JP2016124154A - 液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記制御部は、前記発光部から前記ノズルへ光が送られている状態で、前記駆動装置を制御して、1つの前記駆動素子に、前記複数種類のメニスカス駆動信号の少なくとも1つを印加させて、前記駆動素子に対応する前記ノズルの吐出口において液体のメニスカスを振動させ、前記検査処理の前記メニスカスの振動時における前記受光部での受光量に基づいて、前記複数種類の回復動作の中から1つの回復動作を決定する、決定処理を実行することを特徴とする液体吐出装置。
図1、図2に示すように、インクジェットプリンタ1は、プラテン2と、キャリッジ3と、インクジェットヘッド4と、カートリッジホルダ5と、搬送機構6と、メンテナンス装置7と、制御装置8等を備えている。
次に、インクジェットヘッド4について詳細に説明する。図3は、インクジェットヘッド4の上面図である。図4は、図3のA部拡大図である。図5は、図4のV-V線断面図である。図3〜図5に示すように、インクジェットヘッド4は、流路ユニット27と、圧電アクチュエータ28とを備えている。尚、図5では、流路ユニット27に形成されたインク流路内に、インク(符号Iで示す)が充填されている状態がハッチングで示されている。
ところで、インクジェットヘッド4の各ノズル44には、様々な要因によって吐出不良が生じることがある。例えば、ノズル44内のインクが乾燥することによって増粘したり、圧力室42を含む個別流路47に気泡が混入したりすると、ノズル44からインクが吐出されにくくなる。また、ノズル44に紙粉などの異物が混入することによっても、ノズル44からのインクの吐出が阻害される。そこで、本実施形態のプリンタ1は、インクジェットヘッド4の各ノズル44について、吐出不良が生じているか否かを検査する機能を有する。
吐出不良判定処理においては、発光部60から各ノズル44に対して光が送り込まれている状態で、図9に示すように、制御装置8は、ドライバIC57を制御して、検査対象のノズル44に対応する圧電素子51に、図6のメニスカス駆動信号を印加する。ここでは、インク増粘解消のためのメニスカス駆動信号Aを圧電素子51へ印加する(S1)。図6に示すように、メニスカス駆動信号Aのパルス幅は、吐出駆動信号のパルス幅TWと等しい(例えば、TW=5μs)。また、メニスカス駆動信号Aの波高値V2は、吐出駆動信号の波高値V1よりも小さい(例えば、V1=20V、V2=10V)。尚、メニスカス駆動信号Aの印加回数は1回でもよいが、複数回行ってもよい。但し、メニスカス駆動信号Aの印加回数が多すぎると、ノズル44内でインクが撹拌されすぎて、エアが混入したりする虞がある。そこで、メニスカス駆動信号Aの印加回数は、例えば、5回程度とすることが望ましい。
図10の決定処理では、検査処理で吐出不良が生じていると判定されたノズル44に対して、その要因に応じた適切な回復動作を決定する。具体的には、吐出不良と判定されたノズル44に対応する圧電素子51に対して、図6の4種類のメニスカス駆動信号のうちの1つのメニスカス駆動信号を印加させる。1つのノズル44に、ある要因によって吐出不良が生じている場合に、上記要因に対応するメニスカス駆動信号を圧電素子51に印加すると、メニスカスが大きく振動し、受光部61での受光量も大きく変化する。従って、使用したメニスカス駆動信号の種類と受光量の変化とから、吐出不良の要因を判別し、その要因に適した回復動作を選択することが可能となる。
決定処理では、まず、吐出不良の要因が、インクの増粘であるか否かを判別するための処理を行う。図10に示すように、制御装置8は、ドライバIC57を制御し、吐出不良判定処理で吐出不良と判定されたノズル44に対応する圧電素子51に対して、まず、図6のメニスカス駆動信号Aを印加する(S10)。
図9のS1と図10のS10の、2回のメニスカス駆動信号の印加によっても、受光量が増加しない場合(S13:No)には、インクの増粘以外の要因で吐出不良が生じていると推測される。そこで、次に、制御装置8は、吐出不良の要因が、圧力室42を含む個別流路47への気泡の混入であるか否かを判別するための処理を行う。
S16において受光量が増加しない場合は、インクが増粘しているわけでも、気泡が混入しているわけでもない、と考えられる。これら以外に吐出不良の要因として想定されるのは、圧電素子51の劣化か、あるいは、ノズル44を含む個別流路47内への異物の混入がある。圧電素子51の劣化とは、圧電素子51の個別電極52と共通電極56の間に所定の電圧を印加したときに、活性部55aの圧電特性が劣化して、変形量が小さくなってしまうことである。この場合は、メニスカス駆動信号の波高値(電圧V)を大きくすることにより、インクへの付与圧力を大きくすることができる。一方、個別流路47内に異物が混入している場合には、個別流路47の一部が詰まってしまっている状態であり、この場合は、メニスカス駆動信号の波高値を大きくしても、インクへの付与圧力はあまり大きくならない。
