CN104044345A - 印刷装置以及喷嘴的检查方法 - Google Patents

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Abstract

一种印刷装置及喷嘴的检查方法。其课题为,根据印刷模式而存在无法适当地执行喷嘴检查的情况。其以如下方式对印刷装置所具备的喷嘴进行检查,即,根据通过对压电元件施加驱动信号中所包含的检查用波形而得到的检测信号,从而对与压电元件对应的喷嘴是否处于液体喷出不良进行判断,在以第一印刷速度实施的第一印刷模式下使用第一检查用波形对残留振动进行检测,在以第二印刷速度实施的第二印刷模式下使用第二检查用波形对残留振动进行检测,第一印刷速度慢于第二印刷速度,第一检查用波形的检查时间长于第二检查用波形的检查时间。

Description

印刷装置以及喷嘴的检查方法
技术领域
本发明涉及喷嘴的检查。
背景技术
喷墨式的打印机通过喷出腔室内的油墨从而实施印刷。油墨在进行干燥时将增稠。当腔室内的油墨增稠时,有时会成为喷出不良的原因。因此,优选对油墨是否增稠了进行检查。作为该检查,已知一种如下的方法,即,对腔室内的油墨施加振动,并且根据油墨相对于该振动的变动而对增稠程度进行判断。该振动被称为残留振动。该方法在即使中断印刷也能够实施的这一点上较为优异(例如,专利文献1)。
上述在先技术所存在的课题在于,存在根据印刷模式而无法恰当地执行喷嘴的检查的情况。除此之外,期望装置的小型化、低成本化、省资源化、制造的容易化、操作度的提高等。
专利文献1:日本特许第4114638号公报
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而被完成的发明,并且能够以如下的方式实现。
(1)根据本发明的一个方式,提供一种如下的印刷装置,所述印刷装置具有头单元,所述头单元具备多个喷出液体的喷嘴、与所述喷嘴连通的压力室、和对每个所述压力室所设置的压电元件,所述印刷装置通过对所述压电元件施加驱动信号,从而从所述喷嘴喷出液体。该印刷装置根据如下的检测信号而对与所述压电元件对应的所述喷嘴是否处于液体喷出不良进行判断,其中,所述检测信号是通过对所述压电元件施加所述驱动信号中所包含的检查用波形而得到的,在以第一印刷速度而实施的第一印刷模式下,使用第一检查用波形而对残留振动进行检测,在以第二印刷速度而实施的第二印刷模式下,使用第二检查用波形而对残留振动进行检测,所述第一印刷速度慢于所述第二印刷速度,所述第一检查用波形的检查时间长于所述第二检查用波形的检查时间。根据该方式,能够实现与印刷模式相应的适当的检查。这是因为,当印刷速度较慢时,增长检查用波形的检查时间(以下,也称为“继续时间”),而当印刷速度较快时,缩短继续时间。
(2)在上述方式中,在所述第一印刷模式下对喷出时刻进行规定的时刻信号的周期,长于在所述第二印刷模式下对喷出时刻进行规定的时刻信号的周期。根据该方式,能够实现与印刷模式相应的适当的检查。这是因为,当时刻信号的周期较长时,增长继续时间,而当时刻信号的周期较短时,缩短继续时间。
(3)在上述方式中,所述第一检查用波形的最大或最小电位与中间电位之差的绝对值,大于所述第二检查用波形的最大或最小电位与中间电位之差的绝对值。根据该方式,能够取得检查精度与残留振动的衰减之间的平衡。为了检查,优选为,残留振动的振幅较大。另一方面,如果残留振动的振幅较大,则残留振动衰减需要花费较多时间。因此,通过如本方式这样,在印刷速度较慢时增大上述绝对值,而在印刷速度较快时减小上述绝对值,从而能够获得上述效果。
(4)在上述方式中,所述第一印刷模式下的所述头的移动速度慢于所述第二印刷模式下的所述头的移动速度。根据该方式,能够实现与印刷模式相应的适当的检查。这是因为,当头的移动速度较慢时,增长继续时间,而当印刷速度较快时,缩短继续时间。
(5)在上述方式中,所述第一印刷模式下的分辨率低于所述第二印刷模式下的分辨率。根据该方式,与分辨率相应地,能够恰当地设定继续时间。一般情况下,分辨率较低时与分辨率较高时相比,液滴较大。且多数情况下较大的液滴与较小的液滴相比不易受到外部干扰的影响。因此,通过如本方式这样,根据印刷模式来设定继续时间,从而能够得到上述效果。
即使通过上述以外的各种各样的方式也能够实现本发明。例如,能够通过喷嘴的检查方法、用于实现该方法的程序、存储了该程序的非临时的存储介质等的方式来实现本发明。
附图说明
图1为表示作为本发明的液滴喷出装置的一种的喷墨打印机的结构的概要图。
图2为概要性地表示本发明的喷墨打印机的主要部分的框图。
图3为图1所示的喷墨打印机中的头单元(喷墨头)的概要剖视图。
图4为表示图3的头单元的结构的分解立体图。
图5为使用四色油墨的头单元的喷嘴板的喷嘴配置图案的一个示例。
图6为表示图3的III-III截面的驱动信号输入时的各个状态的状态图。
图7为表示假设了图3的振动板的残留振动的、单振动的计算模型的电路图。
图8为表示图3的振动板的正常喷出时的残留振动的实验值与计算值之间的关系的图表。
图9为图3的腔室内混入有气泡时的喷嘴附近的概念图。
图10为表示因向腔室的气泡混入而变得不喷出油墨滴的状态下的残留振动的计算值以及实验值的图表。
图11为图3的喷嘴附近的油墨通过干燥而固定了的情况下的喷嘴附近的概念图。
图12为表示喷嘴附近的油墨的干燥增稠状态下的残留振动的计算值以及实验值的图表。
图13为图3的喷嘴出口附近附着有纸粉时的喷嘴附近的概念图。
图14为表示喷嘴出口附着有纸粉的状态下的残留振动的计算值以及实验值的图表。
图15为表示喷嘴附近附着有纸粉前后的喷嘴的状态的照片。
图16为喷出异常检测单元的概要框图。
图17为将图3的静电作动器设为平行平板电容器时的概念图。
图18为包括由图3的静电作动器构成的电容器在内的振荡电路的电路图。
图19为图16所示的喷出异常检测单元的F/V转换电路的电路图。
图20为表示基于从振荡电路输出的振荡频率的各个部分的输出信号等的时刻的时序图。
图21为用于对固定时间tr以及t1的设定方法进行说明的图。
图22为表示图16的波形整形电路的电路结构的电路图。
图23为表示驱动电路与检测电路之间的切换单元的概要的框图。
图24为表示喷出异常检测和判断处理的流程图。
图25为表示残留振动检测处理的流程图。
图26为表示喷出异常判断处理的流程图。
图27为多个喷墨头的喷出异常检测的时刻的一个示例(喷出异常检测单元为一个的情况)。
图28为多个喷墨头的喷出异常检测的时刻的一个示例(喷出异常检测单元的数量与喷墨头的数量相同的情况)。
图29为多个喷墨头的喷出异常检测的时刻的一个示例(喷出异常检测单元的数量与喷墨头的数量相同,且在存在印字数据时实施喷出异常检测的情况)。
图30为多个喷墨头的喷出异常检测的时刻的一个示例(喷出异常检测单元的数量与喷墨头的数量相同,且以巡回的方式对各个喷墨头实施喷出异常检测的情况)。
图31为表示图27所示的喷墨打印机的冲洗动作时的喷出异常检测的时刻的流程图。
图32为表示图28以及图29所示的喷墨打印机的冲洗动作时的喷出异常检测的时刻的流程图。
图33为表示图30所示的喷墨打印机的冲洗动作时的喷出异常检测的时刻的流程图。
图34为表示图28以及图29所示的喷墨打印机的印字动作时的喷出异常检测的时刻的流程图。
图35为表示图30所示的喷墨打印机的印字动作时的喷出异常检测的时刻的流程图。
图36为表示从图1所示的喷墨打印机的上部观察时的概要结构(一部分省略)的图。
图37为表示图36所示的擦拭器与头单元之间的位置关系的图。
图38为泵抽吸处理时的头单元、帽、泵之间的关系的图。
图39为表示图38所示的管泵的结构的概要图。
图40为表示本发明的喷墨打印机中的喷出异常恢复处理的流程图。
图41为用于对擦拭器(擦拭单元)的其他的结构例进行说明的图,(a)为表示印字单元(头单元)的喷嘴面的图,(b)为表示擦拭器的图。
图42为表示图41所示的擦拭器的工作状态的图。
图43为用于对擦拭单元的其他的结构例进行说明的图。
图44为表示本发明中的喷墨头的其他的结构例的概要的剖视图。
图45为表示本发明中的喷墨头的其他的结构例的概要的剖视图。
图46为表示本发明中的喷墨头的其他的结构例的概要的剖视图。
图47为表示本发明中的喷墨头的其他的结构例的概要的剖视图。
图48为表示第三实施例中的头单元的结构的立体图。
图49为图48所示的头单元(喷墨头)的剖视图。
图50为表示实施方式4中的印刷模式的图表。
图51为最高画质模式和高速高画质模式的波形。
