JP6106948B2 - 液体吐出装置 - Google Patents
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Description
本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。
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、液体吐出不良の度合いに応じた処理を施すことができる。
このような液体吐出装置によれば、検査時間を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、液体吐出不良が発生するノズルの不良度合いを判定することができる。
このような液体吐出装置によれば、液体吐出不良が発生するノズルの不良度合いを判定することができる。
このような液体吐出装置によれば、液体吐出不良が発生するノズルの不良度合いを判定することができ、また、液体吐出不良が発生するノズルの検出精度を高めることができる。
このような液体吐出装置によれば、液体吐出不良が発生するノズルの不良度合いを判定することができる。
このような検査方法によれば、液体吐出不良の度合いに応じた処理を施すことができる。
このようなプログラムによれば、液体吐出不良の度合いに応じた処理を施すことができる。
「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1Aは、印刷システムの全体構成を示すブロック図であり、図1Bは、プリンター1の概略斜視図である。図2Aは、ヘッド41のノズル開口面を示す図であり、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。
プリンター1は、コントローラー10と、搬送ユニット20と、キャリッジユニット30と、ヘッドユニット40と、検出器群50と、を有する。プリンター1はコンピューター60と通信可能に接続されており、コンピューター60内にインストールされているプリンタードライバーが、コンピューター60内のハードウェア資源を利用して、プリンター1に画像を印刷させるための印刷データを作成したり、印刷データをプリンター1に出力したりする。
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。本実施例では、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。また、繰り返し周期tは、第1期間t1と第2期間t2と第3期間t3に分かれており、切替信号CHにおいて立ち上がりパルスが発生するタイミングにより各期間t1〜t3が切り替わる。駆動信号COMでは、第1期間t1に微振動波形Waが発生し、第2期間t2に吐出波形Wbが発生し、第3期間t3には待機電位Vsが保持される。
<<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から全くインクが吐出されなくなったり、規定量からずれた量のインクが吐出されたり、ノズルNzから吐出されたインク滴の飛翔方向がずれて着弾位置がずれたりと、インクの吐出不良が発生してしまう。
そのため、インクの増粘や気泡の混入により不良ノズルが発生した場合、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とよい。本実施例のプリンター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波形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の波形(正常)と、ノズルNzや圧力室411内に気泡が混入してノズルNzからインクが吐出されない場合の残留振動の波形(気泡)と、ノズルNzや圧力室411内のインクが増粘してノズルNzからインクが吐出されない場合の残留振動の波形(増粘)と、が示されている。駆動素子417に駆動信号COM(例:吐出波形Wb)を印加して駆動素子417を駆動させ、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。
図5Aは、不吐出状態の不良ノズルにて発生する残留振動(検出信号VOUT)の波形の一例を示す図であり、図5Bは、吐出異常状態の不良ノズルにて発生する残留振動の波形の一例を示す図である。図6は、実施例1の検査方法を示すフローである。なお、図5の横軸は時間を示し、縦軸は残留振動の振幅(電圧)を示す。また、以下の説明では、残留振動検出回路43からの検出信号VOUTにおいて、基準電圧V0である或る地点から2回目に基準電圧V0に達する地点までの長さを「周期」と呼び、検出信号VOUTから最初に得られる周期を第1周期T1と呼び、それ以降に得られる周期を順に第2周期T2,第3周期T3…と呼ぶ。
図7は、実施例2で使用する駆動信号COM1,COM2を説明する図であり、図8Aは、吐出異常ノズルで発生する残留振動の波形の一例を示し、図8Bは、不吐出ノズルで発生する残留振動の波形の一例を示す。図9は、実施例2の検査方法を示すフローである。実施例2では、駆動信号生成回路15が2種類の駆動信号COM1,COM2を生成する。第1駆動信号COM1では、第1期間t1に微振動波形Waが発生し、第2期間t2に吐出波形Wbが発生し、第3期間t3に待機電位Vsが保持される。第2駆動信号COM2では、第1期間t1に微振動波形Waが発生し、第2期間t2に強振波形Wcが発生し、第3期間t3に待機電位Vsが保持される。
<変形例1>
