JP6721047B2 - 液体吐出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、液体吐出装置に関する。
インクを吐出して画像や文書を印刷するインクジェットプリンターなどの液体吐出装置には、圧電素子(例えばピエゾ素子)を用いたものが知られている。圧電素子は、ヘッドユニットにおいて複数のノズルのそれぞれに対応して設けられ、それぞれが駆動信号に従って駆動されることにより、ノズルから所定のタイミングで所定量のインク(液体)が吐出されて、紙等の媒体にドットが形成される。
ところで、ノズルの吐出不良が生じると媒体に正常なドットが形成されず、媒体に形成される画像の品質が低下する。これに対して、例えば、特許文献1にでは、各ノズルの状態を順番に検査し、吐出不良のノズルからインクを吐出させる代わりに他の正常なノズルからインクを吐出させてドットを形成する補完技術が提案されている。
しかしながら、特許文献1に記載の手法では、各ノズルを検査するために、通常の印刷動作における転送データ量と同等のデータを転送及び処理する必要が生じるため、特に、ノズル数が多くなるとデータ転送及び処理がボトルネックとなって、検査時間が長くなるという問題がある。特に、ラインインクジェットプリンターや高解像度印刷を行うプリンターのように、ノズル数が多く高速で印刷を行うインクジェットプリンターにおいては、ノズル数の増加に伴い長くなってしまう検査時間の短縮が重要な課題である。
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、吐出部の状態の検査を高速に行うことが可能な液体吐出装置を提供することができる。
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本適用例に係る液体吐出装置は、駆動信号を受けて液体を吐出する複数の吐出部からなる吐出部群と、前記吐出部の状態を検査する吐出状態検査部と、前記吐出状態検査部により検査される前記吐出部である検査対象吐出部を指定する検査吐出部指定データを管理する検査吐出部指定データ管理部と、を有し、前記検査吐出部指定データ管理部は、第1のデータ保持部と、第2のデータ保持部と、を備え、前記第1のデータ保持部に保持されているデータ及び前記第2のデータ保持部に保持されているデータを更新する第1管理モードと、前記第1のデータ保持部に保持されているデータを更新せずに、前記第2のデータ保持部に保持されているデータを更新する第2管理モードと、を有する。
本適用例に係る液体吐出装置は、駆動信号を受けて液体を吐出する複数の吐出部からなる吐出部群と、前記吐出部の状態を検査する吐出状態検査部と、前記吐出状態検査部により検査される前記吐出部である検査対象吐出部を指定する検査吐出部指定データを管理する検査吐出部指定データ管理部と、を有し、前記検査吐出部指定データ管理部は、第1のデータ保持部と、第2のデータ保持部と、を備え、前記第1のデータ保持部に保持されているデータ及び前記第2のデータ保持部に保持されているデータを更新する第1管理モードと、前記第1のデータ保持部に保持されているデータを更新せずに、前記第2のデータ保持部に保持されているデータを更新する第2管理モードと、を有する。
本適用例に係る液体吐出装置によれば、例えば、通常の吐出動作を行う際には第1管理
モードでデータを更新し、吐出部の状態を検査する際には第2管理モードでデータを更新すれば、検査される吐出部の指定に要する時間が短くなり、検査周期を短くすることが可能である。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出部の状態の検査を高速に行うことが可能である。
モードでデータを更新し、吐出部の状態を検査する際には第2管理モードでデータを更新すれば、検査される吐出部の指定に要する時間が短くなり、検査周期を短くすることが可能である。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出部の状態の検査を高速に行うことが可能である。
[適用例2]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のデータ保持部に保持される前記検査吐出部指定データは、前記複数の吐出部の中から駆動する吐出部を選択するためのデータであり、前記第2のデータ保持部に保持される前記検査吐出部指定データは前記駆動信号を部分的に選択するためのデータであってもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のデータ保持部に保持される前記検査吐出部指定データは、前記複数の吐出部の中から駆動する吐出部を選択するためのデータであり、前記第2のデータ保持部に保持される前記検査吐出部指定データは前記駆動信号を部分的に選択するためのデータであってもよい。
[適用例3]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のデータ保持部は、第1のシフトレジスターであり、前記第2のデータ保持部は、第2のシフトレジスターであり、前記第1管理モードでは、前記検査吐出部指定データが前記第1のシフトレジスターに入力され、前記第1のシフトレジスターは、入力された前記検査吐出部指定データをシフトし、前記第2のシフトレジスターは、前記第1のシフトレジスターから出力されたデータをシフトして、保持されているデータを更新し、前記第2管理モードでは、前記検査吐出部指定データが前記第2のシフトレジスターに入力され、前記第2のシフトレジスターは、入力された前記検査吐出部指定データをシフトして、保持されているデータを更新してもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のデータ保持部は、第1のシフトレジスターであり、前記第2のデータ保持部は、第2のシフトレジスターであり、前記第1管理モードでは、前記検査吐出部指定データが前記第1のシフトレジスターに入力され、前記第1のシフトレジスターは、入力された前記検査吐出部指定データをシフトし、前記第2のシフトレジスターは、前記第1のシフトレジスターから出力されたデータをシフトして、保持されているデータを更新し、前記第2管理モードでは、前記検査吐出部指定データが前記第2のシフトレジスターに入力され、前記第2のシフトレジスターは、入力された前記検査吐出部指定データをシフトして、保持されているデータを更新してもよい。
本適用例に係る液体吐出装置によれば、第1管理モードでは、第1のシフトレジスター及び第2のシフトレジスターを用いて検査吐出部指定データをシフトすることができ、第2管理モードでは、第1のシフトレジスターを用いずに第2のシフトレジスターを用いて検査吐出部指定データをシフトすることができる。
[適用例4]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第2のシフトレジスターは、Nビット(Nは1以上の自然数)のレジスターであり、前記第1管理モードでは、前記第2のシフトレジスターは、前記第1のシフトレジスターから出力されたデータをNビットシフトして保持し、前記第2管理モードでは、前記第2のシフトレジスターは、入力された前記検査吐出部指定データをNビット未満のビット数だけシフトして保持してもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第2のシフトレジスターは、Nビット(Nは1以上の自然数)のレジスターであり、前記第1管理モードでは、前記第2のシフトレジスターは、前記第1のシフトレジスターから出力されたデータをNビットシフトして保持し、前記第2管理モードでは、前記第2のシフトレジスターは、入力された前記検査吐出部指定データをNビット未満のビット数だけシフトして保持してもよい。
本適用例に係る液体吐出装置によれば、第2管理モードでは、第1管理モードよりも、検査吐出部指定データのシフト量を減らすことができる。
[適用例5]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のデータ保持部は、第1のシフトレジスターであり、前記第2のデータ保持部は、第2のシフトレジスターであり、前記第1管理モードでは、前記第1のシフトレジスターの後段に前記第2のシフトレジスターが接続され、前記検査吐出部指定データは前記第1のシフトレジスターに入力され、前記第2管理モードでは、前記第1のシフトレジスターの後段に前記第2のシフトレジスターが接続されず、前記検査吐出部指定データは前記第2のシフトレジスターに入力されてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1のデータ保持部は、第1のシフトレジスターであり、前記第2のデータ保持部は、第2のシフトレジスターであり、前記第1管理モードでは、前記第1のシフトレジスターの後段に前記第2のシフトレジスターが接続され、前記検査吐出部指定データは前記第1のシフトレジスターに入力され、前記第2管理モードでは、前記第1のシフトレジスターの後段に前記第2のシフトレジスターが接続されず、前記検査吐出部指定データは前記第2のシフトレジスターに入力されてもよい。
本適用例に係る液体吐出装置によれば、第1管理モードでは、第1のシフトレジスター及び第2のシフトレジスターを用いて検査吐出部指定データをシフトすることができ、第2管理モードでは、第1のシフトレジスターを用いずに第2のシフトレジスターを用いて検査吐出部指定データをシフトすることができる。
[適用例6]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1管理モードは、はじめに検査される際に使用され、前記第2管理モードは、継続して検査される際に使用されてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第1管理モードは、はじめに検査される際に使用され、前記第2管理モードは、継続して検査される際に使用されてもよい。
本適用例に係る液体吐出装置によれば、検査を開始する前は、第1のデータ保持部に保持されているデータ及び第2のデータ保持部に保持されているデータが不定であるため、第1管理モードにより、第1のデータ保持部に保持されているデータ及び第2のデータ保持部に保持されているデータを更新することができる。これにより、はじめに検査される吐出部を指定することができる。その後は、第2管理モードにより、第1のデータ保持部に保持されているデータを更新せずに第2のデータ保持部に保持されているデータを更新することができる。これにより、継続して検査される吐出部を指定することができるため、検査される吐出部の指定に要する時間が短くなり、検査周期を短くすることができる。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出部の状態の検査を高速に行うことができる。
[適用例7]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記検査吐出部指定データ管理部は、前記第2管理モードにおいて、前記検査対象吐出部の指定をシフトさせるように前記第2のデータ保持部に保持されているデータを更新してもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記検査吐出部指定データ管理部は、前記第2管理モードにおいて、前記検査対象吐出部の指定をシフトさせるように前記第2のデータ保持部に保持されているデータを更新してもよい。
本適用例に係る液体吐出装置によれば、検査吐出部指定データ管理部が第2管理モードで第2のデータ保持部に保持されているデータを更新することによって、検査される吐出部の指定がシフトされる。そのため、検査される吐出部の指定に要する時間を短くすることが可能となる。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、検査周期を短くすることが容易であり、吐出部の状態の検査を高速に行うことができる。
[適用例8]
上記適用例に係る液体吐出装置は、前記吐出状態検査部により前記検査対象吐出部の状態が不良であると判断された場合に対応を行う吐出不良対応部をさらに有してもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置は、前記吐出状態検査部により前記検査対象吐出部の状態が不良であると判断された場合に対応を行う吐出不良対応部をさらに有してもよい。
本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出部の状態が不良である場合に対応することができるので、廃棄処分となる生産物を減らし、生産性を向上させることができる。
[適用例9]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記吐出不良対応部は、前記吐出状態検査部により前記検査対象吐出部の状態が不良であると判断された場合、前記検査対象吐出部以外の前記吐出部からの液体の吐出量を増やしてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記吐出不良対応部は、前記吐出状態検査部により前記検査対象吐出部の状態が不良であると判断された場合、前記検査対象吐出部以外の前記吐出部からの液体の吐出量を増やしてもよい。
「液体の吐出量を増やす」とは、液体を吐出しない状態(吐出量がゼロの状態)から液体を吐出する状態(吐出量がゼロ以外の状態)への変化も含む概念である。
