JP2017113965A - Liquid discharge device and liquid discharge method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、用紙等の媒体に対して液体を吐出可能な吐出部を備えた液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus and a liquid ejecting method including an ejecting unit capable of ejecting liquid onto a medium such as paper.
従来から、この種の液体吐出装置として、吐出ヘッドの複数のノズルからインク（液体の一例）を吐出して用紙等の媒体に印刷を行うインクジェット式のプリンターが広く知られている。こうしたプリンターでは、インク滴を吐出する複数の吐出部を有し、吐出部ごとに設けられた圧電素子（駆動素子）が駆動信号に基づき変位することによって吐出部のノズルから液体が吐出される（例えば特許文献１、２等）。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of liquid ejection apparatus, an ink jet printer that performs printing on a medium such as paper by ejecting ink (an example of a liquid) from a plurality of nozzles of an ejection head is widely known. Such a printer has a plurality of ejection units that eject ink droplets, and a piezoelectric element (drive element) provided for each ejection unit is displaced based on a drive signal to eject liquid from the nozzles of the ejection unit ( For example,
例えば特許文献１，２に記載の液体吐出装置では、吐出部ごとの圧電素子にノズルからインク滴を吐出させるために供給される駆動信号を生成可能な駆動信号生成回路（駆動信号生成部の一例）及び制御回路が、装置本体側に設けられている。制御回路からの画素データ及び駆動信号発生回路からの駆動信号は、本体側の制御回路からフレキシブルフラットケーブル等の配線を介して吐出ユニットへ伝送される。
For example, in the liquid ejection devices described in
例えば特許文献１では、本体側の制御回路（コントローラー）から吐出ヘッドへ画素データ及び駆動信号が伝送され、一方、吐出ヘッドから制御回路へ温度異常検出信号（過加熱報知信号）が伝送される。また、特許文献１の液体吐出装置で使用されているフレキシブルフラットケーブルからなる配線では、各信号線をグランド線の間に配置することで、ノイズ対策が行われているため、信号線が１本増えるだけでもそのノイズ対策用の信号線を含めると複数本の信号線を増やさなければならない構成である。
For example, in
また、例えば特許文献２に記載のインクジェットプリンターは、吐出部の状態を検出可能な残留振動検出部（状態検出部の一例）と、圧電素子に駆動信号形成回路からの駆動信号を供給するか、圧電素子の起電力を残留振動検出部に供給するかを選択する選択部とを吐出ユニット側に備える。残留振動検出部の出力信号（状態検出信号）は、フレキシブルフラットケーブル中の信号線を介して本体側の制御回路へ出力され、制御回路は出力信号に基づいて吐出ヘッドの吐出異常をノズルごと（圧電素子ごと）に検出する。
Further, for example, the ink jet printer described in
ところで、上記各特許文献１に記載の液体吐出装置が備えた温度異常検出部と、特許文献２に記載の吐出部の状態を検出する状態検出部（残留振動検出部）とを共に吐出ユニットに設けた場合、温度異常検出信号と状態検出信号とを液体吐出装置の本体側の制御回路に伝送する２本の信号線をフレキシブルフラットケーブル等の配線に設ける必要がある。しかし、本体側の制御回路と吐出ユニットとを接続している配線を構成する信号線の数が増えると、信号線の設計作業が複雑になる。このため、吐出ユニット内の検出部の数が増えても、制御回路と吐出ユニットとを接続している配線を構成する信号線の数をなるべく少なく抑えたいという要求がある。なお、シリアルプリンターやラインプリンターなど吐出方式の違いに依らず、本体側の制御回路と吐出ユニットとがフレキシブルフラットケーブル等の配線を介して接続された液体吐出装置であれば、この種の課題は概ね共通する。
By the way, both the temperature abnormality detection part with which the liquid discharge apparatus of each said
本発明の目的は、本体側の制御回路と、吐出異常検出部と温度異常検出部とを含む吐出ユニットとの間で伝送される検出信号の数の割に信号線の数を少なく抑えられる液体吐出装置及び液体吐出方法を提供することにある。 An object of the present invention is to reduce the number of signal lines for the number of detection signals transmitted between a control circuit on the main body side and a discharge unit including a discharge abnormality detection unit and a temperature abnormality detection unit. An object of the present invention is to provide a discharge device and a liquid discharge method.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する液体吐出装置は、液体を吐出可能な吐出ユニットと、前記吐出ユニットを制御する制御回路とが配線を介して接続された液体吐出装置であって、前記吐出ユニットは、駆動信号を受けて駆動素子が動作することで液体を吐出可能な吐出部と、前記吐出部の吐出状態を検出して状態検出信号を出力する吐出異常検出部と、前記吐出部を含む吐出ユニットの温度異常を検出して温度異常検出信号を出力する温度異常検出部とを備え、前記配線は、前記状態検出信号と前記温度異常検出信号とを出力する信号出力端子に接続された１つの信号線を備え、前記制御回路は、前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記信号線を介して入力した前記状態検出信号に応じて前記吐出部の状態を判別する状態判別部と、前記信号線を介して入力した前記温度異常検出信号に応じて、前記駆動信号生成部における前記駆動信号の生成を停止させる駆動信号生成停止部と、を有し、前記状態検出信号と前記温度異常検出信号は、前記吐出ユニットが少なくとも温度異常である場合、互いに異なる信号電位をとる。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
A liquid discharge apparatus that solves the above-described problem is a liquid discharge apparatus in which a discharge unit capable of discharging a liquid and a control circuit that controls the discharge unit are connected to each other via a wiring. In response, the drive element operates to discharge a liquid, a discharge abnormality detection unit that detects a discharge state of the discharge unit and outputs a state detection signal, and a temperature of a discharge unit including the discharge unit A temperature abnormality detection unit that detects an abnormality and outputs a temperature abnormality detection signal, and the wiring includes one signal line connected to a signal output terminal that outputs the state detection signal and the temperature abnormality detection signal. The control circuit includes: a drive signal generation unit that generates the drive signal; a state determination unit that determines a state of the ejection unit according to the state detection signal input via the signal line; and the signal line The A drive signal generation stop unit that stops generation of the drive signal in the drive signal generation unit in response to the temperature abnormality detection signal input as described above, and the state detection signal and the temperature abnormality detection signal are: When the discharge unit is at least abnormal in temperature, different signal potentials are taken.
この構成によれば、状態検出信号と温度異常検出信号は、互いに異なる信号電位をとるので、これらの信号が仮に重畳しても判別可能であり、１つの信号線を状態検出信号と温度異常検出信号とに兼用しても、吐出部の状態の判別と、温度異常時における駆動信号生成部による駆動信号の生成の停止とを、適切に行うことができる。 According to this configuration, since the state detection signal and the temperature abnormality detection signal have different signal potentials, they can be discriminated even if they overlap, and one signal line can be identified as the state detection signal and the temperature abnormality detection. Even if it is also used as a signal, it is possible to appropriately determine the state of the ejection unit and stop the generation of the drive signal by the drive signal generation unit when the temperature is abnormal.
上記液体吐出装置では、前記状態検出信号はアナログ信号であり、前記温度異常検出信号は高電位と低電位とをとる２値の電位からなるデジタル信号であることが好ましい。
この構成によれば、状態検出信号はアナログ信号であり、温度異常検出信号が高電位と低電位とをとる２値の電位からなるデジタル信号である。このため、温度異常検出信号が温度異常時にとりうる高電位と低電位との２値のうちいずれか一方を、状態検出信号のとりうる電位の範囲と異ならせることが可能になる。よって、温度異常検出信号と状態検出信号とを判別し、吐出部の状態の判別と、温度異常検出信号に応じた駆動信号生成部による駆動信号の生成の停止とを、適切に行うことができる。
In the liquid ejecting apparatus, it is preferable that the state detection signal is an analog signal, and the temperature abnormality detection signal is a digital signal having a binary potential having a high potential and a low potential.
According to this configuration, the state detection signal is an analog signal, and the temperature abnormality detection signal is a digital signal composed of binary potentials having a high potential and a low potential. For this reason, any one of the two values of the high potential and the low potential that the temperature abnormality detection signal can take when the temperature is abnormal can be made different from the potential range that the state detection signal can take. Therefore, it is possible to determine the temperature abnormality detection signal and the state detection signal, and appropriately determine the state of the ejection unit and stop the generation of the drive signal by the drive signal generation unit according to the temperature abnormality detection signal. .
上記液体吐出装置では、前記吐出ユニットの温度異常を検出した場合、前記温度異常検出信号は、高電位と低電位のうち異常を示す一方に維持されることが好ましい。
この構成によれば、吐出ユニットの温度異常を検出した場合、温度異常検出信号は、高電位と低電位のうち異常を示す一方に維持される。よって、温度異常検出信号と状態検出信号とを判別し、吐出部の状態の判別と、温度異常検出信号に応じた駆動信号生成部による駆動信号の生成の停止とを、適切に行うことができる。
In the liquid ejection device, when a temperature abnormality of the ejection unit is detected, the temperature abnormality detection signal is preferably maintained at one of the high potential and the low potential indicating abnormality.
According to this configuration, when a temperature abnormality of the discharge unit is detected, the temperature abnormality detection signal is maintained at one of the high potential and the low potential indicating abnormality. Therefore, it is possible to determine the temperature abnormality detection signal and the state detection signal, and appropriately determine the state of the ejection unit and stop the generation of the drive signal by the drive signal generation unit according to the temperature abnormality detection signal. .
上記液体吐出装置では、前記高電位は、前記状態検出信号の最大振幅のときの最大電位よりも高い電位であることが好ましい。
この構成によれば、２値のデジタル信号からなる温度異常検出信号の高電位は、アナログ信号からなる状態検出信号の最大振幅のときの最大電位よりも高い電位であるので、駆動信号生成停止部は、１つの共通の信号線を介して伝送される状態検出信号と区別して温度異常検出信号を適切に判別できる。
In the liquid ejecting apparatus, it is preferable that the high potential is higher than a maximum potential at the maximum amplitude of the state detection signal.
According to this configuration, the high potential of the temperature abnormality detection signal made up of a binary digital signal is higher than the maximum potential at the maximum amplitude of the state detection signal made up of an analog signal. Can distinguish the temperature abnormality detection signal appropriately from the state detection signal transmitted through one common signal line.
上記液体吐出装置では、前記１つの信号出力端子へ出力する信号を前記温度異常検出信号と前記状態検出信号との間で切り換える切換回路を更に備えていることが好ましい。
この構成によれば、切換回路によって、１つの信号出力端子へ出力される信号が温度異常検出信号と状態検出信号との間で切り換えられる。よって、共通の１つの信号線により温度異常検出信号と状態検出信号とを出力できるうえ、温度異常検出信号と状態検出信号との重畳を極力回避できる。
The liquid ejection apparatus preferably further includes a switching circuit that switches a signal to be output to the one signal output terminal between the temperature abnormality detection signal and the state detection signal.
According to this configuration, the signal output to one signal output terminal is switched between the temperature abnormality detection signal and the state detection signal by the switching circuit. Therefore, it is possible to output the temperature abnormality detection signal and the state detection signal through a common signal line, and to avoid the superposition of the temperature abnormality detection signal and the state detection signal as much as possible.
上記液体吐出装置では、前記駆動素子は圧電素子であり、前記吐出部は前記圧電素子の変位に応じて液体を吐出する構成であり、前記吐出異常検出部は、前記圧電素子が吐出時に変位した後の残留振動に基づく起電力を前記状態検出信号とすることが好ましい。 In the liquid ejection apparatus, the driving element is a piezoelectric element, the ejection unit ejects liquid according to the displacement of the piezoelectric element, and the ejection abnormality detection unit is displaced when the piezoelectric element is ejected. It is preferable that an electromotive force based on subsequent residual vibration is used as the state detection signal.
この構成によれば、吐出部は駆動信号を受けた圧電素子の変位に応じて液体を吐出する。吐出異常検出部は、圧電素子が吐出時に変位した後の残留振動に基づく起電力（例えば電圧）を状態検出信号とする。このように液体の吐出に使用される圧電素子が、吐出部の状態を検出する検出素子を兼ねるので、吐出部の状態を検出する専用の検出素子を別途設ける必要がない。 According to this configuration, the ejection unit ejects liquid according to the displacement of the piezoelectric element that has received the drive signal. The ejection abnormality detection unit uses an electromotive force (for example, voltage) based on residual vibration after the piezoelectric element is displaced during ejection as a state detection signal. Thus, since the piezoelectric element used for discharging the liquid also serves as a detection element for detecting the state of the discharge unit, it is not necessary to separately provide a dedicated detection element for detecting the state of the discharge unit.
上記課題を解決する液体吐出方法は、駆動信号生成部が生成した駆動信号を受けて動作する駆動素子の変位に応じて液体を吐出する吐出部の状態を検出して状態検出信号を出力する吐出異常検出ステップと、前記吐出部を含む吐出ユニットの温度異常を検出して前記状態検出信号と互いに異なる範囲の信号電位をとる温度異常検出信号を出力する温度異常検出ステップと、１つの信号線を介して入力した前記状態検出信号に応じて前記吐出部の状態を判別する状態判別ステップと、前記１つの信号線を介して入力した前記温度異常検出信号に応じて前記駆動信号生成部における前記駆動信号の生成を停止させる駆動信号生成停止ステップとを備えている。この液体吐出方法によれば、上記液体吐出装置と同様の作用効果が得られる。 A liquid discharge method that solves the above-described problem is a discharge that detects a state of a discharge unit that discharges liquid according to a displacement of a drive element that operates in response to a drive signal generated by a drive signal generation unit and outputs a state detection signal An abnormality detection step, a temperature abnormality detection step for detecting a temperature abnormality of a discharge unit including the discharge unit, and outputting a temperature abnormality detection signal that takes a signal potential in a range different from the state detection signal, and one signal line A state determination step of determining a state of the discharge unit according to the state detection signal input via the signal, and the drive in the drive signal generation unit according to the temperature abnormality detection signal input via the one signal line A drive signal generation stop step for stopping signal generation. According to this liquid ejection method, the same effect as the liquid ejection apparatus can be obtained.
（第１実施形態）
以下、液体吐出装置の一例であるインクジェット式のプリンターの第１実施形態について、図面を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an ink jet printer as an example of a liquid ejection apparatus will be described with reference to the drawings.