图52为正常模式和高速制图模式的波形。
具体实施方式
以下,参照图1至图52,对本发明的液滴喷出装置以及喷墨打印机的优选实施方式进行详细说明。另外,该实施方式为作为示例所列举的方式,而不应当由此来限定性地对本发明的内容进行解释。另外,以下在本实施方式中,作为一个示例,使用喷出油墨(液状材料)从而在记录纸张(液滴接受物)上打印图像的喷墨打印机来进行说明。
第一实施方式
图1为表示作为本发明的第一实施方式中的液滴喷出装置的一种的喷墨打印机1的结构的概要图。另外,在以下的说明中,将上侧称为“上部”,将下侧称为“下部”。首先,对该喷墨打印机1的结构进行说明。
图1所示的喷墨打印机具备装置主体2,并且在上部后方设置有对记录纸张P进行设置的托架21,在下部前方设置有对记录纸张P进行排出的排纸口22,在上部表面上设置有操作面板7。
操作面板7由例如液晶显示器、有机EL显示器、LED灯等构成,并且具备对错误信息等进行显示的显示部(未图示)、和由各种开关等构成的操作部(未图示)。该操作面板7的显示部作为通知单元而发挥功能。
此外,在装置主体2的内部主要具有:印刷装置(印刷单元)4,其具备进行往复移动的印字单元(移动体)3;供纸装置(液滴接受物输送单元)5,其针对印刷装置4供给和排出记录纸张P;控制部(控制单元)6,其对印刷装置4以及供纸装置5进行控制。
通过控制部6的控制,从而供纸装置5逐张地间歇输送记录纸张P。该记录纸张P从印字单元3的下部附近通过。此时,印字单元3在与记录纸张P的输送方向大致正交的方向上进行往复移动,从而实施对记录纸张P的印刷。即,印字单元3的往复移动和记录纸张P的间歇输送成为印刷中的主扫描和副扫描,以实施喷墨方式的印刷。
印刷装置4具备:印字单元3、使印字单元3在主扫描方向上进行移动(往复移动)的成为驱动源的滑架电机41、接受滑架电机41的旋转从而使印字单元3进行往复移动的往复移动机构42。
印字单元3具有多个头单元35、向各个头单元35供给油墨的油墨盒(I/C)31、搭载了各个头单元35以及油墨盒31的滑架32。另外,在采用油墨的消耗量较多的喷墨打印机的情况下,也可以被构成为,油墨盒31不被搭载于滑架32上而是被设置在其他的部位处,并通过管而与头单元35连通,并被供给油墨(未图示)。
另外,作为油墨盒31,通过使用填充了黄色、蓝绿色、品红色、黑色(black)这四种颜色的油墨盒,从而能够实施全彩色印刷。此时,在印字单元3上设置有与各个颜色分别对应的头单元35(关于其结构,将在后文中进行详细叙述)。在此,虽然在图1中示出了与四种颜色对应的四个油墨盒31,但是印字单元3也可以被构成为,还具备其他的颜色的、例如淡蓝绿色、淡品红色、暗黄色、特殊颜色油墨等的油墨盒31。
往复移动机构42具有滑架引导轴422和正时带421,其中,所述滑架引导轴422的两端被支承在框架(未图示)上,所述正时带421与滑架引导轴422平行地延伸。
滑架32以往复移动自如的方式被支承在往复移动机构42的滑架引导轴422上,并且被固定在正时带421的一部分上。
当通过滑架电机41的工作而使正时带421经由带轮正反行进时,印字单元3被滑架引导轴422引导从而进行往复移动。而且,在该往复移动时,与被印刷的图像数据(印刷数据)相对应地,从头单元35的各个喷墨头100适当地喷出油墨,从而实施向记录纸张P的印刷。
供纸装置5具有成为其驱动源的供纸电机51、和通过供纸电机51的工作而进行旋转的供纸辊52。
供纸辊52由从动辊52a和驱动辊52b构成,所述从动辊52a和驱动辊52b以隔着记录纸张P的输送路径(记录纸张P)的方式上下对置,驱动辊52b与供纸电机51相连结。由此,供纸辊52将设置在托架21上的多张记录纸张P朝向印刷装置4逐张地送入、或者从印刷装置4逐张地排出。另外,也可以为如下的结构,即,以拆卸自如的方式安装对记录纸张P进行收纳的供纸盒,以取代托架21。
而且,供纸电机51还与印字单元3的往复动作连动,从而实施与图像的分辨率相对应的记录纸张P的送纸。对于供纸动作和送纸动作,既可以分别由不同的电机实施,此外,也可以通过电磁离合器等的实施扭矩传递的切换的部件,从而由相同的电机来实施。
控制部6根据从例如个人计算机(PC)和数码相机(DC)等的主计算机8输入的印刷数据而对印刷装置4和供纸装置5等进行控制,由此而在记录纸张P上实施印刷处理。此外,控制部6使操作面板7的显示部显示错误信息等、或者使LED灯等点亮/闪烁,并且根据从操作部输入的各种开关的按下信号,而使各个部分执行相对应的处理。而且,控制部6有时也会根据需要而将错误信息和喷出异常等的信息传送至主计算机8。
图2为概要性地表示本发明的喷墨打印机的主要部分的框图。在该图2中,本发明的喷墨打印机1具备:接受从主计算机8输入的印刷数据等的接口部(IF:Interface)9、控制部6、滑架电机41、对滑架电机41进行驱动控制的滑架电机驱动器43、供纸电机51、对供纸电机51进行驱动控制的供纸电机驱动器53、头单元35、对头单元35进行驱动控制的头驱动器33、喷出异常检测单元10、恢复单元24、操作面板7。另外,对于喷出异常检测单元10、恢复单元24以及头驱动器33,将在后文中进行详细叙述。
在该图2中,控制部6具备:CPU(Central Processing Unit:中央处理器)61,其执行印刷处理和喷出异常检测处理等的各种处理;EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory:电可擦可编程只读存储器)(存储单元)62,其为将从主计算机8经由IF9而被输入的印刷数据收纳于未图示的数据收纳区域内的非易失性半导体存储器的一种;RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)63,其在执行后文所述的喷出异常检测处理等时,临时存储各种数据、或者临时展开印刷处理等的应用程序;PROM64,其为对控制各个部分的控制程序等进行保存的非易失性半导体存储器的一种。另外,控制部6的各个结构要素通过未图示的总线而被电连接。
如上所述,印字单元3具备与各个颜色的油墨相对应的多个头单元35。此外,各个头单元35具备多个喷嘴110和与这些各个喷嘴110分别对应的静电作动器120。即,头单元35成为具备多个喷墨头100(液滴喷出头)的结构,其中,所述喷墨头100(液滴喷出头)具有一组喷嘴110以及静电作动器120。而且,头驱动器33由驱动电路18和切换单元23构成(参照图16),其中,所述驱动电路18对各个喷墨头100的静电作动器120进行驱动,并对油墨的喷出时刻进行控制。另外,关于静电作动器120的结构,将在后文中进行叙述。
此外,虽然未进行图示,但是控制部6上分别电连接有例如能够对油墨盒31的油墨剩余量、印字单元3的位置、温度、湿度等的印刷环境等进行检测的各种传感器。
控制部6在通过IF9而从主计算机8接收到印刷数据时,将该印刷数据收纳于EEPROM62中。而且,CPU61对该印刷数据执行预定的处理,并根据该处理数据以及来自各种传感器的输入数据,而向各个驱动器33、43、53输出驱动信号。当通过各个驱动器33、43、53而被输入这些驱动信号时,头单元35的多个静电作动器120、印刷装置4的滑架电机41以及供纸装置5分别进行工作。由此,记录用纸P被执行印刷处理。
接下来,对印字单元3内的各个头单元35的结构进行说明。图3为图1所示的头单元35(喷墨头100)的概要剖视图,图4为表示与一个颜色的油墨相对应的头单元35的概要结构的分解立体图,图5为表示应用了图3以及图4所示的头单元35的印字单元3的喷嘴面的一个示例的俯视图。另外,在图3以及图4中,以与通常所使用的状态相比而上下颠倒了的方式进行了图示。
如图3所示,头单元35通过油墨吸入口131、阻尼器室130以及油墨供给管311而与油墨盒31相连接。在此,阻尼器室130具备由橡胶构成的阻尼器132。通过该阻尼器室130,从而能够吸收滑架32进行往复行进时的油墨的摆动以及油墨压力的变化,由此,能够稳定地向头单元35供给预定量的油墨。
此外,头单元35呈如下的三层结构,即,隔着硅基板140而分别在上侧层压有相同的硅制的喷嘴板150、并在下侧层压有热膨胀率与硅接近的硼硅酸玻璃基板(玻璃基板)160。在中央的硅基板140上形成有槽,所述槽作为独立的多个腔室(压力室)141(在图4中示出七个腔室)、一个容器(共通油墨室)143、使该容器143与各个腔室141连通的油墨供给口(孔)142而各自发挥功能。
