JP2010071753A - 容量性負荷検査方法及び容量性負荷駆動装置並びに画像形成装置 - Google Patents
容量性負荷検査方法及び容量性負荷駆動装置並びに画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010071753A JP2010071753A JP2008238282A JP2008238282A JP2010071753A JP 2010071753 A JP2010071753 A JP 2010071753A JP 2008238282 A JP2008238282 A JP 2008238282A JP 2008238282 A JP2008238282 A JP 2008238282A JP 2010071753 A JP2010071753 A JP 2010071753A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitive load
- capacitive
- discharge
- driving device
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
【課題】圧電素子など複数個の容量性負荷の容量を検査する方法を提供し、かかる検査機能を具備した容量性負荷駆動装置並びに画像形成装置を提供する。
【解決手段】給電ライン(104)とグランド(106)の間に複数個の容量性負荷(102)が並列に配置されてなる容量性負荷群の各容量性負荷のそれぞれに対応して設けられたスイッチ素子(PZ_SW1〜n)を制御して、複数個の容量性負荷のいずれかについて選択的に所定電圧を印加して当該選択に係る容量性負荷の充電を行い、その後所定電圧の印加を遮断した状態で充電電荷を放電回路(R_o)に放電することにより当該容量性負荷の放電特性を示す情報を取得する。また、基準容量性負荷(C_Ref)を容量性負荷群と並列に配置するとともに、当該基準容量性負荷の接続/開放を切り替えるスイッチ素子(SW_3)を設け、このスイッチ素子(SW_3)を制御して基準容量性負荷(C_Ref)の放電特性を示す情報を取得する。
【選択図】 図7
【解決手段】給電ライン(104)とグランド(106)の間に複数個の容量性負荷(102)が並列に配置されてなる容量性負荷群の各容量性負荷のそれぞれに対応して設けられたスイッチ素子(PZ_SW1〜n)を制御して、複数個の容量性負荷のいずれかについて選択的に所定電圧を印加して当該選択に係る容量性負荷の充電を行い、その後所定電圧の印加を遮断した状態で充電電荷を放電回路(R_o)に放電することにより当該容量性負荷の放電特性を示す情報を取得する。また、基準容量性負荷(C_Ref)を容量性負荷群と並列に配置するとともに、当該基準容量性負荷の接続/開放を切り替えるスイッチ素子(SW_3)を設け、このスイッチ素子(SW_3)を制御して基準容量性負荷(C_Ref)の放電特性を示す情報を取得する。
【選択図】 図7
Description
本発明は容量性負荷の検査技術に係り、特に、複数のノズルを有するインクジェットヘッドにおける各ノズルに対応した圧力発生素子としての圧電素子の容量測定等に好適な容量性負荷検査方法、及びかかる検査機能を具備した容量性負荷駆動装置並びに画像形成装置に関する。
インクジェット記録装置等の記録ヘッド(インクジェットヘッド)においてノズルから液滴を吐出させる手段として、ノズルに連通する圧力室に対応して圧電素子(ピエゾアクチュエータ)を設け、該圧電素子に駆動電圧を印加して圧力室の容積を変化させることにより、ノズルからインク滴を吐出させる方式が知られている(特許文献1、2)。
特許文献1では、吐出を行うノズル数の変動によって駆動回路から見た負荷の容量値が変化することによる駆動信号の波形乱れから吐出量がばらつくという問題を解消するため、容量値を略一定に保つ容量性ダミー負荷を接続することを提案している。
また、特許文献2には、容量性負荷に印加される駆動波形を測定し、駆動波形が正しいかどうかを監視する技術が記載されている。
特開平11−320872号公報
特開2007−276213号公報
各ノズルに対応した圧電素子は、製造工程に起因するばらつきや、使用による経時的な劣化などにより、素子間で特性(容量)にばらつきが生じる。かかる圧電素子のばらつきは吐出性能のばらつきの原因となる。従来、テストパターンなどの打滴結果からノズルの吐出特性を把握し、補正等を行う技術が知られているが、各圧電素子の容量を測定する技術は提案されていない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数個の容量性負荷の容量を検査する方法を提供するとともに、かかる検査機能を具備した容量性負荷駆動装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明に係る容量性負荷の検査方法は、給電ラインとグランドの間に複数個の容量性負荷が並列に配置されてなる容量性負荷群の各容量性負荷に対し駆動電圧を印加することにより前記容量性負荷を駆動する回路における容量性負荷の検査方法であって、前記複数個の容量性負荷のそれぞれに対応して設けられたスイッチ素子を制御して、前記複数個の容量性負荷のいずれかについて選択的に前記給電ラインから所定電圧を印加して当該選択に係る容量性負荷の充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で充電電荷を放電回路に放電することにより当該容量性負荷の放電特性を示す情報を取得することを特徴とする。
本発明によれば、複数個の容量性負荷についてそれぞれ個別に放電特性を調べることができ、その情報から各容量性負荷の容量値の測定や異常・故障の判定等を行うことができる。
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
はじめに、本発明が適用されるインクジェット記録装置の例について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置10の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、インクジェット記録装置10は、黒(K),シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)の各インクに対応して設けられた複数のインクジェットヘッド(以下、ヘッドという。)12K,12C,12M,12Yを有する印字部12と、各ヘッド12K,12C,12M,12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記録媒体たる記録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、各ヘッド12K,12C,12M,12Yのノズル面に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、印字部12の印字結果を読み取る印字検出部24と、記録済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26と、を備えている。
はじめに、本発明が適用されるインクジェット記録装置の例について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置10の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、インクジェット記録装置10は、黒(K),シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)の各インクに対応して設けられた複数のインクジェットヘッド(以下、ヘッドという。)12K,12C,12M,12Yを有する印字部12と、各ヘッド12K,12C,12M,12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記録媒体たる記録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、各ヘッド12K,12C,12M,12Yのノズル面に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、印字部12の印字結果を読み取る印字検出部24と、記録済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26と、を備えている。
インク貯蔵/装填部14は、各ヘッド12K,12C,12M,12Yに対応する色のインクを貯蔵するインク供給タンクを有し、各色のインクは所要のインク流路を介してヘッド12K,12C,12M,12Yと連通されている。
