JP6547364B2 - 液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法、及び、液体吐出装置の制御プログラム - Google Patents
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Description
特許文献1には、駆動信号により圧電素子を駆動した後に吐出部に生じる残留振動を検出し、残留振動の周期や振幅等の残留振動の特性に基づいて、吐出部における液体の吐出状態を判定することで、吐出異常による画質の低下を予防する技術が提案されている。
また、この態様によれば、特に、第2期間において、第1波形に起因する残留振動と、第2波形に起因する残留振動と、の合成振動を検出する場合には、第1期間が残留振動の周期よりも短くても、第2期間において検出される残留振動の合成振動の位相により、第1波形に起因する残留振動の周期を類推可能である。すなわち、この態様によれば、第1期間が残留振動の周期よりも長い場合と比較して、第1波形に起因する残留振動の検出結果から取得可能な情報量が、大きく低下することを防止することが可能となる。
本実施形態では、インク(「液体」の一例)を吐出して記録用紙P(「媒体」の一例)に画像を形成するインクジェットプリンターを例示して、液体吐出装置を説明する。
図1及び図2を参照しつつ、本実施形態に係るインクジェットプリンター1の構成について説明する。
ホストコンピューター9は、インクジェットプリンター1が形成すべき画像を示す印刷データImgと、インクジェットプリンター1が形成すべき画像の印刷部数を示す情報と、を出力する。
インクジェットプリンター1は、ホストコンピューター9から供給される印刷データImgの示す画像を、必要な部数だけ記録用紙Pに形成する印刷処理を実行する。なお、本実施形態では、インクジェットプリンター1がラインプリンターである場合を例示して説明する。
なお、詳細は後述するが、本実施形態においては、インクジェットプリンター1が、複数のヘッドユニット10と、複数の判定ユニット4と、を備える場合を想定する。
図2に示すように、インクジェットプリンター1は、ヘッドユニット10を搭載する搭載機構32を備える。搭載機構32には、ヘッドユニット10の他に、4個のインクカートリッジ31が搭載されている。4個のインクカートリッジ31は、ブラック、シアン、マゼンタ、及び、イエローの、4色(CMYK)と1対1に対応して設けられたものであり、各インクカートリッジ31には、当該インクカートリッジ31に対応する色のインクが充填されている。なお、各インクカートリッジ31は、搭載機構32に搭載される代わりに、インクジェットプリンター1の別の場所に設けられるものであってもよい。
なお、以下では、ヘッドユニット10及び判定ユニット4について説明する場合、4個のインクカートリッジ31のうち任意の1個のインクカートリッジ31に対応して設けられた、1個のヘッドユニット10及び1個の判定ユニット4に着目して説明するが、当該説明は、他の3個のヘッドユニット10及び3個の判定ユニット4にも同様に該当することとする。
そして、制御部6は、ホストコンピューター9から供給される印刷データImg等に基づいて、ヘッドユニット10及び搬送機構7を制御することにより、記録用紙Pに印刷データImgに応じた画像を形成する印刷処理の実行を制御する。
次に、制御部6は、印刷データImg等の記憶部60に格納されている各種データに基づいて、ヘッドユニット10の動作を制御して吐出部Dを駆動させるための印刷信号SI及び駆動波形信号Com等の信号を生成する。
また、制御部6は、印刷信号SIや、記憶部60に格納されている各種データに基づいて、モータードライバー72の動作を制御するための信号を生成し、これら生成した各種信号を出力する。なお、詳細は後述するが、本実施形態に係る駆動波形信号Comは、駆動波形信号Com-A及びCom-Bを含む。
なお、駆動波形信号Comはアナログの信号である。このため、制御部6は、図示省略したDA変換回路を含み、制御部6が備えるCPU等において生成されるデジタルの駆動波形信号を、アナログの駆動波形信号Comに変換したうえで、出力する。
なお、以下では、M個の吐出部Dのうち、検出ユニット8による残留振動の検出の対象とされる吐出部Dを、対象吐出部Dtgと称する場合がある。詳細は後述するが、対象吐出部Dtgは、制御部6により、M個の吐出部Dの中から指定される。
駆動信号生成部51は、印刷信号SI、クロック信号CL、及び、駆動波形信号Com等、制御部6から供給される信号に基づいて、記録ヘッド3が備えるM個の吐出部Dの各々を駆動するための駆動信号Vinを生成する。
接続部53は、制御部6から供給される接続制御信号Swに基づいて、各吐出部Dを、駆動信号生成部51または検出ユニット8の、いずれか一方に電気的に接続させる。駆動信号生成部51において生成された駆動信号Vinは、接続部53を介して吐出部Dに供給される。各吐出部Dは、駆動信号Vinが供給されると、供給された駆動信号Vinに基づいて駆動され、内部に充填したインクを記録用紙Pに対して吐出することができる。
図3及び図4を参照しつつ、記録ヘッド3と、記録ヘッド3に設けられる吐出部Dと、について説明する。