図１に示すプリンター１１は、外装ハウジングが取り外された状態にあるシリアルプリンターである。プリンター１１は、上側と前側が開口する略四角箱状の本体フレーム２０を有し、その本体フレーム２０の図１におけるその左右の側壁間には所定長さを有するガイド軸２１が架設されている。キャリッジ２２はこのガイド軸２１に沿って走査方向Ｘ（主走査方向）に移動可能に案内される。キャリッジ２２は、本体フレーム２０の背板の内側に取着された一対のプーリー２３，２３に巻き掛けられた無端状のタイミングベルト２４の一部に固定されている。図１における右側のプーリー２３はキャリッジモーター２５の駆動軸に取着された駆動プーリーで、キャリッジモーター２５が正逆転駆動されてタイミングベルト２４が正転・逆転することにより、キャリッジ２２は走査方向Ｘに往復移動する。
The
図１に示すように、キャリッジ２２の下部には、吐出ヘッド２６が設けられている。また、キャリッジ２２の上部に凹設されたカートリッジホルダー２２ａには、複数個（図１の例では４個）の液体供給源の一例としてインクカートリッジ２７が装着されている。各インクカートリッジ２７には、液体の一例として、例えば黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）を含む複数色（図１の例では４色）のインクがそれぞれ１色ずつ収容されている。なお、インクの色数は４色に限らず、１色（一例として黒）、２色、３色、５〜８色でもよい。また、インクカートリッジ２７の装着方式は、インクカートリッジ２７をキャリッジ２２に装着する所謂オンキャリッジタイプに替え、本体フレーム２０側のカートリッジホルダーに装着する所謂オフキャリッジタイプでもよい。また、液体供給源は、インクカートリッジに限らず、例えばプリンター１１の外装ハウジングの側面などに取り付けられるインク補充方式のインクタンクでもよい。
As shown in FIG. 1, an
吐出ヘッド２６は、各インクカートリッジ２７から供給されたインクを、用紙等の媒体Ｐと対向する側の面であるノズル開口面２６ａに開口する各ノズル２６ｂ（いずれも図２参照）からそれぞれ吐出する。吐出ヘッド２６は、キャリッジ２２に接続されたフレキシブルフラットケーブル４０を介してプリンター１１内の本体フレーム２０に取り付けられた不図示の制御基板に実装された制御回路５１（図７参照）と通信可能に接続されている。そして、吐出ヘッド２６は、制御回路５１からキャリッジ２２の１走査（１パス）で印刷する分ずつ逐次転送される印刷データに基づいて駆動される。
The
図１に示すように、吐出ヘッド２６の印刷時の移動領域と対向する下方位置には、媒体Ｐを支持するとともに、吐出ヘッド２６と媒体Ｐとの間隔（ギャップ）を規定する長尺状の支持台２８が走査方向Ｘに沿って延びる状態に配置されている。印刷中は媒体Ｐのうち支持台２８の上面（支持面）に支持された箇所に、吐出ヘッド２６の各ノズル２６ｂから吐出されたインク滴が着弾する。
As shown in FIG. 1, a long position that supports the medium P and defines an interval (gap) between the
また、キャリッジ２２の背面側には、キャリッジ２２の移動量に比例する数のパルスを含む検出信号（エンコーダーパルス信号）を出力するリニアエンコーダー２９がガイド軸２１に沿って延びるように設けられている。プリンター１１は、リニアエンコーダー２９の検出信号のパルスエッジの数を計数することでキャリッジ２２の走査方向Ｘの位置及び速度（単位時間当たりのパルス数）を把握し、これらの位置及び速度の情報に基づきキャリッジ２２の位置制御及び速度制御を行う。
A
また、本体フレーム２０の図１における右側下部には、給送モーター３０及び搬送モーター３１が配設されている。給送モーター３０は、不図示のカセット内に収容された複数枚の媒体Ｐの表面に当接する不図示の給送ローラー（例えばピックアップローラー）を駆動し、媒体Ｐを最上位のものから一枚ずつ給送する。また、給送モーター３０は、プリンター１１の背面側に設けられた不図示の手差し用の媒体載置部に載置された媒体を給送可能な不図示の給送ローラーを駆動することで、媒体Ｐをプリンター本体内へ給送する。給送された媒体Ｐはその先端部が搬送ローラー対３２に到達するまで送り出される。
Further, a feeding
図１に示すように、搬送方向Ｙに支持台２８を挟んだその上流側と下流側の各位置には、搬送モーター３１を動力源とする、搬送ローラー対３２と排出ローラー対３３とがそれぞれ配置されている。給送された媒体Ｐは、搬送ローラー対３２及び排出ローラー対３３に挟持（ニップ）された状態で搬送方向Ｙに搬送され、印刷が終わると両ローラー対３２，３３の回転により搬送方向Ｙに不図示のスタッカー上へ排出される。
As shown in FIG. 1, a
図１に示すシリアル式のプリンター１１は、キャリッジ２２を走査方向Ｘに往復動させながら吐出ヘッド２６のノズル２６ｂ（図２参照）から媒体Ｐに向けてインクを吐出する印字動作と、媒体Ｐを搬送方向Ｙに次の走査位置（印刷位置）までの規定の搬送量で搬送する送り動作とを交互に繰り返すことで、媒体Ｐに文書や画像等を印刷する。
A
本実施形態のプリンター１１は、例えば大判の媒体Ｐを搬送して印刷できる大判タイプの印刷装置である。このため、吐出ヘッド２６のノズルの目詰まり等の吐出異常に起因して印刷画像に白筋等が発生して一定の印刷品質を満たさなくなると、その印刷物は失敗となり、その印刷に使った媒体Ｐとインクが無駄になる。このため、本実施形態のプリンター１１は、吐出異常を検出する吐出異常検出機能を備えている。
The
図１においてキャリッジ２２の移動経路上の一端位置（図１では右端位置）が、キャリッジ２２が非印刷時に待機するホーム位置ＨＰ（ホームポジション）となっている。ホーム位置ＨＰにあるキャリッジ２２の直下となる位置には、吐出ヘッド２６に対してクリーニング等のメンテナンスを行うメンテナンス装置３４が配設されている。メンテナンス装置３４は、キャップ３５、ワイパー３６及び吸引ポンプ３７等を備えている。メンテナンス装置３４は、ホーム位置ＨＰに配置された吐出ヘッド２６のノズル開口面２６ａ（図２参照）にキャップ３５を当接させた状態で吸引ポンプ３７を駆動し、吐出ヘッド２６のノズル２６ｂからインクを強制的に吸引排出するクリーニングを行う。このクリーニング時に吸引排出された廃インクは、メンテナンス装置３４から支持台２８の下側に配置された廃液タンク３８へ排出される。本実施形態では、搬送モーター３１は、吸引ポンプ３７の動力源ともなっており、ホーム位置ＨＰに到達する過程でキャリッジ２２が不図示の切換えレバーを操作することで、ホーム位置近傍に配置された動力伝達切換機構３９の動力伝達経路が吸引ポンプ３７側に切り換えられる。なお、吸引ポンプ３７を専用の電動モーターの動力で駆動させてもよい。
In FIG. 1, one end position (right end position in FIG. 1) on the movement path of the
また、キャリッジ２２は印刷中に定期又は不定期にホーム位置ＨＰに移動して、吐出ヘッド２６の全ノズルから印刷とは関係のないインク滴をキャップ３５に向けて吐出するフラッシング（空吐出）を行う。印刷中にインク滴が吐出されない不使用ノズル内のインクは、時間の経過と共に徐々に増粘し、これがノズル目詰まりの原因になる。このため、印刷中は前回のフラッシング実施時点からの経過時間が設定時間に達する度に、キャリッジ２２はそのときの走査を終えると、ホーム位置ＨＰに移動してフラッシングを実施する。
Further, the
図２に示すように、吐出ヘッド２６のノズル開口面２６ａには、搬送方向Ｙに一定のノズルピッチで一列に配列された♯１〜♯１８０の計１８０個のノズル２６ｂによりそれぞれ構成された複数列（例えば４列）のノズル列Ｎ１〜Ｎ４が形成されている。本例では、４列のノズル列Ｎ１〜Ｎ４は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色にそれぞれ対応している。つまり、ノズル列Ｎ１に属するノズル２６ｂが黒（Ｋ）のインク滴を吐出し、ノズル列Ｎ２に属するノズル２６ｂがシアン（Ｃ）のインク滴を吐出し、ノズル列Ｎ３に属するノズル２６ｂがマゼンタ（Ｍ）のインク滴を吐出し、さらにノズル列Ｎ４に属するノズル２６ｂがイエロー（Ｙ）のインク滴を吐出する。なお、ノズル列を構成する各ノズル２６ｂの配列は、一定ピッチの直線状の配列に限らず、一定ピッチの二列が互いに半ピッチずれて配列されたジグザグ状でもよい。
As shown in FIG. 2, the nozzle opening surface 26 a of the
また、図２に示すように、吐出ヘッド２６には、♯１〜♯１８０の１８０個のノズル２６ｂからインク滴を吐出するために駆動される駆動素子群４１が設けられている。駆動素子群４１は、ノズル２６ｂと対応する駆動素子４２をノズル数と同数（例えば７２０個）の駆動素子４２を備えている。駆動素子４２は、例えば圧電素子２６０（ピエゾ素子）（図３参照）からなる。なお、図２では、吐出ヘッド２６の外側に、ノズル列Ｎ１を構成する♯１〜♯１８０の１８０個のノズル２６ｂに対応する駆動素子４２だけを模式的に描いている。
As shown in FIG. 2, the
駆動素子４２は、所定駆動波形の駆動信号が印加されると、電歪作用より、ノズル２６ｂに連通するキャビティー２６４を区画する壁部の一部を構成する振動板２６５（いずれも図３参照）を振動させて、キャビティー２６４を膨張・圧縮させることによりノズル２６ｂからインク滴を吐出させる。なお、駆動素子４２は、圧電素子以外に、駆動信号に基づいて静電作用により駆動される静電駆動素子からなるものであってもよい。さらに駆動素子４２は、インクを加熱して膜沸騰により発生した気泡の圧力（膨張圧）を利用してノズルからインク滴を吐出させるヒーター素子でもよい。このように吐出ヘッド２６のノズル２６ｂからインク滴を吐出する吐出駆動方式は、圧電駆動方式、静電駆動方式、加熱駆動方式のいずれを採用してもよい。
When a drive signal having a predetermined drive waveform is applied to the
次に図３を参照して、吐出ヘッド２６のノズル２６ｂからインク滴を吐出する吐出部Ｄの構成について説明する。図３では、吐出ヘッド２６に設けられた複数の吐出部Ｄのうちの１つの吐出部Ｄと、この１つの吐出部Ｄにインク供給口２７１を通じて連通するリザーバー２７２と、インクカートリッジ２７からリザーバー２７２にインクを供給するためのインク供給流路２７３とを示している。
Next, with reference to FIG. 3, the structure of the discharge part D which discharges an ink drop from the
図３に示すように、吐出部Ｄは、駆動素子４２の一例である圧電素子２６０と、内部にインクが充填されたキャビティー２６４（インク室）と、キャビティー２６４に連通するノズル２６ｂと、振動板２６５とを備えている。吐出部Ｄは、圧電素子２６０が駆動信号ＣＯＭ（図７参照）により駆動されることにより、キャビティー２６４内のインクをノズル２６ｂから吐出させる。
As shown in FIG. 3, the ejection unit D includes a
吐出部Ｄのキャビティー２６４は、凹部を有する所定形状に成形されたキャビティープレート２６６と、ノズル２６ｂが形成されたノズルプレート２６７と、振動板２６５とにより区画される空間である。キャビティー２６４は、インク供給口２７１を通じてリザーバー２７２と連通している。リザーバー２７２は、インク供給流路２７３を通じて１つのインクカートリッジ２７と連通している。
The
本実施形態では、圧電素子２６０として、例えば図３に示すようなユニモルフ（モノモルフ）型を採用する。圧電素子２６０は、下部電極２６１と、上部電極２６２と、下部電極２６１及び上部電極２６２の間に設けられた圧電体２６３とを有する。そして、下部電極２６１が所定の基準電位ＶSSに設定され、上部電極２６２に駆動信号ＣＯＭが供給されることで、下部電極２６１及び上部電極２６２の間に電圧が印加されると、この印加された電圧に応じて圧電素子２６０が図３における上下方向に撓んで振動する。
In the present embodiment, a unimorph (monomorph) type as shown in FIG. The
キャビティープレート２６６の上面開口部を閉塞する振動板２６５には、圧電素子２６０の下部電極２６１が接合されている。このため、圧電素子２６０が駆動信号ＣＯＭにより振動すると、振動板２６５も振動する。そして、振動板２６５の振動によりキャビティー２６４の容積（キャビティー２６４内の圧力）が変化し、キャビティー２６４内に充填されたインクがノズル２６ｂより吐出される。
The
インクの吐出によりキャビティー２６４内のインクが減少した場合、リザーバー２７２からキャビティー２６４へインクが供給される。また、リザーバー２７２へはインクカートリッジ２７からインク供給流路２７３を通じてインクが供給される。なお、圧電素子２６０は、バイモルフ型又は積層型でもよい。
When ink in the
次に、図４〜図６を参照して、吐出部Ｄのインク吐出動作について説明する。図４に示す状態において、吐出部Ｄが備える圧電素子２６０（図３参照）に駆動信号ＣＯＭ（図１０参照）が供給されると、駆動信号ＣＯＭを受けた圧電素子２６０に電極間の電界に応じた歪みが発生し、吐出部Ｄの振動板２６５は図５における上方向へ撓むことで変位する。これにより、図４に示す初期状態と比較して、図５に示すように、吐出部Ｄのキャビティー２６４の容積が拡大する。図５に示す状態において、駆動信号ＣＯＭの印加が解消されると、振動板２６５は、その弾性復元力によって復元し、図６に示すように、初期状態における振動板２６５の位置を越えて同図における下方向に移動し、キャビティー２６４の容積が急激に収縮する。このときキャビティー２６４内に発生する圧力により、キャビティー２６４を満たすインクの一部が、このキャビティー２６４に連通しているノズル２６ｂからインク滴として吐出される。
Next, the ink discharge operation of the discharge unit D will be described with reference to FIGS. In the state shown in FIG. 4, when the drive signal COM (see FIG. 10) is supplied to the piezoelectric element 260 (see FIG. 3) provided in the ejection unit D, the electric field between the electrodes is applied to the
次に図７を参照してプリンター１１の電気的構成を説明する。図７に示すように、プリンター１１は、制御回路５１と、複数の吐出部Ｄを有する吐出ユニットの一例としてのヘッドユニット５２と、吐出ヘッド２６を有するキャリッジ２２を走査方向Ｘに移動させる走査機構５３と、媒体Ｐの給送と搬送方向Ｙへの搬送とを行う搬送機構５４とを備えている。また、プリンター１１は、吐出部Ｄの吐出異常が検出された場合にその吐出部Ｄのインクの吐出状態を正常に回復させるメンテナンスを行うメンテナンス装置３４を備える。また、制御回路５１は、各種モーター２５，３０，３１及び吐出部Ｄ等の制御による印刷制御と、メンテナンス装置３４の制御によるメンテナンス制御と、吐出部Ｄの吐出異常を検出する吐出異常検査とを行う。さらにプリンター１１は、各種の制御に用いられる制御プログラム及び各種情報を記憶する記憶部５５を備える。
Next, the electrical configuration of the
図７に示すように、走査機構５３は、キャリッジ２２を走査方向Ｘに移動させる動力源となるキャリッジモーター２５と、キャリッジモーター２５を駆動させるモーター駆動回路６１と、キャリッジ２２の走査方向Ｘにおける位置及び速度の取得に用いられるリニアエンコーダー２９とを備える。
As shown in FIG. 7, the
図７に示すように、搬送機構５４は、給送モーター３０と、給送モーター３０を駆動させるモーター駆動回路６２と、搬送モーター３１と、搬送モーター３１を駆動させるモーター駆動回路６３とを備える。さらに搬送機構５４は、媒体Ｐの搬送量に比例する数のパルスを含む検出信号（エンコーダーパルス信号）を出力するエンコーダー６４を備える。また、搬送機構５４は、給送モーター３０の動力で回転する不図示の給送ローラー、搬送モーター３１の動力で回転する図１に示す搬送ローラー対３２及び排出ローラー対３３を備える。
As shown in FIG. 7, the
記憶部５５は、ホスト装置１００（ホストコンピューター）からプリンター１１が受信した印刷データＰＤや、各種処理に必要なデータを一時的に格納し、あるいは制御プログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）と、プリンター１１の各部を制御するための制御プログラム等を格納する不揮発性メモリーとにより構成される。
The storage unit 55 temporarily stores print data PD received by the
制御回路５１は、ＣＰＵ７１（Central Processing Unit）及びヘッドコントローラー７２を備える。ヘッドコントローラー７２は、ＡＳＩＣ７３（Application Specific IC）と駆動信号生成部の一例としての駆動信号生成回路７４とを備える。ＡＳＩＣ７３は、ＣＰＵ７１とバスを介して接続されている。
The control circuit 51 includes a CPU 71 (Central Processing Unit) and a head controller 72. The head controller 72 includes an ASIC 73 (Application Specific IC) and a drive