図1では、給紙部18の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
給紙部18から送り出される記録紙16はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部20においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム30で記録紙16に熱を与える。
デカール処理後、カッター28により所定サイズにカットされた記録紙16は、吸着ベルト搬送部22へと送られる。吸着ベルト搬送部22は、ローラ31、32間に無端状のベルト33が巻き掛けられた構造を有し、少なくともヘッド12K,12C,12M,12Yのノズル面(ノズル開口が形成されるインク吐出面)に対向する部分が水平面(フラット面)をなすように構成されている。
ベルト33は、記録紙16の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴(不図示)が形成されている。図1に示したとおり、ローラ31、32間に掛け渡されたベルト33の内側においてヘッド12K,12C,12M,12Yのノズル面に対向する位置には吸着チャンバ34が設けられており、この吸着チャンバ34をファン35で吸引して負圧にすることによって記録紙16がベルト33上に吸着保持される。なお、吸引(負圧)吸着方式に代えて、静電吸着方式を採用してもよい。
ベルト33が巻かれているローラ31、32の少なくとも一方にモータ(図1中不図示、図6に符号88で図示)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図1上の時計回り方向に駆動され、ベルト33上に保持された記録紙16は図1の左から右へと搬送される。
ベルト33の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にはベルト清掃部36が設けられている。ベルト清掃部36の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。
印字部12のヘッド12K,12C,12M,12Yは、当該インクジェット記録装置10が対象とする記録紙16の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ(描画可能範囲の全幅)にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている(図2参照)。各ヘッド12K,12C,12M,12Yは、記録紙116の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
吸着ベルト搬送部22により記録紙16を搬送しつつ各ヘッド12K,12C,12M,12Yからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙16上にカラー画像を形成し得る。
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド12K,12C,12M,12Yを色別に設ける構成によれば、紙送り方向について記録紙16と印字部12を相対的に移動させる動作を1回行うだけで(即ち、1回の副走査で)、記録紙16の全面に画像を記録することができる。このようなシングルパス印字が可能な構成により、ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
なお、ヘッド12K,12C,12M,12Yは、それぞれ複数のヘッドモジュールを記録紙16の幅方向につなぎ合わせた構造を有していてもよいし、各ヘッドは一体に形成された構造を有していてもよい。
印字部12の後段に設けられる印字検出部24は、印字部12の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ(撮像素子)を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他吐出異常をチェックする手段として機能する。印字検出部24は、各色のヘッド12K,12C,12M,12Yにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッド12K,12C,12M,12Yの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドットの着弾位置の測定などで構成される。
印字検出部24の後段には後乾燥部42が設けられている。後乾燥部42は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。
後乾燥部42の後段には、加熱・加圧部44が設けられている。加熱・加圧部44は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ45で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
こうして生成されたプリント物は排紙部26から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置10では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部26A、26Bへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。また、図1には示さないが、本画像の排出部26Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別のヘッド12K,12C,12M,12Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号50によってヘッドを示すものとする。
次に、ヘッドの構造について説明する。色別のヘッド12K,12C,12M,12Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号50によってヘッドを示すものとする。
図3(a)はヘッド50の構造例を示す平面透視図であり、図3(b)はその一部の拡大図である。また、図3(c)はヘッド50の他の構造例を示す平面透視図、図4は記録素子単位となる1チャネル分の液滴吐出素子(1つのノズル51に対応したインク室ユニット)の立体的構成を示す断面図(図3(a) 中の4−4線に沿う断面図)である。
記録紙16上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド50におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド50は、図3(a),(b)に示すように、インク滴の吐出孔であるノズル51と、各ノズル51に対応する圧力室52等からなる複数のインク室ユニット(液滴吐出素子)53を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド50の長手方向(紙送り方向と直交する主走査方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
記録紙16の送り方向と略直交する主走査方向に記録紙16の全幅に対応する長さにわたり1列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図3(a)の構成に代えて、図3(c)に示すように、複数のノズル51が2次元的に配列された短尺のヘッドユニット50’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙16の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。また、図示は省略するが、短尺のヘッドユニットを一列に並べてラインヘッドを構成してもよい。
各ノズル51に対応して設けられている圧力室52は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部の一方にノズル51への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口(供給口)54が設けられている。なお、圧力室52の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形(菱形、長方形など)、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
圧力室52は供給口54を介して共通流路55と連通されている。共通流路55はインク供給源たるインク供給タンク(不図示)と連通しており、インク供給タンクから供給されるインクは共通流路55を介して各圧力室52に分配供給される。
