JP4288973B2 - Droplet ejection apparatus and droplet ejection method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置および液滴吐出方法に関し、さらに詳しくは、液滴を吐出して記録媒体上に文字や画像などを記録したり、基板上に微細パターンや薄膜の形成等を行うための液滴吐出装置および液滴吐出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、インクジェット記録装置などの液滴吐出装置においては、液滴吐出の均一性やヘッド駆動機構、用紙搬送機構の精度には限界があり、記録紙面上へのドットの着弾状態にバラツキが生じてしまう。図9に示すように、インクジェットヘッド102を主走査方向へ移動させながら、ノズルN1〜Nnからインク滴を吐出させて画像を形成する場合、ノズルN2から吐出されたインクの着弾位置にズレが生じる場合、ノズルN2で形成される着弾列L0によって、バンディングと呼ばれる筋状の濃淡ムラ104、106が形成されてしまうという不都合があった。
【0003】
そこで、このバンディングを軽減させるために、特許文献1には、ヘッドを震わせてインクの着弾位置に揺らぎを与えてバンディングの軽減をする技術が開示されている。
【0004】
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術では、ヘッドを物理的に動かさなければならず、駆動機構と制御機構の追加によるコストアップという問題があった。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−227183号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述事実を考慮し、簡易な方法でバンディングを軽減可能な、液滴吐出装置及び液滴吐出方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の液滴吐出装置は、記録媒体に向かって液滴を吐出可能な液滴吐出手段と、同一の階調値を表現するために用いられる前記液滴の前記記録媒体への着弾状態を異ならせる、各々異なる波形の駆動信号を発生させる複数の駆動信号発生回路と、同一の階調値の画像データに対応させて、前記複数の駆動信号発生回路で発生された複数の駆動信号の中から、異なる駆動信号を選択する駆動信号選択回路と、を有し、前記複数の駆動信号発生回路から出力される駆動信号の各々は、前記液滴の滴速を異ならせるもの、前記液滴の吐出タイミングを異ならせるもの、前記液滴を2分割するもの、及び、液滴の吐出方向を不安定にするもの、の少なくとも1つであり、前記液滴吐出手段は、前記駆動信号選択回路により選択された駆動信号を受けて駆動され記録媒体に向かって液滴を吐出することを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明の液滴吐出方法は、駆動信号に基づいて液滴吐出手段から記録媒体に向かって液滴を吐出する液滴吐出方法であって、同一の階調値を表現するために用いられる前記液滴の前記記録媒体への着弾状態を異ならせる、各々異なる波形の駆動信号を発生させ、前記複数の駆動信号の各々は、前記液滴の滴速を異ならせるもの、前記液滴の吐出タイミングを異ならせるもの、前記液滴を2分割するもの、及び、液滴の吐出方向を不安定にするもの、の少なくとも1つであり、
同一の階調値の画像データに対応させて、発生された複数の駆動信号の中から異なる駆動信号を選択し、選択された駆動信号に基づいて、記録媒体に向かって液滴を吐出するものである。
【0009】
上記液滴吐出装置、及び液滴吐出方法では、複数の異なる波形の駆動信号が発生される。各々の駆動信号は、同一の階調値を表現するために用いられる液滴について、当該液滴が記録媒体へ着弾された時の着弾状態を異ならせるものである。
【0010】
ここでの階調値とは、1つの画素において表現される濃淡階調に対応するものである。例えば、インクジェットヘッドから大サイズ、中サイズ、小サイズ、の3つのサイズのインク滴が各々吐出される場合には、同一サイズに分類される液滴が同一階調値となる。なお、通常、同一階調値を表現する液滴は、ほぼ同一の滴量をもっているが、すべての滴に関して必ずしも厳密に同一の滴量である必要はなく、平均値が所定の範囲内にはいっていればよく、紙面上の濃度や色味に問題ない。また、着弾状態とは、液滴が記録媒体に着弾されたときの見かけ上の状態をいい、例えば、液滴の位置、形状、などが異なれば、異なる着弾状態となる。
【0011】
通常、同一の階調値の画像データについては同一の駆動信号が用いられる。したがって、液滴吐出手段から吐出される液滴についての着弾状態も同一となり、同一のズレが生じることから、図9に示すように、バンディングが目立ってしまう。
【0012】
そこで、本発明では、同一階調値の液滴に対応する駆動信号として、上述のような波形の異なる複数の駆動信号を発生させ、同一の階調値の画像データに対応させて、前記複数の駆動信号の中から、異なる駆動信号を選択する。したがって、同一の階調値の液滴であっても、記録媒体へ異なる状態で着弾されるため、同一のズレにより生じるバンディングを軽減させることができる。