圧電素子300は、下部電極301と、上部電極302と、下部電極301及び上部電極302の間に設けられた圧電体303と、を有する。そして、下部電極301の電位が所定の基準電位VSSに設定され、上部電極302に駆動信号Vinが供給されることで、下部電極301及び上部電極302の間に電圧が印加されると、当該印加された電圧に応じて圧電素子300が図において上下方向に撓み(変位し)、その結果、圧電素子300が振動する。
次に、吐出部Dからのインク吐出動作と、吐出部Dに生じる残留振動と、について、図5乃至図13を参照しながら説明する。
Uv={Prs/(ω・Int)}e−γt・sin(ωt)
ω={1/(Int・Cm)−γ2}1/2
γ=Res/(2・Int)
図7は、残留振動の実験値と計算値との関係を示すグラフである。図7に示すグラフからも分かるように、吐出部Dにおけるインクの吐出状態が正常である場合、実験値と計算値の2つの波形は、概ね一致している。
そこで、図7に示すようなインクの吐出状態が正常である場合と比較して、音響抵抗Res及びイナータンスIntを小さく設定して、気泡混入時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図9のようなグラフが得られた。図7及び図9に示すように、キャビティ320内に気泡が混入して吐出異常が生じた場合には、吐出状態が正常である場合と比較して、残留振動の周波数が高くなる。なお、音響抵抗Resの低下などにより、残留振動の振幅の減衰率も小さくなり、残留振動は、その振幅をゆっくりと下げていることも確認することができる。
そこで、図7に示すようなインクの吐出状態が正常である場合と比較して、音響抵抗Resを大きく設定して、ノズルN付近のインクが固着または増粘した場合の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図11のようなグラフが得られた。なお、図11に示す実験値は、数日間図示しないキャップを装着しない状態で吐出部Dを放置し、ノズルN付近のインクが固着した状態における当該吐出部Dが備える振動板310の残留振動を測定したものである。図7及び図11に示すように、キャビティ320内のノズルN付近のインクが固着した場合には、吐出状態が正常である場合と比較して、残留振動の周波数が極めて低くなるとともに、残留振動が過減衰となる特徴的な波形が得られる。これは、インクを吐出するために振動板310が+Z方向(上方)に引き寄せられることによって、キャビティ320内にリザーバからインクが流入した後に、振動板310が−Z方向(下方)に移動するときに、キャビティ320内のインクの逃げ道がないために、振動板310が急激に振動できなくなるため(過減衰となるため)である。
そこで、図7に示すようなインクの吐出状態が正常である場合と比較して、イナータンスInt及び音響抵抗Resを大きく設定して、ノズルNの出口付近への紙粉付着時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図13のようなグラフが得られた。図7及び図13のグラフから分かるように、ノズルNの出口付近に紙粉が付着した場合には、吐出状態が正常である場合と比較して、残留振動の周波数が低くなる。
なお、図11及び図13に示すグラフから、(3)ノズルNの出口付近への紙粉等の異物の付着の場合は、(2)キャビティ320内のインクの増粘の場合と比較して、残留振動の周波数が高いことが分かる。
次に、図14乃至図18を参照しつつ、ヘッドドライバー5(駆動信号生成部51、接続部53、及び、検出ユニット8)と、判定ユニット4とについて説明する。
図14は、ヘッドドライバー5のうち駆動信号生成部51の構成を示すブロック図である。
図14に示すように、駆動信号生成部51は、シフトレジスタSR、ラッチ回路LT、デコーダーDC、並びに、切替部TXからなる組を、M個の吐出部Dに1対1に対応するようにM個有する。以下では、これらM個の組を構成する各要素を、図において上から順番に、1段、2段、…、M段と称することがある。
印刷信号SIは、各吐出部Dに対して供給すべき駆動波形信号Comの波形を指定し、これにより、各吐出部Dからのインクの吐出の有無、及び、各吐出部Dが吐出すべきインク量を指定するデジタルの信号である。印刷信号SIは、印刷信号SI[1]〜SI[M]を含む。このうち、印刷信号SI[m]は、吐出部D[m]からのインクの吐出の有無、及び、吐出部D[m]が吐出すべきインク量を、上位ビットb1及び下位ビットb2の2ビットで指定する。
具体的には、印刷信号SI[m]は、吐出部D[m]に対して、大ドットに相当する量のインクの吐出、中ドットに相当する量のインクの吐出、小ドットに相当する量のインクの吐出、または、インクの非吐出、のうちいずれか1つを指定する(図15参照)。
駆動信号生成部51は、吐出部D[m]に対して、印刷信号SI[m]により指定された波形を有する駆動信号Vinを供給する。なお、上述の通り、駆動信号Vinのうち、印刷信号SI[m]により指定された波形を有し、吐出部D[m]に供給される駆動信号Vinを、駆動信号Vin[m]と称する。
制御部6は、駆動信号生成部51に対して、単位期間Tu毎に、印刷信号SIと駆動波形信号Comとを供給するとともに、単位期間Tu毎に、ラッチ回路LTが印刷信号SI[m]をラッチするようなラッチ信号LATを供給する。これにより、制御部6は、各単位期間Tuにおいて、吐出部D[m]に、大ドットに相当する量のインクの吐出、中ドットに相当する量のインクの吐出、小ドットに相当する量のインクの吐出、または、インクの非吐出、のうち、いずれかを実行させるように駆動する駆動信号Vin[m]を、吐出部D[m]に対して供給するように、駆動信号生成部51を制御する。