圧力室52の一部の面(図4において天面)を構成し共通電極と兼用される振動板56には個別電極57を備えた圧電素子58が接合されている。個別電極157と共通電極間に駆動電圧を印加することによって圧電素子58が変形して圧力室52の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル51からインクが吐出される。
インクが吐出されると、共通流路55から供給口54を通って新しいインクが圧力室52に供給(リフィル)される。
かかる構造を有するインク室ユニット53を図5に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
即ち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット53を一定のピッチdで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチPNはd×cosθとなり、主走査方向については、実質的に各ノズル51が一定のピッチPNで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。
なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されず、副走査方向に1列のノズル列を有する配置構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。
〔制御系の説明〕
図6は、インクジェット記録装置10のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置10は、通信インターフェース70、システムコントローラ72、メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78、プリント制御部80、画像バッファメモリ82、ヘッドドライバ84等を備えている。
図6は、インクジェット記録装置10のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置10は、通信インターフェース70、システムコントローラ72、メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78、プリント制御部80、画像バッファメモリ82、ヘッドドライバ84等を備えている。
通信インターフェース70は、ホストコンピュータ86から送られてくる画像データを受信するインターフェース部(画像入力手段)である。通信インターフェース70にはUSB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、イーサネット(登録商標)、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。ホストコンピュータ86から送出された画像データは通信インターフェース70を介してインクジェット記録装置10に取り込まれ、一旦メモリ74に記憶される。
メモリ74は、通信インターフェース70を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ72を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ74は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
システムコントローラ72は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ72は、通信インターフェース70、メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78、等の各部を制御し、ホストコンピュータ86との間の通信制御、メモリ74の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ88やヒータ89を制御する制御信号を生成する。
ROM75には、システムコントローラ72のCPUが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ(画像形成用の吐出波形、空打ち用の吐出波形のデータを含む)などが格納されている。ROM75は、書換不能な記憶手段であってもよいし、EEPROMのような書換可能な記憶手段であってもよい。
メモリ74は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域としても利用される。
モータドライバ76は、システムコントローラ72からの指示にしたがってモータ88を駆動するドライバである。図6では、装置内の各部に配置されるモータを代表して符号88で図示している。
ヒータドライバ78は、システムコントローラ72からの指示にしたがって、図1に示した後乾燥部42のヒータなどを含む各種ヒータ89を駆動するドライバである。
プリント制御部80は、システムコントローラ72の制御に従い、メモリ74内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ(ドットデータ)をヘッドドライバ84に供給する制御部である。プリント制御部80において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいて、ヘッドドライバ84を介してヘッド50のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
プリント制御部80には画像バッファメモリ82が備えられており、プリント制御部80における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ82に一時的に格納される。また、プリント制御部80とシステムコントローラ72とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース70を介して外部から入力され、メモリ74に蓄えられる。この段階では、例えば、RGBの多値の画像データがメモリ74に記憶される。
メモリ74に蓄えられた元画像(RGB)のデータは、システムコントローラ72を介してプリント制御部80に送られ、該プリント制御部80において閾値マトリクスや誤差拡散法などを用いたハーフトーニング処理によってインク色(K,C,M,Y)ごとのドットデータ(2値データ又はドットサイズの情報を含んだ多値データ)に変換される。
こうして、プリント制御部80で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ82に蓄えられる。この色別ドットデータは、ヘッド50のノズルからインクを吐出するためのCMYK打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。
ヘッドドライバ84は、プリント制御部80から与えられる印字データ(すなわち、画像バッファメモリ82に記憶されたドットデータ)に基づき、ヘッド50の各ノズル51に対応する圧電素子58を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ84にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
本例に示すインクジェット記録装置10は、各圧電素子58に共通の駆動波形信号を印加し、各圧電素子58の吐出タイミングに応じて各圧電素子58の個別電極に接続されたスイッチ素子のオンオフを切り換えることで、各圧電素子58に対応するノズルからインクを吐出させる圧電素子58の駆動方式が適用される。
ヘッドドライバ84から出力された駆動信号がヘッド50に加えられることによって、該当するノズル51からインクが吐出される。記録紙16を所定の速度で搬送しながらヘッド50からのインク吐出を制御することにより、記録紙16上に画像が形成される。
上記のように、プリント制御部80における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ84を介して各ノズルからのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
印字検出部24は、図1で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙16に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況(吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など)を検出し、その検出結果をプリント制御部80及びシステムコントローラ72に提供する。
