JP5978744B2 - 液体吐出装置、検査方法、及び、プログラム - Google Patents
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Description
また、上記特許文献1に記載の検査方法のように、検査対象のノズルに対応する駆動素子のみを駆動して残留振動を検出する検査方法では、流路形成基板がノズルプレートから剥離している場合と、インクの増粘により吐出不良が発生する場合とで、残留振動の発生の仕方が同じになってしまう。そのため、流路形成基板がノズルプレートから剥離している場合にも、インクの増粘による吐出不良と判定されてしまい、ヘッドのクリーニング処理が無駄に実施されてしまう。
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかとなる。
このような液体吐出装置によれば、気泡混入や液体(インク)の増粘により吐出不良が発生するノズルを検出すると共に、ヘッドの故障(圧力室の隔壁とノズルプレートの剥離)を検査することができる。
このような液体吐出装置によれば、気泡混入や液体(インク)の増粘により吐出不良が発生するノズルを検出すると共に、ヘッドの故障(圧力室の隔壁とノズルプレートの剥離)を検査することができる。
このような液体吐出装置によれば、圧力室の隔壁が剥離している場合にも圧力室内の液体を確実に加圧することができる。よって、圧力室の隔壁が剥離している故障ノズルと液体(インク)が増粘している増粘ノズルをより精度よく判別することができる。
このような液体吐出装置によれば、圧力室の隔壁が剥離している故障ノズルと液体(インク)が増粘している増粘ノズルをより精度よく判別することができる。
このような液体吐出装置によれば、制御部の制御が容易となり、ヘッドの検査時間を出来る限り短縮することができる。
このような液体吐出装置によれば、ヘッドの検査時間を出来る限り短縮することができる。
このような液体吐出装置によれば、第1の駆動と第2の駆動とで、検査対象ノズルの隣のノズルの圧力室内の圧力変化を異ならせることができる。
このような検査方法によれば、気泡混入や液体(インク)の増粘により吐出不良が発生するノズルを検出すると共に、ヘッドの故障(圧力室の隔壁とノズルプレートの剥離)を検査することができる。
このようなプログラムによれば、気泡混入や液体(インク)の増粘により吐出不良が発生するノズルを検出すると共に、ヘッドの故障(圧力室の隔壁とノズルプレートの剥離)を検査することができる。
「液体装置」をインクジェットプリンター(以下、プリンターと呼ぶ)とし、プリンターとコンピューターが接続された印刷システムを例に挙げて、実施形態を説明する。
図1は、印刷システムの全体構成を示すブロック図である。図2Aは、プリンター1の概略斜視図であり、図2Bは、ヘッド41(一部)を媒体Sの搬送方向から見た断面図である。
キャリッジユニット30は、キャリッジ31に搭載されたヘッド41を媒体Sの搬送方向と交差する方向(一般的には直交する方向)に移動するためのものである。
図3Aは、駆動素子417を駆動するための駆動信号COMを説明する図であり、図3Bは、ヘッド制御部42を説明する図である。本実施形態では、各ノズルNzが1種類のサイズのドットを形成し、媒体S上の1画素(1ドットが形成される単位領域)が2階調で表現されるとする。ノズルNzが媒体S上の1画素と対向する期間を「繰り返し周期t」と呼び、ラッチ信号LATの立ち上がりパルスにより繰り返し周期tが規定される。そして、駆動信号COMでは、繰り返し周期tの駆動期間taにて吐出波形Waが発生し、検査期間tbにて待機電位Vsが保持される。
<<吐出不良ノズル>>
印刷中の使用頻度が低いノズルNzからは比較的に長い時間に亘ってインク滴が吐出されず、その間にノズルNzからインクの溶媒が蒸発し、ノズルNzや圧力室411内のインクが増粘して、ノズルNzが目詰まりする場合がある。そうすると、ノズルNzから規定量のインクが吐出されなかったり、ノズルNzから吐出されたインク滴の飛翔方向がずれたりと、吐出不良が発生してしまう。
そこで、プリンター1では、インクの増粘や気泡の混入により吐出不良ノズルが発生した場合、吐出不良ノズルから正常にインク滴が吐出されるように、ヘッド41のクリーニング処理を実施する。本実施形態のプリンター1は、ヘッド41のクリーニング処理として、フラッシング処理とポンプ吸引処理を実施する。
図4Aは、駆動素子417の駆動により圧力室411内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動の一例を示す図であり、図4Bは、残留振動を検出する残留振動検出回路43の説明図である。図4Aに示すグラフでは、縦軸が残留振動の振幅を示し、横軸が時間を示す。また、図4Aには、ノズルNzから正常にインク滴が吐出される場合の残留振動(正常)と、ノズルNzや圧力室411内に気泡が混入した場合の残留振動(気泡)と、ノズルNzや圧力室411内のインクが増粘した場合の残留振動(増粘)と、が示されている。駆動素子417に駆動信号COM(吐出波形Wa)を印加して駆動素子417を駆動させて、その駆動素子417に対応する圧力室411内のインクに圧力変化を生じさせると、その後に、圧力室411内のインクや振動板416に残留振動(自由振動)が発生する。この残留振動の発生の仕方によって、ノズルNzや圧力室411内の状態を知ることができる。
