字データは、一旦、ラッチ回路５５によってラッチされる。ラッチされた印字データが「１」であれば、それは電圧増幅器であるレベルシフタ５６によってスイッチ５７を駆動可能な電圧まで昇圧される。昇圧されたデータは、スイッチ５７に供給される。スイッチ５７の入力側には、駆動信号発生回路５１からの駆動信号ＣＯＭが入力されており、スイッチ５７の出力側には、圧電振動子４０が接続されている。これにより、スイッチ５７に加わる印字データが「１」である期間中は、駆動信号発生回路５１が発生した駆動信号ＣＯＭが圧電振動子４０に供給され、この駆動信号ＣＯＭに応じて圧電振動子４０は変形する。一方、スイッチ５７に加わる印字データが「０」の期間中は、圧電振動子２６への駆動信号の供給が遮断される。
【００８１】
本実施の形態では、３ビットの印字データの値に応じて、駆動信号ＣＯＭ中に含まれる各駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３が選択的に圧電振動子４０に供給される。即ち、最上位ビットＤ１が第１駆動パルスＤＰ１に対応しており、２番目のビットＤ２が第２駆動パルスＤＰ２に対応しており、最下位ビットＤ３が第３駆動パルスＤＰ３に対応している。このような印字データによって構成されるドットパターンデータが記録ヘッド４に送信されることにより、各駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３が選択的に圧電振動子４０に供給されるのである。
【００８２】
例えば、図５に示すように、マイクロドットを形成し得るインク滴（例えば、約１０ｐＬのインク滴）をノズル開口２５から吐出させる場合には、印字データはＤ１＝０，Ｄ２＝１，Ｄ３＝０に設定される。この時、第２駆動パルスＤＰ２のみが選択的に圧電振動子４０に供給される。また、ミドルドットを形成し得るインク滴（例えば、約２０ｐＬのインク滴）をノズル開口２５から吐出させる場合には、印字データはＤ１＝１，Ｄ２＝０，Ｄ３＝１に設定される。この時、第１駆動パルスＤＰ１と第３駆動パルスＤＰ３とが選択的に圧電振動子４０に供給される。同様に、ラージドットを形成し得るインク滴（例えば、約３０ｐＬのインク滴）をノズル開口２５から吐出させる場合には、印字データはＤ１＝１，Ｄ２＝１，Ｄ３＝１に設定される。この時、全ての駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３が圧電振動子４０に供給される。
【００８３】
次に、記録動作に先立って行われる駆動パルスの位相調整について説明する。
【００８４】
図７に、あるノズル開口から図５に示す吐出駆動信号ＣＯＭの１つのパルス波形（ＤＰ１乃至ＤＰ３のいずれか）によって吐出されるある種のインク滴の重量と吐出速度との相関関係の一例を示す。この場合、パルス波形の周波数は、２８．８ｋＨｚであり（駆動信号ＣＯＭの周波数は９．６ｋＨｚ）、キャリッジ３（記録ヘッド４）の移動速度は２００ｃｐｓ（＝５０８ｍｍ／ｓ）であった。
【００８５】
図７に示すように、当該ノズル開口において、インク滴の重量と吐出速度とは、略比例している。これにより、吐出されるインク滴の重量を測定することにより、インク滴の吐出速度を得ることができる。
【００８６】
本実施の形態では、種々のインク種について予め測定したインク滴の吐出重量から、当該種々のインク種についての吐出速度を求めている。そして、吐出速度取得手段４９ｆが、前述のように、当該種々のインク種の各々とそれらについての吐出速度とを対応させたテーブルデータを記憶している。
【００８７】
そして、吐出速度取得手段４９ｆは、情報読取端子１９を介して得られたインクの特性（特性）から、前記テーブルデータを検索して、当該インクについての吐出速度ｖ１（ｍ／ｓ）を得る。
【００８８】
一方、速度取得手段４９ａが、前述のように記録ヘッド４の移動速度Ｖ（ｍ／ｓ）を取得する。さらに、距離取得手段４９ｂが、前述のように、ノズル開口１３と記録紙１２との間の距離Ｇを取得する。
【００８９】
演算部４９ｄは、ノズル開口１３と記録紙１２との間の距離Ｇ（ｍ）、駆動パルスによって吐出されるインク滴の速度ｖ１（ｍ／ｓ）、記録ヘッド４の移動速度Ｖ（ｍ／ｓ）及び印字開始地点Ｘ（基準位置の一例、始端印字データによる着弾位置）から、当該印字開始地点Ｘから遡ることＶ×Ｇ／ｖ１（ｍ）の地点を通過する時に始端印字データに対応する駆動パルスが供給されるように、駆動パルスの位相を演算する。
【００９０】
図８に示すように、設定本体部４９ｅは、演算部４９ｄによる演算結果を受けて、印字開始地点Ｘから遡ることＶ×Ｇ／ｖ１（ｍ）の地点（Ｖ×Ｇ／ｖ１（ｍ）だけ後方の地点）を通過する時に始端印字データに対応する駆動パルスが供給されるように、吐出駆動信号ＣＯＭの生成開始タイミング及び印字データに先んじて所定数が与えられるダミー印字データ「０」の供給開始タイミングを設定する。
【００９１】
なお、記録ヘッド４の移動速度Ｖ（ｍ／ｓ）が、印字開始地点Ｘから遡ることＶ×Ｇ／ｖ１（ｍ）の地点において、すでに定速状態である場合、前記タイミングの制御は時間に関しての制御であるから、ノズル開口が印字開始地点Ｘを通過する前Ｇ／ｖ１（ｓ）のタイミングを、吐出駆動信号の生成開始タイミング及びダミー印字データの供給開始タイミングとすることができる。すなわち、このような場合には、記録ヘッド４の移動速度Ｖ（ｍ／ｓ）の情報が不要である。
【００９２】
ここで、インク滴の吐出速度がより大きい場合、すなわち、インク滴の吐出速度ｖ２が前記速度ｖ１よりも大きい場合を考える。この場合、Ｖ×Ｇ／ｖ２（ｍ）＜Ｖ×Ｇ／ｖ１（ｍ）であるから、図９に示すように、図８の場合よりも先行の程度が軽減されて吐出駆動信号の生成及びダミー印字データの供給が開始されるように、駆動パルスの位相が設定される。
【００９３】
逆に、インク滴の吐出速度がより小さい場合、すなわち、インク滴の吐出速度ｖ３が前記速度ｖ１よりも小さい場合を考える。この場合、Ｖ×Ｇ／ｖ３（ｍ）＞Ｖ×Ｇ／ｖ１（ｍ）であるから、図１０に示すように、図８の場合よりも更に先行して吐出駆動信号の生成及びダミー印字データの供給が開始されるように、駆動パルスの位相が設定される。
【００９４】
前記の図９及び図１０の場合では、吐出駆動信号の生成開始とダミー印字データの供給開始との両方のタイミングを補正することによって、これらから形成される駆動パルスの基準位置通過時における位相を補正している。しかしながら、吐出駆動信号の生成開始タイミングを補正することを回避したい場合がある。このような場合には、以下のような態様で駆動パルスの位相が補正され得る。すなわち、図１１及び図１２に示すように、吐出駆動信号の生成開始タイミング及びダミー印字データ「０」の供給開始タイミングは固定されている一方、印字前のダミー印字データのデータ数を増減することによって、結果的に駆動パルスの位相を補正することができる。
【００９５】
本実施の形態では、１つの印字データ（ダミーを含む）が、吐出駆動信号ＣＯＭの一周期中の１つのパルス波形に対応している。従って、図１１に示すように、印字前ダミー印字データの数を図８の場合のｎ個から（ｎ＋１）個に増やすことにより、始端印字データの供給をパルス波形の周期１つ分だけ遅らせることができる。同様に、図１２に示すように、印字前ダミー印字データの数を図８の場合のｎ個から（ｎ−１）個に減らすことにより、始端印字データの供給をパルス波形の周期１つ分だけ早まらせることができる。
【００９６】
ダミー印字データの増減の数は、インクの吐出速度に応じて決定される。ここで、図７を用いて説明した条件において、７［ｍ／ｓ］の吐出速度のインクのために図８のｎ個の印字前ダミー印字データが用いられている場合を仮定すると、ノズル開口１３と記録紙１２との間の距離が１．２ｍｍである場合（記録紙が普通紙である場合の一般例）、印字データの増減の数は、表１のようになる。
【００９７】
【表１】