各个槽例如能够通过从硅基板140的表面实施蚀刻处理而形成。该喷嘴板150、硅基板140、玻璃基板160按照此顺序被接合,且划分形成有各个腔室141、容器143、各个油墨供给口142。
这些腔室141被分别形成为短栅状(长方体状),并且被构成为,其容积通过后文所述的振动板121的振动(位移)而可变,且通过该容积变化而从喷嘴110喷出油墨(液状材料)。在喷嘴板150上,在与各个腔室141的顶端侧的部分相对应的位置处形成有喷嘴110,并且它们连通于各个腔室141。此外,在容器143所处的玻璃基板160的部位处,形成有与容器143连通的油墨吸入口131。油墨从油墨盒31经过油墨供给管311、阻尼器室130并穿过油墨吸入口131从而被供给至容器143。被供给至容器143的油墨穿过各个油墨供给口142而被供给至独立的各个腔室141。另外,各个腔室141通过喷嘴板150、侧壁(隔壁)144和底壁121而被划分形成。
独立的各个腔室141的底壁121被形成为薄壁,且底壁121被构成为,作为能够在其面外方向(厚度方向)、即图3中的上下方向上进行弹性变形(弹性位移)的振动板(隔膜)而发挥功能。因此,为了便于以后的说明,有时会将该底壁121的部分称为振动板121而进行说明(即,以下,对“底壁”和“振动板”均使用符号121)。
在玻璃基板160的硅基板140侧的表面上,在与硅基板140的各个腔室141对应的位置处,分别形成有较浅的凹部161。因此,各个腔室141的底壁121隔着预定的间隙而与形成有凹部161的玻璃基板160的对置壁162的表面相对。即,在腔室141的底壁121与后文所述的段电极122之间,存在预定的厚度(例如,0.2微米程度)的空隙。另外,所述凹部161例如能够通过蚀刻等而形成。
在此,各个腔室141的底壁(振动板)121构成用于通过由头驱动器33供给的驱动信号而分别蓄积电荷的各个腔室141侧的共通电机124的一部分。即,各个腔室141的振动板121分别兼作为后文所述的相对应的静电作动器120的一个对置电极(电容器的对置电极)。而且,在玻璃基板160的凹部161的表面上,以与各个腔室141的底壁121对峙的方式分别形成有与共通电极124对置的电极、即段电极122。此外,如图3所示,各个腔室141的底壁121的表面被由硅的氧化膜(SiO2)构成的绝缘层123所覆盖。如此,各个腔室141的底壁121、即振动板121和与其对应的段电极122,通过形成于腔室141的底壁121的图3中下侧的表面上的绝缘层123和凹部161内的空隙,从而形成(构成)对置电极(电容器的对置电极)。因此,通过振动板121、段电极122、它们之间的绝缘层123以及空隙,从而构成了静电作动器120的主要部分。
如图3所示,包括驱动电路18在内的头驱动器33根据从控制部6输入的印字信号(印字数据),而实施这些对置电极之间的充电放电,其中,所述驱动电路18用于在这些对置电极之间施加驱动电压。头驱动器(电压施加单元)33的一个输出端子与各个段电极122相连接,另一个输出端子与形成在硅基板140上的共通电极124的输入端子124a相连接。另外,由于在硅基板140中注入有杂质,且其自身具有导电性,因此能够从该共通电极124的输入端子124a向底壁121的共通电极124供给电压。此外,例如也可以在硅基板140的一个面上形成金和铜等的导电性材料的薄膜。由此,能够以较低的电阻(高效地)向共通电极124供给电压(电荷)。该薄膜只需通过例如蒸镀或者阴极真空喷镀等而形成即可。在此,在本实施方式中,由于例如通过阳极结合而使硅基板140和玻璃基板160结合(接合),因此,在该阳极结合中,作为电极而使用的导电膜形成于硅基板140的流道形成面侧(图3所示的硅基板140的上部侧)。而且,就此将该导电膜作为共通电极124的输入端子124a而使用。另外,在本发明中,也可以省略例如共通电极124的输入端子124a,此外,硅基板140和玻璃基板160之间的接合方法并不限定于阳极接合。
如图4所示,头单元35具备:形成有多个喷嘴110的喷嘴板150;形成有多个腔室141、多个油墨供给口142、一个容器143的硅基板(油墨室基板)140;绝缘层123,并且,它们被收纳于包含玻璃基板160在内的基体170中。基体170例如由各种树脂材料、各种金属材料等构成,并且在该基体170上固定支承有硅基板140。
另外,虽然为了在图4中简单地表示,而使形成在喷嘴板150上的喷嘴110相对于容器143大致并排地被直线排列配置,但是,喷嘴的排列配置图案并不限定于该结构,通常情况下,例如如图5所示的喷嘴配置图案那样,被错层配置。此外,该喷嘴110之间的间隙能够根据印刷分辨率(dpi:dotper inch)而适当设定。另外,在图5中,示出了应用四种颜色的油墨(油墨盒31)时的喷嘴110的配置图案。
图6示出了图3的III-III剖面的驱动信号输入时的各个状态。当从头驱动器33向对置电极之间施加驱动电压时,在对置电极之间产生库仑力,底壁(振动板)121相对于初始状态(图6(a))向段电极122侧挠曲,从而腔室141的容积扩大(图6(b))。在该状态下,当通过头驱动器33的控制而使对置电极之间的电荷急剧地放电时,振动板121通过其弹性复原力而向图中上方复原,并越过初始状态下的振动板121的位置而向上部移动,腔室141的容积急剧地进行收缩(图6(c))。此时,通过腔室141内所产生的压缩压力,从而使充满腔室141的油墨(液状材料)的一部分以油墨滴的形式从与该腔室141连通的喷嘴110中喷出。
各个腔室141的振动板121通过该一系列的动作(根据头驱动器33的驱动信号而实施的油墨喷出动作),从而在到被输入下一个驱动信号(驱动电压)并再次喷出油墨滴为止的期间内,进行衰减振动。以下,也将该衰减振动称为残留振动。假设,振动板121的残留振动具有固有振动频率,所述固有振动频率是通过喷嘴110和油墨供给口142的形状、或者因油墨粘度等引起的声阻r、因流道内的油墨量引起的迟滞m、振动板121的可塑性Cm而被决定的。
对基于上述假设的振动板121的残留振动的计算模型进行说明。图7为表示假设了振动板121的残留振动的单振动的计算模型的电路图。如此,振动板121的残留振动的计算模型通过声压P、上述的迟滞m、可塑性Cm以及声阻r来表示。而且,当关于体积速度u而对向图7的电路施加了声压P时的阶段应答进行计算时,得到了如下的数学式。
[数学式1]
u = P ω · m e - ωt · sin ωt - - - ( 1 )
ω = 1 m · C m - α 2 - - - ( 2 )
α = r 2 m - - - ( 3 )
对根据该数学式而得到的计算结果、和另外实施的油墨滴的喷出后的振动板121的残留振动的实验的实验结果进行比较。图8为表示振动板121的残留振动的实验值与计算值之间的关系的图表。从该图8所示的图表可知,实验值和计算值的两个波形大致一致。
并且,在头单元35的各个喷墨头100中,存在无论是否实施了如前文所述那样的喷出动作,均无法从喷嘴110正常地喷出油墨滴的现象、即存在发生液滴的喷出异常的情况。作为发生该喷出异常的原因,如后文所述那样,可列举出(1)向腔室141内的气泡的混入、(2)喷嘴110附近处的油墨的干燥和增稠(固定)、(3)向喷嘴110出口附近的纸粉附着等。
当发生该喷出异常时,作为其结果,典型而言会出现无法从喷嘴110喷出液滴的情况、即液滴的不喷出现象,此时,将产生在记录纸张P上所印刷(描绘)的图像上的像素的漏点。此外,由于在喷出异常的情况下,即使从喷嘴110喷出了液滴,液滴的量也过少、或者该液滴的飞射方向(轨迹)也会发生偏移而无法恰当地喷落,因此,最终还是会出现像素的漏点。由此,在以下的说明中,有时将液滴的喷出异常简单地称为“漏点”。
在下文中,根据图8所示的比较结果,针对不同的、喷墨头100的喷嘴110所产生的印刷处理时的漏点(喷出异常)现象(液滴不喷出现象)的原因,而对声阻r及/或迟滞m的值进行调节,以使振动板121的残留振动的计算值和实验值一致(大致一致)。
首先,对作为漏点的一个原因的、向腔室141内的气泡的混入进行讨论。图9为图3的腔室141内混入了气泡B时的喷嘴110附近的概念图。如该图9所示,假设所产生的气泡B为,产生并附着在腔室141的壁面上的气泡(在图9中,作为气泡B的附着位置的一个示例而示出了气泡B附着在喷嘴110附近的情况)。
如此,在腔室141内混入有气泡B的情况下,可认为,充满腔室141内的油墨的总重量减少,且迟滞m降低。此外,由于气泡B附着于腔室141的壁面上,因此可认为,成为喷嘴110的直径仅变大气泡B的直径的大小的状态,且声阻r降低。