各ノズル44について回復動作が決定されたら、図1のフローに戻り、制御装置8は、ドライバIC57、又は、メンテナンス装置7を制御して、選択した回復動作を実行させる(S4)。但し、メンテナンス装置7のキャップ9は、インクジェットヘッド4の全てのノズル44を覆うため、全てのノズル44について、必然的にパージが行われてしまう。そこで、検査を行った複数のノズル44のうち、少なくとも1つのノズル44の回復動作としてパージが選択された場合には、他のノズル44の回復動作に関わらず、全てのノズル44についてパージを実行する。何れのノズル44にもパージが選択されていない場合には、各ノズル44に対して、個別に選択された回復動作、即ち、メニスカス振動、又は、フラッシングを行わせる。
4 インクジェットヘッド
7 メンテナンス装置
8 制御装置
27 流路ユニット
42 圧力室
44 ノズル
44a 吐出口
47 個別流路
50 振動膜
51 圧電素子
57 ドライバIC
60 発光部
61 受光部
80 発光部
81 受光部
M メニスカス
Claims (13)
- 複数のノズルを含む液体流路が形成された流路構造体と、前記流路構造体に設けられ、前記複数のノズルからそれぞれ液体を吐出させる複数の駆動素子と、各駆動素子に、対応する前記ノズルから液体を吐出させるための吐出駆動信号、及び、前記ノズルの吐出口における液体のメニスカスを振動させるための、互いに波形の異なる複数種類のメニスカス駆動信号を印加可能な駆動装置と、を有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドの各ノズルへ向けて光を送る発光部と、
前記発光部から各ノズルに光が送られたときに、各ノズルの前記メニスカスを通過し、又は、前記メニスカスで反射する光を受光する受光部と、
少なくとも前記液体吐出ヘッドの前記駆動装置を制御して、前記ノズルからの液体排出量が異なる複数種類の回復動作を行わせる制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記発光部から前記ノズルへ光が送られている状態で、前記駆動装置を制御して、1つの前記駆動素子に、前記複数種類のメニスカス駆動信号の少なくとも1つを印加させて、前記駆動素子に対応する前記ノズルの吐出口において液体のメニスカスを振動させ、
前記メニスカスの振動時における前記受光部での受光量に基づいて、前記複数種類の回復動作の中から1つの回復動作を決定する、決定処理を実行することを特徴とする液体吐出装置。 - 前記ノズル内の液体のメニスカスが振動して前記ノズルの外側へ凸となるときに、前記メニスカスを通過し、又は、前記メニスカスで反射した光のうちの、所定方向に進む光量が増加し、
前記受光部は、前記所定方向に進む光を受光するように配置され、
前記制御部は、
前記発光部から前記ノズルへ光が送られている状態で、前記駆動装置を制御して、1つの前記駆動素子に、前記複数種類のメニスカス駆動信号に含まれる第1のメニスカス駆動信号を印加させて、前記圧電素子に対応する前記ノズルの吐出口において液体のメニスカスを振動させ、
前記駆動素子に前記第1のメニスカス駆動信号が印加されたときの、前記受光部での受光量が所定値以下である場合に、前記決定処理をさらに行うことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記制御部は、
前記駆動素子に前記第1のメニスカス駆動信号が印加されたときの、前記受光部での受光量が所定値以下である場合に、前記決定処理において、前記駆動装置を制御して、前記駆動素子に対して、前記複数種類のメニスカス駆動信号に含まれる第2のメニスカス駆動信号を印加させ、
前記駆動素子に前記第2のメニスカス駆動信号が印加されたときに、前記受光部での受光量が前記所定値を超えた場合に、前記決定処理において、前記複数種類の回復動作のうちの最も液体排出量の少ない第1回復動作を選択することを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置。 - 前記制御部は、
前記決定処理において前記駆動素子に前記第2のメニスカス駆動信号が印加されたときの前記受光部での受光量が、前記所定値以下であるが、前記第1のメニスカス駆動信号が印加されたときの前記受光量よりも多いときには、前記決定処理において、前記第1回復動作よりも液体排出量の多い第2回復動作を選択することを特徴とする請求項3に記載の液体吐出装置。 - 前記制御部は、
前記決定処理において、前記駆動装置を制御して、前記駆動素子に、前記第2のメニスカス駆動信号を複数回印加させて、前記メニスカスを複数回振動させ、