印字データの増減による着弾位置の補正の概略を図１３に示す。
【００９８】
また、同様の仮定の下で、ノズル開口１３と記録紙１２との間の距離が２．４ｍｍである場合（記録媒体がＣＤ−Ｒである場合の一般例）、印字データの増減の数は、表２のようになる。
【００９９】
【表２】

なお、表１及び表２の吐出速度を、図７の相関関係を用いてインク重量の比に置換すると、それぞれ下記の表３及び表４となる。
【０１００】
【表３】

【表４】

以上のように、本実施の形態によれば、位相設定部４９ｃが、駆動パルスによって吐出される液体滴の速度または質量に基づいて、記録ヘッド４の移動に起因する慣性を考慮して、駆動パルスの位相を設定するため、インク滴を所望の着弾位置に着弾させることができる。
【０１０１】
より高い着弾位置の補正精度を得るためには、図９及び図１０を用いて説明したようなタイミング補正が有効であるが、制御が簡易であるという点で、図１１及び図１２を用いて説明したダミー印字データのデータ数増減による補正も有効である。
【０１０２】
なお、吐出駆動信号の一周期が複数の異なるパルス波形を有している場合には、出駆動信号の周期単位で駆動パルスの位相を補正することができる。
【０１０３】
また、インク滴の吐出速度は、前述のようにノズル開口の特性とインクの特性とに依存する。従って、個々のノズル開口の各々についてインク種−吐出速度テーブルを生成することが好ましいが、それは面倒である。本実施の形態のように、圧電振動子４０が各列毎に同一の工程で製造されている場合には、列毎にノズル開口の吐出特性は同一であると仮定して、各列毎にノズル開口の特性を試験しておけば足りる。
【０１０４】
なお、圧力室２４に圧力変動を生じさせる圧力発生素子としては、圧電振動子４０以外にも、発熱素子や磁歪素子等を使用することができる。
【０１０５】
また、プリンタコントローラ４４はコンピュータシステムによって構成されているが、コンピュータシステムに前記各要素を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体２０１も、本件の保護対象である。
【０１０６】
さらに、前記の各要素が、コンピュータシステム上で動作するＯＳ等のプログラム（第２のプログラム）によって実現される場合、当該ＯＳ等のプログラム（第２のプログラム）を制御する各種命令を含むプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体２０２も、本件の保護対象である。
【０１０７】
ここで、記録媒体２０１、２０２とは、フロッピーディスク等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。
【０１０８】
なお、以上の説明はインクジェット式記録装置についてなされているが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア等が用いられ得る。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明によれば、位相設定部が、駆動パルスによって吐出される液体滴の速度または質量に基づいて、ヘッド部材の移動に起因する慣性を考慮して駆動パルス生成手段により生成される駆動パルスの位相を設定するため、液体滴を所望の着弾位置に着弾させることができる。
【０１１０】
また、本発明によれば、位相設定部が、駆動パルスによって吐出される液体滴の速度または質量に基づいて、ヘッド部材の移動に起因する慣性を考慮して駆動パルス生成手段により生成される駆動パルスの位相を選択されたノズル開口毎に設定するため、選択されたノズル開口毎に液体滴を所望の着弾位置に着弾させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるインクジェット式プリンタの概略斜視図である。
【図２】記録ヘッドの移動範囲について説明する図である。
【図３】記録ヘッドの内部構造を説明する断面図である。
【図４】記録ヘッドの電気駆動系を説明するブロック図である。
【図５】駆動信号の一例を示す図である。
【図６】吐出されるインク滴に対する慣性の影響について説明する図である。
【図７】吐出されるインク滴の重量と速度との相関関係の一例を示す図である。
【図８】調整された駆動パルスの位相の一例について説明する図である。
【図９】調整された駆動パルスの位相の他の例について説明する図である。
【図１０】調整された駆動パルスの位相の他の例について説明する図である。
【図１１】調整された駆動パルスの位相の他の例について説明する図である。
【図１２】調整された駆動パルスの位相の他の例について説明する図である。
【図１３】着弾位置の補正について説明する図である。
【図１４】駆動信号の一例を示す図である。
【符号の説明】
１インクジェット式プリンタ
２インクカートリッジ
３カートリッジホルダ部
４記録ヘッド
５キャリッジ
６ガイド部材
７パルスモータ
８駆動プーリ
９逆転プーリ
１０タイミングベルト
１１ハウジング
１２記録紙
１３紙送りモータ
１４紙送りローラ
１５キャップ部材
１８制御用ＩＣ
１９情報読取端子
２１ケース
２２流路ユニット
２３振動子ユニット
２４圧力室
２５ノズル開口
２６収容室
２７スペーサ
２８ノズルプレート
２９振動板
３１共通インク室
３２インク供給路
３３インク供給管
３５ステンレス板
３６弾性体膜
３７アイランド部
３９記録ヘッドの電気駆動系
４０圧電振動子
４１固定基板
４４プリンタコントローラ
４５プリントエンジン
４６外部インターフェース
４７ＲＡＭ
４８ＲＯＭ
４９制御部
５０発振回路
５１駆動信号生成回路
５２内部インターフェース
５４シフトレジスタ回路
５５ラッチ回路
５６レベルシフタ回路
５７スイッチ回路
２００記録媒体
２０１記録媒体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that ejects liquid droplets from nozzle openings, and more particularly, to a liquid ejecting apparatus that can eject liquid drops from nozzle openings based on drive pulses.
[0002]
[Prior art]
An ink jet recording apparatus (a type of liquid ejecting apparatus) such as an ink jet printer or an ink jet plotter moves a recording head (head member) along the main scanning direction and also transfers a recording paper (a type of liquid ejected medium) An image (character) is recorded on the recording paper by moving along the scanning direction and ejecting ink droplets from the nozzle openings of the recording head in conjunction with the movement. The ink droplets are ejected, for example, by expanding and contracting a pressure generating chamber that communicates with the nozzle opening.
[0003]
The expansion / contraction of the pressure generating chamber is performed using, for example, deformation of the piezoelectric vibrator. In such a recording head, the piezoelectric vibrator is deformed in accordance with the supplied driving pulse, thereby changing the volume of the pressure chamber, and this volume change causes a pressure fluctuation in the ink in the pressure chamber, and the nozzle opening. Ink droplets are ejected.
[0004]
In such a recording apparatus, a drive signal that is a periodic signal having a pulse waveform is generated. On the other hand, ejection data is transmitted to the recording head. Then, based on the transmitted ejection data, only a necessary pulse waveform is selected from the drive signal and supplied to the piezoelectric vibrator. That is, whether or not ink droplets are ejected from the nozzle openings is controlled by ejection data.
[0005]
An example of the drive signal is shown in FIG. The drive signal as shown in FIG. 14 is generated by, for example, a DAC circuit or the like. The DAC circuit is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-1001 (particularly paragraphs 0066 and 0067).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Here, if ink droplets are ejected while the recording head is stationary, the ink droplets land at a position directly below the nozzle opening. However, in general, in order to perform high-speed recording, ink droplets are ejected while the recording head is moving. Thus, the ink droplets ejected from the moving recording head are subjected to inertia caused by the movement of the recording head and land at a position shifted from a position immediately below the nozzle opening at the time of ink droplet ejection.
[0007]
There is no conventional technique in which the recording accuracy is improved in consideration of such deviation of the landing position. The inventor of the present invention paid attention to the deviation of the landing position and made extensive studies for the purpose of remarkably improving the recording accuracy.
[0008]
The displacement of the landing position will be described in more detail with reference to FIG.
[0009]
As shown in FIG. 6, the ejection speed of the ink droplet when the recording head is stationary is v (m / s), the moving speed of the recording head is V (m / s), and from the nozzle opening. When the distance to the recording sheet is G (m), the deviation amount ΔL (m) from the position P0 immediately below the nozzle opening to the actual landing position P1 when ink droplets are ejected can be expressed by the following equation. .
[0010]
ΔL = V × G / v (1)
Therefore, if the ink droplets are ejected in advance at a position behind the desired landing position by the shift amount ΔL, the ink droplet can be landed on the desired landing position.
[0011]
The present invention has been made in consideration of such points, and an ink jet recording apparatus capable of realizing recording with extremely high accuracy in consideration of inertia caused by movement of the recording head, An object is to provide a liquid ejecting apparatus.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a head member having a nozzle opening, pressure changing means for changing the pressure of the liquid in the nozzle opening portion to discharge a liquid drop, a moving mechanism for moving the head member so as to pass a reference position, and a pulse Drive signal generating means for generating a discharge drive signal which is a periodic signal having a waveform, drive pulse generating means for generating a drive pulse based on discharge data and the discharge drive signal, and pressure fluctuation means based on the drive pulse The phase of the drive pulse generated by the drive pulse generation means at the timing of passage of the control body to be driven and the reference position of the head member is based on the velocity or mass of the liquid droplet ejected by the drive pulse. A liquid ejecting apparatus comprising: a phase setting unit for setting.
[0013]
According to the present invention, the phase setting unit determines the drive pulse generated by the drive pulse generation unit based on the velocity or mass of the liquid droplet ejected by the drive pulse in consideration of the inertia caused by the movement of the head member. Since the phase is set, the liquid droplet can be landed at a desired landing position.
[0014]
In general, the liquid ejecting apparatus further includes an ejected medium holding unit that holds the liquid ejected medium so as to face the nozzle opening of the head member and be separated from the nozzle opening by a substantially equal distance. In this case, it is preferable that the phase setting unit can set the phase of the driving pulse so that the landing position of the liquid droplet on the liquid ejection medium by the driving pulse becomes a desired position. Thereby, it is possible to accurately eject the liquid droplets onto the liquid ejection medium.
[0015]
Specifically, the phase setting unit calculates the phase of the driving pulse that realizes the landing position from the speed of the liquid droplet ejected by the driving pulse and the desired landing position, and the calculation result by the calculating unit. And a setting main body for setting the phase of the drive pulse.
[0016]
In this case, a suitable driving pulse phase that accurately reflects the deviation of the landing position can be set as appropriate.