因此,对于油墨被正常地喷出的图8的情况,通过将声阻r、迟滞m均设定得较小,并对气泡混入时的残留振动的实验值进行微调,从而可得到图10那样的结果(图表)。从图8以及图10的图表可知,在腔室141内混入了气泡的情况下,能够得到具有与正常喷出时相比频率增高的特征的残留振动波形。另外,由于声阻r的降低等,残留振动的振幅的衰减率也变小,并且还能够确认残留振动的振幅缓缓降低。
接下来,对作为漏点的另一个原因的、喷嘴110附近处的油墨的干燥(固定、增稠)进行讨论。图11为图3的喷嘴110付近的油墨通过干燥而固定时的喷嘴110附近的概念图。如该图11所示,当喷嘴110付近的油墨干燥从而固定时,腔室141内的油墨成为被关闭在腔室141内的这样的状况。如此,在喷嘴110付近的油墨干燥并增稠了的情况下,可认为,声阻r有所增加。
因此,对于油墨被正常地喷出的图8的情况,通过将声阻r设定得较大,并对喷嘴110付近的油墨干燥固定(增稠)时的残留振动的实验值进行微调,从而可得到图12那样的结果(图表)。另外,图12所示的实验值为,对如下的状态下的振动板121的残留振动进行了测定而得到的实验值,所述状态为,由于在未安装未图示的帽的状态下放置头单元35几天时间,从而喷嘴110付近的油墨干燥、增稠,因此无法喷出油墨的(油墨固定了的)状态。从图8以及图12的图表可知,在喷嘴110付近的油墨因干燥而固定了的情况下,可得到具有与正常喷出时相比频率变得极低,且残留振动变得过衰减的特征的残留振动波形。这是因为,在为了喷出油墨滴而使振动板121向图3中下方靠近,从而在油墨从容器143流入到腔室141内之后,在振动板121向图3中上方进行移动时不存在腔室141内的油墨的逃走通道,进而使振动板121无法急剧地振动(成为过衰减)。
接下来,对作为漏点的又一个原因的、向喷嘴110出口附近的纸粉附着进行讨论。图13为图3的喷嘴110出口附近附着有纸粉的情况下的、喷嘴110附近的概念图。如该图13所示,在喷嘴110的出口附近附着有纸粉时,油墨从腔室141内经由纸粉而渗出,从而变得无法从喷嘴110喷出油墨。如此,在喷嘴110的出口附近附着有纸粉,且从喷嘴110渗出有油墨的情况下,可认为,由于在从振动板121进行观察时,与正常时相比腔室141内以及渗出的油墨有所增加,因此迟滞m增加。此外,可认为,由于附着于喷嘴110的出口附近的纸粉的纤维而使声阻r增大。
因此,对于油墨被正常地喷出的图8的情况,通过将迟滞m、声阻r均设定得较大,并对向喷嘴110的出口付近的纸粉附着时的残留振动的实验值进行微调,从而可得到图14那样的结果(图表)。从图8以及图14的图表可知,在喷嘴110的出口附近附着有纸粉的情况下,可得到具有与正常喷出时相比频率降低的特征的残留振动波形(在此,从图12以及图14还可知,纸粉附着时与油墨干燥时相比,残留振动的频率较高。)。另外,图15为表示该纸粉附着前后的喷嘴110的状态的照片。从图15(b)可以看到如下状态,即,当喷嘴110的出口附近附着有纸粉时,油墨沿着纸粉渗出的状态。
在此,喷嘴110付近的油墨干燥并增稠了的情况和喷嘴110的出口附近附着有纸粉的情况,与正常地喷出油墨滴的情况相比,衰减振动的频率均变低。为了从振动板121的残留振动的波形对这两个漏点(油墨不喷出:喷出异常)的原因进行确定,而通过例如衰减振动的频率、周期、相位具有预定的阈值从而进行比较,或者,能够根据残留振动(衰减振动)的周期变化和振幅变化的衰减率来进行确定。如此,能够通过喷出来自各喷墨头100的喷嘴110的油墨滴时的振动板121的残留振动的変化、尤其是其频率的変化,而对各喷墨头100的喷出异常进行检测。此外,通过对此时的残留振动的频率和正常喷出时的残留振动的频率进行比较,从而能够确定喷出异常的原因。
接下来,对喷出异常检测单元10进行说明。图16为图3所示的喷出异常检测单元10的概要框图。如该图16所示,喷出异常检测单元10具备:残留振动检测单元16,其由振荡电路11、F/V转换电路12、波形整形电路15构成;计测单元17,其根据由该残留振动检测单元16检测到的残留振动波形数据而对周期和振幅等进行计测;判断单元20,其根据由该计测单元17计测到的周期等而对喷墨头100的喷出异常进行判断。在喷出异常检测单元10中,残留振动检测单元16通过如下方式进行检测,即,振荡电路11根据静电作动器120的振动板121的残留振动而进行振荡,并且因其振荡频率而在F/V转换电路12以及波形整形电路15中形成振动波形。而且,计测单元17根据所检测到的振动波形而对残留振动的周期等进行计测,判断单元20根据计测到的残留振动的周期等,而对印字单元3内的各个头单元35所具备的各喷墨头100的喷出异常进行检测、判断。以下,对喷出异常检测单元10的各个结构要素进行说明。
首先,对为了检测静电作动器120的振动板121的残留振动的频率(振动数)而使用振荡电路11的方法进行说明。图17为将图3的静电作动器120设为平行平板电容器时的概念图,图18为包括由图3的静电作动器120构成的电容器在内的振荡电路11的电路图。另外,虽然图18所示的振荡电路11为利用施米特触发器的滞后特性的CR振荡电路,但是本发明并不限定于这样的CR振荡电路,只要为使用了作动器(包括振动板在内)的静电电容成分(电容器C)的振荡电路,则为任何振荡电路均可。振荡电路11也可以采用利用了例如LC振荡电路的结构。此外,虽然在本实施方式中,示出了使用了施米特触发逆变器的示例并进行了说明,但是例如也可以构成使用了三段的逆变器的CR振荡电路。
在图3所示的喷墨头100中,构成了静电作动器120,在所述静电作动器120中,如上所述,振动板121和隔开非常小的间隔(空隙)的段电极122形成对置电极。该静电作动器120可以认为是图17所示的那种平行平板电容器。当将该电容器的静电电容设为C、将振动板121以及段电极122各自的表面积设为S、将两个电极121、122的距离(间隙长)设为g、将两个电极所夹持的空间(空隙)的介电常数设为ε(将真空的介电常数设为ε0、将空隙的比介电常数设为εr时,ε=ε0·εr)时,图17所示的电容器(静电作动器120)的静电电容C(x)通过下式来表示。
[数学式2]
C ( x ) = ϵ 0 · ϵ r S g - x ( F ) - - - ( 4 )
另外,如图17所示,式(4)的x表示因振动板121的残留振动而产生的、自振动板121的基准位置起的位移量。
从该式(4)可知,如果间隙长g(间隙长g-位移量x)变小,则静电电容C(x)变大,相反地,如果间隙长g(间隙长g-位移量x)变大,则静电电容C(x)变小。如此,静电电容C(x)与(间隙长g-位移量x)(在x为0时,为间隙长g)成反比。另外,在图3所示的静电作动器120中,由于空隙被空气充满,因此比介电常数εr=1。
此外,由于在一般情况下,随着液滴喷出装置(在本实施方式中,为喷墨打印机1)的分辨率的增高,被喷出的油墨滴(墨点)被微小化,因此该静电作动器120被高密度化、小型化。由此,喷墨头100的振动板121的表面积S变小,从而构成了较小的静电作动器120。而且,因由油墨滴喷出引起的残留振动而发生变化的静电作动器120的间隙长g为,初始间隙g0的百分之十左右,因此,从式(4)可知,静电作动器120的静电电容的变化量成为非常小的值。
为了对该静电作动器120的静电电容的变化量(因残留振动的振动模式而有所不同)进行检测,使用了以下的方法,即,构成基于静电作动器120的静电电容的图18这种振荡电路,并根据振荡的信号而对残留振动的频率(周期)进行分析的方法。图18所示的振荡电路11由电容器(C)、施密特触发逆变器111和电阻元件(R)112构成,其中,所述电容器(C)由静电作动器120构成。
施密特触发逆变器111的输出信号为高电平时,通过电阻元件112来对电容器C进行充电。当电容器C的充电电压(振动板121与段电极122之间的电位差)达到施密特触发逆变器111的输入临界值电压VT+时,施密特触发逆变器111的输出信号转变为低电平。而且,当施密特触发逆变器111的输出信号成为低电平时,通过电阻元件112而被充电至电容器C中的电荷被放电。当通过该放电而使电容器C的電圧达到施密特触发逆变器111的输入临界值电压VT-时,施密特触发逆变器111的输出信号再次转变为高电平。以后,反复实施该振荡动作。