本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出部の状態が不良である場合に他の吐出部が液体の吐出を代替することにより、生産を停止させずに吐出不良に対応することができる。従って、本適用例に係る液体吐出装置によれば、廃棄処分となる生産物を減らし、生産性を向上させるとともに、高速生産を実現することができる。
[適用例10]
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記吐出不良対応部には、クリーニング機構、ワイピング機構及び補完記録機構の少なくとも1つが含まれてもよい。
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記吐出不良対応部には、クリーニング機構、ワイピング機構及び補完記録機構の少なくとも1つが含まれてもよい。
本適用例に係る液体吐出装置によれば、吐出部の状態が不良である場合に、クリーニング処理、ワイピング処理あるいは補完記録処理によって対応することができるので、廃棄処分となる生産物を減らし、生産性を向上させることができる。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1.液体吐出装置の概要
本実施形態に係る液体吐出装置の一例としての印刷装置は、外部のホストコンピューターから供給された画像データに応じてインクを吐出させることによって、紙などの印刷媒体にインクドット群を形成し、これにより、当該画像データに応じた画像(文字、図形等を含む)を印刷するインクジェットプリンターである。
本実施形態に係る液体吐出装置の一例としての印刷装置は、外部のホストコンピューターから供給された画像データに応じてインクを吐出させることによって、紙などの印刷媒体にインクドット群を形成し、これにより、当該画像データに応じた画像(文字、図形等を含む)を印刷するインクジェットプリンターである。
なお、液体吐出装置としては、例えば、プリンター等の印刷装置、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置、有機ELディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料吐出装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出装置等を挙げることができる。
図1は、液体吐出装置1の内部の概略構成を示す斜視図である。図1に示されるように、液体吐出装置1は、移動体2を、主走査方向に移動(往復動)させる移動機構3を備える。
移動機構3は、移動体2の駆動源となるキャリッジモーター31と、両端が固定された
キャリッジガイド軸32と、キャリッジガイド軸32とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター31により駆動されるタイミングベルト33と、を有している。
キャリッジガイド軸32と、キャリッジガイド軸32とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター31により駆動されるタイミングベルト33と、を有している。
移動体2のキャリッジ24は、キャリッジガイド軸32に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト33の一部に固定されている。そのため、キャリッジモーター31によりタイミングベルト33を正逆走行させると、移動体2がキャリッジガイド軸32に案内されて往復動する。
また、移動体2のうち、印刷媒体Pと対向する部分にはヘッドユニット20が設けられる。このヘッドユニット20は、後述するように、多数のノズルからインク滴(液滴)を吐出させるためのものであり、フレキシブルケーブル190を介して各種の制御信号等が供給される構成となっている。
液体吐出装置1は、印刷媒体Pを、副走査方向にプラテン40上で搬送させる搬送機構4を備える。搬送機構4は、駆動源である搬送モーター41と、搬送モーター41により回転して、印刷媒体Pを副走査方向に搬送する搬送ローラー42と、を備える。
印刷媒体Pが搬送機構4によって搬送されたタイミングで、ヘッドユニット20が当該印刷媒体Pにインク滴を吐出することによって、印刷媒体Pの表面に画像が形成される。
2.液体吐出装置の電気的構成
図2は、液体吐出装置1の電気的な構成を示すブロック図である。
図2は、液体吐出装置1の電気的な構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、液体吐出装置1では、制御ユニット10とヘッドユニット20とがフレキシブルケーブル190を介して接続される。
制御ユニット10は、制御部100と、キャリッジモーター31と、キャリッジモータードライバー35と、搬送モーター41と、搬送モータードライバー45と、駆動回路50−a、駆動回路50−bと、駆動回路50−cと、メンテナンスユニット80と、を有する。このうち、制御部100は、ホストコンピューターから画像データが供給されたときに、各部を制御するための各種の制御信号等を出力する。
詳細には、制御部100は、キャリッジモータードライバー35に対して制御信号Ctr1を供給し、キャリッジモータードライバー35は、当該制御信号Ctr1に従ってキャリッジモーター31を駆動する。これにより、キャリッジ24における主走査方向の移動が制御される。
また、制御部100は、搬送モータードライバー45に対して制御信号Ctr2を供給し、搬送モータードライバー45は、当該制御信号Ctr2に従って搬送モーター41を駆動する。これにより、搬送機構4による副走査方向の移動が制御される。
また、制御部100は、駆動回路50−aにデジタルのデータdAを供給し、駆動回路50−bにデジタルのデータdBを供給し、駆動回路50−cにデジタルのデータdCを供給する。ここで、データdAは、ヘッドユニット20に供給する駆動信号のうち、駆動信号COM−Aの波形を規定し、データdBは、駆動信号COM−Bの波形を規定し、データdCは、駆動信号COM−Cの波形を規定する。
駆動回路50−aは、データdAをデジタル/アナログ変換した後に、D級増幅した駆動信号COM−Aをヘッドユニット20に供給する。同様に、駆動回路50−bは、データdBをデジタル/アナログ変換した後に、D級増幅した駆動信号COM−Bをヘッドユ
ニット20に供給する。同様に、駆動回路50−cは、データdCをデジタル/アナログ変換した後に、D級増幅した駆動信号COM−Cをヘッドユニット20に供給する。なお、駆動回路50−a,50−b,50−cについては、入力するデータ、及び、出力する駆動信号が異なるのみであって、回路的な構成は同一であってもよい。
ニット20に供給する。同様に、駆動回路50−cは、データdCをデジタル/アナログ変換した後に、D級増幅した駆動信号COM−Cをヘッドユニット20に供給する。なお、駆動回路50−a,50−b,50−cについては、入力するデータ、及び、出力する駆動信号が異なるのみであって、回路的な構成は同一であってもよい。
また、制御部100は、印刷期間において、ホストコンピューターから供給された画像データに応じた画像が印刷媒体Pの表面に形成されるように、ヘッドユニット20に、複数(m個)の吐出部600を駆動するためのクロック信号Sck、データ信号Data及び各種制御信号LAT,CH,Sel,RTを供給する。また、制御部100は、印刷期間とは異なる検査期間(例えば、印刷期間の終了後から次の印刷期間の開始前の期間)において、吐出部600の各々の状態を検査するためのクロック信号Sck、データ信号Data及び各種制御信号LAT,CH,Sel,RTを供給する。
また、制御部100は、ヘッドユニット20から検査結果信号Rsを受信し、検査対象の吐出部600の状態が不良である場合に、メンテナンスユニット80に、当該吐出部600におけるインクの吐出状態を正常に回復させるためのメンテナンス処理を実行させてもよい。
メンテナンスユニット80は、メンテナンス処理として、吐出部600内の増粘したインクや気泡等をチューブポンプ(図示省略)により吸引するクリーニング処理(ポンピング処理)を行うためのクリーニング機構81を有していてもよい。また、メンテナンスユニット80は、メンテナンス処理として、吐出部600のノズル近傍に付着した紙粉等の異物をワイパー(図示省略)により拭き取るワイピング処理を行うためのワイピング機構82を有していてもよい。
あるいは、制御部100は、吐出部600において吐出異常が生じたことが検出された場合に、メンテナンス処理とともに、あるいは、メンテナンス処理に代えて、印刷期間において当該吐出部600とは異なる他の吐出部600により印刷媒体Pへの記録(印刷)を補完する補完記録処理を行う補完記録部101を備えてもよい。制御部100は、吐出部600に吐出異常が生じた場合であっても、補完記録処理を実行することで、印刷処理を停止してメンテナンス処理を行うことなく、印刷処理を継続することが可能となる。
ヘッドユニット20は、吐出選択部70と、切替部73と、吐出状態検査部74と、駆動信号を受けて液体を吐出する複数の吐出部600(m個の吐出部600)からなる吐出部群と、を有している。なお、ヘッドユニット20が駆動回路50−a,50−b,50−cを備えていてもよい。
吐出選択部70は、制御部100から送信されたクロック信号Sck、データ信号Data及び制御信号LAT,CHが入力される。本実施形態では、データ信号Dataは、印刷データSIとプログラムデータSPとを含む。印刷データSIは、m個の吐出部600の各々の吐出動作によって印刷媒体Pに形成されるドットの大きさ(階調)を規定するデータである。後述するように、本実施形態では、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録(ドットなし)」の4階調が規定される。また、プログラムデータSPは、駆動信号COM−A,COM−Bから、吐出部600が有する圧電素子60に印加される駆動パルス(波形)を選択するためのデータである。このように、データ信号Dataは、m個の吐出部600の各々の吐出動作を選択するための吐出選択信号として機能する。また、制御部100は、吐出選択信号としてのデータ信号Dataを生成する吐出選択信号生成部として機能する。本実施形態では、吐出選択部70は、検査吐出部指定データ管理部71と、駆動信号選択部72とを含む。
検査吐出部指定データ管理部71は、第1のデータ保持部と、第2の保持部とを備えている。本実施形態では、第1の保持部は、プログラムデータSPを保持するための第1のシフトレジスターであり、第2の保持部は、印刷データSIを保持するための第2のシフトレジスターである。
また、検査吐出部指定データ管理部71は、第1のシフトレジスター(第1のデータ保持部)に保持されているデータ及び第2のシフトレジスター(第2のデータ保持部)に保持されているデータを更新する第1管理モードと、第1のシフトレジスター(第1のデータ保持部)に保持されているデータを更新せずに、第2のシフトレジスター(第2のデータ保持部)に保持されているデータを更新する第2管理モードと、を有する。そして、第1管理モードでは、第1のシフトレジスターの後段に第2のシフトレジスターが接続され、データ信号Dataは第1のシフトレジスターに入力される。また、第2管理モードでは、第1のシフトレジスターの後段に第2のシフトレジスターが接続されず、データ信号Dataは第2のシフトレジスターに入力される。以下では、プログラムデータSPを保持する第1のシフトレジスターを「SPシフトレジスター」と呼び、印刷データSIを保持する第2のシフトレジスターを「SIシフトレジスター」と呼ぶ。
制御信号Selは、検査吐出部指定データ管理部71を第1管理モードと第2管理モードのいずれか一方に設定するための制御信号である。具体的には、検査吐出部指定データ管理部71は、制御信号Selがローレベルであれば第1管理モードに設定され、制御信号Selがハイレベルであれば第2管理モードに設定される。
検査吐出部指定データ管理部71は、印刷期間において、印刷データSI及びプログラムデータSPを管理する。具体的には、検査吐出部指定データ管理部71は、印刷期間において、クロック信号Sckのエッジのタイミングで、データ信号Dataに含まれる印刷データSI及びプログラムデータSPを、第1管理モードでシフトして保持(管理)する。すなわち、制御部100は、印刷期間では常にローレベルの制御信号Selを送信し、検査吐出部指定データ管理部71は、データ信号Dataに含まれる印刷データSI及びプログラムデータSPを、SIシフトレジスター及びSPシフトレジスターによって1ビットずつシフトし、保持する。
また、検査期間では、データ信号Dataは、吐出部群のうち、吐出状態検査部74により検査される吐出部600(検査対象吐出部)を指定する検査吐出部指定データを含む。この検査吐出部指定データには、印刷期間から検査期間に切り替わった後、はじめに検査される吐出部600(検査対象吐出部)を指定する第1データ形式の第1データと、その後、継続して検査される吐出部600(検査対象吐出部)を指定する第2データ形式の第2データとがある。