【0013】
そして、本発明の液滴吐出装置は、前記複数の駆動信号発生回路から出力される駆動信号の各々が、前記液滴の滴速を異ならせるもの、前記液滴の吐出タイミングを異ならせるもの、前記液滴を2分割するもの、及び、液滴の吐出方向を不安定にするもの、の少なくとも1つであることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の液滴吐出方法は、前記複数の駆動信号の各々が、前記液滴の滴速を異ならせるもの、前記液滴の吐出タイミングを異ならせるもの、前記液滴を2分割するもの、及び、液滴の吐出方向を不安定にするもの、の少なくとも1つであることを特徴とする。
【0015】
このように、駆動信号の各々が、液滴の滴速、前滴の吐出タイミング、液滴の滴量、及び、前記液滴の形状の少なくとも1つを異ならせるものであることにより、液滴吐出手段から吐出された液滴の着弾状態を異ならせることができる。
【0016】
また、本発明の液滴吐出装置は、請求項3に記載のように、前記駆動信号選択回路が、前記複数の駆動信号から異なる駆動信号を所定の周期で選択することを特徴とすることもでき、本発明の液滴吐出方法は、請求項7に記載のように、前記複数の駆動信号から異なる駆動信号を所定の周期で選択することを特徴とすることもできる。
【0017】
このようにすることで、所定の周期で異なる着弾状態を発生させることができ、バンディングを軽減させることができる。
【0018】
また、本発明の液滴吐出装置は、請求項4に記載のように、前記駆動信号選択回路が、前記複数の駆動信号から異なる駆動信号をランダムに選択することを特徴とすることもでき、本発明の液滴吐出方法は、請求項8に記載のように、前記複数の駆動信号から異なる駆動信号を所定の周期で選択することを特徴とすることもできる。
【0019】
このようにすることで、ランダムに異なる着弾状態を発生させることができ、バンディングを軽減させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳しく説明する。なお、以下では説明の便宜上、具体的数値を挙げることがあるが、本発明は、これに限定されない。
【0021】
図1には、本発明の第1実施形態の液滴吐出ヘッド20の液滴吐出部20Aが示されている、また、図2には、この液滴吐出ヘッド20を備えた液滴吐出装置10が示されている。本実施形態の液滴吐出ヘッド20はいわゆるインクジェット記録ヘッドとされており、この液滴吐出ヘッド20を備えた液滴吐出装置10は、インクジェット記録装置とされている。液滴吐出装置10は、記録媒体である記録用紙P上に、液滴吐出ヘッド20のノズル24から(図1参照)着色インクの液滴(インク滴)を吐出し、この液滴によるドットで画像を記録するために使用される。
【0022】
図2に示すように、液滴吐出装置10は、液滴吐出ヘッド20が搭載されるキャリッジ14と、キャリッジ14を記録用紙Pの記録面に沿った所定の主走査方向方向に移動(主走査)させる主走査機構16、および、記録用紙Pを主走査方向と交差(好ましくは直交)する所定の副走査方向に搬送(副走査)させるための副走査機構18を含んで構成されている。なお、図面において主走査方向を矢印Mで、副走査方向を矢印Sでそれぞれ示す。
【0023】
液滴吐出ヘッド20は、ノズル24が形成されたノズル面24S(図1参照)が記録用紙Pと対向するようにキャリッジ14上に搭載されており、主走査機構16によって主走査方向に移動されながら記録用紙Pに対して液滴を吐出することにより、一定のバンド領域BEに対して画像の記録を行う。主走査方向への1回の移動が終了すると、副走査機構18によって記録用紙Pが副走査方向に搬送され、再びキャリッジ14を主走査方向に移動させながら次のバンド領域を記録する。こうした動作を複数回繰り返すことにより、記録用紙Pの全面にわたって画像記録を行うことができる。
【0024】
図1から分かるように、ノズルプレート30は、ノズル孔プレート32、共通流路プレート34、供給路プレート36、圧力発生室プレート38、および振動板40の合計5枚のプレートを位置合わせして積層し、接着剤等の接合手段によって接合することにより形成されている。ノズルプレート24内には、これらのプレートによって、共通流路42、インク供給路44、圧力発生室46、インク排出路48、連通路50及びインク吐出口51が構成されている。また、圧力発生室46のそれぞれに対応して、圧電アクチュエータ52が設けられている。図示しないインク供給孔から供給されたインクが共通流路142及びインク供給路44を経て圧力発生室46内に貯留された状態で、圧電アクチュエータ52に、画像情報に応じた駆動電圧が印加されると、圧電アクチュエータ52の振動板40が撓み変形し、圧力発生室46が膨張または圧縮される。これによって圧力発生室46に体積変化が生じると、圧力発生室46内に圧力波が発生する。この圧力波の作用によってノズル24(インク排出路48、連通路50およびインク吐出口51)のインクが運動し、インク吐出口51から外部へ排出されることにより液滴(インク滴)が形成される。
【0025】