ＣＰＵ７１は記憶部５５に記憶されている制御プログラムに従って動作することで、プリンター１１の各部の動作を制御する。詳しくは、ＣＰＵ７１は、記憶部５５から読み出した制御プログラムを実行し、リニアエンコーダー２９からの検出信号に基づきキャリッジモーター２５を制御し、エンコーダー６４の検出信号に基づき給送モーター３０及び搬送モーター３１を駆動制御する。
The
また、ＣＰＵ７１は、メンテナンス実施時期になると、キャリッジモーター２５を制御してキャリッジ２２をメンテナンス位置（例えばホーム位置ＨＰ）に移動させた後、メンテナンス装置３４を制御して吐出ヘッド２６のクリーニングを行わせる。また、ＣＰＵ７１は、フラッシング実施時期になると、キャリッジモーター２５を制御してキャリッジ２２をフラッシング位置（例えばホーム位置ＨＰ）に移動させるとともに、ＡＳＩＣ７３に指示して吐出ヘッド２６の全ノズル２６ｂから印刷とは関係のないインク滴を吐出させるフラッシング（空吐出）を行わせる。このフラッシングによりノズル２６ｂ内の増粘したインクやインク中の気泡等を排出させてノズル２６ｂ内のインクがリフレッシュされる。
Further, when the maintenance time comes, the
また、ＣＰＵ７１は、ホスト装置１００から受信した印刷データＰＤのうちヘッドユニット５２の制御に用いられる印刷制御データＳＩｎ（図１０参照）をＡＳＩＣ７３へ送信する。ＡＳＩＣ７３は、印刷制御データＳＩｎと吐出制御用の各種信号を、フレキシブルフラットケーブル４０を介して吐出ヘッド２６内のヘッド制御部７５に送信する。また、駆動信号生成回路７４は、ＡＳＩＣ７３の指示により生成した駆動信号ＣＯＭを、フレキシブルフラットケーブル４０を介してヘッド制御部７５に送信する。
Further, the
ここで、ヘッドユニット５２は、吐出ヘッド２６と、インクカートリッジ２７から吐出ヘッド２６へインクを供給する不図示のインク供給流路を含むインク供給機構とにより構成されている。また、吐出ヘッド２６は、ヘッド制御部７５と、複数の吐出部Ｄを有する吐出部群７６とを内蔵している。ヘッド制御部７５はヘッドドライバーＩＣを備える。図７では吐出部群７６を１色分（ノズル１列分）のみ示しているが、実際には吐出部群７６は複数列分（例えば４列分）設けられている。なお、ヘッドコントローラー７２を構成する主制御回路としてＡＳＩＣ７３を設けたが、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）に替えることもできる。また、ＣＰＵ７１はＡＳＩＣ７３内に内蔵されていてもよい。
Here, the head unit 52 includes the
制御回路５１は、印刷に関する各種制御を司る他、吐出ヘッド２６から入力した状態検出信号ＮＳＡＳ（残留振動検出信号）に基づいて、吐出部Ｄが正常な吐出が可能な正常状態であるか、それとも正常な吐出が不能な吐出異常状態であるかを判別する判別処理を行う。さらに制御回路５１は、吐出ヘッド２６から後述する温度異常検出信号ＸＨＯＴを入力すると、駆動信号生成回路７４に対して駆動信号ＣＯＭの生成を停止させる停止処理を行う。また、制御回路５１は、キャリッジ２２の走査方向Ｘの位置を示す値を計数する不図示のＣＲカウンター、及び媒体Ｐの搬送方向Ｙの位置を示す値を計数する不図示のＰＦカウンターを備える。
The control circuit 51 performs various controls related to printing, and based on a state detection signal NSAS (residual vibration detection signal) input from the
ＣＰＵ７１は、ホスト装置１００からの印刷データＰＤに基づいてヘッドユニット５２、走査機構５３及び搬送機構５４を制御し、媒体Ｐに印刷データＰＤに応じた文書又は画像を印刷する印刷制御を行う。このとき、ＡＳＩＣ７３は、記憶部５５に一時格納された印刷データＰＤのうち吐出ヘッド２６へ転送すべき印刷制御データＳＩｎをヘッド制御部７５に転送して吐出部Ｄを駆動させる。このとき、ヘッド制御部７５は、印刷制御データＳＩｎに基づき、吐出部Ｄからのインクの吐出の有無、インクの吐出量及びインクの吐出タイミング等を制御する。これにより、吐出ヘッド２６のノズル２６ｂから吐出されたインク滴が媒体Ｐ上に着弾してできるドットのサイズ及び位置が調整され、媒体Ｐに印刷データＰＤに応じた画像等が印刷される。
The
次に図８を参照して、ヘッドコントローラー７２及びヘッドユニット５２の詳細な電気的構成を説明する。
図８に示すように、ヘッドコントローラー７２内のＡＳＩＣ７３は、データ転送部７３１、駆動信号生成停止部７３２及び状態判別部の一例としての吐出状態判別部７３３を備える。また、吐出ヘッド２６内のヘッド制御部７５は、ヘッド駆動回路７５１、温度異常検出部７５２及び吐出異常検出部７５３を備える。
Next, detailed electrical configurations of the head controller 72 and the head unit 52 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 8, the
データ転送部７３１は、印刷制御データＳＩｎをフレキシブルフラットケーブル４０内の一部の信号線ＣＷを介してヘッド駆動回路７５１に転送する。ヘッド駆動回路７５１は、印刷制御データＳＩｎに基づいて吐出部Ｄの駆動素子４２を駆動させる。温度異常検出部７５２は、ヘッドユニット５２の温度異常を検出する。特に本例の温度異常検出部７５２は、吐出ヘッド２６内のヘッド制御部７５（詳しくはヘッドドライバーＩＣ）の温度異常を検出する検出処理を行い、温度異常検出信号ＸＨＯＴを吐出ヘッド２６からフレキシブルフラットケーブル４０内の１つの信号線ＣＷ１を介してＡＳＩＣ７３内の駆動信号生成停止部７３２に出力する。この温度異常検出信号ＸＨＯＴは、高電位（Ｈレベル）と低電位（Ｈレベル）とをとる２値のデジタル信号である。本例では、温度異常検出信号ＸＨＯＴは、検出した温度が正常なときは低電位（Ｌレベル）を出力し、検出した温度が異常なときは高電位（Ｈレベル）を出力するデジタル信号である。なお、温度異常検出部７５２の詳細な構成は後述する。
The
また、吐出異常検出部７５３は、圧電素子２６０が吐出時に変位した後の残留振動に基づく起電力を状態検出信号ＮＳＡＳとする。吐出異常検出部７５３は、各吐出部Ｄからの残留振動検出信号Ｖout（図１１参照）を基に生成した状態検出信号ＮＳＡＳ（図１４参照）を、吐出ヘッド２６からフレキシブルフラットケーブル４０内の１つの信号線ＣＷ１を介してヘッドコントローラー７２内のＡＳＩＣ７３に出力する。この状態検出信号ＮＳＡＳは、残留振動検出信号Ｖoutを基に生成されたものであるため、残留振動に応じた所定の振幅で振動する電圧値をとるアナログ信号であり、吐出部Ｄの吐出正常時と吐出異常時とで異なる振動波形をとる。
Further, the ejection
図８に示すように、温度異常検出部７５２と吐出異常検出部７５３は、それぞれの検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳを１つの共通の信号出力端子５２Ａに出力する。そのため、検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳは、信号出力端子５２Ａに接続された１つの信号線ＣＷ１を介して制御回路５１内のＡＳＩＣ７３に入力される。この信号線ＣＷ１は、信号出力端子５２Ａと反対側の端部では信号入力端子７２Ａに接続されている。１つの共通の信号線ＣＷ１が使用されるため、各検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳは重畳して伝送される場合もある。しかし、本例の各検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳはそれぞれがとりうる電位が異なるため、伝送先のＡＳＩＣ７３内の駆動信号生成停止部７３２及び吐出状態判別部７３３は、各検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳの判別が可能である。なお、各検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳは、ＡＳＩＣ７３において駆動信号生成停止部７３２に入力された後、駆動信号生成停止部７３２から吐出状態判別部７３３に入力される。
As shown in FIG. 8, the temperature
また、駆動信号生成停止部７３２は、温度異常検出信号ＸＨＯＴを入力すると、駆動信号生成回路７４に停止指令信号ＳＴを出力し、駆動信号生成回路７４に駆動信号ＣＯＭの生成を停止させる。
In addition, when the temperature abnormality detection signal XHOT is input, the drive signal
駆動信号生成回路７４は、吐出ヘッド２６が有する複数の吐出部Ｄのそれぞれを駆動させる駆動信号ＣＯＭを生成する。駆動信号生成回路７４は、生成した駆動信号ＣＯＭを、フレキシブルフラットケーブル４０中の例えば１つの信号線ＣＷを介してヘッド駆動回路７５１へ出力する。ヘッド駆動回路７５１は、駆動信号ＣＯＭに含まれる複数の駆動パルス（電圧波形）のうち印刷制御データＳＩｎに基づき選択された１つ又は２つの駆動パルスを駆動素子４２に印加することで、吐出部Ｄのノズル２６ｂからインク滴を吐出させる。
The drive
次に、図９を参照して、ヘッド駆動回路７５１の具体的な構成について説明する。なお、図９では、２つの駆動素子４２に対応する部分のみが図示されている。
図９に示すように、ヘッド駆動回路７５１は、駆動素子４２ごとにそれぞれ対応する第１のシフトレジスター８１、第２のシフトレジスター８２、第１のラッチ回路８３及び第２のラッチ回路８４を備える。第１のシフトレジスター８１には、駆動素子４２用の印字データＳＩ（２ビットのデータ）のうち上位ビットデータ「Ｈ」が入力され、第２のシフトレジスター８２には、その下位ビットデータ「Ｌ」が入力される。
Next, a specific configuration of the
As shown in FIG. 9, the
第１のシフトレジスター８１には、第１のラッチ回路８３が電気的に接続され、第２のシフトレジスター８２には、第２のラッチ回路８４が電気的に接続されている。第１のラッチ回路８３は、ラッチ信号ＬＡＴが入力されると、第１のシフトレジスター８１の上位ビットデータ「Ｈ」をラッチする。また、第２のラッチ回路８４は、ラッチ信号ＬＡＴが入力されると、第２のシフトレジスター８２の下位ビットデータ「Ｌ」をラッチする。
A
また、図９に示すように、ヘッド駆動回路７５１は、第３のシフトレジスター８５Ａとロジック回路８５Ｂとを備える。さらにヘッド駆動回路７５１は、駆動素子４２ごとに、デコーダー８６と、アンド回路８７と、スイッチ回路８８とを備える。ロジック回路８５Ｂの出力端子は各デコーダー８６の入力端子に接続されている。また、第１のラッチ回路８３と第２のラッチ回路８４の各出力端子は、対応するデコーダー８６の２つの入力端子に接続されている。
As shown in FIG. 9, the
第３のシフトレジスター８５Ａには定義データＳＰが入力される。ロジック回路８５Ｂには、第３のシフトレジスター８５Ａからの定義データＳＰ、ラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨが入力される。ロジック回路８５Ｂは、定義データＳＰを基にデコードデータ（真理値表）を生成し、そのデコードデータを、ラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨに基づくタイミングで各デコーダー８６に出力する。
The definition data SP is input to the
デコーダー８６には、第１のラッチ回路８３から上位ビットデータ「Ｈ」、第２のラッチ回路８４から下位ビットデータ「Ｌ」、及び上述したロジック回路８５Ｂからデコードデータが入力される。そして、デコーダー８６は、入力したビットデータ「Ｈ」，「Ｌ」を基にデコードデータを参照し、選択データＰＳを生成して出力する。
The
ヘッド駆動回路７５１には、温度異常検出信号ＸＨＯＴの入力があると、駆動素子４２への駆動信号ＣＯＭの印加を遮断する遮断回路の一部としてアンド回路８７が駆動素子４２の数と同数個だけ組み込まれている。本例のアンド回路８７は２入力型のアンド回路であり、その第１入力端子には、デコーダー８６の出力である定義データＳＰが入力され、その第２入力端子には、温度異常検出部７５２の主スイッチ信号線ＭＳＷからの温度異常検出信号ＸＨＯＴがノット回路８９で反転された制御信号ＡＸが入力される。温度異常検出部７５２の主スイッチ信号線ＭＳＷから入力される温度異常検出信号ＸＨＯＴは２値（Ｈ／Ｌ）のデジタル信号であり、温度異常検出部７５２が温度異常を検出した際は、デコーダー８６の第２入力端子には、温度異常であることを示す高電位であるＨレベル（「１」）（図１９参照）がノット回路８９で反転されたＬレベルが入力される。一方、検出温度が正常なときには、デコーダー８６の第２入力端子には、温度異常検出信号ＸＨＯＴの温度が正常であることを示す低電位であるＬレベル（「０」）の信号がノット回路８９で反転されたＨレベルが入力される。
When an abnormal temperature detection signal XHOT is input to the
図９に示すように、アンド回路８７の出力はスイッチ回路８８の制御端子に接続されており、温度異常検出部７５２から温度異常検出信号ＸＨＯＴを入力すると、駆動信号ＣＯＭの駆動素子４２への印加を遮断できる。このようにヘッド駆動回路７５１は、信号線ＣＷ１を介して伝送された駆動信号ＣＯＭの駆動素子４２への印加を遮断するためのアンド回路８７及びスイッチ回路８８を含み、駆動信号ＣＯＭの駆動素子４２への印加を制御する。
As shown in FIG. 9, the output of the AND
アンド回路８７の第１入力端子には、デコーダー８６からの後述する選択データＰＳ（図１０参照）が、上位ビットから順に入力される。アンド回路８７は、第１入力端子に入力される選択データＰＳのそのときの入力ビットの値と、第２入力端子に入力される温度異常検出信号ＸＨＯＴの値の反転した値の制御信号ＡＸとが共に「１」（Ｈレベル）であるときにＨレベルを出力し、１つの入力値のうち少なくとも一方が「０」（Ｌレベル）であるときにＬレベルを出力する。アンド回路８７の出力は、電圧増幅器として機能する不図示のレベルシフターで増幅された後にスイッチ回路８８に入力される。アンド回路８７の出力がＨレベルである場合、例えば数十ボルト程度の電圧にレベルシフターによって昇圧された電気信号がスイッチ回路８８の制御端子に入力され、アンド回路８７はオンする。一方、アンド回路８７の出力がＬレベルである場合、そのＬレベルがスイッチ回路８８の制御端子に入力され、アンド回路８７はオフする。
To the first input terminal of the AND
スイッチ回路８８の入力端子には、駆動信号ＣＯＭが入力される。また、スイッチ回路８８の出力端子は、駆動素子４２の高電位側端子に接続されている。駆動素子４２の低電位側端子はグランド電位になるよう接続されている。なお、グランド電位はアースされた０Ｖでもよいが、０Ｖ以外の基準電位でもよい。基準電位としては例えば１〜５Ｖの範囲内の値を挙げることができる。
A drive signal COM is input to the input terminal of the
次に図１０を参照して、駆動信号生成回路７４によって生成される駆動信号ＣＯＭ及び吐出部の制御に使用される各種の制御信号について説明する。なお、駆動信号生成回路７４が生成する駆動信号ＣＯＭは、１つのノズル列に対応する全ての駆動素子４２に対して共通に使用されるものである。
Next, the drive signal COM generated by the drive
図１０に示すように、駆動信号ＣＯＭは、１ドットを形成するために確保された印刷周期ＴＡの間に、時系列的に生成される複数（本実施形態では、４つ）の駆動パルス（波形）を含む信号である。駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期における期間Ｔ１で生成される第１駆動パルスＤＰ１と、期間Ｔ２で生成される第２駆動パルスＤＰ２と、期間Ｔ３で生成される第３駆動パルスＤＰ３と、期間Ｔ４で生成される第４駆動パルスＤＰ４とを有する。 As shown in FIG. 10, the drive signal COM is generated in time series in a plurality of (four in the present embodiment) drive pulses (four in the present embodiment) during the printing cycle TA secured to form one dot. Waveform). The drive signal COM includes a first drive pulse DP1 generated in the period T1 in the repetition period, a second drive pulse DP2 generated in the period T2, a third drive pulse DP3 generated in the period T3, and a period T4. And a fourth drive pulse DP4 to be generated.