[0017]
Here, it is known that the speed of the liquid droplet ejected by the drive pulse is substantially proportional to the mass of the liquid droplet (see FIG. 7). Therefore, the calculation unit may calculate the phase of the driving pulse that realizes the landing position from the mass of the liquid droplet ejected by the driving pulse and the desired landing position.
[0018]
In general, the liquid ejection medium is supported on the side opposite to the nozzle opening. Therefore, if the thickness of the liquid ejection medium changes, the distance between the nozzle opening and the liquid ejection medium changes. Thus, when the distance between the nozzle opening and the liquid ejection medium is variable, it is preferable to include a distance acquisition unit that acquires the distance.
[0019]
In this case, the calculation unit of the phase setting unit determines the landing position based on the distance between the nozzle opening and the liquid ejection medium acquired by the distance acquisition unit, the speed of the liquid droplet ejected by the driving pulse, and the desired landing position. It is preferable that the phase of the drive pulse to be realized is calculated.
[0020]
Alternatively, the calculation unit of the phase setting unit realizes the landing position based on the distance between the nozzle opening and the liquid ejection medium acquired by the distance acquisition unit, the mass of the liquid droplet ejected by the driving pulse, and the desired landing position. It is preferable that the phase of the driving pulse to be calculated is calculated.
[0021]
For example, the setting main body unit is configured to set the phase of the drive pulse by adjusting the phases of both the ejection data and the ejection drive signal. Alternatively, the phase of the drive pulse is set by shifting the phase of the discharge data by the period of the discharge drive signal. Alternatively, when one cycle of the ejection drive signal is composed of a plurality of identical pulse waveforms, the setting main unit shifts the phase of the ejection data by the pulse waveform unit of the ejection drive signal to thereby change the phase of the drive pulse. Is set.
[0022]
The moving mechanism may be configured so that the speed at which the head member is moved is variable. In this case, it is preferable to include a speed acquisition unit that acquires the moving speed of the head member by the moving mechanism.
[0023]
Further, the present invention provides a head member having a plurality of nozzle openings, pressure changing means for changing the pressure of the liquid in each nozzle opening portion to discharge a liquid drop, and moving the head member so as to pass a reference position. A moving mechanism; drive signal generating means for generating an ejection drive signal that is a periodic signal having a pulse waveform; and drive pulse generating means for generating each drive pulse based on the ejection data of each nozzle opening and the ejection drive signal; The control main body for driving the pressure variation means based on each drive pulse, and the phase of each drive pulse generated by the drive pulse generation means at the passage timing of the reference position of the head member is selected. A liquid ejecting apparatus comprising: a phase setting unit that is set for each opening.
[0024]
According to the present invention, the phase setting unit determines the drive pulse generated by the drive pulse generation unit based on the velocity or mass of the liquid droplet ejected by the drive pulse in consideration of the inertia caused by the movement of the head member. Since the phase is set for each selected nozzle opening, the liquid droplet can be landed at a desired landing position for each selected nozzle opening.
[0025]
The selected nozzle openings preferably have substantially the same speed of liquid droplets ejected therefrom. Or it is preferable that the selected nozzle opening is a nozzle opening which uses the same kind of liquid, for example.
[0026]
In addition to the type of liquid, the speed of the liquid droplet depends on the characteristics of the pressure fluctuation means that is driven for discharging the liquid droplet. Therefore, it is preferable that the selected nozzle openings have the same characteristics of the corresponding pressure fluctuation means. Pressure fluctuation means, for example, a piezoelectric vibrator, is often manufactured in the same process for each row. In this case, therefore, the selected nozzle openings are preferably nozzle openings arranged in the same row.
[0027]
Specifically, the phase setting unit calculates, for each selected nozzle opening, the phase of each driving pulse that realizes the landing position from the speed of the liquid droplet ejected by each driving pulse and the desired landing position. And a setting main body for setting the phase of each drive pulse for each of the selected nozzle openings based on the calculation result of the calculation unit.
[0028]
In this case, a suitable phase of each driving pulse that accurately reflects the deviation of the landing position can be appropriately set for each of the selected nozzle openings.
[0029]
As described above, it is known that the speed of the liquid droplet ejected by each drive pulse is substantially proportional to the mass of the liquid droplet (see FIG. 7). Therefore, the calculation unit calculates the phase of each driving pulse for realizing the landing position from the mass of the liquid droplet ejected by each driving pulse and the desired landing position for each selected nozzle opening. May be.
[0030]
In addition, when the distance between the nozzle opening and the liquid ejection medium is variable, it is preferable to include a distance acquisition unit that acquires the distance.
[0031]
In this case, the calculation unit of the phase setting unit calculates the distance from the nozzle opening and the liquid ejection medium acquired by the distance acquisition unit, the velocity or mass of the liquid droplet ejected by each drive pulse, and the desired landing position. It is preferable to calculate the phase of each drive pulse that realizes the landing position.
[0032]
The setting main body is configured to set the phase of each drive pulse by adjusting the phases of both the ejection data and the ejection drive signal, for example. Alternatively, the phase of each drive pulse is set by shifting the phase of the ejection data in units of the period of the ejection drive signal. Alternatively, when one period of the ejection drive signal is composed of a plurality of identical pulse waveforms, the setting main body unit shifts the phase of the ejection data by the pulse waveform unit of the ejection drive signal, thereby The phase is set.
[0033]
The moving mechanism may be configured so that the speed at which the head member is moved is variable. In this case, it is preferable to include a speed acquisition unit that acquires the moving speed of the head member by the moving mechanism.
[0034]
The control device or each element means of the control device can be realized by a computer system.
[0035]
Further, a program for causing a computer system to implement each device or each means and a computer-readable recording medium recording the program are also subject to protection in this case.
[0036]
Here, the recording medium includes not only a floppy disk or the like that can be recognized as a single unit, but also a network that propagates various signals.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0038]
As shown in FIG. 1, an ink jet recording apparatus (an example of a liquid ejecting apparatus) according to the present embodiment is an ink jet printer 1, and includes a cartridge holder portion 3 that can hold a plurality of ink cartridges 2, a recording head 4, and the like. The carriage 5 is provided. The recording head 4 supports color recording. The carriage 5 is reciprocated along the main scanning direction by a head scanning mechanism.
[0039]
The head scanning mechanism is connected to a guide member 6 installed in the left-right direction of the housing 11, a pulse motor (step motor) 7 provided on one side of the housing, and a rotation shaft of the pulse motor 7 and is driven to rotate. The drive pulley 8, the reverse pulley 9 attached to the other side of the housing, the timing belt 10 spanned between the drive pulley 8 and the reverse pulley 9 and coupled to the carriage 5, and the rotation of the pulse motor 7 are controlled. Printer controller 44 (see FIG. 4). Accordingly, by operating the pulse motor 7, the carriage 5, that is, the recording head 4 can be reciprocated in the main scanning direction which is the width direction of the recording paper 12.
[0040]