図3には、本実施形態の制御系の概略ブロック図が示されている。液滴吐出装置10には、液滴吐出装置10のシステム制御を行う制御部60が備えられている。制御部60は、インターフェイス62、CPU64、ROM66、RAM68を有しており、これらはバスBを介して互いに接続されている。インターフェイス62は、パーソナルコンピュータなどの外部機器との各種信号の授受を行う。CPU64は、所定の処理を実行可能とされている。ROM66には、インクジェット記録装置10の動作のための各種プログラムや、各種のデータが記憶されている。
【0026】
さらに制御部60は、図3に示すように、画像データ送信回路70、5つの駆動信号発生回路72A、72B、72C、72D、72Eを有しており、これらもバスBと接続されている。画像データ送信回路70は、所定の処理が行われた画像データを液滴吐出ヘッド20内の、後述する画像データ受信回路80へ送信する。
【0027】
液滴吐出ヘッド20内には、画像データ受信回路80が備えられ、ノズル24毎に圧電アクチュエータ52が備えられている(以下、N個のノズル24を識別するための符号として、副走査方向の上流側から順にノズル24−1、24−2…24nを用いる)。また、圧電アクチュエータ52に対応して、駆動信号選択回路82が備えられている。画像データ受信回路80は、画像データ送信回路70からの画像データを受け取る。それぞれの駆動信号選択回路82には、画像データ受信回路80からの画像データと、5つの駆動信号74A、74B、74C、74D、74Eが入力されるようになっている。駆動信号選択回路82は、5つの駆動信号74A〜74Eのいずれか1つを選択し、選択した駆動信号の電圧を圧電アクチュエータ52へ送信する。5つの駆動信号74A〜74Eから1の駆動信号を選択する方法としては、一定の周期で順次選択してもよいし、ランダムに選択してもよい。本実施形態では、駆動信号74A→駆動信号74B→駆動信号74A→駆動信号74C→駆動信号74A→駆動信号74D→駆動信号74A→駆動信号74E、を1サイクルとして順次選択するものとする。なお、隣接するノズル24では、前記サイクルの位相が異なる位相となるように設定するのが好ましい。
【0028】
駆動信号発生回路72A、72B、72C、72D、72Eは、図4〜図7に示すように、それぞれ異なる駆動信号74A、駆動信号74B(図4参照)、駆動信号74C(図5参照)、駆動信号74D(図6参照)、駆動信号74E(図7参照)を発生するようになっている。これらの駆動信号74A、74B、74C、74D、74Eの電圧の波形は、所定のバイアス電圧76Gから、一旦電圧を降下させる電圧降下プロセス76A、降下された電圧(低電圧)に維持する低電圧維持プロセス76B、低電圧から電圧を上昇させる電圧上昇プロセス76C、上昇された電圧(高電圧)を維持する高電圧維持プロセス76D、及び、高電圧をバイアス電圧に戻す電圧復元プロセス76E、により構成されている。この駆動信号74A、74B、74C、74D、74Eのいずれかが圧電アクチュエータ52に印加されると、電圧降下プロセス76A及び低電圧維持プロセス76Bにおいて、一旦圧力発生室46の容積が増加するように振動板40が変形する。そして、電圧上昇プロセス76C及び高電圧維持プロセス76Dにおいて、圧力発生室46の容積が減少するように振動板40が変形する。これにより、圧力発生室46内に音響波が生じ、ノズル24から液滴が吐出される。なお、図4〜7では、ぞれぞれの駆動信号74A〜74Eの波形の相違を明確にするために、バイアス電圧76Gの値を駆動信号ごとに変えて示しているが、実際にはバイアス電圧は一定である。
【0029】
ここで、図4〜図7から分かるように、本実施形態では、5つの駆動信号ごとに、電圧の波形が異なっている。この波形の相違により、吐出された液滴の記録用紙Pへの着弾状態に変化が生じる。ここで、駆動信号74Aを基準に、各々の駆動信号、及び、該駆動信号が印加された場合に吐出される液滴の特徴について説明する。以下、駆動信号74A、74B、74C、74D、74Eの印加により吐出される液滴を、各々液滴78A、78B、78C、78D、78Eとする。
【0030】
図4に示すように、駆動信号74Bでは、電圧上昇プロセス76Cでの傾き(電圧の上昇率)が、駆動信号74Aよりも大きくなるように設定されている。一般に、電圧上昇プロセス76Cでの傾きが急になるほど、吐出される液滴の滴速度も速くなる。したがって、駆動信号74Aの印加により吐出される液滴78Aよりも、駆動信号74Bの印加により吐出される液滴78Bのほうが滴速が速くなる。したがって、液滴78Bは、液滴78Aの着弾位置と異なる位置に着弾される。
【0031】
図5に示すように、駆動信号74Cでは、高電圧維持プロセス76Dの長さ(時間)が、駆動信号74Aよりも長くなるように設定されている。一般に、高電圧維持プロセス76Dが長くなるほど、吐出される液滴の滴量も多くなる。したがって、駆動信号74Aの印加により吐出される液滴78Aよりも、駆動信号74Cの印加により吐出される液滴78Cのほうが滴量は多くなる。したがって、液滴78Cは、液滴78Aの着弾面積よりも大きい着弾面積を構成する。
【0032】
図6に示すように、駆動信号74Dでは、電圧降下プロセス76Aで駆動信号74Aよりも低いレベルまで電圧が降下され、これにより、電圧上昇プロセス76Cにおける電位差が大きくされている。一般に、電圧上昇プロセス76Cにおける電位差が大きくなると、図8に示すように、液滴が2つに分割される。したがって、駆動信号74Dの印加により吐出される液滴78Dは、駆動信号74Aの印加により吐出される液滴78Aと形状を異にし、着弾形状も異なる。