実施例1では、2つの検出信号VOUTの周期のばらつきσに基づいて不良ノズルの不良度合いを判定し、実施例2では2つの検出信号VOUTの振幅A1,A2の差に基づいて不良ノズルの不良度合いを判定しているが、これに限らない。例えば、吐出波形Wbと強振波形Wcで駆動素子417を駆動させることにより2つの検出信号VOUTを取得し、その2つの検出信号VOUTの周期のばらつきσと振幅A1,A2の差の2つのパラメーターに基づいて、不良ノズルの不良度合いを判定してもよい。
上記の実施例では、1回目の検査で不良ノズルと判定したノズルに対応する駆動素子417のみを再度駆動させているが、これに限らない。例えば、1回目の検査で正常ノズルと判定したノズルに対応する駆動素子417も再度駆動させてもよい。この場合、複数の検出信号VOUTに基づいて正常ノズルか否かを判定することで、正常ノズルの検出精度を高めることができる。また、駆動素子417を2回駆動させるに限らず、駆動素子417を3回以上駆動させることにより得られる3つ以上の検出信号VOUTに基づいて、不良ノズルの不良度合いを判定してもよい。
実施例1では、吐出波形Wbで駆動素子417を複数回(2回)駆動させているが、これに限らず、例えば、微振動波形Waで駆動素子417を複数回駆動させることにより得られる検出信号VOUTに基づいて、不良ノズルの不良度合いを判定してもよい。また、実施例2では、駆動素子417に付与する加振力が変わるように、吐出波形Wbと強振波形Wcで駆動素子417を駆動しているが、これに限らない。例えば、微振動波形Waと吐出波形Wbで駆動素子417を駆動してもよいし、微振動波形Waと強振波形Wcで駆動素子417を駆動してもよい。また、一般的に、大きなドットを形成するための波形であるほど強い加振力を付与することができるため、例えば、小ドットを形成する波形と大ドットを形成する波形で駆動素子417を駆動してもよい。
上記の実施例では、印刷停止時にノズルを検査する場合を例に挙げているが、これに限らず、印刷中に検査を実施してもよい。実施例1のように印刷に使用する吐出波形Wbのみで検査する場合、ドットを形成する画素データSI[1]が検査対象ノズルに割り当てられている繰り返し周期tにおいて、そのノズルを検査するとよい。又は、検査対象ノズルに割り当てられている画素データSIに応じて、微振動波形Waで検査したり吐出波形Wbで検査したりしてもよい。そうすることで、ドットを形成すべきでない画素に向けてインクが吐出されてしまうことを防止できる。また、実施例2のように印刷に使用しない強振波形Wcで検査する場合、例えば、ヘッド41がホームポジション(非印刷領域)に戻るタイミングで検査するとよい。
上記の実施例では、不良ノズルにおけるインク吐出不良の原因を特定していないが、これに限らない。例えば、図4Aに示すように、気泡混入による不吐出ノズルでは周期が短くなる傾向にあり、増粘インクによる不吐出ノズルでは周期が長くなる傾向にある。そこで、例えば、不吐出ノズルの検出信号VOUTの周期が第1閾値D1以下の場合には、吐出不良の原因を気泡混入と特定し、周期が第2閾値D2以上の場合には、吐出不良の原因を増粘インクと特定してもよい。なお、吐出不良の原因はインク増粘や気泡混入だけに限らず、例えば、ノズルへの異物(紙粉,埃)の付着など、他の原因も検出信号VOUTに基づいて特定するようにしてもよい。
上記の実施例では、残留振動の周期に基づいて不良ノズルか否かを判定しているが、これに限らない。例えば、残留振動の位相や振幅、減衰量などの別のパラメーターに基づいて不良ノズルか否か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、減衰量などの中から複数のパラメーターを組み合わせて不良ノズルか否か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、不良ノズルか否かを判定するようにしてもよい。
上記の実施例では、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をノズル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。
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 スイッチ、44 キャップ、
50 検出器群、60 コンピューター
Claims (2)
- 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圧電素子と、を備えるヘッドと、
駆動信号を印加して前記圧電素子を駆動させることにより、当該圧電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ヘッド制御部であって、
前記駆動信号が前記圧電素子に印加されることにより前記圧電素子に生じる起電圧に基づく検出信号を出力する残留振動検出回路と、
同じ前記圧電素子を複数回駆動させることにより得られる複数の前記検出信号が、所定の周期内にあるか否かと、前記検出信号に含まれる複数の振幅の周期のばらつきが所定の偏差未満であるか否かと、に基づいて、当該圧電素子に対応する前記ノズルの液体吐出不良の状態が、液体が吐出されない状態であるのか、もしくは、液体は吐出されるが吐出が正常でない状態であるのかを判定するコントローラーと、
を有する液体吐出装置。 - 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
前記コントローラーは、
前記複数のノズルの中に、前記検出信号が所定の周期内にあるか否かに基づき、液体吐出不良が発生する前記ノズルに対応する前記圧電素子がある場合は再度駆動させ、
前記複数のノズルの中に、前記検出信号が所定の周期内にあるか否かに基づき、液体吐出不良が発生する前記ノズルに対応する前記圧電素子がない場合は駆動させない、
液体吐出装置。
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