The printer 1 also has a paper feed mechanism that feeds a recording medium (an example of a liquid ejected medium) such as the recording paper 12 in the paper feed direction (sub-scanning direction). The paper feed mechanism is composed of a paper feed motor 13 and a paper feed roller 14. The recording medium such as the recording paper 12 is sequentially sent out in conjunction with the recording operation (main scanning).
[0041]
A home position and a standby position are set in an end area within the moving range of the carriage 5 (recording head 4) and outside the recording area. As shown in FIG. 2, the home position is set at one end (right side in the drawing) of the head movement range in which the recording head 4 can move. Further, the standby position is set substantially adjacent to the home position on the recording area side.
[0042]
The home position is a place where the recording head 4 moves and stays when recording is not performed when the power is turned off or for a long time. When the recording head 4 is located at the home position, the cap member 15 contacts the nozzle plate 28 (see FIG. 3) to seal the nozzle opening 25 (see FIG. 3). The cap member 15 is a member obtained by molding an elastic member such as rubber into a substantially square tray shape whose upper surface is open, and a moisturizing material such as felt is attached inside. By sealing the recording head 4 with the cap member 15, the inside of the cap is kept at high humidity, and evaporation of the ink solvent from the nozzle opening 25 is prevented.
[0043]
The standby position is a position that is a starting point when the recording head 4 is main-scanned. That is, the recording head 4 normally stands by at this standby position, is scanned from the standby position to the recording area side during the recording operation, and returns to the standby position when the recording operation is completed.
[0044]
Further, in the present embodiment, an acceleration area is set between the standby position and the recording area. The acceleration area is an area for accelerating the scanning speed of the recording head 4 to a predetermined speed.
[0045]
Next, the structure of the recording head 4 will be described. As shown in FIG. 3, the exemplified recording head 4 includes a case 21 and a flow path unit 22 joined to the front end surface of the case 21. A vibrator unit 23 is housed inside the case 21. The vibrator unit 23 generates a pressure fluctuation in the pressure chamber 24 of the flow path unit 22 and discharges ink droplets from the nozzle openings 25.
[0046]
A housing chamber 26 for housing the vibrator unit 23 is formed inside the case 21. The case 21 is molded into a box-like body by using, for example, a resin material. The accommodation chamber 26 provided in the case 21 is open on the side of the joint surface with the flow path unit 22.
[0047]
The flow path unit 22 has a configuration in which a nozzle plate 28 is joined to one surface of a spacer 27 and a diaphragm 29 is joined to the other surface of the spacer 27. The spacer 27 is composed of a silicon wafer or the like, and is formed in a predetermined pattern by etching. In this case, the predetermined pattern is a partition pattern that forms a plurality of pressure chambers 24 communicating with each nozzle opening 25, a common ink chamber 31, a plurality of ink supply paths 32 communicating from the common ink chamber 31 to each pressure chamber 24, and the like. It is. The common ink chamber 31 is connected to the ink supply pipe 33 through a connection port, and the ink stored in the ink cartridge 2 is supplied to the common ink chamber 31 through this connection port.
[0048]
In the nozzle plate 28, a plurality of nozzle openings 25 are formed in a row at a pitch corresponding to the dot formation density. The nozzle rows formed by these nozzle openings 25 are aligned in the paper feed direction, that is, the sub-scanning direction.
[0049]
The diaphragm 29 has a double structure in which an elastic film 36 such as a PPS film is laminated on a stainless steel plate 35. In the portion corresponding to each pressure chamber 24, the stainless steel plate 35 side is circularly etched to form an island portion 37 in the ring.
[0050]
The vibrator unit 23 includes a piezoelectric vibrator 40 which is a kind of pressure generating element and a fixed substrate 41. The piezoelectric vibrator 40 is a comb in which slit portions are formed at a predetermined pitch corresponding to each pressure chamber 24 of the flow path unit 22 on one piezoelectric vibrator plate in which piezoelectric bodies and electrode layers are alternately laminated. It is formed in a tooth shape. That is, the pressure transducers 40 for one row are formed of the same material at the same time.
[0051]
The fixed substrate 41 is fixed to the base end portion of the comb-like vibrator 40. The vibrator unit 23 is inserted into the housing chamber 26 of the case 21 with the tip of the piezoelectric vibrator 40 facing from the opening, and is attached to the case 21 by fixing the fixed substrate 41 to the inner wall of the housing chamber 26. Yes. In this attached state, each comb-like tip of the piezoelectric vibrator 40 is fixed to the corresponding island portion 37 of the diaphragm 29.
[0052]
Each piezoelectric vibrator 40 expands and contracts in the element longitudinal direction perpendicular to the stacking direction by applying a potential difference between the opposing electrodes. As a result, the elastic film 36 defining the pressure chamber 24 is displaced. That is, by extending the piezoelectric vibrator 40 in the longitudinal direction, the island portion 37 is pushed toward the nozzle plate 28, the elastic film 36 around the island portion is deformed, and the pressure chamber 24 is contracted. Further, by reducing the piezoelectric vibrator 40 in the longitudinal direction, the elastic film 36 is displaced and the pressure chamber 24 is expanded. Along with the expansion / contraction of the pressure chamber 24, pressure fluctuation occurs in the ink filled in the pressure chamber 24, and ink droplets are ejected from the nozzle openings 25.
[0053]
In the present embodiment, the recording head 4 is configured for color recording capable of discharging a plurality of different colors. That is, the nozzle plate 28 is provided with a plurality of nozzle rows (for example, four rows) in the main scanning direction. Components such as the pressure chamber 24 and the vibrator unit 23 are provided corresponding to each nozzle row. The cartridge holder unit 3 is mounted with a black ink cartridge 2a storing black ink and a color ink cartridge 2b storing yellow ink, magenta ink, and cyan ink individually. Thus, printing is performed by discharging ink of each color from the corresponding nozzle row.
[0054]
A control IC 18 (see FIG. 4) is mounted on each of the black ink cartridge 2a and the color ink cartridge 2b. The control IC 18 functions as a type information storage unit, and stores ink type information indicating the type of ink stored in the cartridge.
[0055]
The ink type information is constituted by ID information indicating information such as the type of color material (pigment) used and the color of the ink, for example. Accordingly, the control IC 18 of the black ink cartridge 2a stores ID information indicating a dye-based black ink or a pigment-based black ink. In addition, the control IC 18 of the color ink cartridge 2b includes a first block = dye yellow ink, a second block = dye magenta ink, and a third block = dye cyan ink. ID information indicating information such as the color material type and ink color for the stored ink is stored.
[0056]
On the other hand, the cartridge holder portion 3 is provided with an information reading terminal 19 (see FIG. 4) that is electrically connected to the control IC 18 in a state where the ink cartridge 2 is mounted. The information reading terminal 19 is a terminal for reading out ink type information stored in the control IC 18. The information reading terminal 19 is electrically connected to the control unit 49 of the printer controller 44. Accordingly, the control unit 49 can acquire ink type information (ID information) through the information reading terminal 19.
[0057]
Next, the electrical configuration of the printer 1 will be described. As shown in FIG. 4, the ink jet printer 1 includes a printer controller 44 and a print engine 45.
[0058]
The printer controller 44 includes an external interface (external I / F) 46, a RAM 47 that temporarily stores various data, a ROM 48 that stores a control program, a control unit 49 that includes a CPU, a clock, and the like. An oscillation circuit 50 that generates a signal, a drive signal COM 51 that generates a drive signal COM and a fine vibration signal VS to be supplied to the piezoelectric vibrator 40 of the recording head 4, a drive signal COM, and print data (discharge data) And an internal interface (internal I / F) 52 that transmits dot pattern data (bitmap data) and the like developed based on () to the print engine 45.