なお、流路抵抗rは、インク供給口413や圧力室411、ノズルNz等の流路形状やこれら流路におけるインクの粘度により決定し、イナータンスmは、インク供給口413や圧力室411、ノズルNz等の流路内におけるインク重量により決定し、コンプライアンスCは、振動板416の柔軟性によって決定する。
実施例1では、検査対象のノズルNzに対応する駆動素子417のみを駆動して残留振動を検出する「単独駆動検査」を実施した後に、検査対象のノズルNzとその隣のノズルNzに対応する駆動素子417を駆動して残留振動を検出する「同時駆動検査」を実施することにより、ヘッド41を検査する。また、実施例1では、印刷停止時に(例えば印刷開始前に)、ヘッド41が検査されるとする。
図5Aは、単独駆動検査のフローであり、図5Bは、単独駆動検査におけるスイッチ424(図3B)の制御を説明する図であり、図5Cは、ヘッド41の故障を説明する図であり、図5Dは、単独駆動検査による検出結果(残留振動)の一例を示す図である。なお、図5Cは、圧力室411の一部をヘッド41の移動方向から見た断面図であり、図5Dのグラフでは、縦軸が残留振動の振幅を示し、横軸が時間を示す。以下、ヘッド41の下面に形成された1ノズル列を検査する方法を例に挙げて説明する。また、1ノズル列に属するノズル数を180個とし、搬送方向上流側に位置するノズルNzから順に小さい番号を付す(#1,#2…#180)。
図6Aは、同時駆動検査のフローであり、図6Bは、同時駆動検査におけるスイッチ424(図3B)の制御を説明する図であり、図6Cは、同時駆動を説明する図であり、図6Dは、同時駆動検査による検出結果(残留振動)の一例を示す図である。まず、同時駆動検査では、コントローラー10は、単独駆動検査(図5A)において再検査ノズルが検出されたか否かを判断し、再検査ノズルが検出されていない場合(S101→No)、同時駆動検査を終了する。
以上のように、実施例1では、コントローラー10(制御部)は、検査ノズル#N(検査対象ノズル)に対応する駆動素子417には駆動信号(吐出波形Wa)を印加するが、検査ノズルの隣のノズル#N−1,#N+1に対応する駆動素子417には駆動信号を印加しない単独駆動(第1の駆動)により得られる残留振動(第1検出結果)と、検査ノズル#Nに対応する駆動素子417、及び、隣接ノズル(隣のノズル)#N−1,#N+1に対応する駆動素子417に駆動信号を印加する同時駆動(第2の駆動)により得られる残留振動(第2検出結果)とを、取得する。つまり、単独駆動による検査と同時駆動による検査とで、隣接ノズル#N−1,#N+1の圧力室411内の圧力変化を異ならせて、残留振動を取得する。そして、取得した残留振動に基づいて、ノズルNzからのインク吐出不良を回復させるヘッド41のクリーニング処理(フラッシング処理やポンプ吸引処理)により、ヘッド41が回復するか否かを検査する。
図7は、実施例2におけるヘッド41の検査フローである。前述の実施例1では、検査対象となる全ノズルに対して単独駆動検査(図5A)を実施した後に、再検査ノズルと判定されたノズルに対して同時駆動検査(図6A)を実施する。これに対して、実施例2では、単独駆動検査の途中で、検査ノズル#Nが再検査ノズルと判定された場合に、その検査ノズル#Nに対して同時駆動検査を連続して実施する。
図8Aは、実施例3における駆動信号COMを説明する図であり、図8Bは、実施例3におけるヘッド制御部42(一部)を説明する図である。前述の実施例1では、印刷停止時にヘッド41の検査を実施している。これに対して、実施例3では、媒体Sへの画像の印刷中にヘッド41の検査を実施する。ただし、印刷中は、印刷データ(画素データSI)に応じてインク滴を吐出するノズルが決定してしまう。即ち、検査ノズル#Nや隣接ノズル#N−1,#N+1にドットを形成する画素データSI[1]が割り当てられていなくても、検査のために、それらのノズル#N−1〜#N+1に対応する駆動素子417を駆動する必要がある。そこで、実施例3では、駆動期間taに吐出波形Waが発生する第1駆動信号COM1と、駆動期間taに微振動波形Wbが発生する第2駆動信号COM2を使用する。
図9は、実施例4におけるヘッド41の検査フローである。圧力室の隔壁415aがノズルプレート414から剥離する現象は、搬送方向に連続して並ぶ複数の圧力室411において発生し易い。そして、圧力室の隔壁415aが剥離しているノズル群のうち、搬送方向における中央部のノズルにおいて、剥離度合いが高くなる傾向が得られた。
<変形例1>