【0033】
図7に示すように、駆動信号74Eでは、バイアス電圧76Gが不安定な状態とされている。一般に、バイアス電圧76Gが不安定な状態にされると、吐出される液滴の方向についても不安定となり、一定の方向に吐出されなくなる。したがって、駆動信号74Eの印加により吐出される液滴78Eは、駆動信号74Aの印加により吐出される液滴78Aと異なる着弾位置となる。
【0034】
なお、上記駆動信号74A〜74Eにより吐出される液滴78A〜78Eのサイズは、同一の階調値、例えば、小サイズの液滴により表現される階調値に対応して使用されるものである。ただし、液滴78A〜78Eの滴量は同一である必要なく、一定の範囲内の滴量であればよい。
【0035】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0036】
CPU24で所定の処理の施された画像データは、画像データ送信回路70に出力され、ここからさらに画像データ受信回路80へ出力される。そして、画像データ受信回路80で各々のノズル24に対応して画像データが割り振られ、対応する駆動信号選択回路82へ割り振った画像データを送信する。駆動信号選択回路82では、駆動信号74A〜74Eを前述の順序で順次選択し、画像データ受信回路80から送信されてきた画像データに基づいて、所定のタイミング圧電アクチュエータ52へ選択した駆動信号を印加する。これにより、液滴78A〜78Eのいずれか1つが吐出され、記録用紙Pに画像が形成される。
【0037】
ここで、全ての画素について同一階調の液滴が吐出されて形成された画像を例にして、本実施形態で形成される画像について説明する。図8(A)には、駆動信号74Aの印加により吐出される液滴78Aのみで形成された画像を示す。この場合、ノズル24−1、24−3、24−4、24−nから吐出される液滴は、ズレなく所定の画素位置に着弾されているが、ノズル24−2から吐出される液滴は、ノズル24−1で形成された画像側に同一量ズレて着弾されている。このため、図中に一点鎖線で示すラインL1の濃度が濃くなり、ラインL2の濃度が薄くなって、はっきりとバンディングが確認される。
【0038】
一方、図8(B)には、駆動信号74A〜74Eを駆動信号選択回路82により前述の順序で選択し、選択された駆動信号の印加により吐出された液滴で形成された画像を示す。ノズル24−2から吐出される液滴は、ノズル24−1で形成された画像側に同一量ズレて着弾されているが、液滴78A〜78Eが混在しているため、各々の液滴の着弾状態が異なっている。これにより、図8(B)では、図8(A)のラインL1、L2と比較して、横筋は視認されにくくなっており、バンディングが軽減されることになる。
【0039】
なお、本実施形態では、5つの異なる波形の駆動信号74A〜74Bを所定の周期で選択した例について説明したが、乱数表に基づいてランダムに1の駆動信号を選択してもよい。また、異なる波形の駆動信号は、必ずしも5種類である必要はなく、2、3、4種類でも、6種類以上でもよい。液滴の着弾位置を変える他の有効な方法として、液滴吐出のタイミングをずらす方法が考えられる。また、吐出される液滴の滴速のみを変化させる異なる波形の駆動信号を複数備えても、吐出される液滴の滴量のみを変化させる異なる波形の駆動信号を複数備えても、吐出される液滴のタイミングのみを変化させる異なる波形の駆動信号を複数備えてもよい。
【0040】
また、滴量を変化させる波形についても、本実施形態に限定されるものではない。例えば、滴量を僅かに変化させる駆動信号74Cは、他の駆動信号と比較して図5に示すように高電圧プロセス76Dを長くして滴量を増加させたが、高電圧プロセス76Dの電圧の値自体を他の駆動信号よりも高く(バイアス電圧76Gとの電位差を大きく)することにより、滴量を増加させることもできる。
【0041】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明に好適な実施形態を示したものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。すなわち、本発明の主旨を逸脱することなく、種々の変形、改良、修正、簡略化などを、上記実施形態に加えてもよい。
【0042】
本発明の液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置の構成としても、上記実施形態では、圧力発生手段として圧電アクチュエータを用いるものを挙げたが、この他に、静電力や磁力を利用した電気機械変換素子や、沸騰現象を利用して圧力を発生させるための電気熱変換素子など、他の圧力発生手段を用いてもかまわない。また、圧電アクチュエータとしても、本実施形態で使用した単板型の圧電アクチュエータの他に、縦振動タイプの積層型圧電アクチュエータなど、別の形態のアクチュエータを用いてもかまわない。
【0043】
また、ノズルプレート24としても、上記説明では複数のプレートの積層によって流路を形成しているが、プレートの構成、材質などは上記実施形態に限定されない。例えば、セラミックス、ガラス、樹脂、シリコンなどの材料を用いて、流路を一体成型してもよい。