在此,为了对上述的各个现象(气泡混入、干燥、纸粉附着、以及正常喷出)中的电容器C的静电电容的时间变化进行检测,需要将该振荡电路11的振荡频率设定为,能够对残留振动的频率为最高的气泡混入时(参照图10)的频率进行检测的振荡频率。为此,振荡电路11的振荡频率必须成为,例如检测的残留振动的频率的数倍至数十倍以上,即与气泡混入时的频率相比大约高出一位数以上的频率。由于此时优选为,气泡混入时的残留振动的频率表示与正常喷出时相比而较高的频率,因此可以将气泡混入时的残留振动频率设定为能够检测的振荡频率。如果不这样设定,则无法针对于喷出异常的现象而对正确的残留振动的频率进行检测。因此,在本实施方式中,根据振荡频率,而对振荡电路11的CR的时间常数进行设定。如此,通过将振荡电路11的振荡频率设定得较高,从而能够根据该振荡频率的微小变化,来对更加准确的残留振动波形进行检测。
另外,针对每一个从振荡电路11输出的振荡信号的振荡频率的周期(脉冲),使用測定用的计数脉冲(计数器)而对该脉冲进行计数,并且通过从测定到的计数量中,减去以初始间隙g0的电容器C的静电电容而进行振荡时的振荡频率的脉冲的计数量,从而对于残留振动波形,能够得到每个振荡频率的数字信息。通过根据这些数字信息来实施数字/模拟(D/A)转换,从而能够生成概要的残留振动波形。虽然可以使用这样的方式,但是,在测定用的计数脉冲(计数器)中,需要能够对振荡频率的微小变化进行测定的较高频率(高分辨率)的计数脉冲。由于这样的计数脉冲(计数器)会使成本增高,因此在喷出异常检测单元10中,使用图19所示的F/V转换电路12。
图19为图16所示的喷出异常检测单元10的F/V转换电路12的电路图。如该图19所示,F/V转换电路12由三个开关SW1、SW2、SW3、两个电容器C1、C2、电阻元件R1、输出恒电流IS的恒电流源13、缓冲器14构成。使用图20的时序图以及图21的图表对该F/V转换电路12的动作进行说明。
首先,对图20的时序图所示的充电信号、保持信号以及清除信号的生成方法进行说明。充电信号以如下方式生成,即,从振荡电路11的振荡脉冲的上升沿对固定时间tr进行设定,并且在该固定时间tr期间成为高电平。保持信号以如下方式生成,即,与充电信号的上升沿同步上升,并且仅以预定的固定时间被保持为高电平,接着下降为低电平。清除信号以如下方式生成,即,与保持信号的下降沿同步上升,并且仅以预定的固定时间被保持为高电平,接着下降为低电平。另外,如后文所述,由于从电容器C1向电容器C2的电荷的移动以及电容器C1的放电被瞬间实施,因此对于保持信号以及清除信号的脉冲,到振荡电路11的输出信号的下一个上升沿之前只需分别包含一个脉冲即可,并且并不限定于上述那样的上升沿、下降沿。
为了得到清晰的残留振动的波形(电压波形),参照图21对固定时间tr以及t1的设定方法进行说明。固定时间tr以如下方式被设定,即,从静电作动器120以初始间隙长g0时的静电电容C而进行振荡的振荡脉冲的周期起而被调节,并且使充电时间t1的充电电位成为C1的充电范围的大约1/2附近。此外,以如下方式设定充电电位的倾斜度,即,在从间隙长g最大(Max)的位置处的充电时间t2到最小(Min)的位置处的充电时间t3之间,不超过电容器C1的充电范围。即,由于充电电位的倾斜度根据dV/dt=Is/C1而被决定,因此只需将恒电流源13的输出恒电流Is设定为恰当的值即可。通过在该范围内尽可能高地设定该恒电流源13的输出恒电流IS,从而能够以高灵敏度对由静电作动器120构成的电容器的微小的静电电容的变化进行检测,并能够对静电作动器120的振动板121的微小的变化进行检测。
接下来,参照图22来对图16所示的波形整形电路15的结构进行说明。图22为表示图16的波形整形电路15的电路结构的电路图。该波形整形电路15为,将残留振动波形作为矩形波而向判断单元20输出的构件。如该图22所示,波形整形电路15由两个电容器C3(DC成分去除单元)、C4、两个电阻元件R2、R3、两个直流电压源Vref1、Vref2、增幅器(运算放大器)151、比较器(comparator)152构成。另外,也可以被构成为,在残留振动波形的波形整形処理中,将被检测出的峰值直接输出,从而对残留振动波形的振幅进行计测。
在F/V转换电路12的缓冲器14的输出中,包含有基于静电作动器120的初始间隙g0的DC成分(直流成分)的静电电容成分。由于该直流成分因各喷墨头100而存在偏差,因此电容器C3对该静电电容的直流成分进行去除。而且,电容器C3对缓冲器14的输出信号中的DC成分进行去除,并且仅将残留振动的AC成分输入至运算放大器151的反转输入端子。
运算放大器151构成了低通滤波器,所述低通滤波器用于对直流成分被去除后的F/V转换电路12的缓冲器14的输出信号进行反转增幅,并去除该输出信号的高频带。另外,将该运算放大器151假设为单电源电路。运算放大器151构成由两个电阻元件R2、R3实现的反转增幅器,并且被输入的残留振动(交流成分)被增幅为-R3/R2倍。
此外,由于运算放大器151的单电源动作,因此将输出以通过与其非反转输入端子相连接的直流電圧源Vref1而被设定的电位为中心进行振动的、被增幅了的振动板121的残留振动波形。在此,直流電圧源Vref1被设定为,运算放大器151能够通过单电源而进行动作的电压范围的1/2程度。而且,该运算放大器151通过两个电容器C3、C4而构成成为截止频率1/(2π×C4×R3)的低通滤波器。而且,如图20的时序图所示,在去除了直流成分之后被增幅了的振动板121的残留振动波形通过次段的比较器(comparator)152而与另一个直流電圧源Vref2的电位进行比较,该比较结果作为矩形波而从波形整形电路15被输出。另外,直流電圧源Vref2也可以共用另一个直流電圧源Vref1。
接下来,参照图20所示的时序图,对图19的F/V转换电路12以及波形整形电路15的动作进行说明。图19所示的F/V转换电路12根据以上述方式生成的充电信号、清除信号以及保持信号而进行动作。在图20的时序图中,当静电作动器120的驱动信号通过头驱动器33而被输入至喷墨头100时,如图6所示,静电作动器120的振动板121向段电极122側被牵引,并且与该驱动信号的下降沿同步地,朝向图6中上方急剧地进行收缩(参照图6(C))。
与该驱动信号的下降沿同步地,对驱动电路18和喷出异常检测单元10进行切换的驱动/检测切换信号成为高电平。该驱动/检测切换信号在相对应的喷墨头100的驱动休止期间内被保持为高电平,并且在下一个驱动信号被输入前,成为低电平。在该驱动/检测切换信号为高电平的期间内,图18的振荡电路11与静电作动器120的振动板121的残留振动相对应地改变振荡频率,同时进行振荡。
如上所述,从驱动信号的下降沿、即振荡电路11的输出信号的上升沿起,到仅经过固定时间tr为止,充电信号被保持为高电平,其中,所述固定时间tr以残留振动的波形不超过能够对电容器C1充电的范围的方式而被预先设定。另外,在充电信号为高电平的期间内,开关SW1处于断开的状态。
当经过固定时间tr,且充电信号成为低电平时,与该充电信号的下降沿同步地,开关SW1被导通(参照图19)。而且,恒电流源13和电容器C1被连接,电容器C1如上所述以倾斜度Is/C1而被充电。在充电信号为低电平的期间内、即在与振荡电路11的输出信号的下一个脉冲的上升沿同步地成为高电平之前的期间内,电容器C1被充电。
当充电信号成为高电平时,开关SW1处于导通(打开),恒电流源13和电容器C1被切断。此时,在电容器C1中,保存有在充电信号为低电平的期间t1之间被充电的电位(即,理想上为Is×t1/C1(V))。当在该状态下,保持信号成为高电平时,开关SW2被导通(参照图19),电容器C1和电容器C2通过电阻元件R1而被连接。在开关SW2的连接后,通过两个电容器C1、C2的充电电位差而被相互地实施充电放电,并且电荷从电容器C1向电容器C2进行移动,以使两个电容器C1、C2的电位差大概相等。
在此,相对于电容器C1的静电电容,电容器C2的静电电容被设定为大约1/10以下程度。因此,通过因两个电容器C1、C2之间的电位差而产生的充放电进行移动的(被使用的)电荷量成为,被充电至电容器C1中的电荷的1/10以下。因此,即使在电荷从电容器C1向电容器C2进行了移动之后,电容器C1的电位差也不会发生很大变化(不会很大程度地下降)。另外,在图19的F/V转换电路12中,为了在电容器C2被充电时,不会使充电电位因F/V转换电路12的配线的电感等而急剧地跃升,从而由电阻元件R1和电容器C2构成了一次低通滤波器。