プリント制御部80は、必要に応じて印字検出部24から得られる情報に基づいてヘッド50に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作(ノズル回復動作)を実施する制御を行う。
〔圧電素子の容量を検査する手段について〕
次に、圧電素子の容量検査を行うための構成を説明する。図7は、ヘッド50内の圧電素子の容量を測定する回路構成図である。
次に、圧電素子の容量検査を行うための構成を説明する。図7は、ヘッド50内の圧電素子の容量を測定する回路構成図である。
図7において、一点鎖線で囲んだ符号100は、図3〜図5で説明したヘッド50を構成するヘッドアセンブリである。図7中、符号102で示したPZT-i(i=1〜n)は、ヘッドアセンブリ100における各圧電素子(図5の符号58相当)を表している。
図示のように、圧電素子PZT-i(i=1〜n)は、共通の給電ライン104とグランド線106との間に並列に配置され、各圧電素子PZT-i(i=1〜n)にはそれぞれスイッチ素子PZ_SWi(i=1〜n)が直列に接続されている。スイッチ素子PZ_SWi(i=1〜n)は、通常ヘッドドライバ(圧電素子駆動IC)内に設けられている電圧供給スイッチである。
このスイッチ素子PZ_SWi(i=1〜n)は、各圧電素子PZT-i(i=1〜n)に対する駆動電圧の供給(ON)/遮断(OFF)を切り替えるスイッチであり、電圧供給スイッチ素子PZ_SWi(i=1〜n)の制御により、各圧電素子PZT-i(i=1〜n)に対して選択的に駆動電圧を印加することができる。圧電素子PZT-i(i=1〜n)からなる圧電素子群の一部又は全部を1つずつ順次駆動することも可能であるし、圧電素子群の一部又は全部を同時に駆動することも可能である。
プリント時には印字データに基づき制御部120によって電圧供給スイッチ素子PZ_SWi(i=1〜n)がオン/オフ制御され、電圧供給スイッチ素子PZ_SWiがオンしたときに、これに対応する圧電素子PZT-iに対してヘッド駆動回路110から駆動電圧(例えば、+30V)が印加される。
ヘッド駆動回路110の詳細な構成は図示しないが、ヘッド駆動回路110は、インク吐出時に圧電素子に印加される駆動信号のデジタル波形データが記憶されている波形データ記憶部から出力された波形データ列(デジタルデータ)をアナログ信号に変換するD/A変換部と、D/A変換部から出力されたアナログ信号波形を電圧増幅するオペアンプ(電圧増幅部)と、このオペアンプの出力を圧電素子の駆動に適した電流・電圧に増幅する電力増幅部(例えば、プッシュプル接続されたトランジスタからなる増幅回路)を含んで構成される。
ヘッド駆動回路110の出力端子に接続されている給電ライン104(駆動電圧の出力線)にはスイッチ素子SW_1が設けられており、該スイッチ素子SW_1によってヘッドアセンブリ100内の圧電素子群PZT-i(i=1〜n)への電圧の供給(ON)/遮断(OFF)を切り替えることができる。このスイッチ素子SW_1は、通常の吐出駆動スイッチで代用が可能である。
ヘッド駆動回路110を搭載したヘッド駆動部(回路基板)122には、圧電素子PZT-i(i=1〜n)の容量を検査する際に、放電経路を形成するためのスイッチ素子SW_2と放電抵抗R_o(「放電回路」に相当)が設けられている。図7のスイッチ素子SW_2は圧電素子PZT-i(i=1〜n)に充電された電荷を放電抵抗R_oに放電するための切替スイッチである。
放電抵抗R_oの端子124からモニター信号(電圧を監視するための検出信号)を取り出し、制御部120にて電圧値を監視する。すなわち、放電抵抗R_oの端子電圧を示すモニター信号は、制御部120のCPUのアナログ入力ポート、またはA/Dコンバーター入力ポートに入力され、デジタルデータに変換された後、メモリ126に記憶される。図中のメモリ126は、図6で説明したメモリ74に相当する。
また、本例のヘッドアセンブリ100内には、圧電素子群PZT-i(i=1〜n)と並列に、基準容量C_Ref(「基準容量性負荷」に相当)が配置され、スイッチ素子SW_3によって基準容量C_Refの接続/開放が切り替えられる構成となっている。
基準容量C_Refは、各圧電素子の容量を放電特性によって測定する際に、比較基準とするための基準となるリファレンス容量であり、スイッチ素子SW_3は、この基準容量C_Refを回路に接続するためのスイッチである。
図7に示したように、スイッチ素子SW_3と基準容量C_Refとをヘッドアセンブリ100内に実装する形態が望ましいが、本発明の実施に際しては、スイッチ素子SW_3と基準容量C_refを駆動回路内に実装してもよい。
更に、本例のヘッド駆動部122には、放電特性を調べた後の圧電素子の残留電荷を強制放電するための放電経路を形成するための放電抵抗R_s(「強制放電回路」に相当)とスイッチ素子SW_4とが設けられている。
制御部120は各スイッチ素子SW_1〜SW_4のON/OFFを制御するとともに、放電抵抗R_oの端子電圧の情報を取得する。この制御部120は、図6で説明したプリント制御部80及びシステムコントローラ72に相当するブロックである。
なお、図7に示した回路において、圧電素子PZT-i(i=1〜n)が「容量性負荷」に相当し、電圧供給スイッチ素子PZ_SWiが「第1のスイッチ素子」に相当する。スイッチ素子SW_3が「第2のスイッチ素子」に相当し、スイッチ素子SW_2が「第3のスイッチ素子」に相当する。
〔測定手順〕
次に、上記回路構成による圧電素子の容量の測定手順を説明する。
次に、上記回路構成による圧電素子の容量の測定手順を説明する。
(手順1):まず、ヘッドアセンブリ100の各圧電素子に直列接続されている電圧供給スイッチ素子(PZ_S1〜n)を全てOFF(開)状態とする。
(手順2):そして、スイッチ素子SW_1を閉じた状態で、スイッチ素子SW_3をON(閉)して、基準容量C_Refを充電し電荷を溜める。なお、このときスイッチ素子SW_2、SW_4はともにOFF(開)とする。
(手順3):次に、スイッチ素子SW_1をOFF(開)状態とし、スイッチ素子SW_2をON(閉)とする。
(手順4):これにより、基準容量C_Refに溜まっている電荷が放電抵抗R_oを通してグランド(GND)に放電される。
(手順5):この放電時の電圧をモニターし、電圧値の時間変化を表す放電カーブを基準容量の放電特性として取得し、そのデータをメモリ126に記憶しておく。
(手順6):予め設定されている所定時間の期間、放電電圧をモニターして放電カーブのデータを取得した後、スイッチ素子SW_4をON(閉)として残留電荷を強制放電する。その後、次の測定に支障のないレベルまで放電が完了したところで、再びスイッチ素子SW_4をOFF(開)とする。
(手順7):次にスイッチ素子SW_3をOFF(開)状態として、ヘッドアセンブリ100内のPZ_SW1〜PZ_SWnまでの各スイッチに対応する各圧電素子PZT-i(i=1〜n)について1つずつ、順次上記手順2〜6と同様な手順で(スイッチ素子SW_3に代えて、スイッチ素子PZ_SWiを制御することにより)放電特性を取得する。
(手順8)手順7で取得した各圧電素子の放電特性と手順5で取得した基準容量の放電特性と比較演算することにより、各素子の容量を算出する。
例えば、時間対電圧レベルの差異が基準特性(メモリ特性)と比較して一定レベル以内であれば許容範囲(同等容量)とし、あるレベルの範囲で、段階的に容量を算出する。
図8は放電特性の一例である。
スイッチ素子SW_2をONした時点から、ある電圧Vdに達(降下)するまでの時間(放電時間)をTとする。基準容量C_Refを放電した時のT(放電特性カーブ[1]におけるTref)に対して、圧電素子の容量が大きい場合は放電時間が長く(放電特性カーブ[2]におけるT2)、容量が小さい場合は放電時間が短くなる(放電特性カーブ[3]におけるT3)。
すなわち、圧電素子の放電特性カーブにおけるTがTrefよりも小さい値(T<Tref)であれば、当該圧電素子の容量Ciは、Ci<C_Refであり、TがTrefよりも大きい値(Tref<T)であれば、当該圧電素子の容量Ciは、C_Ref<Ciとなる。
基準容量の放電時間Trefと、注目する圧電素子の放電時間Tの時間差を基に、当該圧電素子の容量を算出する。
〔第2実施形態〕
上記第1実施形態では、放電時間Tを求める際に、モニター信号を制御部120内のCPUのアナログ入力ポート、又はA/Dコンバーター入力ポートに入力し、その値が規定電圧に達するまでの時間を求めるが、図9に示す回路のように、モニター信号をコンパレータ140に入力し、予め定めた基準電圧Vrefに達するまでの到達時間をCPU142によってカウントする形態も可能である。CPU142は、求めた到達時間(放電時間T)を基に、圧電素子の容量を算出する。