【0044】
また、上記実施形態では、記録用紙P上に着色インクの液滴(インク滴)を吐出して文字や画像などの記録を行うインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置を例に挙げたが、本発明の液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置としては、このようなインクジェット記録、すなわち、記録用紙上への文字や画像の記録に用いられるものに限定されない。また、記録媒体は紙に限定されるわけではなく、吐出する液体も着色インクに限定されるわけではない。「記録媒体」としては、液滴吐出ヘッドによって液滴を吐出する対象物であればよく、同様に、「画像」あるいは「記録画像」としても、液滴が記録媒体上に付着されることで得られる記録媒体上のドットのパターンであれば、すべて含まれる。したがって、「記録媒体」には、記録用紙やOHPシートなどが含まれるのはもちろんであるが、これら以外にも、たとえば基板、ガラス板などが含まれる。また、「画像」あるいは「記録画像」には、一般的な画像(文字、絵、写真など)のみならず、基板上の配線パターンや3次元物体、有機薄膜などが含まれる。例えば、高分子フィルムやガラス上に着色インクを吐出して行うディスプレイ用のカラーフィルターの作製、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う部品実装用のバンプの形成、有機EL溶液を基板上に吐出させて行うELディスプレイパネルの形成、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う電気実装用のバンプの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴噴射装置一般に対して、本発明の液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を適用することも可能である。
【0045】
また、液滴吐出装置として、上記では液滴吐出ヘッドをキャリッジによって移動させながら液滴吐出を行う形態としたが、インク吐出口51を記録媒体の全幅にわたって配置したライン型の液滴吐出ヘッドを用い、このライン型ヘッドを固定して、記録媒体のみを搬送しながら記録を行う(この場合は主走査のみとなる)など、別の装置形態に本発明を適用することも可能である。
【0046】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、同一の液滴吐出手段により吐出された同一サイズの液滴であっても、記録媒体へ異なる状態で着弾されるため、同一のズレにより生じるバンディングを軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態の液滴吐出ヘッドを部分的に示す断面図である。
【図2】 本実施形態の液滴吐出装置を示す斜視図である。
【図3】 本実施形態の液滴吐出装置の制御部及び液滴吐出ヘッドの内部構成を示すブロック図である。
【図4】 本実施形態で使用する基本駆動信号の波形と、この基本駆動信号に対応する液滴と滴速の異なる液滴に対応する駆動信号の波形を示す図である。
【図5】 本実施形態で使用する基本駆動信号の波形と、この基本駆動信号に対応する液滴と滴量の異なる液滴に対応する駆動信号の波形を示す図である。
【図6】 本実施形態で使用する基本駆動信号の波形と、2つに分割された液滴が吐出される駆動信号の波形を示す図である。
【図7】 本実施形態で使用する基本駆動信号の波形と、この基本駆動信号に対応する液滴と吐出方向の異なる液滴に対応する駆動信号の波形を示す図である。
【図8】 (A)は、1種の駆動信号のみを使用して形成された画像を示す図えあり、(B)は、5種の駆動信号を使用して形成された画像を示す図である。
【図9】 従来の液滴吐出装置において形成されるバンディングを示す図である。
【符号の説明】
10 液滴吐出装置
20 液滴吐出ヘッド(液滴吐出手段)
24 ノズル(液滴吐出手段)
72A 駆動信号発生回路
72B 駆動信号発生回路
72C 駆動信号発生回路
72D 駆動信号発生回路
72E 駆動信号発生回路
74A 駆動信号
74B 駆動信号
74C 駆動信号
74D 駆動信号
74E 駆動信号
82 駆動信号
P 記録用紙(記録媒体)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a droplet discharge apparatus and a droplet discharge method. More specifically, the present invention discharges droplets to record characters or images on a recording medium, and forms a fine pattern or a thin film on a substrate. The present invention relates to a droplet discharge device and a droplet discharge method.