印刷期間の最後では、SIシフトレジスターにおいて保持されている印刷データSI及びSPシフトレジスターにおいて保持されているプログラムデータSPは不定である。そこで、第1データは、はじめに検査される吐出部600(検査対象吐出部)を指定するために、印刷期間におけるデータ信号Dataと同様、印刷データSIとプログラムデータSPとを含む。本実施形態では、第1データに含まれるプログラムデータSPは、印刷期間におけるプログラムデータSPと同じである。一方、第1データに含まれる印刷データSIは、検査用の駆動信号が印加される吐出部600及び検査用の駆動信号が印加されない吐出部600を選択するためのデータであり、印刷期間における印刷データSIとは異なる。
検査吐出部指定データ管理部71は、検査期間において、検査吐出部指定データを管理する。本実施形態では、検査期間において、第1管理モードでは、検査吐出部指定データ
が第1のシフトレジスターに入力され、第1のシフトレジスターは、入力された検査吐出部指定データをシフトし、第2のシフトレジスターは、第1のシフトレジスターから出力されたデータをシフトして、保持されているデータを更新する。また、第2管理モードでは、検査吐出部指定データが第2のシフトレジスターに入力され、第2のシフトレジスターは、入力された検査吐出部指定データをシフトして、保持されているデータを更新する。
が第1のシフトレジスターに入力され、第1のシフトレジスターは、入力された検査吐出部指定データをシフトし、第2のシフトレジスターは、第1のシフトレジスターから出力されたデータをシフトして、保持されているデータを更新する。また、第2管理モードでは、検査吐出部指定データが第2のシフトレジスターに入力され、第2のシフトレジスターは、入力された検査吐出部指定データをシフトして、保持されているデータを更新する。
具体的には、検査吐出部指定データ管理部71は、検査期間において、第1管理モードに設定されると、クロック信号Sckのエッジのタイミングで、データ信号Dataに含まれる第1データ(印刷データSI及びプログラムデータSP)をシフトして保持(管理)する。すなわち、制御部100は、検査期間では、第1データを含むデータ信号Data及びクロック信号Sckとともにローレベルの制御信号Selを送信し、第1データはSPシフトレジスターに入力される。そして、第1データは、クロック信号Sckのエッジのタイミングで、SPシフトレジスター及びSIシフトレジスターによって1ビットずつシフトされる。
検査期間において、その後は、プログラムデータSPを変更する必要はないため、第2データは、プログラムデータSPを含まなくてもよい。また、第2データは、印刷データSIを含む必要はなく、検査される吐出部600(検査対象吐出部)の指定をシフトさせるデータであってもよい。第2データは、例えば、このシフト量に応じたビット数の固定値であってもよい。
検査吐出部指定データ管理部71は、検査期間において、第2管理モードに設定されると、クロック信号Sckのエッジのタイミングで、データ信号Dataに含まれる第2データ(例えば、固定値)をシフトして保持(管理)する。すなわち、制御部100は、検査期間では、第2データを含むデータ信号Data及びクロック信号Sckとともにハイレベルの制御信号Selを送信し、第2データはSIシフトレジスターに入力される。そして、第2データは、クロック信号Sckのエッジのタイミングで、SIシフトレジスターによって1ビットずつシフトされる。例えば、第2データが、検査される吐出部600(検査対象吐出部)の指定をシフトさせるデータであれば、検査吐出部指定データ管理部71は、第2管理モードにおいて、検査される吐出部600(検査対象吐出部)の指定をシフトさせるようにSIシフトレジスターに保持されているデータを更新する。
ここで、第1データは、プログラムデータSPに加えて、吐出部600の数mに比例するビット数の印刷データSIを含むのに対して、第2データは、プログラムデータSPを含む必要はなく、例えば、検査される吐出部600をシフトさせるためのシフト量に比例するビット数のデータで足りる。そして、印刷データSIのビット数をN(Nは1以上の自然数)とすると、第2のシフトレジスターは、Nビットのレジスターであり、第1管理モードでは、第2のシフトレジスターは、第1のシフトレジスターから出力されたデータ(検査吐出部指定データ(第1データ)の先頭からNビットのデータ)をNビットシフトして保持する。また、第2管理モードでは、第2のシフトレジスターは、入力された検査吐出部指定データ(第2データ)をNビット未満のビット数だけシフトして保持する。このように、第1データよりも第2データの方がデータサイズは少なく、検査吐出部指定データ管理部71において第2データの管理に要する時間を大幅に短縮することができるので、m個の吐出部600の検査を高速化することが可能となる。
駆動信号選択部72は、検査吐出部指定データ管理部71においてシフトされて保持(管理)されたデータ及び制御信号LAT,CH,RTに基づいて、駆動信号COM−A,COM−B,COM−Cに含まれる波形を選択し、選択した波形を含むm個の駆動信号Vout(Vout−1〜Vout−m)をm個の吐出部600にそれぞれ印加する。
具体的には、駆動信号選択部72は、印刷期間では、印刷媒体Pの表面に画像データに応じた画像が形成されるように、m個の吐出部600に対して、それぞれ4階調(「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録」)のいずれかに相当するm個の駆動信号Vout(Vout−1〜Vout−m)を印加する。また、駆動信号選択部72は、検査期間では、検査対象の吐出部600に対して、インク滴が吐出されない範囲で吐出不良の検査が可能な程度に圧電素子60を振動させるための駆動信号Voutを印加し、検査対象ではない吐出部600に対して、印刷期間における「非記録」に相当する駆動信号Voutを印加する。
そして、複数(m個)の吐出部600の吐出不良の検査を可能とするために、検査期間において、第1のデータ保持部(第1のシフトレジスター)であるSPシフトレジスターに保持される検査吐出部指定データ(第1データに含まれるプログラムデータSP)は、複数(m個)の吐出部600の中から駆動する吐出部600を選択するためのデータである。また、検査期間において、第2のデータ保持部(第2のシフトレジスター)であるSIシフトレジスターに保持される検査吐出部指定データ(第1データに含まれる印刷データSIあるいは第2データ)は駆動信号COM−A,COM−B,COM−Cを部分的に選択するためのデータである。
また、駆動信号選択部72は、切替部73を制御するためのm個の選択信号Sw−1〜Sw−mを生成する。
切替部73は、印刷期間では、駆動信号選択部72から供給されるm個の選択信号Sw−1〜Sw−mに基づいて、常に、m個の吐出部600に駆動信号Voutが印加されるように制御する。また、切替部73は、検査期間では、検査対象でない吐出部600には駆動信号Voutが印加され、検査対象の吐出部600には駆動信号Voutが印加された後、検査対象の吐出部600から残留振動信号Vchkが出力されるように制御する。
吐出状態検査部74は、吐出部600の状態を検査する。具体的には、吐出状態検査部74は、切替部73からの残留振動信号Vchkに基づいて、検査対象の吐出部600に吐出不良があるか否か等、吐出部600の状態を検査し、検査結果を表す検査結果信号Rsを出力する。
液体吐出装置1は、吐出状態検査部74により検査対象の吐出部600の状態が不良であると判断された場合に対応を行う吐出不良対応部として、クリーニング機構81、ワイピング機構82及び補完記録機構(補完記録部101)の少なくとも1つを備えている。液体吐出装置1は、少なくとも1つの吐出部600に吐出不良がある場合、印刷を停止して、クリーニング機構81によるクリーニング処理やワイピング機構82によるワイピング処理を行ってもよい。また、液体吐出装置1は、少なくとも1つの吐出部600に吐出不良がある場合、次の印刷期間から補完記録部101による補完記録処理を行ってもよい。例えば、補完記録部101は、吐出状態検査部74により検査対象の吐出部600の状態が不良であると判断された場合、補完記録処理として、当該検査対象の吐出部600以外の吐出部600からの液体の吐出量を増やすようにしてもよい。液体吐出装置1は、補完記録部101による補完記録処理を行うことで、紙損を減らしながら印刷を継続することができる。
なお、「当該検査対象の吐出部600以外の吐出部600からの液体の吐出量を増やす」ことには、当該検査対象の吐出部600以外の吐出部600が液体を吐出しない状態(吐出量がゼロの状態)から液体を吐出する状態(吐出量がゼロ以外の状態)へ変化することも含まれる。より詳細には、補完記録処理が実行されなければインクを吐出しない予定
であった吐出部600が、補完記録処理を実行することによりインクを吐出することとなる場合も、当然に含まれる。
であった吐出部600が、補完記録処理を実行することによりインクを吐出することとなる場合も、当然に含まれる。
3.吐出部の構成
次に、圧電素子60への駆動信号Voutの印加によってインクを吐出させるための吐出部600の構成について簡単に説明する。図3は、ヘッドユニット20において、1つの吐出部600に対応した概略構成を示す図である。
次に、圧電素子60への駆動信号Voutの印加によってインクを吐出させるための吐出部600の構成について簡単に説明する。図3は、ヘッドユニット20において、1つの吐出部600に対応した概略構成を示す図である。
図3に示されるように、ヘッドユニット20において、吐出部600は、圧電素子60と振動板621とキャビティー(圧力室)631とノズル651とを含む。このうち、振動板621は、図において上面に設けられた圧電素子60によって変位(屈曲振動)し、インクが充填されるキャビティー631の内部容積を拡大/縮小させるダイヤフラムとして機能する。ノズル651は、ノズルプレート632に設けられるとともに、キャビティー631に連通する開孔部である。キャビティー631は、内部に液体(例えば、インク)が充填され、圧電素子60の変位により、内部容積が変化する。ノズル651は、キャビティー631に連通し、キャビティー631の内部容積の変化に応じてキャビティー631内の液体を液滴として吐出する。
図3で示される圧電素子60は、圧電体601を一対の電極611、612で挟んだ構造である。この構造の圧電体601にあっては、電極611、612により印加された電圧に応じて、電極611、612、振動板621とともに図3において中央部分が両端部分に対して上下方向に撓む。具体的には、圧電素子60は、駆動信号Voutの電圧が高くなると、上方向に撓む一方、駆動信号Voutの電圧が低くなると、下方向に撓む構成となっている。この構成において、上方向に撓めば、キャビティー631の内部容積が拡大するので、インクがリザーバー641から引き込まれる一方、下方向に撓めば、キャビティー631の内部容積が縮小するので、縮小の程度によっては、インクがノズル651から吐出される。
なお、圧電素子60は、図示した構造に限られず、圧電素子60を変形させてインクのような液体を吐出させることができる型であればよい。また、圧電素子60は、屈曲振動に限られず、いわゆる縦振動を用いる構成でもよい。
4.吐出部の吐出不良と残留振動との関係
ところで、吐出部600がインク滴を吐出するための動作を行ったにもかかわらず、ノズル651からインク滴が正常に吐出されない場合、即ち吐出不良が発生する場合がある。この吐出不良が発生する原因としては、(1)キャビティー631内への気泡の混入、(2)キャビティー631内のインクの乾燥等に起因するキャビティー631内のインクの増粘又は固着、(3)ノズル651の出口付近への紙粉等の異物の付着、等が挙げられる。
ところで、吐出部600がインク滴を吐出するための動作を行ったにもかかわらず、ノズル651からインク滴が正常に吐出されない場合、即ち吐出不良が発生する場合がある。この吐出不良が発生する原因としては、(1)キャビティー631内への気泡の混入、(2)キャビティー631内のインクの乾燥等に起因するキャビティー631内のインクの増粘又は固着、(3)ノズル651の出口付近への紙粉等の異物の付着、等が挙げられる。
まず、キャビティー631内に気泡が混入した場合には、キャビティー631内を満たすインクの総重量が減り、イナータンスが低下するものと考えられる。また、気泡がノズル651付近に付着している場合には、その径の大きさだけノズル651の径が大きくなったと看做される状態となり、音響抵抗が低下するものと考えられる。そのため、キャビティー631内に気泡が混入して吐出不良が生じた場合には、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。また、音響抵抗の低下などにより、残留振動の振幅の減衰率が小さくなる。
次に、ノズル651付近のインクが乾燥して固着した場合、キャビティー631内のインクは、キャビティー631内に閉じこめられたような状況となる。このような場合、音
響抵抗増加するものと考えられる。そのため、キャビティー631内のノズル651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。
響抵抗増加するものと考えられる。そのため、キャビティー631内のノズル651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。
次に、ノズル651の出口付近に紙粉等の異物が付着した場合、キャビティー631内から紙粉等の異物を介してインクが染み出してしまうため、イナータンスが増加するものと考えられる。また、ノズル651の出口付近に付着した紙粉の繊維によって音響抵抗が増大するものと考えられる。そのため、ノズル651の出口付近に紙粉等の異物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。