上記第1実施形態では、放電時間Tを求める際に、モニター信号を制御部120内のCPUのアナログ入力ポート、又はA/Dコンバーター入力ポートに入力し、その値が規定電圧に達するまでの時間を求めるが、図9に示す回路のように、モニター信号をコンパレータ140に入力し、予め定めた基準電圧Vrefに達するまでの到達時間をCPU142によってカウントする形態も可能である。CPU142は、求めた到達時間(放電時間T)を基に、圧電素子の容量を算出する。
〔第3実施形態〕
上記第1及び第2実施形態では、放電開始時(スイッチ素子SW2をONにしたタイミング)からある規定の電圧に達するまでの時間を基に、基準容量C_Refとの到達時間の比較により容量を算出しているが、逆にある一定の経過時間での残留電圧を基に、基準容量との残留電圧との比較により容量を算出しても良い。
上記第1及び第2実施形態では、放電開始時(スイッチ素子SW2をONにしたタイミング)からある規定の電圧に達するまでの時間を基に、基準容量C_Refとの到達時間の比較により容量を算出しているが、逆にある一定の経過時間での残留電圧を基に、基準容量との残留電圧との比較により容量を算出しても良い。
〔第4実施形態〕
また、一度の測定では誤差分を含む場合があるので、一連の放電特性取得を数回〜数十回行い、その平均値にて容量を求めることにより、誤差分を除去する形態が好ましい。
また、一度の測定では誤差分を含む場合があるので、一連の放電特性取得を数回〜数十回行い、その平均値にて容量を求めることにより、誤差分を除去する形態が好ましい。
〔第5実施形態〕
上述した容量の測定を実施するタイミングについては、特に限定されないが、定期的に測定を実施することで、容量性負荷の経時変化などを測定できる。また、このような定期的な測定により、容量性負荷の故障、異常等の発生を検出することも可能である。
上述した容量の測定を実施するタイミングについては、特に限定されないが、定期的に測定を実施することで、容量性負荷の経時変化などを測定できる。また、このような定期的な測定により、容量性負荷の故障、異常等の発生を検出することも可能である。
〔第6実施形態〕
上述した実施形態では、基準容量C_Refを基に、放電時間の差異により容量を算出したが、予め幾つかの容量の放電時間と容量の関係を、各ポイント毎の基準テーブルとしてメモリに記憶しておき、これを基に容量を求めても良い。
上述した実施形態では、基準容量C_Refを基に、放電時間の差異により容量を算出したが、予め幾つかの容量の放電時間と容量の関係を、各ポイント毎の基準テーブルとしてメモリに記憶しておき、これを基に容量を求めても良い。
〔第7実施形態;容量ばらつきの補正について〕
圧電素子への吐出駆動波形は、一般的に圧電素子の容量誤差は考慮せず、ある液滴を吐出するためには同じ波形で駆動している。そのため、圧電素子の容量ばらつきが大きい場合、素子毎の吐出状態が一定にはならず、所望の液滴量、吐出速度が実現できない。このため意図した画質が得られないことになる。この圧電素子の容量のばらつきを上述した算出方法で予め把握して、その容量の大小に伴って駆動波形を適正化し、画質の悪化を防止することができる。
圧電素子への吐出駆動波形は、一般的に圧電素子の容量誤差は考慮せず、ある液滴を吐出するためには同じ波形で駆動している。そのため、圧電素子の容量ばらつきが大きい場合、素子毎の吐出状態が一定にはならず、所望の液滴量、吐出速度が実現できない。このため意図した画質が得られないことになる。この圧電素子の容量のばらつきを上述した算出方法で予め把握して、その容量の大小に伴って駆動波形を適正化し、画質の悪化を防止することができる。
インクジェット記録装置では、一般的にインクの吐出速度、液滴量、吐出タイミングなどにより、印画紙等のメディアにインクが着弾する状態を調整(変化)して、所望の画質を得る。圧電素子に印加する駆動電圧の波形(インク吐出波形)、波高値、立ち上がり/下がりのスルーレート、波形幅(タイミング)などを可変することにより、インクの吐出状態を可変する。
図10は代表的な圧電素子を用いたインク吐出波形の例である。インクの吐出状態(着弾状態)はインク、記録紙等のメディア条件、及び機械的な位置関係、構造等が同一である場合、駆動波形により決定される。この時の駆動波形における吐出状態の決定要素として波高値、立ち上がり/下がりのスルーレート、波形幅(タイミング)などが挙げられる。
しかし、圧電素子の容量のバラツキが大きい場合、全素子を同じ駆動波形で吐出しても設定した所望通りの安定したインク吐出状態が得られないという問題が発生する。
この問題を解決する手段として、以下の対応が考えられる。
(1)容量の違いにより圧電素子に印加するエネルギー、及び駆動波形を加減して吐出される液滴量、着弾状態を安定させる。具体的には、以下に示す(1−a)〜(1−c)などの手法で駆動波形の調整を行い、吐出状態を安定化する。
(1−a)駆動波形の波高値を拡大縮小して、電圧値を可変する。
(1−b)スルーレートを大きく又は小さくする。
(1−c)波形幅(時間方向タイミング)を共振周波数とずらす等の方法により圧電素子の振動周期を変更する。
このような駆動波形の調整を圧電素子1つ毎に印可する波形について行う。
(2)しかし、上記(1)は回路が複雑になり実際に実現するのは困難な場合が多い。
そこで機器に装着されたヘッド(圧電素子群)を駆動回路ブロック毎にその容量傾向を測定し、各ブロック毎のセンター値に合わせて、駆動波形を調整する事が考えられる。例えば、以下に示す(2−a)、(2−b)などの手法を用いる。
(2−a)同じ駆動回路から共通に駆動電圧が供給される圧電素子群のブロックに対して、その負荷(素子)ブロック毎に電圧値を可変する。
(2−b)図11に示すように、同じ駆動回路150から共通に駆動電圧が供給される圧電素子群のブロック152に対して、回路ブロック単位で、固定値のダミー容量Cdを追加する。また、ダミー容量Cdの追加に代えて、若しくはこれと組み合わせて、回路ブロック単位で、シリーズに抵抗R0を挿入する(図11参照)。
(3)上記(1)で述べたように、同じヘッド内で圧電素子の容量ばらつきが大きい場合、印加する駆動波形を素子毎に変更して対応するのが望ましいが、回路構成が複雑になり困難である。そこで、容量ばらつきによる、吐出状態を予め測定し情報として取得しておく。この情報を画像処理にフィードバックし、ターゲットとする吐出液滴パターンを修正する。例えば、以下に示す(3−a)、(3−b)などの手法を用いる。
(3−a)液滴の吐出サイズ(ドットサイズ)を大滴、中滴、小滴の3種類に変更し得る構成の場合に、大滴を中滴に修正、中滴を大滴に修正(大滴⇔中滴)、中滴を小滴に修正、小滴を中滴に修正(中滴⇔小滴)する。
(3−b)また、大滴1滴を小滴×2滴(大滴1滴⇒小滴×2滴)に修正する。
図12(a)は、大滴を1滴吐出する場合の駆動波形の例であり、図12(b)は、大滴1滴に代えて、小滴×2滴を吐出する場合の駆動波形の例である。
このように、圧電素子の容量に対応した波形で駆動することにより、適正な着弾状態を実現することができる。これにより画質の安定性が向上し、高画質化が可能である。
また、予め容量差による補正内容を予め定めておくことにより、経時変化による容量変動に対しても、同様の補正を行うことができるため、経時劣化にも対応が可能である。
更に、上記の補正技術に関する(1)〜(3)は、駆動波形を変更して対応する例を述べたが、画像処理工程における画質設計(補正)にこの内容を盛り込み、濃度階調を補正することにより対応してもよい。
〔第7実施形態;故障検出について〕
図13は異常時の圧電素子容量の放電特性例である。故障により容量が極端に小さくなると、放電特性カーブは図中の[4]に示すような曲線(規定の電圧Vdまでの放電時間TがTdetとなる曲線)を描く。
図13は異常時の圧電素子容量の放電特性例である。故障により容量が極端に小さくなると、放電特性カーブは図中の[4]に示すような曲線(規定の電圧Vdまでの放電時間TがTdetとなる曲線)を描く。
このように、圧電素子の放電特性カーブに着目して、放電時間Tが通常のばらつき許容容範囲Tmin〜Tmaxを外れた場合に、故障及び異常と判断する。
判断方法としては、上記のようにSW_2_ONからの設定した電圧Vdに到達する迄の時間で判断する方法の他、SW_2_ONからの規定時間後の残留電圧値の測定結果より判断する方法もある。
なお、容量が著しく低下した時は、負荷短絡故障による容量減少と判断できる。また、容量が増加(例えば、2倍程度に増加)した場合は、隣接負荷との接触などが考えられる。
以上説明したように、本発明の実施形態により以下の作用効果が得られる。
(1)圧電素子1つ1つの容量ばらつきを測定できるため、ピエゾ製造時に遡って、ロット毎の異常/傾向を把握できる。
(2)圧電素子のばらつきを把握することにより、素子毎の補正(駆動波形の電圧補正やDuty補正等)を実施することにより、画質改善が可能である。