[0002]
[Prior art]
In general, in a droplet discharge device such as an ink jet recording device, there is a limit to the uniformity of droplet discharge and the accuracy of the head drive mechanism and the paper transport mechanism, and there is variation in the dot landing state on the recording paper surface. It will occur. As shown in FIG. 9, when an image is formed by ejecting ink droplets from the nozzles N1 to Nn while moving the
[0003]
Therefore, in order to reduce this banding, Patent Document 1 discloses a technique for reducing the banding by shaking the head to give fluctuation to the ink landing position.
[0004]
However, in the technique described in Patent Document 1, the head must be physically moved, and there is a problem of cost increase due to the addition of a drive mechanism and a control mechanism.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-227183 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a droplet discharge device and a droplet discharge method that can reduce banding by a simple method in consideration of the above facts.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a droplet discharge device according to the present invention includes a droplet discharge unit capable of discharging a droplet toward a recording medium, and the droplets used for expressing the same gradation value. A plurality of drive signal generation circuits that generate drive signals having different waveforms, which have different landing states on the recording medium, and the plurality of drive signal generation circuits corresponding to image data having the same gradation value. A drive signal selection circuit that selects a different drive signal from the plurality of drive signals, and each of the drive signals output from the plurality of drive signal generation circuits has a different droplet velocity. At least one of the following: one that makes the discharge timing of the droplets different, one that divides the droplets into two, and one that makes the discharge direction of the droplets unstable. By the drive signal selection circuit It is characterized in that the driven receiving-option drive signal to eject droplets toward a recording medium.
[0008]
The droplet discharge method of the present invention is a droplet discharge method for discharging a droplet from a droplet discharge means toward a recording medium based on a drive signal, and is used for expressing the same gradation value. Drive signals having different waveforms, each of which has a different landing state on the recording medium, and each of the plurality of drive signals has different droplet speeds of the droplets, It is at least one of those that make the discharge timing different, those that divide the droplet into two, and those that make the discharge direction of the droplet unstable,
Corresponding to image data of the same gradation value, a different drive signal is selected from a plurality of generated drive signals, and droplets are ejected toward a recording medium based on the selected drive signal It is.
[0009]
In the droplet discharge device and the droplet discharge method, a plurality of drive signals having different waveforms are generated. Each drive signal varies the landing state of the droplets used for expressing the same gradation value when the droplets land on the recording medium.
[0010]
The gradation value here corresponds to the light and shade gradation expressed in one pixel. For example, when ink droplets of three sizes of large size, medium size, and small size are ejected from the inkjet head, droplets classified into the same size have the same gradation value. Normally, droplets expressing the same gradation value have substantially the same droplet amount, but it is not always necessary to have the same droplet amount for all droplets, and the average value is within a predetermined range. There is no problem with the density and color on the paper. The landing state refers to an apparent state when a droplet has landed on a recording medium. For example, if the position and shape of the droplet are different, the landing state is different.
[0011]
Usually, the same drive signal is used for image data having the same gradation value. Therefore, the landing state of the droplets ejected from the droplet ejecting means is also the same and the same deviation occurs, so that the banding becomes conspicuous as shown in FIG.
[0012]
Therefore, in the present invention, a plurality of drive signals having different waveforms as described above are generated as drive signals corresponding to droplets having the same gradation value, and the plurality of drive signals corresponding to image data having the same gradation value are generated. Different drive signals are selected from the drive signals. Therefore, even droplets having the same gradation value are landed on the recording medium in different states, so that banding caused by the same shift can be reduced.
[0013]
In the droplet discharge device of the present invention, each of the drive signals output from the plurality of drive signal generation circuits varies the droplet droplet velocity, the droplet ejection timing varies, It is at least one of the one that divides the droplet into two and the one that makes the discharge direction of the droplet unstable .
[0014]
Also, in the droplet discharge method of the present invention, each of the plurality of drive signals is one in which the droplet speed of the droplet is different, one in which the droplet discharge timing is different, and one in which the droplet is divided into two and those that destabilize the discharge direction of the droplets, characterized by at least 1 Tsudea Rukoto of.