以上より、吐出状態検査部74は、残留振動信号Vchkの周波数や残留振動信号Vchkの振幅の減衰率(減衰時間)に基づき、吐出不良の有無等を検査し、検査結果を表す検査結果信号Rsを出力することができる。
5.吐出部の駆動信号の構成
図4Aは、ノズル651の配列の一例を示す図である。図4Aに示されるように、ノズル651は、例えば2列で次のように配列している。詳細には、1列分でみたとき、複数個のノズル651が副走査方向に沿ってピッチPvで配置する一方、2列同士では、主走査方向にピッチPhだけ離間して、かつ、副走査方向にピッチPvの半分だけシフトした関係となっている。
図4Aは、ノズル651の配列の一例を示す図である。図4Aに示されるように、ノズル651は、例えば2列で次のように配列している。詳細には、1列分でみたとき、複数個のノズル651が副走査方向に沿ってピッチPvで配置する一方、2列同士では、主走査方向にピッチPhだけ離間して、かつ、副走査方向にピッチPvの半分だけシフトした関係となっている。
なお、ノズル651は、カラー印刷する場合には、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)などの各色に対応したパターンが例えば主走査方向に沿って設けられるが、以下の説明では、簡略化するために、単色で階調を表現する場合について説明する。
図4Bは、図4Aに示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。なお、この図は、説明を簡易化するために、ノズル651からインク滴を1回吐出させて、1つのドットを形成する方法(第1方法)の例であり、黒塗りの丸印がインク滴の着弾により形成されるドットを示している。
ヘッドユニット20が、主走査方向に速度vで移動するとき、同図に示されるように、インク滴の着弾によって形成されるドットの(主走査方向の)間隔Dと、当該速度vとは、次のような関係にある。
すなわち、1回のインク滴の吐出で1ドットが形成される場合、ドット間隔Dは、速度vを、インクの吐出周波数fで除した値(=v/f)、換言すれば、インク滴が繰り返し吐出される周期(1/f)においてヘッドユニット20が移動する距離で示される。
なお、図4A及び図4Bの例では、ピッチPhがドット間隔Dに対して係数nで比例する関係にして、2列のノズル651から吐出されるインク滴が、印刷媒体Pにおいて同一列で揃うように着弾させている。このため、図4Bに示されるように、副走査方向のドット間隔が、主走査方向のドット間隔の半分となっている。ドットの配列は、図示の例に限られないことは言うまでもない。
ところで、高速印刷を実現するためには、単純には、ヘッドユニット20が主走査方向に移動する速度vを高めればよい。ただし、単に速度vを高めるだけでは、ドットの間隔Dが長くなってしまう。このため、ある程度の解像度を確保した上で、高速印刷を実現するためには、インクの吐出周波数fを高めて、単位時間当たりに形成されるドット数を増やす必要がある。
また、印刷速度とは別に、解像度を高めるためには、単位面積当たりで形成されるドット数を増やせばよい。ただし、ドット数を増やす場合に、インクを少量にしないと、隣り合うドット同士が結合してしまうだけでなく、インクの吐出周波数fを高めないと、印刷速度が低下する。
このように、高速印刷及び高解像度印刷を実現するためには、インクの吐出周波数fを高める必要がある。
一方、印刷媒体Pにドットを形成する方法としては、インク滴を1回吐出させて、1つのドットを形成する方法のほかに、単位期間にインク滴を2回以上吐出可能として、単位期間において吐出された1以上のインク滴を着弾させ、当該着弾した1以上のインク滴を結合させることで、1つのドットを形成する方法(第2方法)や、これら2以上のインク滴を結合させることなく、2以上のドットを形成する方法(第3方法)がある。
本実施形態では、第2方法によって、1つのドットについては、インクを最多で2回吐出させることで、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」及び「非記録(ドットなし)」の4階調を表現させる。この4階調を表現するために、本実施形態では、2種類の駆動信号COM−A,COM−Bを用意して、それぞれにおいて、1周期に前半パターンと後半パターンとを持たせている。1周期のうち、前半・後半において駆動信号COM−A,COM−Bを、表現すべき階調に応じて選択して(又は選択しないで)、圧電素子60に供給する構成となっている。さらに、本実施形態では、「検査」に対応する駆動信号Voutを生成するために、駆動信号COM−A,COM−Bとは別に駆動信号COM−Cも用意している。
図5は、駆動信号COM−A,COM−B,COM−Cの波形を示す図である。図5に示されるように、駆動信号COM−Aは、制御信号LATが立ち上がってから制御信号CHが立ち上がるまでの期間T1に配置された台形波形Adp1と、制御信号CHが立ち上がってから次に制御信号LATが立ち上がるまでの期間T2に配置された台形波形Adp2とを連続させた波形となっている。期間T1と期間T2からなる期間を印刷の周期Taとして、周期Ta毎に、印刷媒体Pに新たなドットが形成される。
本実施形態において、台形波形Adp1、Adp2とは、互いにほぼ同一の波形であり、仮にそれぞれが圧電素子60の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子60に対応するノズル651から所定量、具体的には中程度の量のインクをそれぞれ吐出させる波形である。
駆動信号COM−Bは、期間T1に配置された台形波形Bdp1と、期間T2に配置された台形波形Bdp2とを連続させた波形となっている。本実施形態において、台形波形Bdp1、Bdp2とは、互いに異なる波形である。このうち、台形波形Bdp1は、ノズル651の開孔部付近のインクを微振動させてインクの粘度の増大を防止するための波形である。このため、仮に台形波形Bdp1が圧電素子60の一端に供給されたとしても、当該圧電素子60に対応するノズル651からインク滴が吐出されない。また、台形波形Bdp2は、台形波形Adp1(Adp2)とは異なる波形となっている。仮に台形波形Bdp2が圧電素子60の一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子60に対応するノズル651から上記所定量よりも少ない量のインクを吐出させる波形である。
駆動信号COM−Cは、期間T1に配置された台形波形Cdp1と、期間T2に配置された台形波形Cdp2とを連続させた波形となっている。本実施形態において台形波形Cdp1、Cdp2とは、同じ波形である。台形波形Cdp1、Cdp2は、ノズル651
の開孔部付近のインクを振動させて、検査に必要な所望の残留振動を発生させるための波形である。台形波形Cdp1、Cdp2が圧電素子60の一端に供給されたとしても、当該圧電素子60に対応するノズル651からインク滴が吐出されない。本実施形態では、検査期間では、図5に示されるように、制御部100から制御信号CHと同時に制御信号LATも供給されるものとする。すなわち、検査の周期Tbは、制御信号LATが立ち上がってから制御信号CH(及び制御信号LAT)が立ち上がるまでの期間T1又は制御信号CH(及び制御信号LAT)が立ち上がってから次に制御信号LATが立ち上がるまでの期間T2であり、いずれも印刷の周期Taの半分となる。そして、m個の吐出部600がそれぞれ有する圧電素子60には、周期Tb毎に1つずつ順番に、期間T1において台形波形Cdp1が供給され、あるいは、期間T2において台形波形Cdp2が供給されて、m個の吐出部600の状態が順番に検査される。
の開孔部付近のインクを振動させて、検査に必要な所望の残留振動を発生させるための波形である。台形波形Cdp1、Cdp2が圧電素子60の一端に供給されたとしても、当該圧電素子60に対応するノズル651からインク滴が吐出されない。本実施形態では、検査期間では、図5に示されるように、制御部100から制御信号CHと同時に制御信号LATも供給されるものとする。すなわち、検査の周期Tbは、制御信号LATが立ち上がってから制御信号CH(及び制御信号LAT)が立ち上がるまでの期間T1又は制御信号CH(及び制御信号LAT)が立ち上がってから次に制御信号LATが立ち上がるまでの期間T2であり、いずれも印刷の周期Taの半分となる。そして、m個の吐出部600がそれぞれ有する圧電素子60には、周期Tb毎に1つずつ順番に、期間T1において台形波形Cdp1が供給され、あるいは、期間T2において台形波形Cdp2が供給されて、m個の吐出部600の状態が順番に検査される。
なお、台形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2、Cdp1、Cdp2の開始タイミングでの電圧と、終了タイミングでの電圧とは、いずれも電圧Vcで共通である。すなわち、台形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2、Cdp1、Cdp2は、それぞれ電圧Vcで開始し、電圧Vcで終了する波形となっている。
駆動信号選択部72は、検査吐出部指定データ管理部71においてシフトされて保持(管理)されたデータ信号Dataと、制御信号LAT,CHとに基づき、駆動信号COM−A,COM−B,COM−Cのいずれかの期間T1の波形といずれかの期間T2の波形とを組み合わせて、m個の吐出部600のそれぞれに対して、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録」及び「検査」のいずれか1つに対応する駆動信号Vout(Vout−1〜Vout−m)を生成する。
図6は、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録」及び「検査」のそれぞれに対応する駆動信号Voutの波形を示す図である。
図6に示されるように、「大ドット」に対応する駆動信号Voutは、期間T1における駆動信号COM−Aの台形波形Adp1と期間T2における駆動信号COM−Aの台形波形Adp2とを連続させた波形となっている。この駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、周期Taにおいて、当該圧電素子60に対応したノズル651から、中程度の量のインクが2回にわけて吐出される。このため、印刷媒体Pにはそれぞれのインクが着弾し合体して大ドットが形成されることになる。
「中ドット」に対応する駆動信号Voutは、期間T1における駆動信号COM−Aの台形波形Adp1と期間T2における駆動信号COM−Bの台形波形Bdp2とを連続させた波形となっている。この駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、周期Taにおいて、当該圧電素子60に対応したノズル651から、中程度及び小程度の量のインクが2回にわけて吐出される。このため、印刷媒体Pにはそれぞれのインクが着弾し合体して中ドットが形成されることになる。
「小ドット」に対応する駆動信号Voutは、期間T1では圧電素子60が有する容量性によって保持された直前の電圧Vcとなり、期間T2では駆動信号COM−Bの台形波形Bdp2となっている。この駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、周期Taにおいて、当該圧電素子60に対応したノズル651から、期間T2においてのみ小程度の量のインクが吐出される。このため、印刷媒体Pにはこのインクが着弾して小ドットが形成されることになる。
「非記録」に対応する駆動信号Voutは、期間T1では駆動信号COM−Bの台形波形Bdp1となり、期間T2では圧電素子60が有する容量性によって保持された直前の
電圧Vcとなっている。この駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、周期Taにおいて、当該圧電素子60に対応したノズル651が、期間T2において微振動するのみで、インクは吐出されない。このため、印刷媒体Pにはインクが着弾せず、ドットが形成されない。
電圧Vcとなっている。この駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、周期Taにおいて、当該圧電素子60に対応したノズル651が、期間T2において微振動するのみで、インクは吐出されない。このため、印刷媒体Pにはインクが着弾せず、ドットが形成されない。
「検査」に対応する駆動信号Voutは、期間T1において検査される吐出部600に対する駆動信号(以下、「期間T1での検査用の駆動信号」という)と期間T2において検査される吐出部600に対する駆動信号(以下、「期間T2での検査用の駆動信号」という)とで異なる。期間T1での検査用の駆動信号Voutは、期間T1では駆動信号COM−Cの台形波形Cdp1となり、期間T2では圧電素子60が有する容量性によって保持された直前の電圧Vcとなっている。また、期間T2での検査用の駆動信号Voutは、期間T1における駆動信号COM−Bの台形波形Bdp1と期間T2における駆動信号COM−Cの台形波形Cdp2とを連続させた波形となっている。本実施形態では、m個の吐出部600のうちの半分は、期間T1において検査が行われ、残りの半分は期間T2において検査が行われる。期間T1での検査用の駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、当該圧電素子60に対応したノズル651は、期間T1において振動して残留振動が発生するが、インクは吐出されない。また、期間T2での検査用の駆動信号Voutが圧電素子60の一端に供給されると、当該圧電素子60に対応したノズル651は、期間T1において微振動し、期間T2において振動して残留振動が発生するが、いずれの期間でもインクは吐出されない。なお、本実施形態では、検査対象でない吐出部600には、すべて「非記録」に対応する駆動信号Voutが印加される。