[0059]
The external I / F 46 receives, for example, print data composed of character codes, graphic functions, image data, and the like from a host computer (not shown). Further, a busy signal (BUSY) and an acknowledge signal (ACK) are output to the host computer or the like through the external I / F 46.
[0060]
The RAM 47 includes a reception buffer, an intermediate buffer, an output buffer, and a work memory (not shown). The reception buffer temporarily stores print data received via the external I / F 46, the intermediate buffer stores intermediate code data converted by the control unit 49, and the output buffer stores dot pattern data. Remember. Here, the dot pattern data is print data obtained by decoding (translating) intermediate code data (for example, gradation data).
[0061]
The ROM 48 stores font data, graphic functions, and the like in addition to a control program (control routine) for performing various data processing. Furthermore, the ROM 48 also stores setting data for maintenance operations.
[0062]
The control unit 49 develops print data received from a host computer or the like into dot pattern data (recording operation control), and controls a fine vibration operation performed for each main scan (unit scan).
[0063]
At the time of recording operation control, the control unit 49 reads the print data in the reception buffer, converts the print data into intermediate code data, and stores the intermediate code data in the intermediate buffer. In addition, the control unit 49 analyzes the intermediate code data read from the intermediate buffer and develops (decodes) it into dot pattern data with reference to the font data and graphic functions stored in the ROM 48. Then, the control unit 49 stores the dot pattern data in the output buffer after performing the necessary decoration processing.
[0064]
The data of each dot (one pixel) in the dot pattern data is composed of 3-bit print data. Each print data (bit) functions as a selection signal for selecting a corresponding drive pulse (DP1 to DP3) from a drive signal COM (see FIG. 5) described later. Details of the print data will be described later.
[0065]
If dot pattern data for one line that can be recorded by one main scan of the recording head 4 is obtained, the dot pattern data for one line is sequentially transferred from the output buffer to the recording head 4 through the internal I / F 52. Output to the electric drive system 39, the carriage 5 is scanned, and printing for one line (unit scan) is performed. When dot pattern data for one line is output from the output buffer, the developed intermediate code data is erased from the intermediate buffer, and the development process for the next intermediate code data is performed.
[0066]
The drive signal generation circuit 51 functions as drive signal generation means, and generates a drive signal COM in which a plurality of drive pulses are arranged in time series in order to perform recording with a variable amount of dots. This drive signal COM is output to the electric drive system 39 of the recording head 4 via the internal I / F 52 during the recording operation.
[0067]
As shown in FIG. 5, the drive signal COM of the present embodiment is a series of the first drive pulse DP1, the second drive pulse DP2, and the third drive pulse DP3 in this order within a predetermined printing cycle T0. These are periodic signals arranged in a row. In this case, the drive pulses DP1 to DP3 are the same pulse signal. This printing cycle T0 is a set time for recording one pixel, and serves as a basic timing for synchronization in the recording operation (main scanning). Then, as will be described later, the drive pulses DP1, DP2, DP3 arranged within the period of the printing cycle T0 are appropriately selected and supplied to the piezoelectric vibrator 40. Thereby, different amounts of ink droplets can be appropriately discharged from the nozzle openings 25 of the recording head 4 for each pixel.
[0068]
In addition, the control unit 49 includes speed acquisition means 49 a that acquires the moving speed V of the recording head 4 in order to adjust the phase of the drive pulse, which is the main focus of the present invention. The speed acquisition unit 49a acquires a set value of the moving speed of the recording head 4 set by a user or the like, or a measured value of the moving speed of the recording head 4 measured by some known sensor (not shown). It has become.
[0069]
In addition, when a plurality of types of recording paper 12 (recording medium) having different thicknesses can be used, the control unit 49 includes a distance acquisition unit 49b that acquires the distance G between the nozzle opening 13 and the recording paper 12. is doing. The distance acquisition unit 49b acquires a distance setting value corresponding to a paper type set by a user or the like, or a measurement value of the distance measured by some known sensor (not shown). .
[0070]
The control unit 49 has a phase setting unit 49 c that sets the phase of the drive pulse at the passage timing of a reference position (described later) of the recording head 4. The phase setting unit 49c has a distance G (m) between the nozzle opening 13 and the recording paper 12 acquired by the distance acquisition unit 49b, and a velocity v (m / s) of an ink droplet ejected by the drive pulse (described later). The drive pulse for realizing the landing position from the moving speed V (m / s) of the recording head 4 acquired by the speed acquisition means 49a and the desired landing position X. 49d for calculating the phase of.
[0071]
As shown in FIG. 6, the ink droplets ejected from the nozzle openings 13 land on the recording paper 12 after G / v (s) has elapsed since ejection. During this time, the ink droplet moves in the horizontal direction by V × G / v (m). Accordingly, ink droplets should be ejected at a position preceding the landing position X by V × G / v (m). The calculation unit 49d obtains the phase of the drive pulse so as to satisfy such a condition.
[0072]
The phase setting unit 49c includes a setting main body 49e that sets the phase of the drive pulse based on the calculation result of the calculation unit 49d. An example of the drive pulse based on the phase set by the setting main body 49e will be described later.
[0073]
Here, the ejection speed v (m / s) of the ink droplet means a speed component in the direction toward the recording paper 12, and corresponds to the characteristics of various inks and the piezoelectric vibrator 40 of each nozzle opening 13. It is preferable to use actually measured values stored in a table in advance. The ink characteristic information can be obtained from the control IC 18 described above. Accordingly, the ink droplet ejection speed v (m / s) can be obtained by adding the ink characteristic information obtained from the control IC 18 to the characteristics of each piezoelectric vibrator.
[0074]
In the present embodiment, the discharge speed acquisition means 49f provided in the control unit 49 corresponds to the piezoelectric vibrator 40 for each column (simultaneously formed of the same material), and various ink types measured in advance. Is stored in the form of table data. The ejection speed acquisition unit 49f searches the table data from the ink characteristics (type) obtained through the information reading terminal 19 to obtain the ejection speed v1 (m / s) for the ink. It has become.
[0075]
However, when the characteristics of the ink used are always constant, the ink droplet ejection characteristics depend only on the characteristics of each piezoelectric vibrator.
[0076]
In terms of accuracy, it is most preferable to actually measure and deal with the ejection characteristics of the ink droplets for each individual piezoelectric vibrator. However, as in this embodiment, one row of piezoelectric vibrators is made from the same material. In such a case, it is sufficiently effective to define ink droplet ejection characteristics for each row.
[0077]
The print engine 45 includes a paper feed motor 13 as a paper feed mechanism, a pulse motor 7 as a head scanning mechanism, and an electric drive system 39 of the recording head 4.
[0078]
Next, the electric drive system 39 of the recording head 4 will be described. As shown in FIG. 4, the electric drive system 39 includes a shift register circuit 54, a latch circuit 55, a level shifter circuit 56, a switch circuit 57, and the piezoelectric vibrator 40 that are electrically connected in order. These shift register circuit 54, latch circuit 55, level shifter circuit 56, and switch circuit 57 are provided corresponding to the comb-like piezoelectric vibrator 40 (corresponding to each nozzle opening 25), respectively.