[0015]
In this way, each of the drive signals varies at least one of the droplet velocity, the ejection timing of the previous droplet, the droplet amount, and the shape of the droplet. The landing state of the droplets ejected from the ejection means can be varied.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the droplet discharge device, the drive signal selection circuit selects a different drive signal from the plurality of drive signals at a predetermined period. The droplet discharge method of the present invention can also be characterized in that, as described in claim 7, different drive signals are selected from the plurality of drive signals at a predetermined cycle.
[0017]
In this way, different landing states can be generated at a predetermined cycle, and banding can be reduced.
[0018]
The droplet discharge device of the present invention may be characterized in that, as described in claim 4, the drive signal selection circuit randomly selects a different drive signal from the plurality of drive signals. The droplet discharge method according to the present invention may be characterized in that a different drive signal is selected from the plurality of drive signals at a predetermined period.
[0019]
By doing so, different landing states can be generated at random, and banding can be reduced.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, specific numerical values may be given for convenience of explanation, but the present invention is not limited to this.
[0021]
FIG. 1 shows a
[0022]
As shown in FIG. 2, the
[0023]
The
[0024]
As can be seen from FIG. 1, the
[0025]
FIG. 3 shows a schematic block diagram of the control system of the present embodiment. The
[0026]
Further, as shown in FIG. 3, the
[0027]
An image
[0028]
As shown in FIGS. 4 to 7, the drive
[0029]
Here, as can be seen from FIG. 4 to FIG. 7, in this embodiment, the waveform of the voltage is different for each of the five drive signals. Due to the difference in waveform, the landing state of the ejected droplets on the recording paper P changes. Here, on the basis of the
[0030]
As shown in FIG. 4, in the drive signal 74B, the slope (voltage increase rate) in the
[0031]
As shown in FIG. 5, in the
[0032]
As shown in FIG. 6, in the drive signal 74D, the voltage is dropped to a level lower than that of the
[0033]
As shown in FIG. 7, in the drive signal 74E, the
[0034]
The sizes of the
[0035]
Next, the operation of this embodiment will be described.
[0036]
The image data that has been subjected to the predetermined processing by the
[0037]
Here, an image formed in this embodiment will be described by taking an image formed by ejecting droplets of the same gradation for all pixels as an example. FIG. 8A shows an image formed by only the
[0038]
On the other hand, FIG. 8B shows an image formed by droplets ejected by applying the selected drive signal by selecting the drive signals 74A to 74E in the above order by the drive
[0039]
In this embodiment, the example in which the drive signals 74A to 74B having five different waveforms are selected in a predetermined cycle has been described. However, one drive signal may be selected at random based on a random number table. Further, the drive signals having different waveforms are not necessarily five types, and may be two, three, four, or six or more types. As another effective method of changing the landing position of the droplet, a method of shifting the timing of discharging the droplet can be considered. Even if a plurality of drive signals with different waveforms that change only the droplet velocity of the discharged droplets are provided, or a plurality of drive signals with different waveforms that change only the droplet amount of the discharged droplets are provided, they are discharged. A plurality of drive signals having different waveforms that change only the timing of the droplets to be generated may be provided.
[0040]
Further, the waveform for changing the drop amount is not limited to the present embodiment. For example, the
[0041]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these embodiment showed embodiment suitable for this invention, and this invention is not limited to these. That is, various modifications, improvements, corrections, simplifications, and the like may be added to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention.
[0042]
In the above embodiment, the liquid droplet ejection head and the liquid droplet ejection apparatus according to the present invention have been described using a piezoelectric actuator as the pressure generating unit. In addition to this, electromechanical conversion using electrostatic force or magnetic force is used. Other pressure generating means such as an element or an electrothermal conversion element for generating pressure by utilizing a boiling phenomenon may be used. Also, as the piezoelectric actuator, in addition to the single plate type piezoelectric actuator used in the present embodiment, another type of actuator such as a longitudinal vibration type stacked piezoelectric actuator may be used.
[0043]
Further, in the above description, the flow path is formed by stacking a plurality of plates as the
[0044]
In the above embodiment, an inkjet recording head and an inkjet recording apparatus that record characters, images, and the like by discharging colored ink droplets (ink droplets) onto the recording paper P have been described as examples. The droplet discharge head and the droplet discharge device are not limited to those used for such ink jet recording, that is, for recording characters and images on recording paper. Further, the recording medium is not limited to paper, and the liquid to be ejected is not limited to colored ink. The “recording medium” only needs to be a target for ejecting droplets by the droplet ejection head. Similarly, an “image” or “recording image” can be obtained by attaching droplets to the recording medium. Any dot pattern on the resulting recording medium is included. Accordingly, the “recording medium” includes recording sheets, OHP sheets, and the like, but also includes, for example, a substrate and a glass plate. The “image” or “recorded image” includes not only general images (characters, pictures, photographs, etc.) but also wiring patterns on the substrate, three-dimensional objects, organic thin films, and the like. For example, production of a color filter for display performed by discharging colored ink on a polymer film or glass, formation of bumps for component mounting performed by discharging molten solder onto the substrate, and organic EL solution on the substrate For general liquid droplet ejecting devices intended for various industrial applications, such as the formation of EL display panels that are ejected onto the substrate and the formation of bumps for electrical mounting that are performed by ejecting molten solder onto the substrate. It is also possible to apply the droplet discharge head and the droplet discharge device of the invention.