本実施形態では、印刷データSIは、m個の吐出部600のそれぞれに対して3ビットの印刷データ(SIH,SIM,SIL)を含む、合計3mビットのデータである。より詳細には、印刷データSIは、mビットの印刷データSIH−1〜SIH−m、mビットの印刷データSIM−1〜SIM−m及びmビットの印刷データSIL−1〜SIL−mによって構成される。
また、本実施形態では、プログラムデータSPは、大ドット、中ドット、小ドット、非記録及び検査の5種類のそれぞれに対して、駆動信号COM−A,COM−B,COM−Cのそれぞれの期間T1の波形の選択/非選択と期間T2の波形の選択/非選択を規定するための6ビットデータを含む、合計30ビットのデータである。
そして、検査吐出部指定データ管理部71は、クロック信号Sckのエッジのタイミングでデータ信号Dataを1ビットずつシフトすることにより、3mビットのSIシフトレジスターに3mビットの印刷データSIを保持するとともに、30ビットのSPシフトレジスターに30ビットのプログラムデータSPを保持する。
また、駆動信号選択部72は、検査吐出部指定データ管理部71の3mビットのSIシフトレジスターに保持されている3mビットの印刷データSIを、制御信号LATのエッジのタイミングで、3mビットのSIラッチに取り込んで保持する。同様に、駆動信号選択部72は、検査吐出部指定データ管理部71の30ビットのSPシフトレジスターに保持されている30ビットのプログラムデータSPを、制御信号LATのエッジのタイミングで、30ビットのSPラッチに取り込んで保持する。そして、駆動信号選択部72は、SIラッチに保持した印刷データSI及びSPラッチに保持したプログラムデータSPに基づいて、駆動信号COM−A,COM−Bに含まれる波形を選択し、選択した波形を含むm個の駆動信号Vout−1〜Vout−mをm個の吐出部600のそれぞれに印加する。
6.吐出選択部の構成
図7は、吐出選択部70の構成を示す図である。図7に示されるように、吐出選択部70に含まれている検査吐出部指定データ管理部71は、30ビットのプログラムデータSP(SP−1〜SP−30)をそれぞれ保持するための30個のフリップフロップ(F/F)によって構成される30ビットのSPシフトレジスターを含む。SPシフトレジスターの初段に配置されている、プログラムデータSP−30を保持するためのフリップフロップ(F/F)には、データ信号Dataが入力される。また、SPシフトレジスターを構成する30個のフリップフロップには、第1管理モード(制御信号Selがローレベル)のときはクロック信号Sckが共通に入力され、第2管理モード(制御信号Selがハイレベル)のときはAND回路90によってマスクされてクロック信号Sckが入力されない。すなわち、SPシフトレジスターは、第1管理モード(制御信号Selがローレベル)のときは、クロック信号Sckのエッジのタイミングで1ビットずつシフトしながらデータ信号Dataを取り込んで保持(管理)し、第2管理モード(制御信号Selがハイレベル)のときは、データ信号Dataを取り込まずにプログラムデータSPを保持(管理)する。すなわち、SPシフトレジスターに保持されているデータは、データ信号Dataのシフトにより、第1管理モードでは更新され、第2管理モードでは更新されない。
図7は、吐出選択部70の構成を示す図である。図7に示されるように、吐出選択部70に含まれている検査吐出部指定データ管理部71は、30ビットのプログラムデータSP(SP−1〜SP−30)をそれぞれ保持するための30個のフリップフロップ(F/F)によって構成される30ビットのSPシフトレジスターを含む。SPシフトレジスターの初段に配置されている、プログラムデータSP−30を保持するためのフリップフロップ(F/F)には、データ信号Dataが入力される。また、SPシフトレジスターを構成する30個のフリップフロップには、第1管理モード(制御信号Selがローレベル)のときはクロック信号Sckが共通に入力され、第2管理モード(制御信号Selがハイレベル)のときはAND回路90によってマスクされてクロック信号Sckが入力されない。すなわち、SPシフトレジスターは、第1管理モード(制御信号Selがローレベル)のときは、クロック信号Sckのエッジのタイミングで1ビットずつシフトしながらデータ信号Dataを取り込んで保持(管理)し、第2管理モード(制御信号Selがハイレベル)のときは、データ信号Dataを取り込まずにプログラムデータSPを保持(管理)する。すなわち、SPシフトレジスターに保持されているデータは、データ信号Dataのシフトにより、第1管理モードでは更新され、第2管理モードでは更新されない。
また、検査吐出部指定データ管理部71は、3mビットの印刷データSIのうち、mビットの印刷データSIH−1〜SIH−mをそれぞれ保持するためのm個のフリップフロップ(F/F)によって構成されるmビットのSIHシフトレジスターを含む。同様に、検査吐出部指定データ管理部71は、3mビットの印刷データSIのうち、mビットの印刷データSIM−1〜SIM−mをそれぞれ保持するためのm個のフリップフロップ(F/F)によって構成されるmビットのSIMシフトレジスターと、mビットの印刷データSIL−1〜SIL−mをそれぞれ保持するためのm個のフリップフロップ(F/F)によって構成されるmビットのSILシフトレジスターとを含む。そして、mビットのSILシフトレジスターの後段にmビットのSIMシフトレジスターが接続され、さらにその後段にSIHシフトレジスターが接続されることで、3mビットのSIシフトレジスターが構成されている。3mビットのSIシフトレジスターを構成する3m個のフリップフロップにはクロック信号Sckが共通に入力される。
この3mビットのSIシフトレジスターは、スイッチ75を介して30ビットのSPシフトレジスターの後段に配置されている。スイッチ75は、第1管理モード(制御信号Selがローレベル)のときは、SPシフトレジスターの後段にSIシフトレジスターを接続する。これにより、SPシフトレジスターの最終段に配置されている、プログラムデータSP−1を保持するためのフリップフロップ(F/F)の出力信号が、SIシフトレジスターの初段に配置されている、印刷データSIL−mを保持するためのフリップフロップ(F/F)に入力可能になる。また、スイッチ75は、第2管理モード(制御信号Selがハイレベル)のときは、SPシフトレジスターの後段にSIシフトレジスターを接続せず、SIシフトレジスターの初段に配置されている、印刷データSIL−mを保持するためのフリップフロップ(F/F)には、データ信号Dataが入力される。すなわち、SIシフトレジスターは、クロック信号Sckのエッジのタイミングで1ビットずつシフトしながら、第1管理モード(制御信号Selがローレベル)のときは、SPシフトレジスターの最終段に配置されているフリップフロップ(F/F)の出力信号を取り込んで保持(管理)し、第2管理モード(制御信号Selがハイレベル)のときは、データ信号Dataを取り込んで保持(管理)する。すなわち、SIシフトレジスターに保持されているデータは、データ信号Dataのシフトにより、第1管理モードと第2管理モードのいずれでも更新される。
本実施形態では、印刷期間において、周期Ta毎に制御部100から送信されるデータ信号Dataは3mビットの印刷データSIと30ビットのプログラムデータSPを含み
、制御部100から送信される制御信号Selは常にローレベルである。また、制御部100から、データ信号Dataの各データと同期して3m+30個のパルスを含むクロック信号Sckが送信される。従って、検査吐出部指定データ管理部71は第1管理モードに設定され、クロック信号Sckに含まれる最後(3m+30個目)のパルスのタイミングで、SIシフトレジスターには3mビットの印刷データSIが保持(管理)されるとともに、SPシフトレジスターには30ビットのプログラムデータSPが保持(管理)される。
、制御部100から送信される制御信号Selは常にローレベルである。また、制御部100から、データ信号Dataの各データと同期して3m+30個のパルスを含むクロック信号Sckが送信される。従って、検査吐出部指定データ管理部71は第1管理モードに設定され、クロック信号Sckに含まれる最後(3m+30個目)のパルスのタイミングで、SIシフトレジスターには3mビットの印刷データSIが保持(管理)されるとともに、SPシフトレジスターには30ビットのプログラムデータSPが保持(管理)される。
また、本実施形態では、印刷期間から検査期間に切り替わる直前に(あるいは、切り替わった直後に)、制御部100から送信されるデータ信号Dataは、検査吐出部指定データとして、3mビットの印刷データSIと30ビットのプログラムデータSPからなる第1データを含み、この第1データと同じタイミングで制御部100から送信される制御信号Selはローレベルである。また、制御部100から、第1データと同期して3m+30個のパルスを含むクロック信号Sckが送信される。従って、検査吐出部指定データ管理部71は第1管理モードに設定され、最後に送信されるクロック信号Sckのエッジのタイミングで、SIシフトレジスターには3mビットの印刷データSIが保持(管理)されるとともに、SPシフトレジスターには30ビットのプログラムデータSPが保持(管理)される。本実施形態では、m番目の吐出部600がはじめの検査対象であり、印刷データSIのうち、印刷データ(SIH−m,SIM−m,SIL−m)は「検査」に相当する(0,0,1)(図10参照)である。また、1〜m−1番目の吐出部600はすべて非検査対象であり、その他の印刷データ(SIH−j,SIM−j,SIL−j)(j=1〜m−1)はすべて「非記録」に相当する(0,0,0)(図10参照)である。
検査期間において、次に、周期Tbが経過すると、制御部100から、検査吐出部指定データとして、ローレベル(0)に固定された1ビットの第2データ(固定値”0”)を含むデータ信号Dataと第2データと同期して1つのパルスを含むクロック信号Sckが送信される。また、第2データと同じタイミングで制御部100から送信される制御信号Selはハイレベルである。従って、検査吐出部指定データ管理部71は第2管理モードに設定され、クロック信号Sckに含まれる1つのパルスのタイミングで、SIシフトレジスターに保持されている印刷データSIが1ビットシフトし、m番目の吐出部600が非検査対象となり、m−1番目の吐出部600が検査対象となるように、新たな印刷データSIが保持(管理)される。すなわち、SIシフトレジスターに保持されている印刷データのうち、印刷データ(SIH−(m−1),SIM−(m−1),SIL−(m−1))は「検査」に相当する(0,0,1)(図10参照)となり、その他の印刷データ(SIH−j,SIM−j,SIL−j)(j=1〜m−2,m)はすべて「非記録」に相当する(0,0,0)(図10参照)となる。検査期間において、その後も周期Tb毎に、制御部100から同様の信号が送信され、SIシフトレジスターには、m個の吐出部600が順番に検査対象となるように、印刷データSIが保持(管理)される。
図7に示されるように、吐出選択部70に含まれている駆動信号選択部72は、SP−1ラッチ〜SP−30ラッチによって構成される30ビットのSPラッチを含む。また、駆動信号選択部72は、SIL−1ラッチ〜SIL−mラッチによって構成されるmビットのSILラッチ、SIM−1ラッチ〜SIM−mラッチによって構成されるmビットのSIMラッチ及びSIH−1ラッチ〜SIH−mラッチによって構成されるmビットのSIHラッチを含む。SPラッチを構成するSP−1ラッチ〜SP−30ラッチ、SILラッチを構成するSIL−1ラッチ〜SIL−mラッチ、SIMラッチを構成するSIM−1ラッチ〜SIM−mラッチ及びSIHラッチを構成するSIH−1ラッチ〜SIH−mラッチには、制御信号LATが共通に入力される。
そして、制御信号LATのエッジのタイミングで、検査吐出部指定データ管理部71の
SPシフトレジスターに保存されているプログラムデータSP(SP−1〜SP−30)はSPラッチ(SP−1ラッチ〜SP−30ラッチ)に取り込まれる。同様に、制御信号LATのエッジのタイミングで、SILシフトレジスターに保存されているmビットの印刷データSIL(SIL−1〜SIL−m)はSILラッチ(SIL−1ラッチ〜SIL−mラッチ)に取り込まれ、SIMシフトレジスターに保存されている印刷データSIM(SIM−1〜SIM−m)はSIMラッチ(SIM−1ラッチ〜SIM−mラッチ)に取り込まれ、SIHシフトレジスターに保存されている印刷データSIH(SIH−1〜SIH−m)はSIHラッチ(SIH−1ラッチ〜SIH−mラッチ)にそれぞれ取り込まれる。