(3)全圧電素子の容量を調査できるため、故障又は異常な圧電素子の検出が可能である。
(4)インクジェット記録装置を通常の動作状態で測定出来るため、検査のために機械を分解する必要が無く無駄な工数が発生しない。
(5)圧電素子の劣化、異常を定期的に検査することが可能である。
〔変形例〕
上記実施形態では、記録紙16に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式(直接記録方式)のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像(一次画像)を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型の画像形成装置についても本発明を適用することができる。
上記実施形態では、記録紙16に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式(直接記録方式)のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像(一次画像)を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型の画像形成装置についても本発明を適用することができる。
また、上記実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置(1回の副走査によって画像を完成させるシングルパス方式の画像形成装置)を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、シリアル型(シャトルスキャン型)ヘッドなど、短尺の記録ヘッドを移動させながら、複数回のヘッド走査により画像記録を行うインクジェット記録装置についても本発明を適用できる。
また、「画像形成装置」という用語の解釈においては、写真プリントやポスター印刷などのいわゆるグラフィック印刷の用途に限定されず、レジスト印刷装置、電子回路基板の配線描画装置、微細構造物形成装置など、画像として把握できるパターンを形成し得る工業用途の装置も包含する。
更に、上述した実施形態では容量性負荷として圧電素子を用いる例を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、静電アクチュエータや液晶などについても同様に適用可能である。
〔付記〕
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
(発明1):給電ラインとグランドの間に複数個の容量性負荷が並列に配置されてなる容量性負荷群の各容量性負荷に対し駆動電圧を印加することにより前記容量性負荷を駆動する回路における容量性負荷の検査方法であって、前記複数個の容量性負荷のそれぞれに対応して設けられたスイッチ素子を制御して、前記複数個の容量性負荷のいずれかについて選択的に前記給電ラインから所定電圧を印加して当該選択に係る容量性負荷の充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で充電電荷を放電回路に放電することにより当該容量性負荷の放電特性を示す情報を取得することを特徴とする容量性負荷検査方法。
本発明によれば、スイッチ素子の制御によって、個々の容量性負荷について選択的に充電経路と放電経路を形成し、1つずつの容量性負荷について放電特性を調べることができる。そして、得られた放電特性の情報から容量を測定することができ、また、故障・異常の有無を判定することが可能である。なお、容量性負荷群の全部の容量性負荷について順次放電特性を調べてもよいし、一部の容量性負荷について放電特性を調べてもよい。
(発明2):発明1に記載の容量性負荷検査方法において、基準となる容量値を持つ基準容量性負荷を前記容量性負荷群と並列に配置するとともに、当該基準容量性負荷の接続/開放を切り替えるスイッチ素子を設け、このスイッチ素子を制御して前記基準容量性負荷について選択的に所定電圧を印加して充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で当該基準容量性負荷の充電電荷を前記放電回路に放電することにより当該基準容量性負荷の放電特性を示す情報を取得し、この前記基準容量性負荷の放電特性を示す情報と前記容量性負荷の放電特性を示す情報に基づいて前記容量性負荷の容量を求めることを特徴とする容量性負荷検査方法。
基準容量性負荷の放電特性と、各容量性負荷の放電特性との比較から容量の測定や、故障・異常の有無を判定することができる。
(発明3):給電ラインとグランドの間に複数個の容量性負荷が並列に配置されてなる容量性負荷群と、前記容量性負荷群の各容量性負荷にそれぞれ対応して設けられ、各容量性負荷と前記給電ラインとの接続/開放を切り替える複数のスイッチ素子と、前記給電ラインに電圧を供給する駆動回路と、前記容量性負荷に充電された電荷を放電させる放電回路と、前記スイッチ素子を制御して、前記複数個の容量性負荷のいずれかについて選択的に前記給電ラインから所定電圧を印加して充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で充電電荷を前記放電回路に放電することにより当該容量性負荷の放電特性を示す情報を取得する制御手段と、を備えたことを特徴とする容量性負荷駆動装置。
本発明によれば、各容量性負荷に対応するスイッチ素子を制御しながら、1つ1つの容量性負荷について選択的に充放電を実施して放電特性を取得することができ、容量の測定や故障・異常の有無を判定することができる。
(発明4):給電ラインとグランドの間に複数個の容量性負荷が並列に配置されてなる容量性負荷群と、前記容量性負荷群の各容量性負荷にそれぞれ対応して設けられ、各容量性負荷と前記給電ラインとの接続/開放を切り替える複数の第1のスイッチ素子と、前記容量性負荷群と並列に配置された基準容量性負荷と、前記基準容量性負荷と前記給電ラインとの接続/開放を切り替える第2のスイッチ素子と、前記給電ラインに電圧を供給する駆動回路と、前記容量性負荷及び前記基準容量性負荷に充電された電荷を放電させる放電回路と、前記放電回路の接続/開放を切り替える第3のスイッチ素子と、前記第1乃至第3のスイッチ素子を制御して、前記基準容量性負荷について選択的に前記給電ラインから所定電圧を印加して充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で当該基準容量性負荷の充電電荷を前記放電回路に放電することにより当該基準容量性負荷の放電特性を示す情報を取得する一方、前記複数個の容量性負荷のいずれかについて選択的に前記給電ラインから所定電圧を印加して充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で充電電荷を前記放電回路に放電することにより当該容量性負荷の放電特性を示す情報を取得する制御手段と、を備えたことを特徴とする容量性負荷駆動装置。
本発明によれば、第1乃至第3のスイッチ素子を制御しながら、基準容量性負荷及び容量性負荷群の各容量性負荷について、それぞれ選択的に充放電を実施して個々の負荷についての放電特性を取得することができ、基準容量性負荷の放電特性との比較から容量の測定や故障・異常の有無を判定することができる。
(発明5):発明4に記載の容量性負荷駆動装置において、前記制御手段は、前記基準容量性負荷の放電特性と前記容量性負荷の放電特性の比較から前記容量性負荷の容量を算出することを特徴とする容量性負荷駆動装置。
(発明6):発明4又は5に記載の容量性負荷駆動装置において、前記制御手段は、前記容量性負荷の放電時間と電圧の関係を示す放電特性カーブから、当該負荷の容量を算出することを特徴とする容量性負荷駆動装置。
(発明7):発明3又は4に記載の容量性負荷駆動装置において、放電特性と容量の関係を規定したテーブルを記憶した記憶手段を備え、前記制御手段は、前記取得した放電特性を示す情報と前記テーブルから当該容量性負荷の容量を算出することを特徴とする容量性負荷駆動装置。
予め幾つかの容量の放電時間と容量の関係を基準テーブルとして記憶しておくことにより、これを基に容量を求めることができる。
(発明8):発明3乃至7のいずれか1項に記載の容量性負荷駆動装置において、前記放電回路とは別に、前記放電特性の情報を取得した後に当該負荷に残存する残留電荷を強制放電するための強制放電回路を備えることを特徴とする容量性負荷駆動装置。
必要な放電特性の情報が得られた時点で、残留電荷を強制放電することにより、検査時間を短縮することができる。
(発明9):発明3乃至8のいずれか1項に記載の容量性負荷駆動装置において、前記給電ラインには前記駆動回路からの電圧の供給/遮断を切り替える第4のスイッチ素子が設けられ、該第4のスイッチ素子は前記充電及び前記放電の際に前記制御手段により制御されることを特徴とする容量性負荷駆動装置。