図１０に示すように、ラッチ信号ＬＡＴは、駆動信号ＣＯＭの開始タイミング、すなわち駆動信号ＣＯＭの第１駆動パルスＤＰ１が発生するタイミング（期間Ｔ１の開始時期）を規定するための信号である。すなわち、ラッチ信号ＬＡＴは、駆動信号ＣＯＭの開始タイミングで発生するパルスを含んでいる。 As shown in FIG. 10, the latch signal LAT is a signal for defining the start timing of the drive signal COM, that is, the timing at which the first drive pulse DP1 of the drive signal COM is generated (start timing of the period T1). That is, the latch signal LAT includes a pulse generated at the start timing of the drive signal COM.
図１０に示すように、チャンネル信号ＣＨは、一つ印刷周期ＴＡの駆動信号ＣＯＭ中において前の駆動パルスＤＰから次の駆動パルスＤＰに切り替わるタイミングを規定する信号である。すなわち、チャンネル信号ＣＨは、第１駆動パルスＤＰ１から第２駆動パルスＤＰ２に切り替わるタイミングで発生するパルス、第２駆動パルスＤＰ２から第３駆動パルスＤＰ３に切り替わるタイミングで発生するパルス、及び第３駆動パルスＤＰ３から第４駆動パルスＤＰ４に切り替わるタイミングで発生するパルスを含んでいる。 As shown in FIG. 10, the channel signal CH is a signal that defines the timing at which the previous drive pulse DP is switched to the next drive pulse DP in the drive signal COM of one print cycle TA. That is, the channel signal CH is a pulse generated at a timing when the first driving pulse DP1 is switched to the second driving pulse DP2, a pulse generated at a timing when the second driving pulse DP2 is switched to the third driving pulse DP3, and a third driving pulse. It includes a pulse generated at the timing of switching from DP3 to the fourth drive pulse DP4.
図１０に示すように、ＡＳＩＣ７３内のデータ転送部７３１は、印刷制御データＳＩｎを、クロック信号ＳＣＫに同期させてフレキシブルフラットケーブル４０を通じてヘッド駆動回路７５１へ転送する。図１０では、複数のノズル列に対応する複数色のうち１色分（１ノズル列分）の印刷制御データＳＩｎのみ示しているが、本例の場合、黒の印刷制御データＳＩｎ（Ｋ）、シアンの印刷制御データＳＩｎ（Ｃ）、マゼンタの印刷制御データＳＩｎ（Ｍ）、イエローの印刷制御データＳＩｎ（Ｙ）が、ヘッド駆動回路７５１へパラレルで転送される。
As shown in FIG. 10, the
印刷制御データＳＩｎには、１ノズル列分の吐出部Ｄが１回の吐出に用いる印字データＳＩと、駆動信号ＣＯＭのうち駆動素子４２に印加するべき駆動パルスを印字データに応じて選択する際に使用される定義データＳＰとが含まれる。ＡＳＩＣ７３は、印刷制御データＳＩｎ（印字データＳＩ及び定義データＳＰ）を、クロック信号ＳＣＫに同期させてフレキシブルフラットケーブル４０の信号線ＣＷを介して転送する。
In the print control data SIn, when the print data SI used for one discharge by the discharge unit D for one nozzle row and the drive pulse to be applied to the
そして、図１０に示すように、第１駆動パルスＤＰ１、第３駆動パルスＤＰ３及び第４駆動パルスＤＰ４は、ノズル２６ｂからインク滴を吐出させる際に用いられるものであり、ノズル２６ｂからインク滴を吐出させることが可能な電圧を駆動素子４２に印加しうる波形を有している。ここでは、小ドットの形成時に第３駆動パルスＤＰ３が駆動素子４２へ印加される。また、中ドットの形成時には、第１駆動パルスＤＰ１及び第４駆動パルスＤＰ４が駆動素子４２へ印加され、大ドットの形成時には、第１駆動パルスＤＰ１及び第３駆動パルスＤＰ３が駆動素子４２へ印加される。一方、第２駆動パルスＤＰ２は、ノズル２６ｂ内のインクのメニスカスを微振動させるための微振動パルスであり、ドット無しの場合に駆動素子４２へ印加される。
As shown in FIG. 10, the first drive pulse DP1, the third drive pulse DP3, and the fourth drive pulse DP4 are used when ejecting ink droplets from the
この駆動信号ＣＯＭは、駆動パルスＤＰ毎に駆動素子４２へ印加させることができる。そして、駆動素子４２に印加される駆動パルスＤＰは、印刷制御データＳＩｎ中の画素データＳＩ［ＨＬ］の内容、つまりドットの階調に応じて定められる。この例では、ドット無しの階調値（画素データＳＩ［００］）の場合に、第２駆動パルスＤＰ２が駆動素子４２に印加される。そして、小ドットの階調値（画素データＳＩ［０１］）の場合に、第３駆動パルスＤＰ３が駆動素子４２に印加され、中ドットの階調値（画素データＳＩ［１０］）の場合に、第１駆動パルスＤＰ１及び第４駆動パルスＤＰ４が駆動素子４２に印加される。また、大ドットの階調値（画素データＳＩ［１１］）の場合に、第１駆動パルスＤＰ１及び第３駆動パルスＤＰ３が駆動素子４２に印加される。
This drive signal COM can be applied to the
このような制御を行うため、選択データｑ０〜ｑ３は、期間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれに各ビットを対応させた４ビットのデータで構成される。そして、温度異常検出信号ＸＨＯＴが正常温度のときのＬレベル（「０」）をとるときであってその反転された値の制御信号ＡＸがＨレベル（「１」）とき、選択データｑ０〜ｑ３の各ビットは、期間Ｔ１〜Ｔ４におけるスイッチ回路８８のオンオフを示す。すなわち、選択データｑ０〜ｑ３の最上位ビットは、期間Ｔ１におけるスイッチ回路８８のオンオフを示し、２番目のビットは期間Ｔ２におけるスイッチ回路８８のオンオフを示す。また、３番目のビットは、期間Ｔ３におけるスイッチ回路８８のオンオフを示し、最下位ビットは期間Ｔ４におけるスイッチ回路８８のオンオフを示す。従って、ドット無し用の選択データｑ０は［０１００］とされ、小ドット用の選択データｑ１は［００１０］とされる。また、中ドット用の選択データｑ２は［１００１］とされ、大ドット用の選択データｑ３は［１０１０］とされる。そして、ロジック回路８５Ｂは、ラッチ信号ＬＡＴのラッチパルスやチャンネル信号ＣＨのチェンジパルスで規定されるタイミングに同期させて、選択データｑ０〜ｑ３の各ビットを時系列で出力する。
In order to perform such control, the selection data q0 to q3 is composed of 4-bit data in which each bit corresponds to each of the periods T1 to T4. When the temperature abnormality detection signal XHOT is at the L level (“0”) when the temperature is normal and the inverted control signal AX is at the H level (“1”), the selection data q0 to q3 Each of the bits indicates ON / OFF of the
そして、選択データＰＳに基づいてスイッチ回路８８の動作が制御されることにより、駆動素子４２への第１〜第４駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４の選択的な印加が行われる。例えば、温度異常検出信号ＸＨＯＴが正常温度検出時の値をとるとき、選択データＰＳが「１」である期間中では、スイッチ回路８８にはアンド回路８７からＨレベル（「１」）のスイッチ信号ＳＷが入力されるので、スイッチ回路８８がオンしてその期間の駆動パルスが駆動素子４２に印加される。一方、選択データＰＳが「０（零）」の期間中では、スイッチ回路８８にはアンド回路８７からＬレベルのスイッチ信号ＳＷが入力されるため、スイッチ回路８８が切断状態になって駆動素子４２には駆動パルスが印加されない。また、例えば、温度異常検出信号ＸＨＯＴが温度異常検出時の値をとるとき、スイッチ回路８８にはアンド回路８７から選択データＰＳの値に依らずＬレベル（「１」）のスイッチ信号ＳＷが入力されるので、圧電素子２６０への駆動信号ＣＯＭの印加が強制的に遮断される。つまり、図８に示す温度異常検出部７５２からヘッド駆動回路７５１へ温度異常検出時の温度異常検出信号ＸＨＯＴが入力されると、ヘッド駆動回路７５１はその駆動を停止する。
Then, by controlling the operation of the
次に図１１を参照して、吐出ヘッド内の温度異常検出部と吐出異常検出部とを含む回路の構成について説明する。
図１１に示すように、圧電素子２６０のプラス電位側には切換回路９１が設けられている。切換回路９１は、駆動信号ＣＯＭが圧電素子２６０へ伝送される信号経路を開閉させる前述のスイッチ回路８８と、圧電素子２６０の駆動後の残留振動に基づく起電力である残留振動検出信号Ｖoutが吐出異常検出部７５３へ出力される信号経路を開閉させるスイッチ回路９２とを備える。スイッチ回路８８の制御端子には、アンド回路８７の出力信号が入力される。また、スイッチ回路９２の制御端子には、アンド回路８７の出力信号がノット回路９３を介して反転された信号が入力される。よって、スイッチ回路８８がオンして圧電素子２６０に駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＤＰが印加されるときには、スイッチ回路９２がオフされ、駆動パルスＤＰが吐出異常検出部７５３へ入力されることはない。一方、スイッチ回路８８がオフして圧電素子２６０に駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＤＰが印加されないときに、スイッチ回路９２がオンされ、残留振動に基づく起電力である残留振動検出信号Ｖoutが吐出異常検出部７５３へ入力される。
Next, the configuration of a circuit including a temperature abnormality detection unit and a discharge abnormality detection unit in the ejection head will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 11, a switching
温度異常検出部７５２はダイオード９４を介して信号出力端子５２Ａに接続され、吐出異常検出部７５３はダイオード９５を介して信号出力端子５２Ａに接続されている。そして、温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳとが信号出力端子５２Ａに接続された１つの信号線ＣＷ１を介してＡＳＩＣ７３へ出力される。このとき、温度異常検出信号ＸＨＯＴがＬレベルのときは、Ｌレベルの温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳとが重畳された状態で共通の信号線ＣＷ１を通って伝送される。一方、温度異常検出信号ＸＨＯＴがＨレベルときは、Ｌレベルの制御信号ＡＸがアンド回路８７に入力されるので、アンド回路８７の出力がＬレベルとなり、圧電素子２６０には駆動パルスが印加されない。また、このときスイッチ回路９２はオンし、圧電素子２６０から残留振動検出信号Ｖoutが吐出異常検出部７５３へ出力され、吐出異常検出部７５３から状態検出信号ＮＳＡＳが、信号出力端子５２Ａ及び１つの信号線ＣＷ１を介してＡＳＩＣ７３へ出力される。なお、温度異常が検出されたときは、駆動信号ＣＯＭの駆動パルスの圧電素子２６０への印加は停止されるものの、前回の駆動パルスの圧電素子２６０への印加に基づく駆動後の残留振動検出信号Ｖoutは出力される。このとき、温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳが重畳する。
The temperature
次に図１２を参照して、温度異常検出部の構成について説明する。
図１２に示す温度異常検出部７５２は、吐出ヘッド２６の温度を計測し、計測した温度に応じて駆動信号ＣＯＭの圧電素子２６０への印加を遮断させる回路により構成される。温度異常検出部７５２は、ヘッド制御部７５が有するヘッドドライバーＩＣの温度を計測するとともに計測した温度に応じた２値の温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する。すなわち、温度異常検出部７５２は、計測した温度が閾値以下である場合、低電位（Ｌレベル）の温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力し、計測した温度が閾値を超えている場合、高電位（Ｈレベル）の温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する。
Next, the configuration of the temperature abnormality detection unit will be described with reference to FIG.