在电容器C2中被保持有与电容器C1的充电电位大致相等的充电电位之后,保持信号成为低电平,电容器C1被从电容器C2上断开。而且,通过使清除信号成为高电平,并使开关SW3处于导通,从而将电容器C1与接地GND连接,进而以被充电至电容器C1中的电荷成为零的方式实施放电动作。通过在电容器C1的放电后,使清除信号成为低电平,并使开关SW3断开,从而使电容器C1的图19中的上部的电极从接地GND被切断,并且待机直至下一个充电信号被输入为止、即直至充电信号成为低电平为止。
电容器C2中所保持的电位在每一个充电信号的上升的时刻、即每一个向电容器C2的充電完成的时刻被更新,并且通过缓冲器14而作为振动板121的残留振动波形被输入至图22的波形整形电路15。因此,由于如果以振荡电路11的振荡频率变高的方式对静电作动器120的静电电容(此时,还必须考虑因残留振动而导致的静电电容的变动宽度)和电阻元件112的电阻值进行设定,则图20的时序图所示的电容器C2的电位(缓冲器14的输出)的各步骤(层差)会变得更详细,因此能够更加详细地对因振动板121的残留振动而引起的静电电容的时间性变化进行检测。
以下同样地,充电信号反复成为低电平→高电平→低电平···,并且在上述预定的时刻,电容器C2中所保持的电位通过缓冲器14而被输入至波形整形电路15。在波形整形电路15中,从缓冲器14输入的电压信号(在图20的时序图中,为电容器C2的电位)的直流成分通过电容器C3而被去除,并且通过电阻元件R2而被输入至运算放大器151的反转输入端子。被输入的残留振动的交流(AC)成分通过该运算放大器151而被反转增幅,并被输出至比较器152的一个输入端子。比较器152对预先通过直流电压源Vref2而被设定的电位(基准电压)和残留振动波形(交流成分)的电位进行比较,并输出矩形波(图20的时序图中的比较电路的输出)。
接下来,对喷墨头100的油墨滴喷出动作(驱动)与喷出异常检测动作(驱动休止)之间的切换时刻进行说明。图23为表示驱动电路18与喷出异常检测单元10之间的切换单元23的概要的框图。另外,在该图23中,将图16所示的头驱动器33内的驱动电路18作为喷墨头100的驱动电路并进行说明。如图20的时序图所示,喷出异常检测处理在喷墨头100的驱动信号与驱动信号之间、即驱动休止期间内被执行。
在图23中,为了驱动静电作动器120,而在最初将切换单元23连接于驱动电路18侧。如上所述,当驱动信号(电压信号)从驱动电路18被输入至振动板121时,静电作动器120进行驱动,振动板121向段电极122侧被牵引,并且当施加电压成为零时,向远离段电极122的方向急剧地进行位移从而开始振动(残留振动)。此时,从喷墨头100的喷嘴110喷出油墨滴。
当驱动信号的脉冲下降时,与其下降沿同步地,驱动/检测切换信号(参照图20的时序图)被输入至切换单元23,从而切换单元23从驱动电路18被切换到喷出异常检测单元(检测电路)10侧,以使静电作动器120(作为振荡电路11的电容器而利用)与喷出异常检测单元10相连接。
而且,喷出异常检测单元10执行上文所述的这种喷出异常(漏点)的检测处理,并且通过计测单元17而将从波形整形电路15的比较器152被输出的振动板121的残留振动波形数据(矩形波数据)数值化为残留振动波形的周期和振幅等。在本实施方式中,计测单元17从残留振动波形数据对特定的振动周期进行测定,并将其计测结果(数值)向判断单元20输出。
具体而言,计测单元17为了对从比较器152的输出信号的波形(矩形波)的最初的上升沿到下一个上升沿的时间(残留振动的周期)进行计测,而使用未图示的计数器来对基准信号(预定的频率)的脉冲进行计数,并从该计数值对残留振动的周期(特定的振动周期)进行计测。另外,计测单元17也可以对从最初的上升沿到下一个下降沿的时间进行计测,并且将该计测到的时间的两倍的时间作为残留振动的周期而向判断单元20输入。以下,将以此方式而得到的残留振动的周期设为Tw。
判断单元20根据由计测单元17计测到的残留振动波形的特定的振动周期等(计测结果),而对喷嘴的喷出异常的有无、喷出异常的原因、比较偏差量等进行判断,并将该判断结果向控制部6输入。控制部6将该判断结果保存于EEPROM(存储单元)62的预定的存储区域中。而且,在输入有来自驱动电路18的下一个驱动信号的时刻,驱动/检测切换信号再次被输入至切换单元23,并对驱动电路18和静电作动器120进行连接。由于驱动电路18在一旦被施加驱动电压时,将对接地(GND)电平进行维持,因此通过切换单元23来实施上述的这种切换(参照图20的时序图)。由此,能够在不被来自驱动电路18的干扰所影响的条件下,准确地对静电作动器120的振动板121的残留振动波形进行检测。
另外,在本发明中,残留振动波形数据并不限定于通过比较器152而矩形波化了的数据。例如,也可以以如下方式构成,即,从运算放大器151输出的残留振动振幅数据在不通过比较器152而实施比较处理的条件下,通过实施A/D转换的计测单元17而被随时数值化,并根据该被数値化了的数据,而利用判断单元20来对喷出异常的有无等进行判断,且将该判断结果存储于存储单元62中。
此外,由于喷嘴110的弯液面(喷嘴110内油墨与大气接触的面)与振动板121的残留振动同步振动,因此,喷墨头100在油墨滴的喷出动作后,等待该弯液面的残留振动以由声阻r而大致决定的时间来进行衰减(待机预定的时间),之后,实施下一个喷出动作。在本发明中,由于有效地利用该待机时间来对振动板121的残留振动进行检测,因此能够实施不对喷墨头100的驱动造成影响的喷出异常检测。即,能够在不使喷墨打印机1(液滴喷出装置)的吞吐量降低的条件下,执行喷墨头100的喷嘴110的喷出异常检测处理。
如上所述,由于当喷墨头100的腔室141内混入有气泡时,与正常喷出时的振动板121的残留振动波形相比而频率变高,因此其周期相反地变得短于正常喷出时的残留振动的周期。此外,由于当喷嘴110付近的油墨因干燥而增稠、固定时,残留振动将变为过衰减,并且与正常喷出时的残留振动波形相比,频率变得相当低,因此其周期与正常喷出时的残留振动的周期相比变得相当长。此外,由于当喷嘴110的出口附近附着有纸粉时,残留振动的频率会低于正常喷出时的残留振动的频率,但是高于油墨的干燥時的残留振动的频率,因此其周期会变得长于正常喷出时的残留振动的周期,并短于油墨干燥时的残留振动的周期。
因此,设置预定的范围Tr,以作为正常喷出时的残留振动的周期,此外,为了区别喷嘴110出口附着有纸粉时的残留振动的周期、和喷嘴110的出口附近处油墨干燥时的残留振动的周期,而设定预定的阈值(predetermined threshold value)T1,从而能够决定这种喷墨头100的喷出异常的原因。判断单元20对通过上述喷出异常检测处理而检测出的残留振动波形的周期Tw是否为预定的范围的周期进行判断,此外对是否长于预定的阈值进行判断,并由此而对喷出异常的原因进行判断。
接下来,根据上述的喷墨打印机1的结构,对本发明的液滴喷出装置的动作进行说明。首先,对相对于一个喷墨头100的喷嘴110的喷出异常检测处理(包括驱动/检测切换单元在内)进行说明。图24为表示喷出异常检测和判断处理的流程图。当被印刷的印字数据(也可以为冲洗动作中的喷出数据)从主计算机8通过接口(IF)9而被输入至控制部6时,在预定的时刻执行该喷出异常检测处理。另外,为了便于说明,在该图24所示的流程图中,示出与一个喷墨头100、即一个喷嘴110的喷出动作相对应的喷出异常检测处理。
首先,与印字数据(喷出数据)相对应的驱动信号从头驱动器33的驱动电路18被输入,由此,根据图20的时序图所示的这种驱动信号的时刻,而在静电作动器120的两个电极之间施加驱动信号(电压信号)(步骤S101)。而且,控制部6根据驱动/检测切换信号而对进行了喷出的喷墨头100是否处于驱动休止期间进行判断(步骤S102)。在此,驱动/检测切换信号与驱动信号的下降沿同步地成为高电平(参照图20),并且从控制部6被输入至切换单元23。
当驱动/检测切换信号被输入至切换单元23时,通过切换单元23而使静电作动器120、即构成振荡电路11的电容器从驱动电路18被切断,并与喷出异常检测单元10(检测电路)侧、即残留振动检测单元16的振荡电路11相连接(步骤S103)。然后,执行后文所述的残留振动检测处理(步骤S104),计测单元17根据该残留振动检测处理中被检测出的残留振动波形数据,而对预定的数值进行计测(步骤S105)。在此,如上所述,计测单元17根据残留振动波形数据而对该残留振动的周期进行计测。