図15は、各単位期間Tuにおけるm段のデコーダーDCのデコード内容を示す説明図である。この図に示すように、m段のデコーダーDCは、各単位期間Tuの制御期間Ts1及びTs2のそれぞれにおいて、選択信号Sa[m]及びSb[m]を出力する。例えば、単位期間Tuにおいて供給される印刷信号SI[m]が、(b1、b2)=(1,0)である場合、m段のデコーダーDCは、制御期間Ts1において、選択信号Sa[m]をハイレベルHに、選択信号Sb[m]をローレベルLにそれぞれ設定し、制御期間Ts2において、選択信号Sb[m]をハイレベルHに、選択信号Sa[m]をローレベルLにそれぞれ設定する。
例えば、印刷信号SI[m]が(1,0)を示す場合(図15参照)、制御期間Ts1において、トランスミッションゲートTGa[m]がオンし、トランスミッションゲートTGb[m]がオフし、制御期間Ts2において、トランスミッションゲートTGa[m]がオフし、トランスミッションゲートTGb[m]がオンする。
また、図15に示すように、各制御期間Tsにおいて、切替部TX[m]は、トランスミッションゲートTGa[m]及びTGb[m]の一方がオンとなり他方がオフとなるように制御される。つまり、各制御期間Tsにおいて、切替部TX[m]は、m段の出力端OTNを介して、駆動波形信号Com-AまたはCom-Bのいずれか一方を、駆動信号Vin[m]として吐出部D[m]に供給する。
図16は、各単位期間Tuにおいて制御部6が駆動信号生成部51に供給する各種信号と、各単位期間Tuにおける駆動信号生成部51の動作と、を説明するためのタイミングチャートである。なお、図16では、図示の都合上、M=4の場合を例示している。
制御部6は、各単位期間Tuの開始に先立って、印刷信号SIをクロック信号CLに同期させて駆動信号生成部51に供給する。そして、駆動信号生成部51のシフトレジスタSRは、供給された印刷信号SI[m]をクロック信号CLに従って、順次後段に転送する。
波形PA1は、波形PA1を有する駆動信号Vin[m]が吐出部D[m]に供給されると、吐出部D[m]から中ドットに相当する中程度の量のインクが吐出されるような波形である。
波形PA2は、波形PA2を有する駆動信号Vin[m]が吐出部D[m]に供給されると、吐出部D[m]から小ドットに相当する小程度の量のインクが吐出されるような波形である。
例えば、波形PA1の最低電位(この例では、電位Va11)と最高電位(この例では、電位Va12)との電位差は、波形PA2の最低電位(この例では、電位Va21)と最高電位(この例では、電位Va22)との電位差よりも大きい。
波形PBは、波形PBを有する駆動信号Vin[m]が吐出部D[m]に供給された場合に、吐出部D[m]からインクが吐出されないような波形である。つまり、波形PBは、吐出部D内部のインクに微振動を与えてインクの増粘を防止するための波形である。例えば、波形PBの最低電位(この例では、電位Vb11)と最高電位(この例では、基準電位V0)との電位差は、波形PA2の最低電位と最高電位との電位差よりも小さくなるように定められる。
次に、図17を参照しつつ、単位期間Tuにおいて駆動信号生成部51が出力する駆動信号Vinについて説明する。
図18は、接続部53の構成と、判定ユニット4の構成と、記録ヘッド3、接続部53、検出ユニット8、及び、判定ユニット4の接続関係と、を例示するブロック図である。
以下では、接続回路Ux[m]が、吐出部D[m]と駆動信号生成部51のm段の出力端OTNとを電気的に接続している状態を、第1の接続状態と称する。また、接続回路Ux[m]が、吐出部D[m]と検出ユニット8とを電気的に接続している状態を、第2の接続状態と称する。
制御部6が、単位期間Tuにおいて吐出部D[m]を対象吐出部Dtgとして指定する場合、接続回路Ux[m]は、当該単位期間Tuのうち検出期間Tdにおいて第2の接続状態となることで、吐出部D[m]と検出ユニット8とを電気的に接続する。また、制御部6が、単位期間Tuにおいて吐出部D[m]を対象吐出部Dtgとして指定する場合、接続回路Ux[m]は、当該単位期間Tuのうち検出期間Td以外の期間において第1の接続状態となることで、吐出部D[m]と駆動信号生成部51とを電気的に接続する。他方、制御部6が、単位期間Tuにおいて吐出部D[m]を対象吐出部Dtgとして指定しない場合、接続回路Ux[m]は、当該単位期間Tuの全期間に亘って第1の接続状態となることで、吐出部D[m]と駆動信号生成部51とを電気的に接続する。
具体的には、制御部6は、単位期間Tuにおいて、吐出部D[m]を対象吐出部Dtgとして指定する場合、接続回路Ux[m]が、当該単位期間Tuのうち、検出期間Td以外の期間において第1の接続状態となり、検出期間Tdにおいて第2の接続状態となるような接続制御信号Sw[m]を、接続回路Ux[m]に供給する。このため、単位期間Tuにおいて吐出部D[m]が対象吐出部Dtgとして指定される場合、当該単位期間Tuのうち検出期間Td以外の期間において、駆動信号生成部51から吐出部D[m]に対して駆動信号Vin[m]が供給され、当該単位期間Tuのうち検出期間Tdにおいて、吐出部D[m]から検出ユニット8に対して残留振動信号Voutが供給される。