前述の実施例では、同時駆動時に(例:図6AのS106,図7のS208)、検査ノズル#Nと検査ノズル#Nの両隣のノズル#N−1,#N+1に対応する駆動素子417、即ち、3個の駆動素子417を同時に駆動しているが、これに限らない。例えば、同時駆動時に、検査ノズル#Nと検査ノズル#Nの片側の隣接ノズルに対応する駆動素子417、即ち、2個の駆動素子417を同時に駆動するようにしてもよい。
前述の実施例1では、図6Aに示す同時駆動検査において、図5Aに示す単独駆動検査で検出された再検査ノズルに対して、再び、単独駆動を実施して残留振動を取得しているが(S103〜S104)、これに限らない。例えば、図5Aに示す単独駆動検査時(S002〜S003)に取得した残留振動と、図6Aに示す同時駆動検査時(S106〜S107)に取得した残留振動とを比較するようにしてもよい。
前述の実施例1では、図3Aに示す駆動信号COMを例に挙げているが、これに限らない。例えば、吐出波形Waの前に微振動波形Wbが発生する駆動信号COMを使用し、ヘッド41の検査時に、検査ノズル#N以外のノズルに対応する駆動素子417には微振動波形Wbを印加するようにしてもよい。そうすることで、ヘッド41の検査時にノズルNz内のインクが増粘してしまうことを抑制できる。また、検査ノズル#Nに対応する駆動素子417に微振動波形Wbを印加して残留振動を取得するようにしてもよい。
前述の実施例では、残留振動の周期に基づいてノズルNzの状態を判定しているが、これに限らない。例えば、残留振動の位相や振幅などの別のパターメーターに基づいてノズルNzの状態を判定するようにしてもよいし、残留振動の周期や位相、振幅の中の複数のパラメーターを組み合わせてノズルNzの状態を判定するようにしてもよい。また、残留振動における周期の変化や振幅の変化に基づいて、ノズルNzの状態を判定するようにしてもよい。また、残留振動に基づいて、インクの増粘や気泡の混入に限らず、例えば、異物(紙粉,埃)の付着による吐出不良の発生を検出するようにしてもよい。
前述の実施例では、駆動素子417の駆動によって圧力室411内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動を、駆動素子417(圧電素子)の機械的変位による起電力の変化として検出している。即ち、駆動素子417をヘッド41の検査に使用しているが、これに限らない。例えば、駆動素子417の駆動によって圧力室411内のインクに生じる振動を検知するためのセンサーを、駆動素子417とは別にプリンター1に設けてもよい。例えば、圧力室411内のインクに生じる振動(例:圧力変化)を検知するためのセンサー(例:圧力センサー)を、圧力室411内やインク供給口413内に設けてもよい。この場合には、駆動素子417の駆動後の残留振動を検出するに限らず、例えば、駆動素子417の駆動と同時に振動を検出したり、駆動素子417の駆動中や駆動前から振動を検出したりしてもよい。また、この場合には、発熱素子を用いてノズル内に気泡を発生させ、その気泡によってインクを吐出させるサーマル方式により、ノズルからインク滴を吐出させてもよい。
図10は、第1の駆動と第2の駆動の変形例を示す表である。前述の実施例では、検査対象ノズルの隣のノズルに対応する圧力室411内の圧力変化を、第1の駆動と第2の駆動で異ならせるために、図10の検査方法1を実施している。即ち、検査対象ノズルに対応する駆動素子417には吐出波形Waを印加して圧力室411内の圧力を減圧(膨張)及び加圧(収縮)し、隣のノズルに対応する駆動素子417には駆動信号COMを印加せずに圧力室411内の圧力を一定にする第1の駆動(単独駆動)により得られる検出結果(残留振動)と、検査対象ノズル及び隣のノズルに対応する駆動素子417に吐出波形Waを印加して圧力室411内の圧力を減圧及び加圧する第2の駆動(同時駆動)により得られる検出結果とに基づいて、ヘッドを検査している。なお、微振動波形Wbによって圧力室411内の圧力を減圧及び加圧してもよい。
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
12 CPU、13 メモリー、14 ユニット制御回路、
15 駆動信号生成回路、20 搬送ユニット、
30 キャリッジユニット、31 キャリッジ、
40 ヘッドユニット、41 ヘッド、411 圧力室、
412 共通インク室、413 インク供給口、414 ノズルプレート、
415 流路形成基板、416 振動板、417 駆動素子、
42 ヘッド制御部、421 シフトレジスター、422 ラッチ回路、
423 レベルシフター、424 スイッチ、43 残留振動検出回路、
431 交流増幅器、432 比較器、433 スイッチ、44 キャップ、
50 検出器群、60 コンピューター、
Claims (9)
- 液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドと、