接下来,通过判断单元20,并根据计测单元的计测结果来执行后文所述的喷出异常判断处理(步骤S106),并且将其判断结果保存于控制部6的EEPROM(存储单元)62的预定的存储区域中。然后,在步骤S108中,对喷墨头100是否处于驱动期間进行判断。即,对是否驱动休止期间结束、且输入有下一个驱动信号进行判断,并在该步骤S108中待机,直至被输入下一个驱动信号为止。
当在被输入下一个驱动信号的脉冲的时刻,与驱动信号的上升沿同步地而驱动/检测切换信号成为低电平时(在步骤S108中为“是”),切换单元23将与静电作动器120之间的连接,从喷出异常检测单元(检测电路)10切换为驱动电路18(步骤S109),从而结束该喷出异常检测处理。
另外,虽然在图24所示的流程图中示出了如下的情况,即,计测单元17根据由残留振动检测处理(残留振动检测单元16)检测出的残留振动波形,来对周期进行计测,但是,本发明并不限定于这种情况,例如,计测单元17也可以根据在残留振动检测处理中被检测出的残留振动波形数据,来对残留振动波形的相位差和振幅等进行计测。
接下来,对图24所示的流程图的步骤S104中的残留振动检测处理(副程序)进行说明。图25为表示残留振动检测处理的流程图。当如上所述,通过切换单元23而对静电作动器120和振荡电路11进行连接时(图24的步骤S103),振荡电路11构成CR振荡电路,并且根据静电作动器120的静电电容的变化(静电作动器120的振动板121的残留振动)而进行振荡(步骤S201)。
如上述的时序图等所示,根据振荡电路11的输出信号(脉冲信号),而在F/V转换电路12中生成充电信号、保持信号以及清除信号,并且,根据这些信号,从而通过F/V转换电路12来实施从振荡电路11的输出信号的频率转换为电压的F/V转换处理(步骤S202),并从F/V转换电路12输出振动板121的残留振动波形数据。从F/V转换电路12输出的残留振动波形数据通过波形整形电路15的电容器C3而被去除DC成分(直流成分)(步骤S203),并通过运算放大器151,而使被去除了DC成分后的残留振动波形(AC成分)增幅(步骤S204)。
增幅后的残留振动波形数据通过预定的处理而被波形整形,并被脉冲化(步骤S205)。即,在本实施方式中,在比较器152中,对通过直流電圧源Vref2而被设定的电压值(预定的电压值)、和运算放大器151的输出电压进行比较。比较器152根据该比较结果,而输出被二值化了的波形(矩形波)。该比较器152的输出信号为残留振动检测单元16的输出信号,并且为了实施喷出异常判断处理而被输出至计测单元17,从而结束该残留振动检测处理。
接下来,对图24所示的流程图的步骤S106中的喷出异常判断处理(副程序)进行说明。图26为表示由控制部6以及判断单元20执行的喷出异常判断处理的流程图。判断单元20根据由上述的计测单元17计测出的周期等的计测数据(计测结果),而对是否从该喷墨头100正常地喷出油墨滴进行判断,并且,在不正常地喷出时、即在喷出异常时,对其原因进行判断。
首先,控制部6向判断单元20输出保存于EEPROM62中的残留振动的周期的预定的范围Tr以及残留振动的周期的预定的阈值T1。残留振动的周期的预定的范围Tr具有相对于正常喷出时的残留振动周期,能够判断为正常的容许范围。这些数据被存储于判断单元20的未图示的存储器中,并执行以下的处理。
在图24的步骤S105中,由计测单元17计测出的计测结果被输入至判断单元20(步骤S301)。在此,在本实施方式中,计测结果为振动板121的残留振动的周期Tw。
在步骤S202中,判断单元20对是否存在残留振动的周期Tw进行判断,即,对是否通过喷出异常检测单元10而得到了残留振动波形数据进行判断。在判断为不存在残留振动的周期Tw时,判断单元20判断为,该喷墨头100的喷嘴110为在喷出异常检测处理中未喷出油墨滴的喷嘴(步骤S306)。此外,在判断为存在残留振动波形数据时,接下来在步骤S303中,判断单元20对该周期Tw是否处于被认为是正常喷出时的周期的预定的范围Tr内进行判断。
在判断为残留振动的周期Tw处于预定的范围Tr内时,意味着从相对应的喷墨头100中正常地喷出油墨滴,并且判断单元20判断为,该喷墨头100的喷嘴110正常地喷出了油墨滴(正常喷出)(步骤S307)。此外,在判断为残留振动的周期Tw未处于预定的范围Tr内时,接下来在步骤S304中,判断单元20对残留振动的周期Tw是否短于预定的范围Tr进行判断。
在判断为残留振动的周期Tw短于预定的范围Tr时,意味着残留振动的频率较高,并且如上所述,可认为喷墨头100的腔室141内混入有气泡,从而判断单元20判断为该喷墨头100的腔室141内混入有气泡(气泡混入)(步骤S308)。
此外,在判断为残留振动的周期Tw长于预定的范围Tr时,接下来,判断单元20对残留振动的周期Tw是否长于预定的阈值T1进行判断(步骤S305)。在判断为残留振动的周期Tw长于预定的阈值T1时,可认为残留振动处于过衰减,从而判断单元20判断为该喷墨头100的喷嘴110附近的油墨因干燥而增稠了(干燥)(步骤S309)。
而且,当在步骤S305中判断为,残留振动的周期Tw短于预定的阈值T1时,该残留振动的周期Tw为满足Tr<Tw<T1的范围的值,并且如上所述,可认为,纸粉向因干燥而频率较高的喷嘴110的出口附近附着,从而判断单元20判断为,该喷墨头100的喷嘴110出口附近附着有纸粉(纸粉附着)(步骤S310)。
当以此方式,通过判断单元20而判断出,成为对象的喷墨头100的正常吐出或者喷出异常的原因等时(步骤S306~S310),该判断结果将被输入至控制部6,并结束该喷出异常判断处理。
接下来,假设具备多个喷墨头100(液滴喷出头)、即多个喷嘴110的喷墨打印机1,并对该喷墨打印机1中的喷出选择单元(喷嘴选择器)182、和各喷墨头100的喷出异常检测和判断的时刻进行说明。
另外,在下文中,为了易于理解说明,对印字单元3所具备的多个头单元35中的一个头单元35进行说明,此外,虽然将该头单元35设为具备五个喷墨头100a~100e的(即,具备五个喷嘴110的)构件,但是在本发明中,印字单元3所具备的头单元35的数量、各头单元35所具备的喷墨头100(喷嘴110)的数量为几个均可。
图27~图30为表示具备喷出选择单元182的喷墨打印机1中的喷出异常检测和判断时刻的几个示例的框图。以下,依次对各个图的结构例进行说明。
图27为多个(五个)喷墨头100a~100e的喷出异常检测的时刻的一个示例(喷出异常检测单元10为一个的情况)。如该图27所示,具有多个喷墨头100a~100e的喷墨打印机1具备:驱动波形生成单元181,其生成驱动波形;喷出选择单元182,其能够选择从哪一个喷嘴110喷出油墨滴;多个喷墨头100a~100e,其通过该喷出选择单元182而被选择,并通过驱动波形生成单元181而被驱动。另外,在图27的结构中,由于上述以外的结构与图2、图16以及图23所示的结构相同,因此省略其说明。
另外,虽然在本实施方式中,将驱动波形生成单元181以及喷出选择单元182设为被包含于头驱动器33的驱动电路18中并进行了说明(虽然在图27中,通过切换单元23而作为两个框被示出,但是,一般情况下,均被构成于头驱动器33内),但是,本发明并不限定于该结构,例如,也可以采用驱动波形生成单元181独立于头驱动器33的结构。
如该图27所示,喷出选择单元182具备移位寄存器182a、锁存电路182b、驱动器182C。在移位寄存器182a中,依次输入有从图2所示的主计算机8输出并在控制部6中被实施了预定的处理的印字数据(喷出数据)、和时钟信号(CLK)。该印字数据与时钟信号(CLK)的输入脉冲相对应地(每当输入时钟信号时),从移位寄存器182a的前段依次向后段侧移动并被输入,且作为与各喷墨头100a~100e相对应的印字数据而被输入至锁存电路182b。另外,虽然在后文所述的喷出异常检测处理中,被输入有冲洗(预备喷出)时的喷出数据而不是印字数据,但是该喷出数据是指,相对于全部的喷墨头100a~100e的印字数据。另外,在冲洗时,也可以以将锁存电路182b的所有的输出设定为成为喷出的值的方式严格地进行处理。
锁存电路182b在与头单元35的喷嘴110的数量、即喷墨头100的数量相对应的印字数据被存储于移位寄存器182a中之后,通过被输入的锁存信号而对移位寄存器182a的各输出信号进行锁存。在此,在输入有清除信号时,锁存状态被解除,被锁存了的移位寄存器182a的输出信号成为零(锁存的输出停止),且印字动作被停止。在未输入有清除信号时,被锁存了的移位寄存器182a的印字数据将被输入至驱动器182C。在从移位寄存器182a输出的印字数据通过锁存电路182b而被锁存之后,将接下来的印字数据向移位寄存器182a输入,并对照印字时刻而依次对锁存电路182b的锁存信号进行更新。