充電工程時には第4のスイッチ素子をオン(閉)状態として容量性負荷に電圧を供給し、放電工程時には第4のスイッチ素子をオフ(開)状態として電圧の供給を遮断し、放電経路を形成する。
(発明10):発明3乃至9のいずれか1項に記載の容量性負荷駆動装置において、前記複数個の容量性負荷の容量値ばらつきに起因する動作のばらつきを補正する補正手段を備えたことを特徴とする容量性負荷駆動装置。
補正手段としては、駆動波形を修正する態様や回路構成上ダミー容量や抵抗素子を追加する態様などが含まれる。
(発明11):発明3又は4に記載の容量性負荷駆動装置において、前記制御手段は、前記容量性負荷の放電特性を示す情報から当該負荷の異常の有無を判断することを特徴とする容量性負荷駆動装置。
容量の値を求める態様に代えて、又はこれと併せて、故障・異常の有無を判定することができる。なお、故障は「異常」の一形態である。
発明3乃至11に記載の容量性負荷駆動装置の一態様として、例えば、前記容量性負荷の駆動によってノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置が提供される。
(発明12):発明3乃至11のいずれか1項に記載の容量性負荷駆動装置を適用した画像形成装置であって、前記複数個の容量性負荷に相当する複数の圧電素子を有し、前記圧電素子の駆動によって対応するノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドから吐出された液滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
本発明に係る画像形成装置の一態様としてのインクジェット記録装置は、ドットを形成するためのインク液滴を吐出するためのノズル(吐出口)及び吐出圧を発生させる圧力発生素子(圧電素子)を含む液滴吐出素子(インク液室ユニット)を高密度に多数配置した液体吐出ヘッド(記録ヘッド)を備えるとともに、入力画像から生成されたインク吐出用データ(ドット画像データ)に基づいて前記液体吐出ヘッドからの液滴の吐出を制御する吐出制御手段とを備え、ノズルから吐出した液滴によって記録媒体上に画像を形成する。
例えば、画像入力手段を介して入力された画像データ(印字データ)に基づいて色変換やハーフトーニング処理が行われ、インク色に応じたインク吐出データが生成される。このインク吐出データに基づいて、液体吐出ヘッドの各ノズルに対応する圧力発生素子の駆動が制御され、ノズルからインク滴が吐出される。
かかるインクジェット方式の記録ヘッドの構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の吐出口(ノズル)を配列させたノズル列を有するフルライン型のヘッドを用いることができる。この場合、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する比較的短尺の吐出ヘッドモジュールを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を構成する態様がある。
フルライン型のヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向(相対的搬送方向)と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。
「記録媒体」は、ヘッドの吐出口から吐出される液滴の付着を受ける媒体(印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体、被吐出媒体など呼ばれ得るもの)であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、中間転写媒体、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。
記録媒体とヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した(固定された)ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対してヘッドを移動させる態様、或いは、ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。なお、インクジェット方式の印字ヘッドを用いてカラー画像を形成する場合は、複数色のインク(記録液)の色別にヘッドを配置してもよいし、1つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。
12K,12C,12M,12Y,50…ヘッド、58…圧電素子、72…システムコントローラ、80…プリント制御部、84…ヘッドドライバ、100…ヘッドアセンブリ、104…給電ライン、106…グランド線、110…ヘッド駆動回路、112…ヘッド駆動部、126…メモリ、PZ_SW1〜PZ_SWn…電圧供給スイッチ、C_Ref…基準容量、R_o…放電抵抗、R_s…放電抵抗、SW_1〜SW_4…スイッチ素子
Claims (12)
- 給電ラインとグランドの間に複数個の容量性負荷が並列に配置されてなる容量性負荷群の各容量性負荷に対し駆動電圧を印加することにより前記容量性負荷を駆動する回路における容量性負荷の検査方法であって、
前記複数個の容量性負荷のそれぞれに対応して設けられたスイッチ素子を制御して、前記複数個の容量性負荷のいずれかについて選択的に前記給電ラインから所定電圧を印加して当該選択に係る容量性負荷の充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で充電電荷を放電回路に放電することにより当該容量性負荷の放電特性を示す情報を取得することを特徴とする容量性負荷検査方法。 - 請求項1に記載の容量性負荷検査方法において、
基準となる容量値を持つ基準容量性負荷を前記容量性負荷群と並列に配置するとともに、当該基準容量性負荷の接続/開放を切り替えるスイッチ素子を設け、このスイッチ素子を制御して前記基準容量性負荷について選択的に所定電圧を印加して充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で当該基準容量性負荷の充電電荷を前記放電回路に放電することにより当該基準容量性負荷の放電特性を示す情報を取得し、
この前記基準容量性負荷の放電特性を示す情報と前記容量性負荷の放電特性を示す情報に基づいて前記容量性負荷の容量を求めることを特徴とする容量性負荷検査方法。 - 給電ラインとグランドの間に複数個の容量性負荷が並列に配置されてなる容量性負荷群と、
前記容量性負荷群の各容量性負荷にそれぞれ対応して設けられ、各容量性負荷と前記給電ラインとの接続/開放を切り替える複数のスイッチ素子と、
前記給電ラインに電圧を供給する駆動回路と、
前記容量性負荷に充電された電荷を放電させる放電回路と、
前記スイッチ素子を制御して、前記複数個の容量性負荷のいずれかについて選択的に前記給電ラインから所定電圧を印加して充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で充電電荷を前記放電回路に放電することにより当該容量性負荷の放電特性を示す情報を取得する制御手段と、
を備えたことを特徴とする容量性負荷駆動装置。 - 給電ラインとグランドの間に複数個の容量性負荷が並列に配置されてなる容量性負荷群と、
前記容量性負荷群の各容量性負荷にそれぞれ対応して設けられ、各容量性負荷と前記給電ラインとの接続/開放を切り替える複数の第1のスイッチ素子と、
前記容量性負荷群と並列に配置された基準容量性負荷と、
前記基準容量性負荷と前記給電ラインとの接続/開放を切り替える第2のスイッチ素子と、
前記給電ラインに電圧を供給する駆動回路と、
前記容量性負荷及び前記基準容量性負荷に充電された電荷を放電させる放電回路と、
前記放電回路の接続/開放を切り替える第3のスイッチ素子と、
前記第1乃至第3のスイッチ素子を制御して、前記基準容量性負荷について選択的に前記給電ラインから所定電圧を印加して充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で当該基準容量性負荷の充電電荷を前記放電回路に放電することにより当該基準容量性負荷の放電特性を示す情報を取得する一方、前記複数個の容量性負荷のいずれかについて選択的に前記給電ラインから所定電圧を印加して充電を行い、その後前記所定電圧の印加を遮断した状態で充電電荷を前記放電回路に放電することにより当該容量性負荷の放電特性を示す情報を取得する制御手段と、
を備えたことを特徴とする容量性負荷駆動装置。 - 請求項4に記載の容量性負荷駆動装置において、