また、制御部6は、単位期間Tuにおいて、吐出部D[m]を対象吐出部Dtgとして指定しない場合、接続回路Ux[m]が、当該単位期間Tuの全期間に亘って第1の接続状態を維持するような接続制御信号Sw[m]を、接続回路Ux[m]に供給する。
図18に示す検出ユニット8は、上述のとおり、残留振動信号Voutに基づいて整形波形信号Vdを生成する。上述の通り、整形波形信号Vdとは、残留振動信号Voutの振幅を増幅し、また、残留振動信号Voutからノイズ成分を除去することで、残留振動信号Voutを、判定ユニット4における処理に適した波形に整形した信号である。
また、検出ユニット8において、残留振動信号Voutに基づいて生成される整形波形信号Vdのうち、残留振動信号Vout1に基づいて生成される整形波形信号Vdを、整形波形信号Vd1(「第1検出信号」の一例)と称し、残留振動信号Vout2に基づいて生成される整形波形信号Vdを、整形波形信号Vd2(「第2検出信号」の一例)と称し、残留振動信号Vout3に基づいて生成される整形波形信号Vdを、整形波形信号Vd3(「第3検出信号」の一例)と称する場合がある。
判定ユニット4は、検出ユニット8の出力する整形波形信号Vdに基づいて、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定し、当該判定の結果を示す判定情報RSを生成する。
このうち、特性情報生成部41には、制御部6から、整形波形信号Vdの示す残留振動の特性を特定するために用いられる各種閾値電位を示す閾値電位信号SVthが供給される。特性情報生成部41は、閾値電位信号SVthの示す各種閾値電位と、整形波形信号Vdの示す電位と、を比較することで、検出ユニット8の生成する整形波形信号Vdの示す残留振動の特性を特定し、特定された残留振動の特性を示す特性情報Infoを生成する。
また、判定情報生成部42には、制御部6から、吐出部Dにおけるインクの吐出状態の判定基準を示す基準情報STthが供給される。判定情報生成部42は、特性情報生成部41の生成する特性情報Infoを、基準情報STthの示す基準値と比較することで、吐出部D[m]におけるインクの吐出状態を判定し、当該判定の結果を示す判定情報RS[m]を生成する。
次に、図19乃至図22を参照しつつ、吐出状態判定処理について説明する。
また、この図に示す例では、波形PA1を有する駆動信号Vin[m]により駆動される吐出部D[m]に、波形PA12が終了する時刻Ta12において、波形PA12に起因する残留振動W2が生じる場合を想定する。そして、この図に示す例では、検出期間Td2において、残留振動W1と残留振動W2とが重畳した合成振動が、残留振動信号Vout2として検出される。
また、この図に示す例では、波形PA1を有する駆動信号Vin[m]により駆動される吐出部D[m]に、波形PA13が終了する時刻Ta13において、波形PA13に起因する残留振動W3が生じる場合を想定する。そして、この図に示す例では、検出期間Td3において、残留振動W1、W2、及び、W3が重畳した合成振動が、残留振動信号Vout3として検出される。
なお、吐出部D[m]において残留振動が生じるのは、例えば、次の(1)〜(3)として例示される場合等が想定される。
(1)駆動信号Vin[m]の信号レベルが変化している状態から、駆動信号Vin[m]の信号レベルが一定にホールドされる状態へと、遷移する場合
(2)駆動信号Vin[m]の信号レベルが一定にホールドされている状態から、駆動信号Vin[m]の信号レベルが変化する状態へと、遷移する場合
(3)駆動信号Vin[m]の信号レベルが変動している場合
すなわち、図19に例示するような駆動信号Vin[m]を吐出部D[m]に供給する場合において、吐出部D[m]には、残留振動W1、W2、及び、W3以外に、例えば、波形PA11が開始するタイミング、波形PA12が開始するタイミング、及び、波形PA13が開始するタイミング等においても、残留振動が生じる可能性がある。
但し、図20及び後述する図21に示す例では、簡単のために、吐出部D[m]に生じる可能性のある残留振動のうち、上記(1)の場合において生じる残留振動W1、W2、及び、W3のみを例示して説明することとする。
また、図19乃至図21では、波形PA1が、吐出部Dにおけるインクの吐出状態が正常であれば、残留振動W2と残留振動W3とが互いに弱め合うような波形に設計されている場合を想定することとする。例えば、本実施形態に係る波形PA1は、残留振動W2と残留振動W3との位相差がπと略同じとなるように設計されている場合を想定する。例えば、図20に示すように、時刻Ta12から時刻Ta13までの時間長が、吐出部Dの吐出状態が正常である場合の残留振動信号Voutの周期のkb倍と略同じとなるように設計されている(kbは、1≦kbを満たす自然数)場合を想定する。
しかし、吐出部Dに吐出異常が生じると、吐出部Dの吐出状態が正常の場合と比べて、残留振動信号Voutの周期が変動する。つまり、吐出部Dの吐出状態が異常である場合の残留振動信号Voutの周期と、吐出部Dの吐出状態が正常である場合の残留振動信号Voutの周期と、は異なる。例えば、図19乃至図21に示す例では、吐出部Dの吐出状態が異常である場合の残留振動W1、W2、及び、W3の周期と、吐出部Dの吐出状態が正常である場合の残留振動W1、W2、及び、W3の周期と、はそれぞれ異なることとなる。