前記駆動素子に前記第2のメニスカス駆動信号が複数回印加されたときの前記受光部での受光量が、前記所定値以下であるが、前記第2のメニスカス駆動信号が印加されるにつれて前記受光量が増加する場合には、前記決定処理において前記第1回復動作よりも液体排出量の多い第2回復動作を選択することを特徴とする請求項3に記載の液体吐出装置。 - 前記駆動装置によって駆動される前記駆動素子による前記ノズルからの液体の吐出とは別に、前記ノズルの前記吐出口から液体を排出させる第3回復動作を行うメンテナンス装置をさらに備え、
前記複数の回復動作には、前記メンテナンス装置による前記第3回復動作が含まれ、
前記流路構造体は、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室を覆うように配置された振動膜を有し、
各駆動素子は、各圧力室に対応して設けられ、前記振動膜を変形させて前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電素子であり、
前記駆動装置が前記圧電素子に印加する前記複数種類のメニスカス駆動信号が、それぞれパルス信号であり、
前記制御部は、
前記決定処理において、前記駆動装置を制御して、前記圧電素子に、前記複数種類のメニスカス駆動信号に含まれ、且つ、前記第1のメニスカス駆動信号よりもパルス幅が大きい、第3のメニスカス駆動信号を印加させ、
前記圧電素子に前記第3のメニスカス駆動信号が印加されたときの前記受光部での受光量が、前記第1のメニスカス駆動信号が印加されたときよりも増加したときには、前記決定処理において、前記第3回復動作を選択することを特徴とする請求項2〜5の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記第3のメニスカス駆動信号のパルス幅は、前記第1のメニスカス駆動信号のパルス幅の、1.1倍〜1.5倍であることを特徴とする請求項6に記載の液体吐出装置。
- 前記制御部は、
前記圧電素子に前記第3のメニスカス駆動信号が印加されたときの前記受光部での受光量が、前記第1のメニスカス駆動信号が印加されたときよりも増加したときに、前記駆動装置を制御して、前記圧電素子に対して、前記第3のメニスカス駆動信号よりもさらにパルス幅が大きい、第4のメニスカス駆動信号を印加し、
前記圧電素子に前記第4のメニスカス駆動信号が印加されたときの前記受光部での受光量が、前記第3のメニスカス駆動信号が印加されたときよりもさらに増加したときに、前記決定処理において前記第3回復動作を選択することを特徴とする請求項6又は7に記載の液体吐出装置。 - 前記制御部は、
前記決定処理において、前記駆動装置を制御して、前記駆動素子に対して、前記第1のメニスカス駆動信号よりも波高値の大きい第5のメニスカス駆動信号を印加させ、
前記駆動素子に前記第5のメニスカス駆動信号が印加されたときの前記受光部での受光量が、前記第1のメニスカス駆動信号が印加されたときよりも増加していない場合に、前記複数種類の回復動作の中から1つの回復動作を決定することを特徴とする請求項2〜8の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記第5のメニスカス駆動信号の波高値は、前記第1のメニスカス駆動信号の波高値の1.1倍以上で、且つ、前記吐出駆動信号の波高値よりも小さいことを特徴とする請求項9に記載の液体吐出装置。
- 前記制御部は、
前記駆動素子に前記第5のメニスカス駆動信号が印加されたときの前記受光部での受光量が、前記第1のメニスカス駆動信号が印加されたときよりも増加した場合には、前記吐出駆動信号の波高値を高くすることを特徴とする請求項9又は10に記載の液体吐出装置。 - 前記複数種類のメニスカス駆動信号が、それぞれパルス信号であり、
前記制御部は、
前記決定処理において、前記駆動装置を制御して、前記駆動素子に対して、パルス波形の立ち上がり時間と立ち下がり時間の少なくとも一方が、前記第1のメニスカス駆動信号よりも短く、他方が、前記第1のメニスカス駆動信号と同じか短い、第6のメニスカス駆動信号を印加させ、
前記駆動素子に前記第6のメニスカス駆動信号が印加されたときの前記受光部での受光量が、前記第1のメニスカス駆動信号が印加されたときよりも増加していない場合に、前記複数種類の回復動作の中から1つの回復動作を決定することを特徴とする請求項2〜11の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記制御部は、
前記駆動素子に前記第6のメニスカス駆動信号が印加されたときの前記受光部での受光量が、前記第1のメニスカス駆動信号が印加されたときよりも増加した場合には、前記吐出駆動信号のパルス波形の立ち上がり時間と立ち下がり時間の、少なくとも一方を短くすることを特徴とする請求項12に記載の液体吐出装置。
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