The temperature
図１２に示すように、温度異常検出部７５２は、温度を計測する温度計測部としてダイオードＤＩを備える。ダイオードＤＩは、例えばヘッドドライバーＩＣの外部に設けられている。ダイオードＤＩの順方向電圧は、温度に応じて変化し、例えば−２ｍＶ／℃という温度特性がある。この場合、２５℃における順方向電圧が０．６Ｖのダイオードでは、７５℃における順方向電圧が０．５Ｖになる。このため、ダイオードＤＩの順方向電圧は、吐出ヘッド２６の温度に応じたレベルを示す。なお、ダイオードＤＩは、ヘッドドライバーＩＣに内蔵される構成でもよい。
As illustrated in FIG. 12, the temperature
また、温度異常検出部７５２は、比較器としてのオペアンプＯＰを含んでいる。オペアンプＯＰの出力は、トランジスターＴｒ１のベース端子に接続されている。トランジスターＴｒ１は例えばＮＰＮ型である。オペアンプＯＰのプラス側入力と電源電圧ＶＤＤ（例えば３．３Ｖ）とに挟まれるように抵抗Ｒ１が接続されている。また、オペアンプＯＰのプラス側入力とアースとに挟まれるように抵抗Ｒ２が接続されている。一方、オペアンプＯＰのマイナス側入力と電源電圧ＶＤＤとに挟まれるように抵抗Ｒ３が接続されている。さらに、オペアンプＯＰのマイナス側入力とアースとに挟まれるようにダイオードＤＩのアノードが接続されている。また、このダイオードＤＩのカソードがアースに接続されている。トランジスターＴｒ１のコレクター端子と電源電圧ＶＤＤとに挟まれるように抵抗Ｒ４が接続されている。また、抵抗Ｒ４とトランジスターＴｒ１のコレクター端子との間の電位が、トランジスターＴｒ２のベース端子に入力される。
Further, the temperature
トランジスターＴｒ２は例えばＮＰＮ型である。トランジスターＴｒ２のコレクター端子と電源電圧ＶＤＤとに挟まれるように抵抗Ｒ５が接続されており、トランジスターＴｒ２のエミッターはアースされている。トランジスターＴｒ２のコレクター端子は、主スイッチ信号線ＭＳＷと接続されている。主スイッチ信号線ＭＳＷには、トランジスターＴｒ２のコレクター端子と抵抗Ｒ５との間の電位が出力される。主スイッチ信号線ＭＳＷはノット回路８９を介してアンド回路８７（いずれも図１１参照）の第２入力端子に接続されている。
The transistor Tr2 is, for example, an NPN type. A resistor R5 is connected so as to be sandwiched between the collector terminal of the transistor Tr2 and the power supply voltage VDD, and the emitter of the transistor Tr2 is grounded. The collector terminal of the transistor Tr2 is connected to the main switch signal line MSW. A potential between the collector terminal of the transistor Tr2 and the resistor R5 is output to the main switch signal line MSW. The main switch signal line MSW is connected to a second input terminal of an AND circuit 87 (both see FIG. 11) through a
図１２に示す抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、ダイオードＤＩとの関係で温度が閾値温度Ｔｓ（例えば１２０〜１６０℃の範囲内の値）よりも高くなると、オペアンプＯＰの作動によりトランジスターＴｒ１のスイッチング機能がオンになるように選択されている。 Resistors R1, R2, and R3 shown in FIG. 12 have a switching function of the transistor Tr1 due to the operation of the operational amplifier OP when the temperature becomes higher than a threshold temperature Ts (for example, a value within a range of 120 to 160 ° C.) in relation to the diode DI. Is selected to turn on.
温度が閾値温度Ｔｓ以下のとき、トランジスターＴｒ１はスイッチとしてオフの状態となる。このとき、トランジスターＴｒ２はオンしている。そのため、主スイッチ信号線ＭＳＷに出力される温度異常検出信号ＸＨＯＴは低電位（Ｌレベル）となっている。温度異常検出信号ＸＨＯＴは、ノット回路８９を介して高電位（Ｈレベル）に反転される。つまり、アンド回路８７の入力の１つにはＨレベルが入力される。アンド回路８７の１つの入力がＨレベルになると、デコーダー８６からの入力にしたがってスイッチ回路８８がオンオフし、そのオン時に駆動信号ＣＯＭが圧電素子２６０に印加されることで吐出部Ｄはインク滴を吐出可能となる。
When the temperature is equal to or lower than the threshold temperature Ts, the transistor Tr1 is turned off as a switch. At this time, the transistor Tr2 is on. Therefore, the temperature abnormality detection signal XHOT output to the main switch signal line MSW is at a low potential (L level). The temperature abnormality detection signal XHOT is inverted to a high potential (H level) via the
一方、温度が閾値温度Ｔｓよりも高くなると、スイッチとしてのトランジスターＴｒ１がオンになることから、電源電圧ＶＤＤからの電流がエミッター端子に流れ込む。すると、スイッチとしてのトランジスターＴｒ２のベース端子の電位はアースと同電位になり、トランジスターＴｒ２がオフになる。その結果、主スイッチ信号線ＭＳＷから出力される温度異常検出信号ＸＨＯＴの電位は高電位（Ｈレベル）になり、ノット回路８９を介して反転したＬレベルがアンド回路８７への第２入力端子に入力される。アンド回路８７の入力の１つがＬレベルであると、アンド回路８７の出力もＬレベルであり、スイッチ回路８８はオフにされる。すると、駆動信号ＣＯＭは、圧電素子２６０に印加されない。つまり、駆動信号ＣＯＭの駆動素子４２への供給が遮断される。なお、温度計測部であるダイオードＤＩの代替としてサーミスターを用いることもできる。
On the other hand, when the temperature becomes higher than the threshold temperature Ts, the transistor Tr1 as a switch is turned on, so that a current from the power supply voltage VDD flows into the emitter terminal. Then, the potential of the base terminal of the transistor Tr2 as a switch becomes the same potential as the ground, and the transistor Tr2 is turned off. As a result, the potential of the temperature abnormality detection signal XHOT output from the main switch signal line MSW becomes a high potential (H level), and the L level inverted through the
次に図１１、図１３〜図１７を参照して、吐出異常検出部の詳細を説明する。
図１１に示すように、吐出異常検出部７５３は、吐出部Ｄが駆動信号ＣＯＭにより駆動された後に生じる吐出部Ｄ内のインクの残留振動等に起因する圧力の変化が振動板２６５に伝わる振動を受けた圧電素子２６０が出力する残留振動検出信号Ｖoutを入力する。吐出異常検出部７５３は、入力した残留振動検出信号Ｖoutに基づいて検査対象の吐出部Ｄの状態を検出し、その検出結果を状態検出信号ＮＳＡＳとして制御回路５１へ出力する。なお、単位吐出動作期間と単位検査期間との和である単位期間の間に、圧電素子２６０への駆動信号ＣＯＭの印加に基づく１ドット分のインク滴の吐出動作と、その１ドット分のインク滴の吐出動作に伴う残留振動が伝えられた駆動素子４２が出力する残留振動検出信号Ｖoutの取得とが行われる。
Next, details of the ejection abnormality detection unit will be described with reference to FIGS. 11 and 13 to 17.
As shown in FIG. 11, the ejection
図１１に示す吐出異常検出部７５３は、残留振動検出信号Ｖoutに基づいて、検査対象の吐出部Ｄｊ（但し、ｊ＝１，２，…，Ｋ）の残留振動の周期と振幅とのうち少なくとも周期を含む波形情報を用いて、正常ノズルであるか異常ノズルであるかを検出する。異常ノズルである場合は原因別（気泡混入、乾燥、紙粉付着）に検出する。そして、吐出異常検出部７５３は、その検出結果を状態検出信号ＮＳＡＳとして出力する。詳しくは、吐出異常検出部７５３は、吐出部Ｄから出力される残留振動検出信号Ｖoutからノイズ成分等を除去した整形波形信号を生成する波形整形部と、整形波形信号に基づいて状態検出信号ＮＳＡＳを生成して出力する計測部とを備える。波形整形部は、ノイズ除去機能の他、残留振動検出信号Ｖoutの振幅を調整する機能やローインピーダンスの残留振動検出信号Ｖoutに変換する機能などを含む構成であってもよい。計測部は、波形整形部が出力する整形波形信号の周期と振幅とのうち少なくとも周期の情報を複数の閾値と比較し、正常ノズルであるか異常ノズルであるかを、異常ノズルである場合は原因別に検出し、その検出結果を状態検出信号ＮＳＡＳとして出力する。なお、吐出異常検出部７５３は、正常ノズルであるか異常ノズルであるかの検出は行わず、整形波形信号を状態検出信号ＮＳＡＳとして出力し、吐出状態の判別は吐出状態判別部７３３が状態検出信号ＮＳＡＳ（整形波形信号）に基づき行う構成としてもよい。
The discharge
制御回路５１内の吐出状態判別部７３３は、吐出異常検出部７５３からの状態検出信号ＮＳＡＳに基づいて検査対象の吐出部Ｄが、正常ノズルの状態（正常吐出状態）であるか異常ノズルの状態（吐出異常状態）であるかを判別する。このとき、吐出状態判別部７３３は、異常ノズルの状態である場合は、さらに異常ノズルの状態を原因別に判別する。吐出状態判別部７３３が、異常ノズルの状態であると判別した場合、ＣＰＵ７１にメンテナンスを要求する。
Based on the state detection signal NSAS from the discharge
ここで、吐出部Ｄの振動板２６５に生じる残留振動は、ノズル２６ｂやインク供給口２７１の形状又はインクの粘度等による音響抵抗Ｒｓと、流路内のインクの重量によるイナータンスＩntと、振動板２６５のコンプライアンスＣｍとによって決定される固有振動周波数を有するものと想定できる。
Here, the residual vibration generated in the
図１３は、上記想定に基づく振動板２６５の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す回路図である。この振動板２６５の残留振動の計算モデルは、音圧Ｐｓと、イナータンスＩnt、コンプライアンスＣｍ及び音響抵抗Ｒｓとで表される。そして、図１３の回路に音圧Ｐｓを与えた時のステップ応答を体積速度Ｕｖについて計算すると、次式が得られる。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a calculation model of simple vibration assuming residual vibration of
Ｕｖ＝｛Ｐｓ／（ω・Ｉnt）｝ｅ−ωｔ・sinωｔ
ω＝｛１／（Ｉnt・Ｃｍ）−α２｝１／２
α＝Ｒｓ／（２・Ｉnt）
吐出部Ｄの残留振動の実験を行った。残留振動の実験とは、インクの吐出状態が正常である吐出部Ｄからインクを吐出させた後に、吐出部Ｄの振動板２６５において生じる残留振動を検出する実験である。
Uv = {Ps / (ω · Int)} e −ωt · sinωt
ω = {1 / (Int · Cm) −α 2 } 1/2
α = Rs / (2 · Int)
An experiment of residual vibration of the discharge part D was performed. The residual vibration experiment is an experiment in which residual vibration generated in the
ここで、図３に示す吐出部Ｄが正常にインクを吐出し、音響抵抗Ｒｓ、イナータンスＩnt及びコンプライアンスＣｍに変化がなければ、振動板２６５の残留振動は正常時の所定の波形（図１４の「正常時Ｌ０」参照）となる。しかし、インクの吐出が不良でドット抜けが発生する場合には、振動板２６５の残留振動の波形は正常時とは異なるものとなる。
Here, if the ejection part D shown in FIG. 3 ejects ink normally and the acoustic resistance Rs, inertance Int, and compliance Cm do not change, the residual vibration of the
図１４は、残留振動の実験値の一例を示すグラフである。さて、吐出部Ｄが正常にインク吐出動作を行った場合、音響抵抗Ｒｓ、イナータンスＩnt及びコンプライアンスＣｍが正常時の値をとり、振動板２６５の残留振動波形は正常時の所定の波形（図１４の「正常時Ｌ０」参照）となる。しかし、吐出部Ｄがインク吐出動作を行ったにもかかわらず、吐出部Ｄにおけるインクの吐出状態が異常であり、吐出部Ｄのノズル２６ｂからインク滴が正常に吐出されない吐出異常（吐出不良）が発生する場合がある。この吐出異常が発生する原因としては、（ａ）キャビティー２６４内への気泡の混入、（ｂ）ノズル２６ｂ及びキャビティー２６４内のインクの乾燥等に起因するインクの増粘又は固着、（ｃ）ノズル２６ｂの出口付近への紙粉等の異物の付着等が挙げられる。
FIG. 14 is a graph showing an example of experimental values of residual vibration. When the ejection unit D normally performs the ink ejection operation, the acoustic resistance Rs, inertance Int, and compliance Cm take normal values, and the residual vibration waveform of the
上記（ａ）〜（ｃ）の吐出異常が発生する原因別の詳細を、図１５〜図１７を参照して説明する。
図１５に示すように、気泡Ｂがインクの流路（例えばキャビティー２６４）やノズル２６ｂの先端に詰まった場合は、気泡Ｂが混入した分のインク重量が減ってイナータンスＩntが減少し、気泡Ｂによりノズル径が大きくなった状態と等価となる。このため、気泡に起因する吐出異常では、音響抵抗Ｒｓが減少し、周波数が高くなるという特徴的な残留振動波形として検出できる（図１４の「気泡混入時Ｌ１」参照）。