[0079]
The recording head 4 ejects a plurality of ink droplets having different ink amounts for each pixel based on the dot pattern data sent from the printer controller 44 to the electric drive system 39.
[0080]
The dot pattern data (SI) is serially transmitted to the shift register 54 via the internal I / F 52 in synchronization with the clock signal (CK) from the oscillation circuit 50. The serially transmitted dot pattern data is temporarily latched by the latch circuit 55. If the latched print data is “1”, it is boosted to a voltage capable of driving the switch 57 by the level shifter 56 which is a voltage amplifier. The boosted data is supplied to the switch 57. The drive signal COM from the drive signal generation circuit 51 is input to the input side of the switch 57, and the piezoelectric vibrator 40 is connected to the output side of the switch 57. As a result, during the period when the print data applied to the switch 57 is “1”, the drive signal COM generated by the drive signal generation circuit 51 is supplied to the piezoelectric vibrator 40, and the piezoelectric vibrator 40 is responded to the drive signal COM. Transforms. On the other hand, while the print data applied to the switch 57 is “0”, the supply of the drive signal to the piezoelectric vibrator 26 is cut off.
[0081]
In the present embodiment, each drive pulse DP1, DP2, DP3 included in the drive signal COM is selectively supplied to the piezoelectric vibrator 40 in accordance with the value of 3-bit print data. That is, the most significant bit D1 corresponds to the first drive pulse DP1, the second bit D2 corresponds to the second drive pulse DP2, and the least significant bit D3 corresponds to the third drive pulse DP3. . By transmitting the dot pattern data constituted by such print data to the recording head 4, each drive pulse DP1, DP2, DP3 is selectively supplied to the piezoelectric vibrator 40.
[0082]
For example, as shown in FIG. 5, when ink droplets capable of forming micro dots (for example, ink droplets of about 10 pL) are ejected from the nozzle openings 25, the print data is D1 = 0, D2 = 1, D3 = Set to zero. At this time, only the second drive pulse DP2 is selectively supplied to the piezoelectric vibrator 40. When ink droplets capable of forming middle dots (for example, about 20 pL ink droplets) are ejected from the nozzle opening 25, the print data is set to D1 = 1, D2 = 0, and D3 = 1. At this time, the first drive pulse DP1 and the third drive pulse DP3 are selectively supplied to the piezoelectric vibrator 40. Similarly, when ink droplets that can form large dots (for example, about 30 pL ink droplets) are ejected from the nozzle openings 25, the print data is set to D1 = 1, D2 = 1, and D3 = 1. At this time, all the drive pulses DP <b> 1 to DP <b> 3 are supplied to the piezoelectric vibrator 40.
[0083]
Next, drive pulse phase adjustment performed prior to the recording operation will be described.
[0084]
FIG. 7 shows an example of the correlation between the weight of a certain ink droplet ejected from a certain nozzle opening and one pulse waveform (any of DP1 to DP3) of the ejection drive signal COM shown in FIG. 5 and the ejection speed. Show. In this case, the frequency of the pulse waveform was 28.8 kHz (the frequency of the drive signal COM was 9.6 kHz), and the moving speed of the carriage 3 (recording head 4) was 200 cps (= 508 mm / s).
[0085]
As shown in FIG. 7, at the nozzle opening, the weight of the ink droplet and the ejection speed are substantially proportional. Thus, the ink droplet ejection speed can be obtained by measuring the weight of the ejected ink droplet.
[0086]
In the present embodiment, the ejection speed for the various ink types is obtained from the ejection weight of the ink droplets measured in advance for the various ink types. As described above, the ejection speed acquisition unit 49f stores table data in which each of the various ink types is associated with the ejection speed thereof.
[0087]
The ejection speed acquisition unit 49f searches the table data from the characteristics (characteristics) of the ink obtained through the information reading terminal 19 and obtains the ejection speed v1 (m / s) for the ink.
[0088]
On the other hand, the speed acquisition unit 49a acquires the moving speed V (m / s) of the recording head 4 as described above. Further, the distance acquisition unit 49b acquires the distance G between the nozzle opening 13 and the recording paper 12 as described above.
[0089]
The calculation unit 49d is configured such that the distance G (m) between the nozzle opening 13 and the recording paper 12, the velocity v1 (m / s) of the ink droplet ejected by the drive pulse, and the moving velocity V (m / s) of the recording head 4. ) And a print start point X (an example of a reference position, a landing position based on the start end print data), and a drive corresponding to the start end print data when passing through the point V × G / v1 (m) going back from the print start point X. The phase of the drive pulse is calculated so that the pulse is supplied.
[0090]
As shown in FIG. 8, the setting main body 49e receives the calculation result by the calculation unit 49d and goes back to the print start point X by a point V × G / v1 (m) (V × G / v1 (m)). Supply of dummy print data “0” that is given a predetermined number prior to the generation start timing of the ejection drive signal COM and the print data so that the drive pulse corresponding to the start-end print data is supplied when passing the rear point) Set the start timing.
[0091]
If the moving speed V (m / s) of the recording head 4 is already at a constant speed at a point V × G / v1 (m) that goes back from the printing start point X, the timing control is related to time. Therefore, the timing of G / v1 (s) before the nozzle opening passes the print start point X can be set as the discharge drive signal generation start timing and the dummy print data supply start timing. That is, in such a case, information on the moving speed V (m / s) of the recording head 4 is not necessary.
[0092]
Here, a case where the ink droplet ejection speed is higher, that is, a case where the ink droplet ejection speed v2 is larger than the speed v1 is considered. In this case, since V × G / v2 (m) <V × G / v1 (m), as shown in FIG. 9, the preceding degree is reduced as compared with the case of FIG. The phase of the drive pulse is set so that the supply of dummy print data is started.
[0093]
Conversely, consider the case where the ink droplet ejection speed is smaller, that is, the case where the ink droplet ejection speed v3 is smaller than the speed v1. In this case, since V × G / v3 (m)> V × G / v1 (m), as shown in FIG. 10, the ejection drive signal generation and dummy print data are preceded by the case of FIG. The phase of the drive pulse is set so that the supply of is started.
[0094]
In the case of FIG. 9 and FIG. 10 described above, by correcting the timing of both the generation start of the ejection drive signal and the supply start of the dummy print data, the phase of the drive pulse formed therefrom when passing through the reference position is corrected. It is corrected. However, there are cases where it is desired to avoid correcting the generation start timing of the ejection drive signal. In such a case, the phase of the drive pulse can be corrected in the following manner. That is, as shown in FIGS. 11 and 12, the generation start timing of the ejection drive signal and the supply start timing of the dummy print data “0” are fixed, while the number of dummy print data before printing is increased or decreased. As a result, the phase of the drive pulse can be corrected.
[0095]
In the present embodiment, one print data (including a dummy) corresponds to one pulse waveform in one cycle of the ejection drive signal COM. Therefore, as shown in FIG. 11, by increasing the number of dummy print data before printing from n in the case of FIG. 8 to (n + 1), the supply of the start print data is delayed by one cycle of the pulse waveform. Can do. Similarly, as shown in FIG. 12, by reducing the number of pre-printing dummy print data from n in the case of FIG. 8 to (n−1), the start-end print data is supplied for one cycle of the pulse waveform. Can only be accelerated.
[0096]
The number of increases / decreases in the dummy print data is determined according to the ink ejection speed. Here, assuming that the n pre-printing dummy print data of FIG. 8 is used for the ink having a discharge speed of 7 [m / s] under the conditions described with reference to FIG. When the distance between the recording paper 13 and the recording paper 12 is 1.2 mm (general example when the recording paper is plain paper), the number of increase / decrease in the print data is as shown in Table 1.
[0097]
[Table 1]