SPシフトレジスターに保存されているプログラムデータSP(SP−1〜SP−30)はSPラッチ(SP−1ラッチ〜SP−30ラッチ)に取り込まれる。同様に、制御信号LATのエッジのタイミングで、SILシフトレジスターに保存されているmビットの印刷データSIL(SIL−1〜SIL−m)はSILラッチ(SIL−1ラッチ〜SIL−mラッチ)に取り込まれ、SIMシフトレジスターに保存されている印刷データSIM(SIM−1〜SIM−m)はSIMラッチ(SIM−1ラッチ〜SIM−mラッチ)に取り込まれ、SIHシフトレジスターに保存されている印刷データSIH(SIH−1〜SIH−m)はSIHラッチ(SIH−1ラッチ〜SIH−mラッチ)にそれぞれ取り込まれる。
前述したように、制御部100から、制御信号LATのパルスは、印刷期間においては印刷の周期Ta毎に送信され、検査期間においては検査の周期Tb毎に送信される。従って、制御信号LATにより、印刷の周期Ta又は検査の周期Tb毎に、SPラッチが保持するプログラムデータSP及びSILラッチ、SIMラッチ、SILラッチのそれぞれが保持する印刷データSIL、SIM、SIHが更新される。
図8は、印刷期間において制御ユニット10からヘッドユニット20へ供給される各種信号の波形及びSPラッチ、SILラッチ、SIMラッチ及びSILラッチの更新タイミングを示す図である。また、図9は、印刷期間から検査期間に切り替わる前後において制御ユニット10からヘッドユニット20へ供給される各種信号の波形及びSPラッチ、SILラッチ、SIMラッチ及びSILラッチの更新タイミングを示す図である。なお、図8では、制御ユニット10から駆動信号COM−Cが供給されているが、印刷期間では、駆動信号Vout−1〜Vout−mとして駆動信号COM−Cが選択されることはないので、駆動信号COM−Cは供給されなくてもよい。また、図9では、制御ユニット10から駆動信号COM−Aが供給されているが、検査期間では、駆動信号Vout−1〜Vout−mとして駆動信号COM−Aが選択されることはないので、駆動信号COM−Aは供給されなくてもよい。
また、図7に示されるように、駆動信号選択部72は、m個のデコーダーDEC−1〜DEC−mを含む。m個のデコーダーDEC−1〜DEC−mには、制御信号LAT、制御信号CH及びSP−1ラッチ〜SP−30ラッチに取り込まれたプログラムデータSP−1〜SP−30が共通に入力される。また、i番目(iは1〜mのいずれか)のデコーダーDEC−iには、SIH−iラッチ、SIM−iラッチ及びSIL−iラッチに取り込まれた3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が入力される。そして、デコーダーDEC−iは、所定のデコード論理に従い、駆動信号COM−Aの選択/非選択を制御する制御信号Sa−i、駆動信号COM−Bの選択/非選択を制御する制御信号Sb−i及び駆動信号COM−Cの選択/非選択を制御する制御信号Sc−iを出力する。本実施形態では、m個のデコーダーDEC−1〜DEC−mのデコード論理は共通である。
制御信号Sa−i、制御信号Sb−i又は制御信号Sc−iによって選択された駆動信号COM−A、駆動信号COM−B又は駆動信号COM−Cは、トランスミッションゲート(アナログスイッチ)を介して、駆動信号選択部72から駆動信号Vout−iとして出力される。
図10は、デコーダーDEC−iのデコード論理を表すテーブルを示す図である。本実施形態では、図10に示されるように、プログラムデータSP−1〜SP−6は(1,0,0,1,0,0)に、プログラムデータSP−7〜SP−12は(1,0,0,0,1,0)に、プログラムデータSP−13〜SP−18は(0,0,0,0,1,0)に、プログラムデータSP−19〜SP−24は(0,1,0,0,0,0)に、プログラム
データSP−19〜SP−24は(0,1,0,0,0,0)に、それぞれ固定される。
データSP−19〜SP−24は(0,1,0,0,0,0)に、それぞれ固定される。
3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が(1,1,0)のときは、制御信号LATが立ち上がってから制御信号CHが立ち上がるまでの期間T1において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−1(=1)に従ってハイレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−2(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−3(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T1では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−A(台形波形Adp1)が選択される。また、制御信号CHが立ち上がってから次に制御信号LATが立ち上がるまでの期間T2において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−4(=1)に従ってハイレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−5(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−6(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T2では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−A(台形波形Adp2)が選択される。従って、3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が(1,1,0)のときは、図6に示した「大ドット」に対応する駆動信号Vout−iが生成される。
3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が(1,0,0)のときは、期間T1において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−7(=1)に従ってハイレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−8(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−9(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T1では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−A(台形波形Adp1)が選択される。また、期間T2において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−10(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−11(=1)に従ってハイレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−12(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T2では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−B(台形波形Bdp2)が選択される。従って、3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が(1,0,0)のときは、図6に示した「中ドット」に対応する駆動信号Vout−iが生成される。
3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が(0,1,0)のときは、期間T1において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−13(=1)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−14(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−15(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T1では、駆動信号COM−A,COM−B,COM−Cのいずれも選択されず、圧電素子60の一端がオープンとなるが、圧電素子60が有する容量性によって、駆動信号Vout−iは直前の電圧Vcに保持される。また、期間T2において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−16(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−16(=1)に従ってハイレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−17(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T2では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−B(台形波形Bdp2)が選択される。従って、3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が(0,1,0)のときは、図6に示した「小ドット」に対応する駆動信号Vout−iが生成される。
3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が(0,0,0)のときは、期間T1において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−19(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−20(=1)に従ってハイレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−21(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T1では、駆動信号Vout−iとして駆動信号CO
M−B(台形波形Bdp1)が選択される。また、期間T2において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−22(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−23(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−24(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T2では、駆動信号COM−A,COM−B,COM−Cのいずれも選択されず、圧電素子60の一端がオープンとなるが、圧電素子60が有する容量性によって、駆動信号Vout−iは直前の電圧Vcに保持される。従って、3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が(0,0,0)のときは、図6に示した「非記録」に対応する駆動信号Vout−iが生成される。
M−B(台形波形Bdp1)が選択される。また、期間T2において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−22(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−23(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−24(=0)に従ってローレベルとなる。その結果、期間T2では、駆動信号COM−A,COM−B,COM−Cのいずれも選択されず、圧電素子60の一端がオープンとなるが、圧電素子60が有する容量性によって、駆動信号Vout−iは直前の電圧Vcに保持される。従って、3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が(0,0,0)のときは、図6に示した「非記録」に対応する駆動信号Vout−iが生成される。
3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が(0,0,1)のときは、期間T1において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−25(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−26(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−27(=1)に従ってハイレベルとなる。その結果、期間T1では、駆動信号Vout−iとして駆動信号COM−C(台形波形Cdp1)が選択される。また、期間T2において、制御信号Sa−iはプログラムデータSP−28(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sb−iはプログラムデータSP−29(=0)に従ってローレベルとなり、制御信号Sc−iはプログラムデータSP−30(=1)に従ってハイレベルとなる。