Details according to the cause of the occurrence of the discharge abnormality (a) to (c) will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 15, when the bubble B is clogged in the ink flow path (for example, the cavity 264) or the tip of the
図１６に示すように、ノズル２６ｂの内部のインクの乾燥による増粘又は固着によりインクが吐出しなくなった場合には、その乾燥によりノズル２６ｂ付近のインクの粘性が増加し、音響抵抗Ｒｓが増大し、過減衰になるという特徴的な残留振動波形として検出できる（図１４の「乾燥時Ｌ２」参照）。
As shown in FIG. 16, when the ink is no longer ejected due to thickening or fixing due to drying of the ink inside the
図１７に示すように、紙粉Ｐｅ（紙繊維等）やゴミがノズル開口面２６ａに付着した場合には、紙粉Ｐｅによりノズル２６ｂからインクが染み出すことによって、振動板２６５から見たインク重量が増加してイナータンスＩntが増加する。また、ノズル２６ｂに付着した紙粉Ｐｅの繊維によって音響抵抗Ｒｓが増大し、正常吐出時と比べて周期が大きくなる（周波数が低くなる）という特徴的な残留振動波形として検出することができる（図１４の「紙粉付着時Ｌ３」参照）。
As shown in FIG. 17, when paper dust Pe (paper fiber or the like) or dust adheres to the nozzle opening surface 26a, the ink seeps out from the
以上から、振動板２６５の残留振動の差異によって吐出ヘッド２６の吐出異常の状態をその原因別に検出できる。そのために本例では、図８に示す吐出異常検出部７５３は、圧電素子２６０の残留振動に起因する起電力を残留振動検出信号Ｖoutとして入力し、その残留振動検出信号Ｖoutに必要な増幅処理及び整形処理を施して生成した状態検出信号ＮＳＡＳを信号線ＣＷ１によりＡＳＩＣ７３内の吐出状態判別部７３３へ伝送する。
From the above, it is possible to detect the discharge abnormality state of the
吐出状態判別部７３３は、状態検出信号ＮＳＡＳの図１４に示す残留振動の周期と振幅のうち少なくとも周期の大小を検出し、上記原因別の残留振動を区別可能な複数の閾値を用いて、正常吐出状態か、気泡、乾燥、紙粉別の吐出異常状態かを判別する。吐出状態判別部７３３は、吐出異常検出部７５３の状態検出信号ＮＳＡＳに基づいて検査対象の各吐出部Ｄの吐出状態が正常であるか異常（気泡、乾燥、紙粉）であるかを判定する。
The discharge
ここで、吐出部Ｄが吐出異常の状態にあるときは、ノズル２６ｂからインクを吐出できずに、媒体Ｐに印刷した画像における画素のドット抜けを生じたり、ノズル２６ｂからインクが吐出されたとしても、インクの量が過少であったり、吐出されたインク滴の飛行方向（飛行経路）がずれたりして適正な位置に着弾しないので、印刷不良の原因となる。
Here, when the ejection portion D is in an abnormal ejection state, it is assumed that the ink cannot be ejected from the
次に図１８を参照してフレキシブルフラットケーブル４０の構成について説明する。フレキシブルフラットケーブル４０（以下、フラットケーブル４０ともいう。）は、ＡＳＩＣ７３から吐出ヘッド２６へ出力される信号や、吐出ヘッド２６からＡＳＩＣ７３へ出力される信号を伝送するために用いられる。また、フラットケーブル４０は、圧電素子２６０を駆動するための信号を供給するためにも用いられる。詳細は後述するが、吐出ヘッド２６へ出力される信号には、前述した印字データＳＩ、ラッチ信号ＬＡＴ、チャンネル信号ＣＨ、及びクロック信号ＳＣＫが含まれている。一方、吐出ヘッド２６からＡＳＩＣ７３へ出力される信号には、温度異常検出信号ＸＨＯＴ及び状態検出信号ＮＳＡＳが含まれる。
Next, the configuration of the flexible
このフラットケーブル４０は、複数の芯線ＣＷ，ＣＷ１，ＣＷ２を有している。各芯線ＣＷ，ＣＷ１，ＣＷ２は、互いに平行に配置される。フラットケーブル４０では、図１８にその一部分を示すように、２枚のフラットケーブル４０Ａ，４０Ｂが重なった構造となっている。そして、各芯線ＣＷ，ＣＷ１，ＣＷ２は、前述した信号が伝送されたり、グランド電位に設定されたりする。本明細書では、便宜上、信号が伝送される芯線ＣＷ，ＣＷ１を「信号線ＣＷ，ＣＷ１」ともいい、グランド電位に設定される芯線ＣＷ２を「グランド線ＣＷ２」ともいう。なお、信号線ＣＷ，ＣＷ１には、例えば図１８に括弧（ ）内に示す信号が伝送される。
The
次に、フラットケーブル４０における信号線及びグランド線の配置構造について説明する。フラットケーブル４０は、複数の芯線ＣＷ，ＣＷ１，ＣＷ２が平行に配置された２枚のフラットケーブル４０Ａ，４０Ｂを重ねた構成となっている。各芯線ＣＷ，ＣＷ１，ＣＷ２は、一定間隔で平行に配置されている。また、２枚のフラットケーブル４０Ａ，４０Ｂが重ねられた状態で、フラットケーブル４０Ａの芯線ＣＷ，ＣＷ２とフラットケーブル４０Ｂの芯線ＣＷ，ＣＷ１，ＣＷ２とは、互いに重なるように配置される。
Next, the arrangement structure of signal lines and ground lines in the
図１８における芯線ＣＷ（ＳＩ１）は、１番目のノズル列用の印字データＳＩ１が伝送される信号線である。本例ではノズル２６ｂは１番目から４番目までのノズル列を有するため、フラットケーブル４０は、ＳＩ１〜ＳＩ４用の信号線（但しＳＩ２〜ＳＩ４は図示略）を含んでいる。
A core line CW (SI1) in FIG. 18 is a signal line through which print data SI1 for the first nozzle row is transmitted. In this example, since the
芯線ＣＷ（ＬＡＴ）はラッチ信号ＬＡＴが伝送される信号線である。また、芯線ＣＷ（ＣＨ）はチャンネル信号が伝送される信号線である。同様に、芯線ＣＷ（ＳＣＫ）は転送用のクロック信号ＳＣＫが伝送される信号線である。また、芯線ＣＷ１（ＸＨＯＴ／ＮＳＡＳ）は、温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳとが伝送される信号線である。また、芯線ＣＷ（ＶＤＤ）は、ロジック用の電源電圧ＶＤＤ（例えば３．３Ｖ）が供給される電源線である。また、芯線ＣＷ（ＣＯＭ）は、駆動信号ＣＯＭを伝送するための信号線である。なお、その他にもＡＳＩＣ７３と吐出ヘッド２６間において必要な不図示の信号線がフラットケーブル４０には含まれている。そして、他の芯線ＣＷ２（ＧＮＤ）は、グランド線である。複数の信号線ＣＷ，ＣＷ１はグランド線ＣＷ２に対して千鳥状に配置され、信号線ＣＷ，ＣＷ１同士の間にグランド線ＣＷ２が配置されている。このように信号線ＣＷ，ＣＷ１の隣にグランド線ＣＷ２を配置することでノイズ対策を行っている。
The core line CW (LAT) is a signal line through which the latch signal LAT is transmitted. The core line CW (CH) is a signal line through which a channel signal is transmitted. Similarly, the core line CW (SCK) is a signal line through which a transfer clock signal SCK is transmitted. The core wire CW1 (XHOT / NSAS) is a signal line through which the temperature abnormality detection signal XHOT and the state detection signal NSAS are transmitted. The core line CW (VDD) is a power supply line to which a logic power supply voltage VDD (for example, 3.3 V) is supplied. The core line CW (COM) is a signal line for transmitting the drive signal COM. In addition, the
このように、フラットケーブル４０は、多くの信号線ＣＷ，ＣＷ１及びグランド線ＣＷ２を含んでいる。しかしながら、フラットケーブル４０に多くの信号線ＣＷ，ＣＷ１が収容されることとなると、フラットケーブル４０の幅及び厚みが増加してしまう。フラットケーブル４０の幅及び厚みが増加すると、キャリッジ２２を移動させるときの負荷も増加し、キャリッジ２２の移動時の消費電力の増加、及びキャリッジ２２の移動制御にとっても不都合を生ずる場合がある。そこで、本実施形態では、前述の温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳを共通の信号線ＣＷ１で伝送することとし、信号線の数を極力減らしている。信号線が１本減るとグランド線も１本減らせることになる。また、温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳとを１つの共通の信号線ＣＷ１を用いて伝送されるが、ＡＳＩＣ７３は、各検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳを判別して取得する。
Thus, the
図１９に示すように、温度異常検出信号ＸＨＯＴは、温度正常時に低電位（Ｌレベル）、温度異常時に高電位（Ｈレベル）をとる２値のデジタル信号である。また、状態検出信号ＮＳＡＳは、圧電素子２６０が駆動信号ＣＯＭの印加によって変位した直後の残留振動に応じた起電力に基づく振動波形を電圧値にもつアナログ信号である。そして、ヘッドユニット５２の温度異常を検出した場合、温度異常検出信号ＸＨＯＴは、例えば図１９における時刻ｔ１で正常温度検出時の電位から温度異常検出時の電位に切り換わり、高電位と低電位のうち異常を示す一方の電位（例えばＨレベル）に維持される。この温度異常検出時の電位は、状態検出信号ＮＳＡＳの最大振幅のときにとりうる電位の範囲と異なる値となっている。図１９に示すように、温度異常検出信号ＸＨＯＴの温度異常時の電位が高電位（Ｈレベル）である本例では、その高電位は、状態検出信号ＮＳＡＳの最大振幅の最大値よりも大きな値となっている。このため、仮に両検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳが重畳した状態で信号線ＣＷ１を伝送されても、例えば状態検出信号ＮＳＡＳの最大振幅の最大値と高電位（Ｈレベル）との間に閾値を設定し、この閾値を超える電圧が検出された場合は、温度異常検出信号ＸＨＯＴが温度異常時の高電位にあると判別できる。このような判別方法によって、ＡＳＩＣ７３内の駆動信号生成停止部７３２及び吐出状態判別部７３３は、１つの共通の信号線ＣＷ１を介して入力した信号電位に基づき温度異常を判別している。
As shown in FIG. 19, the temperature abnormality detection signal XHOT is a binary digital signal that takes a low potential (L level) when the temperature is normal and takes a high potential (H level) when the temperature is abnormal. The state detection signal NSAS is an analog signal having a voltage value of a vibration waveform based on an electromotive force according to residual vibration immediately after the
次にプリンター１１の作用を説明する。以下、図２０及び図２１を参照して、ヘッド制御部７５が行う処理を説明する。
ステップＳ１１において、吐出状態を検出して状態検出信号ＮＳＡＳを出力する。この吐出状態検出は、吐出異常検出部７５３が行う。すなわち、吐出異常検出部７５３は、圧電素子２６０の吐出動作直後の残留振動に基づく起電力を残留振動検出信号Ｖoutとして入力し、必要に応じて適宜に増幅及び波形整形されたアナログ信号からなる状態検出信号ＮＳＡＳ（図１９参照）を出力する。この状態検出信号ＮＳＡＳは、図１４及び図１９に示すように、温度異常検出信号ＸＨＯＴの異常時の信号電位である高電位（例えば３Ｖ）よりも小さな電圧範囲内の値をとる信号である。なお、このステップＳ１１の処理が、吐出異常検出ステップの一例に相当する。
Next, the operation of the
In step S11, the ejection state is detected and a state detection signal NSAS is output. This discharge state detection is performed by the discharge
ステップＳ１２では、温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する。すなわち、温度異常検出部７５２が温度を検出し、その内部の比較回路であるオペアンプＯＰがその温度検出値と基準電圧とを比較し、その比較結果をオン／オフで示す温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する。温度異常検出部７５２は、温度検出値がその閾値である基準電圧を超えた場合に高電位（Ｈレベル）の温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力し、温度検出値が基準電圧以下である場合に低電位（Ｌレベル）の温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する。こうして温度異常検出信号ＸＨＯＴ及び状態検出信号ＮＳＡＳはフラットケーブル４０を介して制御回路５１内のヘッドコントローラー７２へ出力される。なお、このステップＳ１２の処理が、温度異常検出ステップの一例に相当する。
In step S12, the temperature abnormality detection signal XHOT is output. That is, the temperature
次に図２１を参照して、制御回路５１が行う処理について説明する。
ステップＳ２１では、温度異常検出信号ＸＨＯＴは高電位であるか否かを判定する。この判定は、駆動信号生成停止部７３２内の不図示の比較回路が、入力した温度異常検出信号ＸＨＯＴと基準電圧Ｖrefとを比較することで行う。比較回路は、温度異常検出信号ＸＨＯＴが高電位であってその電圧値が閾値である基準電圧Ｖrefを超えると、オン信号（Ｈレベル）を出力し、一方、温度異常検出信号ＸＨＯＴが低電圧であってその電圧値が基準電圧Ｖref以下であれば、オフ信号（Ｌレベル）を出力する。温度異常検出信号ＸＨＯＴが低電位（Ｌレベル）であればステップＳ２２に進み、高電位であればステップＳ２５に進む。
Next, processing performed by the control circuit 51 will be described with reference to FIG.