FIG. 13 shows an outline of correction of the landing position by increasing / decreasing print data.
[0098]
Further, under the same assumption, when the distance between the nozzle opening 13 and the recording paper 12 is 2.4 mm (a general example in the case where the recording medium is a CD-R), the number of increases / decreases in print data is As shown in Table 2.
[0099]
[Table 2]

When the ejection speeds in Tables 1 and 2 are replaced with ink weight ratios using the correlation in FIG. 7, Tables 3 and 4 below are obtained, respectively.
[0100]
[Table 3]

[Table 4]

As described above, according to the present embodiment, the phase setting unit 49c is driven in consideration of the inertia caused by the movement of the recording head 4 based on the speed or mass of the liquid droplet ejected by the drive pulse. Since the phase of the pulse is set, the ink droplet can be landed at a desired landing position.
[0101]
In order to obtain a higher correction accuracy of the landing position, timing correction as described with reference to FIGS. 9 and 10 is effective. However, in terms of simple control, FIGS. 11 and 12 are used. The correction by increasing / decreasing the number of dummy print data explained is also effective.
[0102]
When one cycle of the ejection drive signal has a plurality of different pulse waveforms, the phase of the drive pulse can be corrected in units of the cycle of the output drive signal.
[0103]
Further, the ink droplet ejection speed depends on the characteristics of the nozzle openings and the characteristics of the ink as described above. Therefore, it is preferable to generate an ink type-discharge speed table for each individual nozzle opening, but this is troublesome. When the piezoelectric vibrator 40 is manufactured in the same process for each row as in the present embodiment, it is assumed that the ejection characteristics of the nozzle openings are the same for each row, and for each row. It is sufficient to test the characteristics of the nozzle opening.
[0104]
In addition to the piezoelectric vibrator 40, a heat generating element, a magnetostrictive element, or the like can be used as a pressure generating element that causes pressure fluctuation in the pressure chamber 24.
[0105]
Further, although the printer controller 44 is constituted by a computer system, a program for causing the computer system to realize each element and a computer-readable recording medium 201 on which the program is recorded are also subject to protection in this case.
[0106]
Furthermore, when each of the above elements is realized by a program (second program) such as an OS that operates on a computer system, a program including various instructions for controlling the program (second program) such as the OS, and the like The recording medium 202 on which the program is recorded is also a subject to be protected.
[0107]
Here, the

recording media

201 and 202 include not only a floppy disk or the like that can be recognized as a single unit, but also a network that propagates various signals.
[0108]
Although the above description has been made with respect to an ink jet recording apparatus, the present invention broadly covers liquid ejecting apparatuses in general. As an example of the liquid, in addition to ink, glue, nail polish or the like can be used.
[0109]
【The invention's effect】
According to the present invention, the phase setting unit determines the drive pulse generated by the drive pulse generation unit based on the velocity or mass of the liquid droplet ejected by the drive pulse in consideration of the inertia caused by the movement of the head member. Since the phase is set, the liquid droplet can be landed at a desired landing position.
[0110]
Further, according to the present invention, the phase setting unit drives based on the velocity or mass of the liquid droplet ejected by the driving pulse, and is generated by the driving pulse generating unit in consideration of the inertia caused by the movement of the head member. Since the phase of the pulse is set for each selected nozzle opening, the liquid droplet can be landed at a desired landing position for each selected nozzle opening.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a moving range of a recording head.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the internal structure of a recording head.
FIG. 4 is a block diagram illustrating an electric drive system of a recording head.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a drive signal.
FIG. 6 is a diagram illustrating the influence of inertia on ejected ink droplets.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a correlation between the weight and speed of ejected ink droplets.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a phase of an adjusted drive pulse.
FIG. 9 is a diagram for explaining another example of the phase of the adjusted drive pulse.
FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the phase of the adjusted drive pulse.
FIG. 11 is a diagram for explaining another example of the phase of the adjusted drive pulse.
FIG. 12 is a diagram for explaining another example of the phase of the adjusted drive pulse.
FIG. 13 is a diagram for explaining correction of a landing position.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a drive signal.
[Explanation of symbols]
1 Inkjet printer
2 Ink cartridge
3 Cartridge holder
4 Recording head
5 Carriage
6 Guide members
7 Pulse motor
8 Drive pulley
9 Reverse pulley
10 Timing belt
11 Housing
12 Recording paper
13 Paper feed motor
14 Paper feed roller
15 Cap member
18 Control IC
19 Information reading terminal
21 cases
22 Channel unit
23 vibrator unit
24 Pressure chamber
25 Nozzle opening
26 containment room
27 Spacer
28 Nozzle plate
29 Diaphragm
31 Common ink chamber
32 Ink supply path
33 Ink supply tube
35 Stainless steel plate
36 Elastic membrane
37 Island
39 Electric drive system of recording head
40 Piezoelectric vibrator
41 Fixed substrate
44 Printer controller
45 Print Engine
46 External interface
47 RAM
48 ROM
49 Control unit
50 Oscillator circuit
51 Drive signal generation circuit
52 Internal interface
54 Shift register circuit
55 Latch circuit
56 level shifter circuit
57 Switch circuit
200 recording media
201 recording medium