本実施形態では、検査期間において、制御部100から周期Tb毎にLAT信号のパルスが送信されるため、印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)は周期Tb毎に更新される。そして、印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が、期間T1において(0,0,1)(「検査」)であれば、直後の期間T2では必ず(0,0,0)(「非記録」)となる。従って、3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が期間T1において(0,0,1)のときは、図6に示した期間T1での検査用の駆動信号Vout−iが生成される。また、印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が、期間T2において(0,0,1)(「検査」)であれば、その直前の期間T1では必ず(0,0,0)(「非記録」)となる。従って、3ビットの印刷データ(SIH−i,SIM−i,SIL−i)が期間T2において(0,0,1)のときは、図6に示した期間T2での検査用の駆動信号Vout−iが生成される。
また、図7に示されるように、駆動信号選択部72は、m個の制御信号Sc−1〜Sc−mのぞれぞれと制御信号RTとの論理積を表す信号を、m個の選択信号Sw−1〜Sw−mとして切替部73に出力する。印刷期間では、m個の制御信号Sc−1〜Sc−mはすべてローレベルであるから、m個の選択信号Sw−1〜Sw−mはすべてローレベルである。また、検査期間では、i番目(iは1〜mのいずれか)の吐出部600が検査対象であるとき、制御信号Sc−iはハイレベルであるから選択信号Sw−iは制御信号RTと一致し、その他の制御信号Sc−j(jは1〜mのうちiを除くいずれか)はすべてローレベルであるから選択信号Sw−jはローレベルである。制御信号RTは、印刷期間では常にローレベルであり、検査期間では、期間T1又は期間T2の開始から台形波形Cdp1又は台形波形Cdp2を含む所定期間はローレベルであり、その後は期間T1又は期間T2の終了までハイレベルを維持する。
7.切替部及び吐出状態検査部の構成
図11は、切替部73及び吐出状態検査部74の構成を示す図である。図11に示されるように、切替部73は、m個の吐出部600がそれぞれ有する圧電素子60の一端と接続されるm個のスイッチ76−1〜76−mを含み、m個のスイッチ76−1〜76−mは、それぞれ、選択信号Sw−1〜Sw−mによって制御される。具体的には、スイッチ76−i(iは1〜mのいずれか)は、Sw−iがローレベルのときは、駆動信号Vou
t−iをi番目の吐出部600が有する圧電素子60の一端に印加する。また、スイッチ76−iは、Sw−iがハイレベルの時ときは、駆動信号Vout−iをi番目の吐出部600が有する圧電素子60の一端に印加せず、当該圧電素子60の一端に発生する信号を残留振動信号Vchkとして選択する。印刷期間では、m個の選択信号Sw−1〜Sw−mはすべてローレベルであるから、m個の吐出部600には、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録」のずれかに相当する駆動信号Vout−1〜Vout−mが供給される。また、検査期間では、検査対象となるi番目(iは1〜mのいずれか)の吐出部600には、選択信号Sw−iがローレベル(制御信号RTがローレベル)のときは「検査」に相当する駆動信号Vout−iが供給され、選択信号Sw−iがハイレベル(制御信号RTがハイレベル)のときは、i番目の吐出部600からの信号が残留振動信号Vchkとして選択される。また、その他の選択信号Sw−j(jは1〜mのうちiを除くいずれか)はローレベルであり、非検査対象の吐出部600には「非記録」に相当する駆動信号が供給される。
図11は、切替部73及び吐出状態検査部74の構成を示す図である。図11に示されるように、切替部73は、m個の吐出部600がそれぞれ有する圧電素子60の一端と接続されるm個のスイッチ76−1〜76−mを含み、m個のスイッチ76−1〜76−mは、それぞれ、選択信号Sw−1〜Sw−mによって制御される。具体的には、スイッチ76−i(iは1〜mのいずれか)は、Sw−iがローレベルのときは、駆動信号Vou
t−iをi番目の吐出部600が有する圧電素子60の一端に印加する。また、スイッチ76−iは、Sw−iがハイレベルの時ときは、駆動信号Vout−iをi番目の吐出部600が有する圧電素子60の一端に印加せず、当該圧電素子60の一端に発生する信号を残留振動信号Vchkとして選択する。印刷期間では、m個の選択信号Sw−1〜Sw−mはすべてローレベルであるから、m個の吐出部600には、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録」のずれかに相当する駆動信号Vout−1〜Vout−mが供給される。また、検査期間では、検査対象となるi番目(iは1〜mのいずれか)の吐出部600には、選択信号Sw−iがローレベル(制御信号RTがローレベル)のときは「検査」に相当する駆動信号Vout−iが供給され、選択信号Sw−iがハイレベル(制御信号RTがハイレベル)のときは、i番目の吐出部600からの信号が残留振動信号Vchkとして選択される。また、その他の選択信号Sw−j(jは1〜mのうちiを除くいずれか)はローレベルであり、非検査対象の吐出部600には「非記録」に相当する駆動信号が供給される。
吐出状態検査部74には、切替部73から、検査対象の吐出部600が有する圧電素子60の一端に発生する信号が残留振動信号Vchkとして入力される。図11に示されるように、吐出状態検査部74は、波形整形部77、計測部78及び判定部79を含む。
波形整形部77は、ローパスフィルターあるいはバンドパスフィルターによって、残留振動信号Vchkからノイズ成分を除去した整形波形信号を出力する。また、波形整形部77は、演算増幅器(オペアンプ)と抵抗によって残留振動信号Vchkの振幅を調整した整形波形信号を出力してもよいし、ボルテージフォロワーによって、残留振動信号Vchkのインピーダンスを変換し、ローインピーダンスの整形波形信号を出力してもよい。
計測部78には、波形整形部77が出力する整形波形信号が入力され、当該整形波形信号の周波数(周期)や当該整形波形信号の振幅の減衰率などを計測する。
判定部79は、計測部78が計測した整形波形信号の周波数(周期)や整形波形信号の振幅の減衰率などに基づき、検査対象の吐出部600に吐出不良があるか否か等の検査結果を表す検査結果信号Rsを出力する。検査結果信号Rsは、吐出不良の有無を表す二値信号でもよい。また、検査結果信号Rsは、吐出不良の有無とともに、吐出不良の原因が前述した(1)キャビティー631内への気泡の混入、(2)キャビティー631内のインクの乾燥等に起因するキャビティー631内のインクの増粘又は固着、(3)ノズル651の出口付近への紙粉等の異物の付着のいずれであるかを表す情報を含む信号であってもよい。
8.作用効果
以上に説明したように、本実施形態の液体吐出装置1によれば、検査を開始する前は、検査吐出部指定データ管理部71において、SPシフトレジスターに保持されているSPデータ及びSIシフトレジスターに保持されているSIデータが不定であるため、検査部吐出部指定データのうち、はじめに検査される吐出部600(m番目の吐出部600)を指定するための第1データを第1管理モードでシフトして保持することにより、SPデータ及びSIデータを更新することができる。その後は、検査吐出部指定データ管理部71において、検査部吐出部指定データのうち、継続して検査される吐出部600(1〜m−1番目の吐出部600)を指定するための第2データを第2管理モードでシフトして保持することにより、SPシフトレジスターに保持されているSPデータを更新せずにSIシフトレジスターに保持されているSIデータを第2データで更新することができる。
以上に説明したように、本実施形態の液体吐出装置1によれば、検査を開始する前は、検査吐出部指定データ管理部71において、SPシフトレジスターに保持されているSPデータ及びSIシフトレジスターに保持されているSIデータが不定であるため、検査部吐出部指定データのうち、はじめに検査される吐出部600(m番目の吐出部600)を指定するための第1データを第1管理モードでシフトして保持することにより、SPデータ及びSIデータを更新することができる。その後は、検査吐出部指定データ管理部71において、検査部吐出部指定データのうち、継続して検査される吐出部600(1〜m−1番目の吐出部600)を指定するための第2データを第2管理モードでシフトして保持することにより、SPシフトレジスターに保持されているSPデータを更新せずにSIシフトレジスターに保持されているSIデータを第2データで更新することができる。
特に、本実施形態では、検査吐出部指定データ管理部71が1ビットの第2データを第2管理モードでシフトして保持することによって、検査される吐出部の指定がシフトされ
るので、検査期間において、検査吐出部指定データ管理部71によるデータ管理に要する時間(検査される吐出部600の指定に要する時間)を極めて短くすることができる。従って、本実施形態の液体吐出装置1によれば、吐出部600の数が多くなっても、検査される吐出部600の指定に要する時間がボトルネックとならず、検査の周期Tbを短く(本実施形態では印刷の周期Taの半分に)することができるので、m個の吐出部600の状態の検査を高速に行うことができる。
るので、検査期間において、検査吐出部指定データ管理部71によるデータ管理に要する時間(検査される吐出部600の指定に要する時間)を極めて短くすることができる。従って、本実施形態の液体吐出装置1によれば、吐出部600の数が多くなっても、検査される吐出部600の指定に要する時間がボトルネックとならず、検査の周期Tbを短く(本実施形態では印刷の周期Taの半分に)することができるので、m個の吐出部600の状態の検査を高速に行うことができる。
また、本実施形態の液体吐出装置1によれば、検査される吐出部600の指定に要する時間は、吐出部600の数によらずに一定(クロック信号Sckのパルスの1周期分の時間)であるから、吐出部600の数を増やしても検査の周期Tbを長くする必要がないので、高速な検査と高解像度を両立させることも可能である。
また、本実施形態の液体吐出装置1によれば、吐出部600の状態が不良である場合に、メンテナンス処理(クリーニング処理やワイピング処理)あるいは補完記録処理によって対応することができるので、廃棄処分となる印刷媒体Pを減らし、印刷媒体Pの生産性を向上させることができる。特に、吐出部600の状態が不良である場合に、補完記録処理で対応することにより、印刷を停止せずに廃棄処分となる印刷媒体Pを減らすことができるので、高速印刷と高生産性を両立させることも可能である。
9.変形例
[変形例1]
上記の実施形態では、検査吐出部指定データである第2データ(”0”)を含むデータ信号Dataが制御部100から検査吐出部指定データ管理部71に送信されているが、第2データは制御部100から送信されなくてもよい。例えば、検査吐出部指定データ管理部71は、制御信号Selがハイレベルのときにクロック信号Sckのパルスが入力されると、データ信号Dataによらず、SIシフトレジスターに必ずローレベルのデータが入力されて1ビットシフトする。図12は、この変形例1における吐出選択部70の構成を示す図である。図12において、駆動信号選択部72の構成は図7と同じである。図12において、検査吐出部指定データ管理部71は、図7における検査吐出部指定データ管理部71に対して、スイッチ75がAND回路91に置き換わっている。AND回路91により、制御信号Selがハイレベルの時は、SIL−mフリップフロップへの入力信号が強制的にローレベルとなり、クロック信号Sckのエッジのタイミングで、SIL−mフリップフロップにローレベルの第2データが取り込まれるとともに、SIシフトレジスターが1ビットずつシフトする。従って、検査期間において、周期Tb毎に、制御部100からハイレベルの制御信号Selと1パルスを含むクロック信号Sckが送信されることで、検査吐出部指定データ管理部71がローレベルの第2データをシフトして保持(管理)し、m個の吐出部600の検査が順番に行われる。
[変形例1]
上記の実施形態では、検査吐出部指定データである第2データ(”0”)を含むデータ信号Dataが制御部100から検査吐出部指定データ管理部71に送信されているが、第2データは制御部100から送信されなくてもよい。例えば、検査吐出部指定データ管理部71は、制御信号Selがハイレベルのときにクロック信号Sckのパルスが入力されると、データ信号Dataによらず、SIシフトレジスターに必ずローレベルのデータが入力されて1ビットシフトする。図12は、この変形例1における吐出選択部70の構成を示す図である。図12において、駆動信号選択部72の構成は図7と同じである。図12において、検査吐出部指定データ管理部71は、図7における検査吐出部指定データ管理部71に対して、スイッチ75がAND回路91に置き換わっている。AND回路91により、制御信号Selがハイレベルの時は、SIL−mフリップフロップへの入力信号が強制的にローレベルとなり、クロック信号Sckのエッジのタイミングで、SIL−mフリップフロップにローレベルの第2データが取り込まれるとともに、SIシフトレジスターが1ビットずつシフトする。従って、検査期間において、周期Tb毎に、制御部100からハイレベルの制御信号Selと1パルスを含むクロック信号Sckが送信されることで、検査吐出部指定データ管理部71がローレベルの第2データをシフトして保持(管理)し、m個の吐出部600の検査が順番に行われる。
[変形例2]