In step S21, it is determined whether the temperature abnormality detection signal XHOT is at a high potential. This determination is performed by a comparison circuit (not shown) in the drive signal
ステップＳ２２では、状態判別処理を行う。すなわち、吐出状態判別部７３３が信号線を介して入力した状態検出信号ＮＳＡＳに基づき吐出異常であるか否かを判別する。このとき、吐出状態判別部７３３は、状態検出信号ＮＳＡＳの波形（図１４参照）を解析して、正常吐出状態であるか吐出異常状態であるかを判別する。特に吐出異常状態である場合、吐出状態判別部７３３は、吐出異常の原因別の種類（図１５〜図１７参照）も判別する。すなわち、気泡混入に起因する吐出異常か、ノズル２６ｂ内のインクの乾燥（増粘を含む）に起因する吐出異常か、紙粉付着による吐出異常かなどを判別する。なお、このステップＳ２２の処理が、状態判別ステップの一例に相当する。
In step S22, state determination processing is performed. That is, the discharge
ステップＳ２３では、吐出異常であるか否かを判定する。すなわち、吐出状態判別部７３３がその判別結果から吐出異常状態であるか否かを判定する。吐出異常であればステップＳ２４に進み、吐出異常でなければ、つまり正常吐出であればそのままＣＰＵ７１への正常吐出信号の出力を維持する。
In step S23, it is determined whether or not there is a discharge abnormality. That is, the discharge
ステップＳ２４では、吐出ヘッドのメンテナンスを行う。詳しくは、吐出異常のときは、吐出状態判別部７３３がＣＰＵ７１へ吐出異常検出信号を出力する。そして、ＣＰＵ７１は、そのとき実行中のキャリッジ２２の走査を終えると、キャリッジモーター２５を制御して吐出ヘッド２６を例えば媒体Ｐと対向しない所定位置（フラッシング位置）まで移動させ、印刷とは関係のないインク滴を媒体Ｐ以外の所定位置へ吐出させるフラッシングを行う。また、フラッシングを実施した後、まだ吐出異常と判定された場合は、吐出ヘッド２６のノズル２６ｂからインクを強制的に吸引排出させるクリーニングを実施する。
In step S24, discharge head maintenance is performed. Specifically, when there is a discharge abnormality, the discharge
ステップＳ２５では、駆動信号生成停止指令を行う。駆動信号生成停止部７３２が、温度異常検出信号ＸＨＯＴが高電位であると判定した判定結果として出力された停止指令信号ＳＴを駆動信号生成回路７４に出力し、駆動信号生成回路７４に駆動信号ＣＯＭの生成を停止させる。なお、このステップＳ２５の処理が、駆動信号生成停止ステップの一例に相当する。
In step S25, a drive signal generation stop command is issued. The drive signal
以上詳述した第１実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）ヘッドユニット５２は、駆動信号ＣＯＭを受けて動作してインクを吐出可能な吐出部Ｄと、吐出部Ｄの吐出状態を検出して状態検出信号ＮＳＡＳを出力する吐出異常検出部７５３と、吐出部Ｄを含むヘッドユニット５２の温度異常を検出して温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する温度異常検出部７５２とを備える。制御回路５１とヘッドユニット５２とを接続する配線の一例としてのフラットケーブル４０は、状態検出信号ＮＳＡＳと温度異常検出信号ＸＨＯＴとを出力する信号出力端子５２Ａに接続された１つの信号線ＣＷ１を備える。制御回路５１は、駆動信号ＣＯＭを生成する駆動信号生成回路７４と、信号線ＣＷ１を介して入力した状態検出信号ＮＳＡＳに応じて吐出部Ｄの状態を判別する吐出状態判別部７３３と、信号線ＣＷ１を介して入力した温度異常検出信号ＸＨＯＴに応じて駆動信号生成回路７４に駆動信号ＣＯＭの生成を停止させる駆動信号生成停止部７３２とを有する。状態検出信号ＮＳＡＳと温度異常検出信号ＸＨＯＴは、ヘッドユニット５２が少なくとも温度異常である場合、互いに異なる範囲の信号電位をとる。よって、状態検出信号ＮＳＡＳと温度異常検出信号ＸＨＯＴは、互いに異なる範囲の信号電位をとるので、これらの信号ＮＳＡＳ，ＸＨＯＴが仮に重畳しても判別可能である。よって、１つの信号線ＣＷ１を状態検出信号ＮＳＡＳと温度異常検出信号ＸＨＯＴとに兼用しても、吐出部Ｄの状態の判別と、温度異常時における駆動信号生成回路７４による駆動信号ＣＯＭの生成停止とを、適切に行うことができる。
According to the first embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) The head unit 52 operates in response to the drive signal COM to discharge the ink, and discharge abnormality D that detects the discharge state of the discharge part D and outputs a state detection signal NSAS. A temperature
（２）状態検出信号ＮＳＡＳはアナログ信号であり、温度異常検出信号ＸＨＯＴは高電位と低電位とをとる２値の電位からなるデジタル信号である。このため、温度異常検出信号ＸＨＯＴが温度異常時にとりうる高電位と低電位との２値のうちいずれか一方を、状態検出信号のとりうる電位の範囲と異ならせることが可能になる。よって、制御回路は、温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳとを電位から判別し、吐出部Ｄの吐出状態の判別と、温度異常検出信号ＸＨＯＴに応じた駆動信号生成回路７４による駆動信号ＣＯＭの生成の停止とを、適切に行うことができる。
(2) The state detection signal NSAS is an analog signal, and the temperature abnormality detection signal XHOT is a digital signal composed of binary potentials having a high potential and a low potential. For this reason, it becomes possible to make one of the two values of the high potential and the low potential that the temperature abnormality detection signal XHOT can take when the temperature is abnormal differ from the potential range that the state detection signal can take. Therefore, the control circuit determines the temperature abnormality detection signal XHOT and the state detection signal NSAS from the potential, determines the discharge state of the discharge section D, and the drive signal COM by the drive
（３）ヘッドユニット５２の温度異常を検出した場合、温度異常検出信号ＸＨＯＴは、高電位と低電位のうち異常を示す一方に維持される。よって、温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳとを判別し、吐出部Ｄの状態の判別と、温度異常検出信号ＸＨＯＴに応じた駆動信号生成回路７４による駆動信号ＣＯＭの生成の停止とを、適切に行うことができる。
(3) When the temperature abnormality of the head unit 52 is detected, the temperature abnormality detection signal XHOT is maintained at one of the high potential and the low potential indicating abnormality. Therefore, the temperature abnormality detection signal XHOT and the state detection signal NSAS are determined, the determination of the state of the discharge unit D, and the stop of the generation of the drive signal COM by the drive
（４）デジタル信号からなる温度異常検出信号ＸＨＯＴの高電位は、アナログ信号からなる状態検出信号ＮＳＡＳの最大振幅よりも高い電位であるので、両検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳを適切に判別できる。 (4) Since the high potential of the temperature abnormality detection signal XHOT made of a digital signal is higher than the maximum amplitude of the state detection signal NSAS made of an analog signal, both the detection signals XHOT and NSAS can be properly determined.
（５）駆動素子の一例として圧電素子２６０を用い、吐出部Ｄは圧電素子２６０の変位に応じてインクを吐出する構成とし、吐出異常検出部７５３は、圧電素子２６０の吐出時の変位に基づく残留振動に基づく起電圧を状態検出信号ＮＳＡＳとする。よって、吐出に使用する圧電素子によって吐出部の状態を検出することもできるので、状態検出のための検出部を別途設ける必要がない。よって、簡単な構成により、吐出部Ｄの状態の判別と、温度異常時における駆動信号生成回路７４による駆動信号ＣＯＭの生成停止とを、適切に行うことができる。
(5) The
（６）駆動信号生成回路７４が生成した駆動信号ＣＯＭを受けて動作する駆動素子４２の変位に応じてインクを吐出する吐出部Ｄの状態を検出して状態検出信号ＮＳＡＳを出力する吐出異常検出ステップ（Ｓ１１）を備える。また、吐出部Ｄを含むヘッドユニット５２の温度異常を検出して状態検出信号ＮＳＡＳと互いに異なる範囲の信号電位をとる温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する温度異常検出ステップ（Ｓ１２）を備える。さらに１つの信号線ＣＷ１を介して入力した状態検出信号ＮＳＡＳに応じて吐出部Ｄの状態を判別する状態判別ステップ（Ｓ２２）と、１つの信号線ＣＷ１を介して入力した温度異常検出信号に応じて駆動信号生成回路７４における駆動信号ＣＯＭの生成を停止させる駆動信号生成停止ステップ（Ｓ２５）とを備える。よって、１つの信号線ＣＷ１を状態検出信号ＮＳＡＳと温度異常検出信号ＸＨＯＴとに兼用しても、吐出部Ｄの状態の判別と、温度異常時における駆動信号生成回路７４による駆動信号ＣＯＭの生成停止とを、適切に行うことができる。
(6) Discharge abnormality detection that detects the state of the discharge unit D that discharges ink according to the displacement of the
（第２実施形態）
次に図２２及び図２３を参照して、第２実施形態について説明する。前記第１実施形態では、温度異常時において２種類の検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳが１つの共通の信号線ＣＷ１を伝送される際に重畳したが、この第２実施形態では、２種類の検出信号ＸＨＯＴ，ＮＳＡＳを切り換える切換回路を有する構成である。なお、前記第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略し、特に異なる構成についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, two types of detection signals XHOT and NSAS are superimposed when one common signal line CW1 is transmitted when the temperature is abnormal. In the second embodiment, two types of detection signals XHOT are superimposed. , NSAS switching circuit for switching. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different components will be described.
図２２に示すように、温度異常検出部７５２と吐出異常検出部７５３の各出力端子は、それぞれダイオード９４，９５を介して切換回路９６と接続されている。切換回路９６は、１つの信号出力端子５２Ａへ出力する信号を温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳとの間で切り換える機能を有している。切換回路９６は、温度異常検出信号ＸＨＯＴの伝送経路を開閉する第１スイッチ９７と、状態検出信号ＮＳＡＳの伝送経路を開閉する第２スイッチ９８とを備える。第１スイッチ９７の制御端子には温度異常検出信号ＸＨＯＴが入力され、第２スイッチ９８の制御端子には温度異常検出信号ＸＨＯＴがノット回路９９で反転された信号が入力される。よって、第１スイッチ９７は、温度異常検出信号ＸＨＯＴが低電位（Ｌレベル）のときにオフし、高電位（Ｈレベル）のときにオンする。また、第２スイッチ９８は、温度異常検出信号ＸＨＯＴが低電位（Ｌレベル）のとき、つまり低電位であるＬレベルがノット回路９９で反転したＨレベルが制御端子に入力されているときにオンし、温度異常検出信号ＸＨＯＴのＨレベルがノット回路９９で反転したＬレベルが制御端子に入力されているときにオフする。このため、切換回路９６は、温度異常検出信号ＸＨＯＴがＬレベルのとき、信号出力端子５２Ａから状態検出信号ＮＳＡＳを出力し、温度異常検出信号ＸＨＯＴがＨレベルのとき、信号出力端子５２Ａから状態検出信号ＮＳＡＳを出力せず、これに切り換えて温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する。
As shown in FIG. 22, the output terminals of the temperature
以下、ヘッド制御部７５が行う図２３に示す検出処理について説明する。
ステップＳ３１において、吐出状態を検出して状態検出信号ＮＳＡＳを出力する。
次のステップＳ３２では、温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する。これらステップＳ３１，Ｓ３２の各処理は、第１実施形態における図２０のＳ１１，Ｓ１２の各処理と同様である。
Hereinafter, the detection process shown in FIG. 23 performed by the
In step S31, the ejection state is detected and a state detection signal NSAS is output.
In the next step S32, the temperature abnormality detection signal XHOT is output. Each process of these steps S31 and S32 is the same as each process of S11 and S12 of FIG. 20 in the first embodiment.
ステップＳ３３では、温度異常検出信号ＸＨＯＴが高電位であるか否かを判定する。この判定は、本例では、切換回路９６内の第１スイッチ９７及び第２スイッチ９８と、ノット回路９９とにより構成される判定回路により行われる。なお、ヘッド制御部７５が、温度異常検出信号ＸＨＯＴが高電位であるか否かを判定する判定処理を行い、その判定結果信号を切換回路９６に出力する構成でもよい。
In step S33, it is determined whether the temperature abnormality detection signal XHOT is at a high potential. In this example, this determination is performed by a determination circuit including a first switch 97 and a
ステップＳ３４では、切換回路から温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する。切換回路９６では、Ｈレベルの温度異常検出信号ＸＨＯＴを入力した第１スイッチ９７がオンし、温度異常検出信号ＸＨＯＴを反転したＬレベルを入力した第２スイッチ９８がオフすることにより、切換回路９６は温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力する。例えば温度が正常状態から異常状態になって温度異常検出信号ＸＨＯＴがＬレベルからＨレベルに切り換わると、切換回路９６の出力が状態検出信号ＮＳＡＳから温度異常検出信号ＸＨＯＴへ切り換えられる。
In step S34, the temperature abnormality detection signal XHOT is output from the switching circuit. In the switching
ステップＳ３５では、切換回路から状態検出信号ＮＳＡＳを出力する。切換回路９６では、Ｌレベルの温度異常検出信号ＸＨＯＴを入力した第１スイッチ９７がオフし、温度異常検出信号ＸＨＯＴを反転したＨレベルが入力した第２スイッチ９８がオンすることにより、切換回路９６は温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力することなく、状態検出信号ＮＳＡＳを出力する。このため、１つの信号線ＣＷ１を温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳとが重畳した状態で伝送されることはほぼなくなる。
In step S35, the state detection signal NSAS is output from the switching circuit. In the switching
以上詳述した第２実施形態によれば、第１実施形態で述べた前記（１）〜（６）の効果を同様に得られる他、以下に示す効果を更に得ることができる。
（７）１つの信号出力端子５２Ａへ温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力するか、状態検出信号ＮＳＡＳを出力するかを切り換える切換回路９６を更に備えた。よって、１つの信号出力端子５２Ａへ温度異常検出信号ＸＨＯＴを出力するか、状態検出信号ＮＳＡＳを出力するかが切換回路９６により切り換えられる。よって、共通の１つの信号線ＣＷ１により温度異常検出信号ＸＨＯＴと状態検出信号ＮＳＡＳとを出力できる。
According to the second embodiment described in detail above, the effects (1) to (6) described in the first embodiment can be obtained in the same manner, and the following effects can be further obtained.
(7) A switching
なお、上記実施形態は以下のような形態に変更することもできる。
・温度異常検出信号が温度異常時にとる電位を低電位とし、２値のうち低電位（Ｌレベル）を、状態検出信号のとりうる電位の範囲と異ならせてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed into the following forms.
The potential that the temperature abnormality detection signal takes when the temperature is abnormal may be a low potential, and the low potential (L level) of the two values may be different from the potential range that the state detection signal can take.
・温度異常検出信号を２値のデジタル信号、状態検出信号を多値のデジタル信号とし、両検出信号のとりうる電位を異ならせてもよい。
・温度異常検出信号をアナログ信号とし、状態検出信号を高電位と低電位とをとる２値のデジタル信号として両検出信号のとりうる電位を異ならせてもよい。また、温度異常検出信号と状態検出信号とを共にアナログ信号とし、両検出信号のとりうる電位を異ならせてもよいし、温度異常検出信号と状態検出信号とを共にデジタル信号とし、両検出信号のとりうる電位を異ならせてもよい。
The temperature abnormality detection signal may be a binary digital signal and the state detection signal may be a multi-value digital signal, and the potentials of both detection signals may be different.
The temperature abnormality detection signal may be an analog signal, and the state detection signal may be a binary digital signal that takes a high potential and a low potential, and the potentials of both detection signals may be different. Further, both the temperature abnormality detection signal and the state detection signal may be analog signals, and the potentials of both detection signals may be different, or both the temperature abnormality detection signal and the state detection signal may be digital signals, The potential that can be taken may be varied.