Claims

A head member having a nozzle opening;
Pressure fluctuation means for changing the pressure of the liquid in the nozzle opening to discharge liquid droplets;
A moving mechanism for moving the head member so as to pass the reference position;
Drive signal generating means for generating an ejection drive signal that is a periodic signal having a pulse waveform;
Drive pulse generation means for generating a drive pulse based on discharge data including dummy data corresponding to non-discharge before the start of discharge and the discharge drive signal;
A control body for driving the pressure fluctuation means based on the drive pulse;
The phase of the drive pulse generated by the drive pulse generation means at the passage timing of the reference position of the head member is changed based on the type of liquid droplets ejected by the drive pulse, and the number of dummy data is changed. A phase setting unit that shifts the ejection data by a period of the ejection drive signal;
A liquid ejecting apparatus comprising:

A head member having a nozzle opening;
Pressure fluctuation means for changing the pressure of the liquid in the nozzle opening to discharge liquid droplets;
A moving mechanism for moving the head member so as to pass the reference position;
Drive signal generating means for generating an ejection drive signal which is a periodic signal having a pulse waveform and has a plurality of identical pulses in one cycle;
Drive pulse generation means for generating a drive pulse based on discharge data including dummy data corresponding to non-discharge before the start of discharge and the discharge drive signal;
A control body for driving the pressure fluctuation means based on the drive pulse;
The phase of the drive pulse generated by the drive pulse generation means at the passage timing of the reference position of the head member is changed based on the type of liquid droplets ejected by the drive pulse, and the number of dummy data is changed. A phase setting unit that shifts the ejection data in pulse waveform units of the ejection drive signal;
A liquid ejecting apparatus comprising:

A head member having a nozzle opening;
Pressure fluctuation means for changing the pressure of the liquid in the nozzle opening to discharge liquid droplets;
A moving mechanism for moving the head member so as to pass the reference position;
Drive signal generating means for generating an ejection drive signal that is a periodic signal having a pulse waveform;
Drive pulse generation means for generating a drive pulse based on discharge data including dummy data corresponding to non-discharge before the start of discharge and the discharge drive signal;
A control body for driving the pressure fluctuation means based on the drive pulse;
The number of the dummy data is changed based on the distance between the nozzle opening and the ejection medium with respect to the phase of the drive pulse generated by the drive pulse generating means at the passage timing of the reference position of the head member. And a phase setting unit that shifts the ejection data by a period unit of the ejection drive signal;
A liquid ejecting apparatus comprising:

A head member having a nozzle opening;
Pressure fluctuation means for changing the pressure of the liquid in the nozzle opening to discharge liquid droplets;
A moving mechanism for moving the head member so as to pass the reference position;
Drive signal generating means for generating an ejection drive signal which is a periodic signal having a pulse waveform and has a plurality of identical pulses in one cycle;
Drive pulse generation means for generating a drive pulse based on discharge data including dummy data corresponding to non-discharge before the start of discharge and the discharge drive signal;
A control body for driving the pressure fluctuation means based on the drive pulse;
The number of the dummy data is changed based on the distance between the nozzle opening and the ejection medium with respect to the phase of the drive pulse generated by the drive pulse generating means at the passage timing of the reference position of the head member. And a phase setting unit for shifting the ejection data in units of pulse waveforms of the ejection drive signal;
A liquid ejecting apparatus comprising:

The liquid ejecting apparatus according to claim 1, further comprising a distance acquisition unit that acquires a distance between the nozzle opening and the liquid ejection medium.

The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the phase setting unit sets a phase of a driving pulse for each nozzle opening.

The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the phase setting unit sets a phase of a driving pulse for each nozzle opening row.

A head member having a nozzle opening;
Pressure fluctuation means for changing the pressure of the liquid in the nozzle opening to discharge liquid droplets;
A moving mechanism for moving the head member so as to pass the reference position;
An apparatus for controlling a liquid ejecting apparatus comprising:
Drive signal generating means for generating an ejection drive signal that is a periodic signal having a pulse waveform;
Drive pulse generation means for generating a drive pulse based on discharge data including dummy data corresponding to non-discharge before the start of discharge and the discharge drive signal;
A control body for driving the pressure fluctuation means based on the drive pulse;
The phase of the drive pulse generated by the drive pulse generation means at the passage timing of the reference position of the head member is changed based on the type of liquid droplets ejected by the drive pulse, and the number of dummy data is changed. A phase setting unit that shifts the ejection data by a period of the ejection drive signal;
A program for operating a computer system including at least one computer as a control device.

A head member having a nozzle opening;
Pressure fluctuation means for changing the pressure of the liquid in the nozzle opening to discharge liquid droplets;
A moving mechanism for moving the head member so as to pass the reference position;
An apparatus for controlling a liquid ejecting apparatus comprising:
Drive signal generating means for generating an ejection drive signal which is a periodic signal having a pulse waveform and has a plurality of identical pulses in one cycle;
Drive pulse generation means for generating a drive pulse based on discharge data including dummy data corresponding to non-discharge before the start of discharge and the discharge drive signal;
A control body for driving the pressure fluctuation means based on the drive pulse;
The phase of the drive pulse generated by the drive pulse generation means at the passage timing of the reference position of the head member is changed based on the type of liquid droplets ejected by the drive pulse, and the number of dummy data is changed. A phase setting unit that shifts the ejection data in pulse waveform units of the ejection drive signal;
A program for operating a computer system including at least one computer as a control device.

A head member having a nozzle opening;
Pressure fluctuation means for changing the pressure of the liquid in the nozzle opening to discharge liquid droplets;
A moving mechanism for moving the head member so as to pass the reference position;
An apparatus for controlling a liquid ejecting apparatus comprising:
Drive signal generating means for generating an ejection drive signal that is a periodic signal having a pulse waveform;
Drive pulse generation means for generating a drive pulse based on discharge data including dummy data corresponding to non-discharge before the start of discharge and the discharge drive signal;
A control body for driving the pressure fluctuation means based on the drive pulse;
The number of the dummy data is changed based on the distance between the nozzle opening and the ejection medium with respect to the phase of the drive pulse generated by the drive pulse generating means at the passage timing of the reference position of the head member. And a phase setting unit that shifts the ejection data by a period unit of the ejection drive signal;
A program for operating a computer system including at least one computer as a control device.

A head member having a nozzle opening;
Pressure fluctuation means for changing the pressure of the liquid in the nozzle opening to discharge liquid droplets;
A moving mechanism for moving the head member so as to pass the reference position;
An apparatus for controlling a liquid ejecting apparatus comprising:
Drive signal generating means for generating an ejection drive signal which is a periodic signal having a pulse waveform and has a plurality of identical pulses in one cycle;
Drive pulse generation means for generating a drive pulse based on discharge data including dummy data corresponding to non-discharge before the start of discharge and the discharge drive signal;
A control body for driving the pressure fluctuation means based on the drive pulse;
The number of the dummy data is changed based on the distance between the nozzle opening and the ejection medium with respect to the phase of the drive pulse generated by the drive pulse generating means at the passage timing of the reference position of the head member. And a phase setting unit for shifting the ejection data in units of pulse waveforms of the ejection drive signal;
A program for operating a computer system including at least one computer as a control device.