図20及び図21に示す例では、吐出部Dの吐出状態が正常であるときに、時刻Ta12において、残留振動W1と残留振動W2とが互いに強め合うのに対して、吐出部Dの吐出状態が異常となったときに、時刻Ta12において、残留振動W1と残留振動W2とが互いに強め合ことができなくなる場合を例示している。つまり、これらの図では、吐出部Dの吐出状態が異常である場合には、吐出部Dの吐出状態が正常である場合と比較して、時刻Ta12における残留振動信号Voutの振幅の増加量が小さくなる場合を例示する。更に、図21に示す例では、時刻Ta12において、残留振動W1と残留振動W2とが互いに弱め合い、時刻Ta12における残留振動信号Voutの振幅が、時刻Ta12における残留振動W2の振幅よりも小さい振幅を有することとなる場合を示す。
なお、以下では、吐出部Dの吐出状態が異常である場合の残留振動信号Voutを、残留振動信号VoutEと表現する場合がある。
吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定することができる。
また、特性情報生成部41は、図22(B)に示すように、整形波形信号Vd2の示す電位と閾値電位Vth0、VthB、及び、VthCとを比較することで、検出期間Td2において、整形波形信号Vd2の電位が閾値電位Vth0以上である時間長を示す計測時間Tw2と、整形波形信号Vd2の電位が閾値電位VthB以上である時間長を示す計測時間TwBと、整形波形信号Vd2の電位が閾値電位VthC以下である時間長を示す計測時間TwCと、を計測する。なお、閾値電位VthBは、閾値電位Vth0よりも高い電位である。また、閾値電位VthCは、閾値電位Vth0よりも低い電位である。
また、特性情報生成部41は、図22(C)に示すように、整形波形信号Vd3の示す電位と閾値電位Vth0、VthD、及び、VthEとを比較することで、検出期間Td3において、整形波形信号Vd3の電位が閾値電位Vth0以上である時間長を示す計測時間Tw3と、整形波形信号Vd3の電位が閾値電位VthD以上である時間長を示す計測時間TwDと、整形波形信号Vd3の電位が閾値電位VthE以下である時間長を示す計測時間TwEと、を計測する。なお、閾値電位VthDは、閾値電位Vth0よりも高い電位であり、整形波形信号Vd3の電位の最大値よりも高い電位となるように設定されている。また、閾値電位VthEは、閾値電位Vth0よりも低い電位であり、整形波形信号Vd3の電位の最小値よりも低い電位となるように設定されている。
また、判定情報生成部42は、特性情報Infoに含まれる各種計測時間が、以下の式(1)〜式(8)のうち何れかを満たさない場合に、吐出部Dの吐出状態が異常であると判定し、当該判定結果を示す判定情報RSを生成する。
Tw1L≦Tw1≦Tw1H …… (1)
Tw2L≦Tw2≦Tw2H …… (2)
Tw3L≦Tw3≦Tw3H …… (3)
TwAL≦TwA≦TwAH …… (4)
TwBL≦TwB≦TwBH …… (5)
TwCL≦TwC≦TwCH …… (6)
TwD=TwD0(但し、TwD0=0) …… (7)
TwE=TwE0(但し、TwE0=0) …… (8)
以上において説明したように、本実施形態では、吐出部Dに生じる残留振動の位相及び信号レベルに関する情報に基づいて、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定する。すなわち、本実施形態では、吐出部Dに生じる残留振動の1周期分の時間を計測することなく、吐出部Dの吐出状態を判定する。よって、検出期間Tdを構成する検出期間Td1、Td2、Td3の各々が、吐出部Dに生じる残留振動の周期よりも短い場合であっても、吐出部Dに生じる残留振動の特性を特定することが可能となり、特定された残留振動の特性に基づいて、吐出部Dの吐出状態を判定することができる。
そのため、対比例において、印刷処理において用いられる吐出波形等の印刷用波形と、吐出状態判定処理において用いられる判定用駆動波形と、を共通化する場合には、印刷用波形の中に、残留振動の1周期以上の時間長を有する検出用波形を確保するという制約が生じるため、印刷用波形の周期を短くすることが困難となり、ひいては、印刷処理の高速化が困難となる場合がある。よって、対比例においては、印刷処理の高速化のために、判定用駆動波形と印刷用波形とを別個の波形とし、印刷処理と吐出状態判定処理とを異なるタイミングで実行せざるを得ず、インクジェットプリンター1の利用者の利便性が損なわれる可能性が生じる場合があった。
このため、本実施形態では、対比例に比べて、判定用駆動波形において、残留振動を検出するための検出用波形を設けることによる制約が軽減され、波形設計上の自由度を高くすることができる。すなわち、本実施形態では、対比例に比べて、判定用駆動波形の周期を短くすることが容易となり、また、吐出状態判定処理と印刷用波形とを共通化する場合であっても、判定用駆動波形(及び印刷用波形)の周期の短縮が容易となる。よって、本実施形態では、印刷処理を高速化する場合において、印刷処理の実行中に、吐出状態判定処理を実行することが可能となり、印刷処理の実行中において吐出異常が生じた場合の迅速な対処が可能となり、印刷処理の実行中に印刷品質が突然劣化するこをと防止することができる。