駆動信号を印加して前記駆動素子を駆動させることにより、当該駆動素子に対応する前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる制御部と
を有し、
前記制御部は、
検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を、前記検査対象ノズルの隣のノズルに対応する前記駆動素子とは異なる駆動態様で駆動する第1の駆動により駆動させて、前記検査対象ノズルの残留振動を検出して第1検出結果を取得し、
前記検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を、前記検査対象ノズルの隣のノズルに対応する前記駆動素子と同じ駆動態様で同時に駆動する第2の駆動により駆動させて、前記検査対象ノズルの前記残留振動を検出して第2検出結果を取得し、
前記第1検出結果と前記第2検出結果との比較結果に基づいて前記ヘッドの故障を検査する液体吐出装置。 - 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記第1検出結果と前記第2検出結果とに基づいて、前記ノズルからの液体吐出不良を回復させるクリーニング処理により前記ヘッドが回復するか否かを検査する、
液体吐出装置。 - 請求項1または請求項2に記載の液体吐出装置であって、
前記隣のノズルは、前記検査対象ノズルの両隣のノズルである、
液体吐出装置。 - 請求項1から請求項3の何れか1項に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、同じノズルに対して、前記第1の駆動と前記第2の駆動とを連続して実施することにより得られる前記第1検出結果と前記第2検出結果とに基づいて、前記ヘッドを検査する、
液体吐出装置。 - 請求項4に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、
前記複数のノズルに対して順に前記第1の駆動を実施して得られる検出結果に基づいて、液体吐出不良が発生する不良ノズルを検出した後に、
検出した前記不良ノズルを前記検査対象ノズルとして、前記第1検出結果と前記第2検出結果とを取得し、前記ヘッドを検査する、
液体吐出装置。 - 請求項5に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、所定方向に連続して並ぶ複数の前記ノズルが前記不良ノズルとして検出された場合に、前記所定方向に連続して並ぶ複数の前記不良ノズルのうち前記所定方向の中央部に位置する前記不良ノズルを最初に前記検査対象ノズルに設定する、
液体吐出装置。 - 請求項1から請求項6の何れか1項に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記第1の駆動により、前記隣のノズルから液体を吐出させず、前記第2の駆動により、前記隣のノズルから液体を吐出させる、
液体吐出装置。 - 液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドの検査方法であって、
検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を、前記検査対象ノズルの隣のノズルに対応する前記駆動素子とは異なる駆動態様で駆動する第1の駆動により駆動させ、前記検査対象ノズルの残留振動を検出して第1検出結果を取得することと、
前記検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を、前記検査対象ノズルの隣のノズルに対応する前記駆動素子と同じ駆動態様で同時に駆動する第2の駆動により駆動させ、前記検査対象ノズルの前記残留振動を検出して第2検出結果を取得することと、
前記第1検出結果と前記第2検出結果との比較結果に基づいて、前記ヘッドの故障を検査することとを有する検査方法。 - 液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドをコンピューターに検査させるためのプログラムであって、
検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を、前記検査対象ノズルの隣のノズルに対応する前記駆動素子とは異なる駆動態様で駆動する第1の駆動により駆動させ、前記検査対象ノズルの残留振動を検出して第1検出結果を取得する機能と、
前記検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を、前記検査対象ノズルの隣のノズルに対応する前記駆動素子と同じ駆動態様で同時に駆動する第2の駆動により駆動させ、前記検査対象ノズルの前記残留振動を検出して第2検出結果を取得する機能と、
前記第1検出結果と前記第2検出結果との比較結果に基づいて、前記ヘッドの故障を検査する機能と、
をコンピューターに実現させるプログラム。
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