・温度異常検出部の検出対象はヘッド制御部のヘッドドライバーＩＣに限定されない。要するに吐出ユニットの温度異常を検出ものであれば足りる。例えば吐出ヘッド２６内のヘッドドライバーＩＣ以外の回路の温度、吐出ヘッド内の空間の温度、吐出ユニット内のフレームの温度、インクカートリッジとノズルとの間を接続するインク流路の温度、さらには吐出ヘッド２６の外壁面の温度を検出するものでもよい。また、温度異常検出部は、温度を検出可能な各種の温度センサーを用いることができ、ダイオード式やサーミスター以外のもの、例えば熱電対（例えばサーモバイル）でもよい。
The detection target of the temperature abnormality detection unit is not limited to the head driver IC of the head control unit. In short, it is sufficient to detect a temperature abnormality of the discharge unit. For example, the temperature of a circuit other than the head driver IC in the
・吐出ヘッド２６のノズル２６ｂからインク滴を吐出する吐出駆動方式は、静電駆動方式又は加熱駆動方式でもよい。静電駆動方式の場合、インク室（キャビティー）の一部を形成している振動板に対して所定の間隔で対向電極を対峙させ、振動板及び対向電極の間に、駆動信号生成部が生成した所定波形の駆動電圧パルスからなる駆動信号を印加して、振動板を静電気力によって弾性変位させることで、インク室に連通しているノズルからインク滴を吐出させる。また、加熱駆動方式の場合、駆動素子として、液体を吐出するために利用される熱エネルギーを発生するための電気熱変換素子が用いられ、駆動信号生成部が生成した駆動信号を電気熱変換素子の一例としてのヒーターに印加することで、ヒーターを加熱してその熱によりインク中に発生した膜沸騰時の気泡により吐出部のノズルから液体を吐出する。これらの場合、吐出異常検出部は、振動板又はインク圧力室の残留振動を検出する専用の圧電素子を設け、圧電素子の圧電作用により吐出部の状態を検出して状態検出信号（残留振動検出信号）を出力する。これらの構成であっても、配線の信号線を少なく抑えたり、他の用途に利用したりすることができる。
The discharge driving method for discharging ink droplets from the
・配線はフレキシブルフラットケーブルに限定されず、フレキシブル基板（ＦＰＣ(Flexible printed circuits)）でもよい。さらに断面丸型のケーブルでもよいし、複数の信号線を含むケーブルが複数設けられていてもよい。また、ＦＦＣ又はＦＰＣ等の配線は、本体側の制御回路５１と吐出ヘッド２６との間に吐出ヘッドごとに接続されていてもよい。
-Wiring is not limited to a flexible flat cable, but may be a flexible substrate (FPC (Flexible printed circuits)). Furthermore, a cable with a round cross section may be used, and a plurality of cables including a plurality of signal lines may be provided. Further, wiring such as FFC or FPC may be connected for each ejection head between the control circuit 51 on the main body side and the
・液体吐出装置は、吐出ヘッドが媒体の搬送方向と交差する方向に移動可能で、吐出ヘッドの移動による主走査と媒体の搬送による副走査とを略交互に行って媒体に印刷するシリアルプリンターに限定されず、吐出ヘッドが主走査方向と副走査方向との両方に移動して媒体に印刷するラテラル式プリンターでもよい。ラテラル式プリンターに適用した場合も、同様の効果を得ることができる。また、ラインプリンターに適用してもよい。ラインプリンターの場合、そのラインヘッドは、複数の吐出ヘッドを配列してなるマルチヘッドタイプでもよいし、媒体Ｐの搬送方向と交差する幅方向に亘る印刷領域の全域に一定のピッチでノズルが配列されてなる複数のノズル列を有する１つの長尺状のラインヘッドを備えた構成でもよい。さらにマルチヘッドタイプにおいて、各吐出ヘッドをノズル列方向が印刷媒体の搬送方向に対して斜めに交差する向きに傾けた状態に配列することで、ノズルの搬送方向と直交する方向のピッチを短くして印刷解像度を高くする構成のものでもよい。この場合、一のノズル列のノズルの搬送方向と直交する方向のピッチ間に、他の一のノズル列のノズルが位置する状態に複数のノズル列を配置し、更なる高解像度を得る構成としてもよい。 -The liquid ejection device is a serial printer that can move the ejection head in a direction that intersects the medium transport direction and prints on the medium by performing the main scanning by the movement of the ejection head and the sub-scan by the medium transportation approximately alternately. Without limitation, a lateral printer that prints on a medium by moving the ejection head in both the main scanning direction and the sub-scanning direction may be used. The same effect can be obtained when applied to a lateral printer. Moreover, you may apply to a line printer. In the case of a line printer, the line head may be a multi-head type in which a plurality of ejection heads are arranged, or nozzles are arranged at a constant pitch over the entire print area in the width direction intersecting the conveyance direction of the medium P. The structure provided with one elongate line head which has the some nozzle row formed by this may be sufficient. Furthermore, in the multi-head type, the pitch in the direction perpendicular to the nozzle transport direction is shortened by arranging the ejection heads in a state in which the nozzle row direction is obliquely intersecting the print medium transport direction. In this case, the print resolution may be increased. In this case, a configuration in which a plurality of nozzle rows are arranged in a state in which the nozzles of the other nozzle row are located between the pitches in the direction orthogonal to the nozzle transport direction of the nozzle row to obtain higher resolution. Also good.
・吐出ヘッドに備えられた複数のノズル列は、異なるインク色のものでもよいし、同一のインク色のものでもよい。
・吐出ヘッドは、サイズの異なる複数種のドットを形成するべく、１つの吐出部のノズルから複数種（例えば大中小の３種類）のサイズの液体を吐出する４階調の構成としたが、１種類のサイズの液体を吐出するか吐出しないかを選択する２階調の構成でもよい。さらに、大小の２種類のサイズのインク滴を吐出したり、４種類以上のサイズのインク滴を吐出したりする構成でもよい。
The plurality of nozzle rows provided in the ejection head may have different ink colors or the same ink color.
The ejection head has a four-tone configuration that ejects liquids of a plurality of types (for example, three types of large, medium, and small) from the nozzles of one ejection unit in order to form a plurality of types of dots having different sizes. A two-tone configuration for selecting whether or not to discharge one type of liquid may be used. Furthermore, a configuration in which ink droplets of two types of large and small sizes are ejected, or ink droplets of four or more types of sizes may be ejected.
・吐出ユニット（特にヘッド制御部７５）が行う処理及び制御回路５１（特にヘッドコントローラー７２）が行う処理は、例えばＦＰＧＡ（field-programmable gate array）やＡＳＩＣ等の電子回路によりハードウェアで実現されることに限定されず。プログラムを実行するコンピューターによりソフトウェアで実現されたり、ソフトウェアとハードウェアとの協働により実現されたりしてもよい。 The processing performed by the ejection unit (particularly the head control unit 75) and the processing performed by the control circuit 51 (particularly the head controller 72) are realized by hardware using, for example, an electronic circuit such as a field-programmable gate array (FPGA) or an ASIC. Not limited to that. It may be realized by software by a computer that executes the program, or may be realized by cooperation of software and hardware.
・前記各実施形態では、液体吐出装置の１つであるインクジェット式プリンターに具体化したが、液体吐出装置に適用する場合、プリンターに限定されず、インク以外の他の液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体を含む）を吐出する液体吐出装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材（画素材料）などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を吐出する液体吐出装置でもよい。また、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する液体吐出装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する液体吐出装置であってもよい。さらに、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために熱硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を吐出する液体吐出装置、ゲル（例えば物理ゲル）などの流状体を吐出する流状体吐出装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体吐出装置に本発明を適用することができる。このように媒体は、素子や配線等がインクジェットで形成される基板でもよい。液体吐出装置が吐出する「液体」には、液体（無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）等を含む）、液状体、流状体などが含まれる。 In each of the embodiments described above, the invention is embodied in an ink jet printer that is one of the liquid ejecting apparatuses. However, when applied to the liquid ejecting apparatus, the liquid ejecting apparatus is not limited to the printer, and liquid other than ink or functional material particles. Can be embodied in a liquid ejecting apparatus that ejects a liquid material obtained by dispersing or mixing in a liquid, or a fluid material such as a gel. For example, even in a liquid ejecting apparatus that ejects a liquid material that is dispersed or dissolved in materials such as electrode materials and color materials (pixel materials) used in the manufacture of liquid crystal displays, EL (electroluminescence) displays, and surface-emitting displays. Good. Moreover, the liquid discharge apparatus which discharges the biological organic substance used for biochip manufacture, and the liquid discharge apparatus which discharges the liquid used as a precision pipette as a sample may be sufficient. Furthermore, a liquid ejection device that ejects a transparent resin liquid such as a thermosetting resin onto a substrate to form a micro hemispherical lens (optical lens) used for an optical communication element or the like, an acid or an alkali to etch the substrate, etc. A liquid discharge device that discharges an etching solution such as a fluid, or a fluid discharge device that discharges a flow material such as a gel (for example, physical gel) may be used. The present invention can be applied to any one of these fluid ejection devices. As described above, the medium may be a substrate on which elements, wirings, and the like are formed by inkjet. The “liquid” discharged by the liquid discharge device includes liquid (including inorganic solvent, organic solvent, solution, liquid resin, liquid metal (metal melt), etc.), liquid, and fluid.
１１…液体吐出装置の一例としてのプリンター、２２…キャリッジ、２５…キャリッジモーター、２６…吐出ヘッド、２６ｂ…ノズル、２９…ロータリーエンコーダー、３０…給送モーター、３１…搬送モーター、４０…フレキシブルフラットケーブル（フラットケーブル）、４２…駆動素子、５１…制御回路、５２…吐出ユニットの一例としてのヘッドユニット、５２Ａ…信号出力端子、７２Ａ…信号入力端子、６４…エンコーダー、７１…ＣＰＵ、７２…ヘッドコントローラー、７３…ＡＳＩＣ、７４…駆動信号生成部の一例としての駆動信号生成回路、７５…ヘッド制御部、７６…吐出部群、８６…デコーダー、８７…アンド回路、８８…スイッチ、９２…スイッチ、９６…切換回路、９７…第１スイッチ、９８…第２スイッチ、１００…ホスト装置、２６０…圧電素子、７３１…データ転送部、７３２…駆動信号生成停止部、７３３…状態判別部の一例としての吐出状態判別部、７５１…ヘッド駆動回路、７５２…温度異常検出部、７５３…吐出異常検出部、Ｎ１〜Ｎ４…ノズル列、Ｄ…吐出部、ＣＷ１…信号線、ＣＷ…信号線、ＣＯＭ…駆動信号、ＬＡＴ…ラッチ信号、ＣＨ…チャンネル信号、ＳＩｎ…印字制御データ、ＳＩ…画素データ、ＳＰ…定義データ、ＳＣＫ…クロック信号、ＰＳ…選択データ、ＰＤ…印刷データ、Ｐ…媒体、ＸＨＯＴ…温度異常検出信号、ＮＳＡＳ…状態検出信号、Ｘ…走査方向、Ｙ…搬送方向。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記吐出ユニットは、
駆動信号を受けて駆動素子が動作することで液体を吐出可能な吐出部と、
前記吐出部の吐出状態を検出して状態検出信号を出力する吐出異常検出部と、
前記吐出部を含む吐出ユニットの温度異常を検出して温度異常検出信号を出力する温度異常検出部とを備え、
前記配線は、前記状態検出信号と前記温度異常検出信号とを出力する信号出力端子に接続された１つの信号線を備え、
前記制御回路は、
前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記信号線を介して入力した前記状態検出信号に応じて前記吐出部の状態を判別する状態判別部と、
前記信号線を介して入力した前記温度異常検出信号に応じて、前記駆動信号生成部における前記駆動信号の生成を停止させる駆動信号生成停止部と、
を有し、
前記状態検出信号と前記温度異常検出信号は、前記吐出ユニットが少なくとも温度異常である場合、互いに異なる信号電位をとる、
ことを特徴とする液体吐出装置。 A liquid discharge apparatus in which a discharge unit capable of discharging a liquid and a control circuit for controlling the discharge unit are connected via wiring,
The discharge unit is
An ejection unit capable of ejecting liquid by operating a drive element in response to a drive signal;
A discharge abnormality detection unit that detects a discharge state of the discharge unit and outputs a state detection signal;
A temperature abnormality detection unit that detects a temperature abnormality of a discharge unit including the discharge unit and outputs a temperature abnormality detection signal;
The wiring includes one signal line connected to a signal output terminal that outputs the state detection signal and the temperature abnormality detection signal,
The control circuit includes:
A drive signal generator for generating the drive signal;
A state determination unit that determines the state of the ejection unit in accordance with the state detection signal input via the signal line;
A drive signal generation stop unit for stopping the generation of the drive signal in the drive signal generation unit in response to the temperature abnormality detection signal input through the signal line;
Have
The state detection signal and the temperature abnormality detection signal take different signal potentials when the discharge unit is at least temperature abnormal.
A liquid discharge apparatus characterized by that.
前記吐出異常検出部は、前記圧電素子が吐出時に変位した後の残留振動に基づく起電力を前記状態検出信号とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体吐出装置。 The drive element is a piezoelectric element, and the ejection unit is configured to eject liquid according to the displacement of the piezoelectric element,
The liquid ejection according to claim 1, wherein the ejection abnormality detection unit uses an electromotive force based on residual vibration after the piezoelectric element is displaced during ejection as the state detection signal. apparatus.
前記吐出部を含む吐出ユニットの温度異常を検出して前記状態検出信号と互いに異なる範囲の信号電位をとる温度異常検出信号を出力する温度異常検出ステップと、
１つの信号線を介して入力した前記状態検出信号に応じて前記吐出部の状態を判別する状態判別ステップと、
前記１つの信号線を介して入力した前記温度異常検出信号に応じて前記駆動信号生成部における前記駆動信号の生成を停止させる駆動信号生成停止ステップと
を備えたことを特徴とする液体吐出方法。 An ejection abnormality detection step of detecting a state of the ejection unit that ejects liquid according to the displacement of the drive element that operates in response to the drive signal generated by the drive signal generation unit and outputting a state detection signal;
A temperature abnormality detection step of detecting a temperature abnormality of a discharge unit including the discharge unit and outputting a temperature abnormality detection signal that takes a signal potential in a range different from the state detection signal;
A state determination step of determining the state of the ejection unit in accordance with the state detection signal input via one signal line;
A liquid ejection method, comprising: a drive signal generation stop step of stopping generation of the drive signal in the drive signal generation unit in response to the temperature abnormality detection signal input through the one signal line.
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-
2015
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