このため、残留振動の波形の特性に関する情報である特性情報Infoに基づく、残留信号の波形が吐出状態が正常である場合の波形に該当するか否かの判定の精度、つまり、特性情報Infoに基づく吐出部Dの吐出状態の判定の精度を高くすることができる。
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。
なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
上述した実施形態において、第1波形の一例である波形PA11は、第1期間の一例である検出期間Td1の開始前に設けられる波形であって、基準電位V0から、第1電位の一例である電位Va11へと変化する波形であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、第1波形は、第1期間の開始前に設けられる波形であって、第1電位とは異なる電位から第1電位へと変化する波形であればよい。この場合、第1波形は、第1期間の開始前に設けられる波形であって、第1電位よりも高い電位から第1電位へと変化する波形であることが好ましい。
また、上述した実施形態において、第2波形の一例である波形PA12は、第2期間の一例である検出期間Td2の開始前に設けられる波形であって、第1電位の一例である電位Va11から、第2電位の一例である電位Va12へと変化する波形であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、第2波形は、第2期間の開始前に設けられる波形であって、第2電位とは異なる電位から第2電位へと変化する波形であればよい。この場合、第2波形は、第2期間の開始前に設けられる波形であって、第2電位よりも低い電位から第2電位へと変化する波形であることが好ましい。
また、上述した実施形態において、第3波形の一例である波形PA13は、第3期間の一例である検出期間Td3の開始前に設けられる波形であって、第2電位の一例である電位Va12から、第3電位の一例である基準電位V0へと変化する波形であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、第3波形は、第3期間の開始前に設けられる波形であって、第3電位とは異なる電位から第3電位へと変化する波形であればよい。この場合、第3波形は、第3期間の開始前に設けられる波形であって、第3電位よりも高い電位から第3電位へと変化する波形であることが好ましい。
上述した実施形態及び変形例において、第1電位の一例である電位Va11は、第3電位の一例である基準電位V0よりも低電位であり、且つ、第2電位の一例である電位Va12は、第3電位の一例である基準電位V0よりも高電位であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、第1電位、第2電位、及び、第3電位は、任意の電位でよい。例えば、第1電位、第2電位、及び、第3電位のうち、2以上の電位が等しい電位であっても構わない。
上述した実施形態及び変形例において、検出期間Td1、Td2、及び、Td3の各々は、吐出部Dの吐出状態が正常である場合の残留振動の周期よりも短い時間長を有するが、検出期間Td1、Td2、及び、Td3のうちの1以上の検出期間は、残留振動の周期よりも長い時間長を有していていもよい。
上述した実施形態及び変形例において、判定用駆動波形には、3つの検出期間Td1、Td2、Td3に、3つの検出用波形が設けられるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、判定用駆動波形は、少なくとも2つの検出期間において、2つの検出用波形を有するものであればよい。例えば、検出ユニット8は、判定用駆動波形を有する駆動信号Vin[m]が供給される吐出部D[m]から、検出期間Td1及びTd2において、残留振動信号Vout1及びVout2を検出するものであってもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、波形PA1として例示される判定用駆動波形は、波形PA11として例示される第1波形と、波形PA12として例示される第2波形と、波形PA13として例示される第3波形と、を含むが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、判定用駆動波形は、第1波形、第2波形、及び、第3波形のうち、少なくとも2つの波形を含めばよい。
上述した実施形態及び変形例において、判定用駆動波形として、印刷用波形のうち吐出波形PA1を利用する場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、判定用駆動波形として、印刷用波形のうち波形PA1以外の波形を利用してもよい。例えば、判定用駆動波形として、吐出波形PA2を利用してもよいし、判定用駆動波形として、微振動波形PB等の非吐出波形を利用してももよい。
また、判定用駆動波形として、複数の印刷用波形を利用してもよい。例えば、判定用駆動波形として、吐出波形PA1及び吐出波形PA2の両方を利用してもよい。この場合、例えば、波形PA1に3つの検出期間を設け、波形PA2に3つの検出期間を設けることで、1つの単位期間Tuにおいて6つの検出期間を設けることができ、上述した実施形態と比較して、吐出状態の判定の精度をより高くすることが可能となる。