[0045]
In the above description, the droplet discharge device is configured to perform droplet discharge while moving the droplet discharge head by the carriage. However, a line type droplet discharge head in which the
[0046]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration, even droplets of the same size ejected by the same droplet ejecting means are landed on the recording medium in different states, so that banding caused by the same misalignment can be reduced. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view partially showing a droplet discharge head of an embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing a droplet discharge device of the present embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of a control unit and a droplet discharge head of the droplet discharge device according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a waveform of a basic drive signal used in the present embodiment and a waveform of a drive signal corresponding to a droplet corresponding to the basic drive signal and a droplet having a different droplet velocity.
FIG. 5 is a diagram illustrating a waveform of a basic drive signal used in the present embodiment and a waveform of a drive signal corresponding to a droplet corresponding to the basic drive signal and a droplet having a different droplet amount.
FIG. 6 is a diagram showing a waveform of a basic drive signal used in the present embodiment and a waveform of a drive signal for discharging a droplet divided into two.
FIG. 7 is a diagram illustrating a waveform of a basic drive signal used in the present embodiment and a waveform of a drive signal corresponding to a droplet corresponding to the basic drive signal and a droplet having a different ejection direction.
8A is a diagram illustrating an image formed using only one type of drive signal, and FIG. 8B is a diagram illustrating an image formed using five types of drive signals. It is.
FIG. 9 is a diagram showing banding formed in a conventional droplet discharge device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
24 nozzle (droplet discharge means)
72A Drive
Claims (6)
同一の階調値を表現するために用いられる前記液滴の前記記録媒体への着弾状態を異ならせる、各々異なる波形の駆動信号を発生させる複数の駆動信号発生回路と、
同一の階調値の画像データに対応させて、前記複数の駆動信号発生回路で発生された複数の駆動信号の中から、異なる駆動信号を選択する駆動信号選択回路と、
を有し、
前記複数の駆動信号発生回路から出力される駆動信号の各々は、前記液滴の滴速を異ならせるもの、前記液滴の吐出タイミングを異ならせるもの、前記液滴を2分割するもの、及び、液滴の吐出方向を不安定にするもの、の少なくとも1つであり、
前記液滴吐出手段は、前記駆動信号選択回路により選択された駆動信号を受けて駆動され記録媒体に向かって液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出装置。Droplet discharge means capable of discharging droplets toward a recording medium;
A plurality of drive signal generation circuits for generating drive signals of different waveforms, which vary the landing state of the droplets used to express the same gradation value on the recording medium;
A drive signal selection circuit that selects different drive signals from a plurality of drive signals generated by the plurality of drive signal generation circuits in correspondence with image data of the same gradation value;
Have
Each of the drive signals output from the plurality of drive signal generation circuits has a different droplet speed, a different droplet discharge timing, a two-divided droplet, and At least one of making the discharge direction of the droplet unstable,
The droplet discharge device, wherein the droplet discharge unit is driven in response to a drive signal selected by the drive signal selection circuit and discharges droplets toward a recording medium.
同一の階調値を表現するために用いられる前記液滴の前記記録媒体への着弾状態を異ならせる、各々異なる波形の駆動信号を発生させ、
前記複数の駆動信号の各々は、前記液滴の滴速を異ならせるもの、前記液滴の吐出タイミングを異ならせるもの、前記液滴を2分割するもの、及び、液滴の吐出方向を不安定にするもの、の少なくとも1つであり、
同一の階調値の画像データに対応させて、発生された複数の駆動信号の中から異なる駆動信号を選択し、
選択された駆動信号に基づいて、記録媒体に向かって液滴を吐出する、液滴吐出方法。A droplet discharge method for discharging a droplet from a droplet discharge means toward a recording medium based on a drive signal,
Generating drive signals having different waveforms, differently landing states of the droplets used to express the same gradation value on the recording medium,
Each of the plurality of driving signals has a different droplet velocity, a different droplet discharge timing, a two-divided droplet, and an unstable droplet discharge direction. At least one of
Corresponding to the image data of the same gradation value, a different drive signal is selected from a plurality of generated drive signals,
A droplet discharge method for discharging droplets toward a recording medium based on a selected drive signal.
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