上記の実施形態では、制御部100から、検査吐出部指定データ管理部71に、mビットの印刷データSIH−1〜SIH−m、mビットの印刷データSIM−1〜SIM−m、mビットの印刷データSIL−1〜SIL−m、30ビットのプログラムデータSP−1〜SP−30の順に送信されるが、変形例2では、印刷データSIの送信順が上記実施形態と異なる。そのため、検査吐出部指定データ管理部71の構成も上記実施形態(図7)と異なる。
上記の実施形態では、制御部100から、検査吐出部指定データ管理部71に、mビットの印刷データSIH−1〜SIH−m、mビットの印刷データSIM−1〜SIM−m、mビットの印刷データSIL−1〜SIL−m、30ビットのプログラムデータSP−1〜SP−30の順に送信されるが、変形例2では、印刷データSIの送信順が上記実施形態と異なる。そのため、検査吐出部指定データ管理部71の構成も上記実施形態(図7)と異なる。
図13は、変形例2における吐出選択部70の構成を示す図である。また、図14は、変形例2において、印刷期間において制御ユニット10からヘッドユニット20へ供給される各種信号の波形及びSPラッチ、SILラッチ、SIMラッチ及びSILラッチの更新タイミングを示す図である。また、図15は、変形例2において、印刷期間から検査期
間に切り替わる前後において制御ユニット10からヘッドユニット20へ供給される各種信号の波形及びSPラッチ、SILラッチ、SIMラッチ及びSILラッチの更新タイミングを示す図である。
間に切り替わる前後において制御ユニット10からヘッドユニット20へ供給される各種信号の波形及びSPラッチ、SILラッチ、SIMラッチ及びSILラッチの更新タイミングを示す図である。
図13に示すように、変形例2における検査吐出部指定データ管理部71は、30ビットのSPシフトレジスターの後段に、m番目の吐出部600に対する3ビットの印刷データ(SIL−m,SIM−m,SIH−m)、・・・、2番目の吐出部600に対する3ビットの印刷データ(SIL−2,SIM−2,SIH−2)、1番目の吐出部600に対する3ビットの印刷データ(SIL−1,SIM−1,SIH−1)をそれぞれ保持するための3m個のフリップフロップがこの順に接続された3mビットのSIシフトレジスターが配置されている。図13において、駆動信号選択部72の構成(電気的な接続関係)は図7と同じである。
図14及び図15に示すように、制御部100から、印刷期間における印刷データSI及びプログラムデータSPあるいは検査期間における第1データとして、1番目の吐出部600に対する3ビットの印刷データ(SIH−1,SIM−1,SIL−1)、1番目の吐出部600に対する3ビットの印刷データ(SIH−2,SIM−2,SIL−2)、・・・、m番目の吐出部600に対する3ビットの印刷データ(SIH−m,SIM−m,SIL−m)、30ビットのプログラムデータSP−1〜SP−30の順に送信される。また、制御部100から、印刷期間における印刷データSI及びプログラムデータSPあるいは検査期間における第1データとともに、ローレベルの制御信号Selが送信され、検査吐出部指定データ管理部71が第1管理モードに設定される。そして、検査吐出部指定データ管理部71において、クロック信号Sckの3m+30個のパルスによって、これらのデータが3mビットのSIシフトレジスター及び30ビットのSPシフトレジスターに保持され、制御信号LATの立ち上がりでラッチされる。
また、図15に示すように、検査期間における第1データは、m番目の吐出部600に対する3ビットの印刷データ(SIH−m,SIM−m,SIL−m)が(0,0,1)(「検査」)になっており、制御信号LATの立ち上がりで第1データがラッチされることにより、最初の期間T1ではm番目の吐出部600の検査が行われる。その後、周期Tb毎に、制御部100から、第2データとして3ビットの固定値”000”が、ハイレベルの制御信号Sel及び3個のパルスを含むクロック信号Sckとともに送信される。これにより、検査吐出部指定データ管理部71が第2管理モードに設定され、クロック信号Sckのエッジのタイミングで、SIL−mフリップフロップに3ビットの固定値”000”が順番に取り込まれるとともに、SIシフトレジスターが1ビットずつ合計3ビットシフトする。従って、検査期間において、周期Tb毎に、m個の吐出部600が順番に検査される。
[変形例3]
上記の実施形態では、残留振動に基づいて吐出部600の吐出不良の有無を検査しているが、検査内容はこれに限られない。例えば、ホストコンピューターからの検査指示に従い、m個の吐出部600にインクを吐出させるための駆動信号Voutを印加し、印刷媒体Pにノズルチェックパターンが形成されるようにしてもよい。ユーザーは、印刷媒体Pにノズルチェックパターンを目視して、吐出不良が確認できれば、クリーニング処理やワイピング処理等のメンテナンス処理を行わせてもよい。
上記の実施形態では、残留振動に基づいて吐出部600の吐出不良の有無を検査しているが、検査内容はこれに限られない。例えば、ホストコンピューターからの検査指示に従い、m個の吐出部600にインクを吐出させるための駆動信号Voutを印加し、印刷媒体Pにノズルチェックパターンが形成されるようにしてもよい。ユーザーは、印刷媒体Pにノズルチェックパターンを目視して、吐出不良が確認できれば、クリーニング処理やワイピング処理等のメンテナンス処理を行わせてもよい。
[変形例4]
上記実施形態では、駆動信号選択部72に、駆動回路50−a、50−b、50−cがそれぞれ駆動信号COM−A,COM−B,COM−Cを生成しているが、印刷期間では駆動信号COM−Cが使用されず、検査期間では駆動信号COM−Aが使用されないので
、駆動回路50−aが、印刷期間では駆動信号COM−Aを生成し、検査期間では駆動信号COM−Cを生成するようにしてもよい。この場合、印刷期間におけるプログラムデータSPは、駆動信号COM−A,COM−Bから「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」又は「非記録」に相当する駆動信号Voutを生成するためのデータとし、検査期間における第1データに含まれるプログラムデータSPは、駆動信号COM−B、COM−Cから「検査」又は「非記録」に相当する駆動信号Voutを生成するためのデータとすればよい。また、この場合、m個の吐出部600のそれぞれに対する印刷データは2ビットでよい。従って、駆動回路50−cは不要であり、検査吐出部指定データ管理部71や駆動信号選択部72の構成もより簡略化することができる。
上記実施形態では、駆動信号選択部72に、駆動回路50−a、50−b、50−cがそれぞれ駆動信号COM−A,COM−B,COM−Cを生成しているが、印刷期間では駆動信号COM−Cが使用されず、検査期間では駆動信号COM−Aが使用されないので
、駆動回路50−aが、印刷期間では駆動信号COM−Aを生成し、検査期間では駆動信号COM−Cを生成するようにしてもよい。この場合、印刷期間におけるプログラムデータSPは、駆動信号COM−A,COM−Bから「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」又は「非記録」に相当する駆動信号Voutを生成するためのデータとし、検査期間における第1データに含まれるプログラムデータSPは、駆動信号COM−B、COM−Cから「検査」又は「非記録」に相当する駆動信号Voutを生成するためのデータとすればよい。また、この場合、m個の吐出部600のそれぞれに対する印刷データは2ビットでよい。従って、駆動回路50−cは不要であり、検査吐出部指定データ管理部71や駆動信号選択部72の構成もより簡略化することができる。
以上、本実施形態あるいは変形例について説明したが、本発明はこれら本実施形態あるいは変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記の実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1…液体吐出装置、2…移動体、3…移動機構、4…搬送機構、10…制御ユニット、20…ヘッドユニット、24…キャリッジ、31…キャリッジモーター、32…キャリッジガイド軸、33…タイミングベルト、35…キャリッジモータードライバー、40…プラテン、41…搬送モーター、42…搬送ローラー、45…搬送モータードライバー、50−a,50−b,50−c…駆動回路、60…圧電素子、70…吐出選択部、71…検査吐出部指定データ管理部、72…駆動信号選択部、73…切替部、74…吐出状態検査部、75…スイッチ、76−1〜76−m…スイッチ、77…波形整形部、78…計測部、79…判定部、80…メンテナンスユニット、81…クリーニング機構、82…ワイピング機構、90…AND回路、91…AND回路、100…制御部、101…補完記録部、190…フレキシブルケーブル、600…吐出部、601…圧電体、611,612…電極、621…振動板、631…キャビティー、632…ノズルプレート、641…リザーバー、651…ノズル
Claims (10)
- 駆動信号を受けて液体を吐出する複数の吐出部からなる吐出部群と、
前記吐出部の状態を検査する吐出状態検査部と、
前記吐出状態検査部により検査される前記吐出部である検査対象吐出部を指定する検査吐出部指定データを管理する検査吐出部指定データ管理部と、
を有し、
前記検査吐出部指定データ管理部は、
第1のデータ保持部と、第2のデータ保持部と、を備え、
前記第1のデータ保持部に保持されているデータ及び前記第2のデータ保持部に保持されているデータを更新する第1管理モードと、
前記第1のデータ保持部に保持されているデータを更新せずに、前記第2のデータ保持部に保持されているデータを更新する第2管理モードと、
を有する、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 前記第1のデータ保持部に保持される前記検査吐出部指定データは、前記複数の吐出部の中から駆動する吐出部を選択するためのデータであり、
前記第2のデータ保持部に保持される前記検査吐出部指定データは前記駆動信号を部分的に選択するためのデータである、
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記第1のデータ保持部は、第1のシフトレジスターであり、
前記第2のデータ保持部は、第2のシフトレジスターであり、
前記第1管理モードでは、
前記検査吐出部指定データが前記第1のシフトレジスターに入力され、
前記第1のシフトレジスターは、入力された前記検査吐出部指定データをシフトし、
前記第2のシフトレジスターは、前記第1のシフトレジスターから出力されたデータをシフトして、保持されているデータを更新し、
前記第2管理モードでは、
前記検査吐出部指定データが前記第2のシフトレジスターに入力され、
前記第2のシフトレジスターは、入力された前記検査吐出部指定データをシフトして、保持されているデータを更新する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。 - 前記第2のシフトレジスターは、Nビット(Nは1以上の自然数)のレジスターであり、
前記第1管理モードでは、前記第2のシフトレジスターは、前記第1のシフトレジスターから出力されたデータをNビットシフトして保持し、
前記第2管理モードでは、前記第2のシフトレジスターは、入力された前記検査吐出部指定データをNビット未満のビット数だけシフトして保持する、
ことを特徴とする請求項3に記載の液体吐出装置。 - 前記第1のデータ保持部は、第1のシフトレジスターであり、
前記第2のデータ保持部は、第2のシフトレジスターであり、
前記第1管理モードでは、前記第1のシフトレジスターの後段に前記第2のシフトレジスターが接続され、前記検査吐出部指定データは前記第1のシフトレジスターに入力され、
前記第2管理モードでは、前記第1のシフトレジスターの後段に前記第2のシフトレジスターが接続されず、前記検査吐出部指定データは前記第2のシフトレジスターに入力さ
れる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。 - 前記第1管理モードは、はじめに検査される際に使用され、
前記第2管理モードは、継続して検査される際に使用される、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記検査吐出部指定データ管理部は、
前記第2管理モードにおいて、前記検査対象吐出部の指定をシフトさせるように前記第2のデータ保持部に保持されているデータを更新する、
ことを特徴とする請求項6に記載の液体吐出装置。 - 前記吐出状態検査部により前記検査対象吐出部の状態が不良であると判断された場合に対応を行う吐出不良対応部をさらに有する、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記吐出不良対応部は、
前記吐出状態検査部により前記検査対象吐出部の状態が不良であると判断された場合、前記検査対象吐出部以外の前記吐出部からの液体の吐出量を増やす、
ことを特徴とする請求項8に記載の液体吐出装置。 - 前記吐出不良対応部には、
クリーニング機構、ワイピング機構及び補完記録機構の少なくとも1つが含まれる、
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の液体吐出装置。
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