この場合、吐出状態判定処理は、印刷処理が実行されない単位期間Tuにおいて実行されるものであってもよい。
上述した実施形態では、特性情報Infoが、整形波形信号Vdの示す波形の特性のうち、整形波形信号Vdの信号レベル及び位相に関する情報である場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、特性情報Infoは、整形波形信号Vdの示す波形の特性のうち、信号レベル、位相、及び、周期のうちの少なくとも1つを含む情報であってもよい。
なお、特性情報Infoが、整形波形信号Vdの示す波形の周期を示す情報を含む場合には、上述した変形例3のように、検出期間Td1、Td2、及び、Td3のうち1以上の検出期間が、整形波形信号Vdの周期よりも長い時間長を有していることが好ましい。
上述した実施形態及び変形例に係るインクジェットプリンター1は、4個の記録ヘッド3に対して、4個の検出ユニット8と、4個の判定ユニット4と、を備えるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、4個の記録ヘッド3に対して、5個以上の検出ユニット8と、5個以上の判定ユニット4と、を備えてもよいし、逆に、4個の記録ヘッド3に対して、3個以下の検出ユニット8と、3個以下の判定ユニット4とを備える構成であってもよい。
上述した実施形態及び変形例に係るインクジェットプリンター1は、範囲YNLが範囲YPを含むようにノズル列Lnが設けられるラインプリンターであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、インクジェットプリンター1は、記録ヘッド3が、Y軸方向に往復動して印刷処理を実行するシリアルプリンターであってもよい。
上述した実施形態及び変形例に係るインクジェットプリンター1は、CMYKの4色のインクを吐出可能であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、インクジェットプリンター1は、少なくとも1色以上のインクを吐出可能であればよく、またインクの色もCMYK以外の色であってもよい。
また、上述した実施形態及び変形例に係るインクジェットプリンター1は、4列のノズル列Lnを備えるが、少なくとも1列以上のノズル列Lnを備えるものであればよい。
上述した実施形態及び変形例において、駆動波形信号Comは、駆動波形信号Com-A及びCom-Bの2系統の信号を含むが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、駆動波形信号Comは、1以上の系統の信号を含むものであればよい。つまり、駆動波形信号Comは、1系統の信号、例えば、駆動波形信号Com-Aのみを含む信号でもよく、3系統以上の信号、例えば、駆動波形信号Com-A、Com-B、Com-Cを含む信号でもよい。この場合、判定用駆動波形は、駆動波形信号Com-A、Com-B、Com-Cのうち何れの信号に設けられるものであってもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、単位期間Tuは2つの制御期間Ts1及びTs2を含むが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、単位期間Tuは、単一の制御期間Tsからなるものであってもよいし、3以上の制御期間Tsを含むものであってもよい。この場合、判定用駆動波形は、何れの制御期間Tsに設けられるものであってもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、印刷信号SI[m]は2ビットの信号であるが、印刷信号SI[m]のビット数は、表示すべき階調や、単位期間Tuに含まれる制御期間Tsの個数、駆動波形信号Comに含まれる信号の系統数等に応じて適宜決定すればよい。
上述した実施形態及び変形例において、判定情報生成部42は、電子回路として実装されるが、制御部6のCPUが制御プログラムに従って動作することにより実現される機能ブロックとして実装されてもよい。
同様に、特性情報生成部41は、制御部6のCPUが制御プログラムに従って動作することにより実現される機能ブロックとして実装されてもよい。この場合、検出ユニット8は、AD変換回路を備え、整形波形信号Vdをデジタルの信号として出力することが好ましい。
Claims (8)
- 駆動信号に応じて変位する圧電素子、前記圧電素子により内部の圧力が増減される圧力室、及び、前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室内部に充填された液体を吐出可能なノズル、を具備する吐出部と、
前記圧電素子に供給される前記駆動信号の電位変化に応じて前記吐出部に生じる残留振動を検出可能な検出部と、
前記検出部の検出結果に応じて、
前記吐出部における液体の吐出状態を判定する判定部と、
を備え、
前記検出部は、
前記圧電素子に供給される前記駆動信号の電位が第1電位とは異なる電位から前記第1電位へと変化した後であって前記第1電位から前記第1電位とは異なる電位へと変化する前において前記吐出部に生じている残留振動の検出結果を示す第1検出信号と、
前記圧電素子に供給される前記駆動信号の電位が第2電位とは異なる電位から前記第2電位へと変化した後であって前記第2電位から前記第2電位とは異なる電位へと変化する前において前記吐出部に生じている残留振動の検出結果を示す第2検出信号と、