前記制御手段は、前記基準容量性負荷の放電特性と前記容量性負荷の放電特性の比較から前記容量性負荷の容量を算出することを特徴とする容量性負荷駆動装置。 - 請求項4又は5に記載の容量性負荷駆動装置において、
前記制御手段は、前記容量性負荷の放電時間と電圧の関係を示す放電特性カーブから、当該負荷の容量を算出することを特徴とする容量性負荷駆動装置。 - 請求項3又は4に記載の容量性負荷駆動装置において、
放電特性と容量の関係を規定したテーブルを記憶した記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記取得した放電特性を示す情報と前記テーブルから当該容量性負荷の容量を算出することを特徴とする容量性負荷駆動装置。 - 請求項3乃至7のいずれか1項に記載の容量性負荷駆動装置において、
前記放電回路とは別に、前記放電特性の情報を取得した後に当該負荷に残存する残留電荷を強制放電するための強制放電回路を備えることを特徴とする容量性負荷駆動装置。 - 請求項3乃至8のいずれか1項に記載の容量性負荷駆動装置において、
前記給電ラインには前記駆動回路からの電圧の供給/遮断を切り替える第4のスイッチ素子が設けられ、該第4のスイッチ素子は前記充電及び前記放電の際に前記制御手段により制御されることを特徴とする容量性負荷駆動装置。 - 請求項3乃至9のいずれか1項に記載の容量性負荷駆動装置において、
前記複数個の容量性負荷の容量値ばらつきに起因する動作のばらつきを補正する補正手段を備えたことを特徴とする容量性負荷駆動装置。 - 請求項3又は4に記載の容量性負荷駆動装置において、
前記制御手段は、前記容量性負荷の放電特性を示す情報から当該負荷の異常の有無を判断することを特徴とする容量性負荷駆動装置。 - 請求項3乃至11のいずれか1項に記載の容量性負荷駆動装置を適用した画像形成装置であって、
前記複数個の容量性負荷に相当する複数の圧電素子を有し、前記圧電素子の駆動によって対応するノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドから吐出された液滴を付着させる記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008238282A JP2010071753A (ja) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | 容量性負荷検査方法及び容量性負荷駆動装置並びに画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008238282A JP2010071753A (ja) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | 容量性負荷検査方法及び容量性負荷駆動装置並びに画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010071753A true JP2010071753A (ja) | 2010-04-02 |
Family
ID=42203695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008238282A Pending JP2010071753A (ja) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | 容量性負荷検査方法及び容量性負荷駆動装置並びに画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010071753A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013004645A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Seiko Epson Corp | 圧電センサー装置、および圧電センサー装置における圧電体の分極方法 |
JP2017114022A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | セイコーエプソン株式会社 | ヘッドユニット |
WO2022085108A1 (ja) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置および画像形成ヘッド |
JP7517449B2 (ja) | 2020-10-21 | 2024-07-17 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
-
2008
- 2008-09-17 JP JP2008238282A patent/JP2010071753A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013004645A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Seiko Epson Corp | 圧電センサー装置、および圧電センサー装置における圧電体の分極方法 |
JP2017114022A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | セイコーエプソン株式会社 | ヘッドユニット |
WO2022085108A1 (ja) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置および画像形成ヘッド |
JP7517449B2 (ja) | 2020-10-21 | 2024-07-17 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5248816B2 (ja) | 液体吐出装置および画像形成装置 | |
JP4764690B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4800803B2 (ja) | 画像形成装置及び画像形成方法 | |
JP5398300B2 (ja) | 画像記録装置、画像処理装置、画像処理方法及びプログラム | |
JP4868937B2 (ja) | 画像記録装置及び方法並びに濃度補正係数の決定方法 | |
JP5159540B2 (ja) | 液体吐出ヘッド駆動回路及び液体吐出ヘッド駆動回路の保護方法 | |
JP2011073286A (ja) | 画像記録装置及び画像記録方法 | |
JP2006035568A (ja) | 液体吐出ヘッドの駆動装置、液体吐出装置及び画像形成装置 | |
JP2007160748A (ja) | 画像記録装置及び方法 | |
JP2010083007A (ja) | 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び画像記録装置 | |
JP3965700B2 (ja) | 画像形成装置及び液体吐出ヘッドの駆動制御方法 | |
JP2007268963A (ja) | 画像形成装置および打滴補正方法 | |
JP2005306016A (ja) | 液体供給装置及び画像形成装置 | |
JP4088798B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008254204A (ja) | 記録ヘッド駆動回路及び画像記録装置並びに記録ヘッド駆動方法 | |
US7401896B2 (en) | Liquid droplet ejection head, liquid droplet ejection apparatus and image recording method | |
JP2010006000A (ja) | 画像出力装置及び画像検査方法 | |
JP5363262B2 (ja) | 画像記録装置及び画像記録方法 | |
JP2010082989A (ja) | 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び画像記録装置 | |
JP2010071753A (ja) | 容量性負荷検査方法及び容量性負荷駆動装置並びに画像形成装置 | |
JP2006297918A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2005349647A (ja) | インクジェット記録装置及び吐出制御方法 | |
JP2006306077A (ja) | 液体吐出装置及び吐出異常検出方法 | |
JP2006346981A (ja) | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 | |
JP2012250472A (ja) | インクジェット記録ヘッドの状態監視装置及びインクジェット記録装置 |