を出力可能であり、
前記判定部は、
前記第1検出信号と前記第2検出信号とに応じて、
前記吐出部における液体の吐出状態を判定する、
ことを特徴とする、液体吐出装置。 - 駆動信号に応じて変位する圧電素子、前記圧電素子により内部の圧力が増減される圧力室、及び、前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室内部に充填された液体を吐出可能なノズル、を具備する吐出部と、
前記圧電素子に対して、第1期間において第1電位となり、第2期間において第2電位となる駆動波形を有する駆動信号が供給される場合に、
前記第1期間において前記吐出部に生じている残留振動の検出結果を示す第1検出信号、及び、
前記第2期間において前記吐出部に生じている残留振動の検出結果を示す第2検出信号を出力可能な検出部と、
前記第1検出信号及び前記第2検出信号に応じて、
前記吐出部における液体の吐出状態を判定する判定部と、
を備える、
ことを特徴とする、液体吐出装置。 - 前記駆動波形は、
前記第1期間の開始前において、
前記第1電位とは異なる電位から前記第1電位へと変化する第1波形と、
前記第1期間の終了後から前記第2期間の開始前において、
前記第2電位とは異なる電位から前記第2電位へと変化する第2波形と、
を含み、
前記第1検出信号は、
前記第1波形に起因して前記吐出部に生じる残留振動の検出結果を示し、
前記第2検出信号は、
前記第1波形に起因して前記吐出部に生じる残留振動と、
前記第2波形に起因して前記吐出部に生じる残留振動と、の合成振動の検出結果を示す、
ことを特徴とする、請求項2に記載の液体吐出装置。 - 前記第1期間または前記第2期間のうちの少なくとも一方の期間は、
前記吐出部における液体の吐出状態が正常である場合に、
前記第1期間または前記第2期間において、
前記吐出部に生じている残留振動の周期よりも短い、
ことを特徴とする、請求項2または3に記載の液体吐出装置。 - 前記判定部は、
前記第1検出信号の示す残留振動の位相、または、
前記第1検出信号の示す信号レベルの変化の大きさの程度と、
前記第2検出信号の示す残留振動の位相、または、
前記第2検出信号の示す信号レベルの変化の大きさの程度と、に応じて、
前記吐出部における液体の吐出状態を判定する、
ことを特徴とする、請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記吐出部は、
前記第1電位及び前記第2電位に変化する波形を有する駆動信号が前記圧電素子に供給された場合、
前記圧力室内部に充填された液体を前記ノズルから吐出させる、
ことを特徴とする、請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の液体吐出装置。 - 駆動信号に応じて変位する圧電素子、前記圧電素子により内部の圧力が増減される圧力室、及び、前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室内部に充填された液体を吐出可能なノズル、を具備する吐出部、
を備える液体吐出装置の制御方法であって、
前記圧電素子に供給される前記駆動信号の電位が第1電位とは異なる電位から前記第1電位へと変化した後であって前記第1電位から前記第1電位とは異なる電位へと変化する前において前記吐出部に生じている残留振動を検出し、
当該検出結果を示す第1検出信号を出力し、
前記圧電素子に供給される前記駆動信号の電位が第2電位とは異なる電位から前記第2電位へと変化した後であって前記第2電位から前記第2電位とは異なる電位へと変化する前において前記吐出部に生じている残留振動を検出し、
当該検出結果を示す第2検出信号を出力し、
前記第1検出信号及び前記第2検出信号に応じて、
前記吐出部における液体の吐出状態を判定する、
ことを特徴とする、液体吐出装置の制御方法。 - 駆動信号に応じて変位する圧電素子、前記圧電素子により内部の圧力が増減される圧力室、及び、前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室内部に充填された液体を吐出可能なノズル、を具備する吐出部と、
前記圧電素子に供給される前記駆動信号の電位変化に応じて前記吐出部に生じる残留振動を検出して当該検出結果を出力可能な検出部と、
コンピュータと、
を備える、液体吐出装置の制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記検出部が、前記圧電素子に供給される前記駆動信号の電位が第1電位とは異なる電位から前記第1電位へと変化した後であって前記第1電位から前記第1電位とは異なる電位へと変化する前において前記吐出部に生じている残留振動の検出結果として出力する第1検出信号と、
前記検出部が、前記圧電素子に供給される前記駆動信号の電位が第2電位とは異なる電位から前記第2電位へと変化した後であって前記第2電位から前記第2電位とは異なる電位へと変化する前において前記吐出部に生じている残留振動の検出結果として出力する第2検出信号と、
に応じて、
前記吐出部における液体の吐出状態を判定する判定部として機能させる、
ことを特徴とする、液体吐出装置の制御プログラム。
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