驱动器182C对驱动波形生成单元181和各喷墨头100的静电作动器120进行连接,并且,向由从锁存电路182b输出的锁存信号指定(确定)的各静电作动器120(喷墨头100a~100e中的任意一个或者全部的静电作动器120)输入驱动波形生成单元181的输出信号(驱动信号),由此,该驱动信号(电压信号)被施加于静电作动器120的两个电极之间。
该图27所示的喷墨打印机1具备:一个驱动波形生成单元181,其对多个喷墨头100a~100e进行驱动;喷出异常检测单元10,其针对各喷墨头100a~100e中的任意一个喷墨头100,对喷出异常(油墨滴不喷出)进行检测;存储单元62,其对通过该喷出异常检测单元10而得到的喷出异常的原因等的判断结果进行保存(存储);一个切换单元23,其对驱动波形生成单元181和喷出异常检测单元10进行切换。因此,该喷墨打印机1为如下的设备,即,根据从驱动波形生成单元181输入的驱动信号,而对由驱动器182c选择的喷墨头100a~100e中的一个或者多个进行驱动,并且,在通过驱动/检测切换信号于喷出驱动动作后被输入至切换单元23,从而切换单元23将与喷墨头100的静电作动器120之间的连接从驱动波形生成单元181切换为喷出异常检测单元10之后,根据振动板121的残留振动波形,从而通过喷出异常检测单元10来对该喷墨头100的喷嘴110的喷出异常(油墨滴不喷出)进行检测,且在喷出异常时,对其原因进行判断。
而且,当该喷墨打印机1针对一个喷墨头100的喷嘴110,对喷出异常进行检测和判断时,根据接下来从驱动波形生成单元181输入的驱动信号,而针对接下来被指定的喷墨头100的喷嘴110对喷出异常进行检测和判断,以下同样地,依次对通过驱动波形生成单元181的输出信号而被驱动的喷墨头100的喷嘴110的喷出异常进行检测和判断。而且,如上所述,当残留振动检测单元16对振动板121的残留振动波形进行检测时,计测单元17根据该波形数据而对残留振动波形的周期等进行计测,判断单元20根据计测单元17的计测结果,而对是正常吐出还是喷出异常进行判断,并且,在喷出异常(头异常)时对喷出异常的原因进行判断,并且将该判断结果输出至存储单元62。
如此,在该图27所示的喷墨打印机1中,由于采用对于多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110而在油墨滴喷出驱动动作时依次对喷出异常进行检测和判断的结构,因此不仅可以只具备各一个喷出异常检测单元10和切换单元23,还能够缩小可对喷出异常进行检测和判断的喷墨打印机1的电路结构的尺寸,且能够防止其制造成本的增加。
图28为多个喷墨头100的喷出异常检测的时刻的一个示例(喷出异常检测单元10的数量与喷墨头100的数量相同的情况)。该图28所示的喷墨打印机1具备:一个喷出选择单元182、五个喷出异常检测单元10a~10e、五个切换单元23a~23e、与五个喷墨头100a~100e共通的一个驱动波形生成单元181、一个存储单元62。另外,由于各个结构要素在图27的说明中已经进行了阐述,因此省略其说明,并对它们的连接进行说明。
与图27所示的情况同样地,喷出选择单元182根据从主计算机8输入的印字数据(喷出数据)和时钟信号CLK,而将与各喷墨头100a~100e相对应的印字数据锁存于锁存电路182b中,并根据从驱动波形生成单元181输入至驱动器182c的驱动信号(电压信号),而使与印字数据相对应的喷墨头100a~100e的静电作动器120进行驱动。驱动/检测切换信号分别被输入至与全部的喷墨头100a~100e相对应的切换单元23a~23e,并且无论有无相对应的印字数据(喷出数据),切换单元23a~23e都根据驱动/检测切换信号,而在向喷墨头100的静电作动器120输入驱动信号之后,将与喷墨头100之间的连接从驱动波形生成单元181切换至喷出异常检测单元10a~10e。
在通过全部的喷出异常检测单元10a~10e而对每一个喷墨头100a~100e的喷出异常进行了检测和判断之后,由该检测处理而得到的全部的喷墨头100a~100e的判断结果将被输入至存储单元62,并且存储单元62将各喷墨头100a~100e的喷出异常的有无以及喷出异常的原因存储于预定的保存区域中。
如此,在该图28所示的喷墨打印机1中,由于与多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110相对应地设置了多个喷出异常检测单元10a~10e,并且通过与它们相对应的多个切换单元23a~23e来实施切换动作,且实施喷出异常检测以及其原因判断,因此,能够一次性地针对全部的喷嘴110,在短时间内实施喷出异常检测以及其原因判断。
图29为多个喷墨头100的喷出异常检测的时刻的一个示例(喷出异常检测单元10的数量与喷墨头100的数量相同,且在存在印字数据时实施喷出异常检测的情况)。该图29所示的喷墨打印机1为在图28所示的喷墨打印机1的结构中追加(附加)了切换控制单元19的喷墨打印机。在本实施方式中,该切换控制单元19由多个AND电路(“与”电路)ANDa~ANDe构成,并且在输入有被输入至各喷墨头100a~100e的印字数据、和驱动/检测切换信号时,向相对应的切换单元23a~23e输出高电平的输出信号。另外,切换控制单元19并不限定于AND电路(“与”电路),只需以选择了如下的切换单元23的方式构成即可,所述切换单元23为,与进行驱动的喷墨头100所选择的锁存电路182b的输出一致的切换单元。
各切换单元23a~23e根据切换控制单元19的分别对应的AND电路ANDa~ANDe的输出信号,而将与相对应的喷墨头100a~100e的静电作动器120之间的连接从驱动波形生成单元181向分别对应的喷出异常检测单元10a~10e进行切换。具体而言,当相对应的AND电路ANDa~ANDe的输出信号为高电平时,即当在驱动/检测切换信号为高电平的状態下,被输入至相对应的喷墨头100a~100e的印字数据从锁存电路182b被输入至驱动器182c时,与该AND电路相对应的切换单元23a~23e将向相对应的喷墨头100a~100e的连接从驱动波形生成单元181向喷出异常检测单元10a~10e进行切换。
在通过与输入有印字数据的喷墨头100相对应的喷出异常检测单元10a~10e,而对各喷墨头100的喷出异常的有无进行判断,并在喷出异常的情况下对其原因进行了检测之后,该喷出异常检测单元10将由该检测处理所得到的判断结果输入至存储单元62。存储单元62将以此方式被输入的(得到的)一个或者多个判断结果存储于预定的保存区域中。
如此,在该图29所示的喷墨打印机1中,由于与多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110相对应地设置多个喷出异常检测单元10a~10e,并且在与各个喷墨头100a~100e相对应的印字数据从主计算机8经由控制部6而被输入至喷出选择单元182时,只有由切换控制单元19指定的切换单元23a~23e实施预定的切换动作,并实施喷墨头100的喷出异常检测以及其原因判断,因此,对于未进行喷出驱动动作的喷墨头100,不实施该检测和判断处理。因此,通过该喷墨打印机1,能够避免不必要的检测以及判断处理。
图30为多个喷墨头100的喷出异常检测的时刻的一个示例(喷出异常检测单元10的数量与喷墨头100的数量相同,且以巡回的方式对各喷墨头100实施喷出异常检测的情况)。该图30所示的喷墨打印机1为如下的打印机,即,在图29所示的喷墨打印机1的结构中,将喷出异常检测单元10设为一个,并追加了对驱动/检测切换信号进行扫描的(一个一个地对执行检测和判断处理的喷墨头100进行确定的)切换选择单元19a。
该切换选择单元19a为如下的选择器,即,与图29所示的切换控制单元19相连接,并且根据从控制部6输入的扫描信号(选择信号),而对向与多个喷墨头100a~100e相对应的AND电路ANDa~ANDe的驱动/检测切换信号的输入进行扫描的(选择并进行切换的)选择器。该切换选择单元19a的扫描(选择)顺序虽然可以为向移位寄存器182a输入的印字数据的顺序、即多个喷墨头100的喷出顺序,但是,也可以单纯地为多个喷墨头100a~100e的顺序。
在扫描顺序为向移位寄存器182a输入的印字数据的顺序的情况下,当印字数据被输入至喷出选择单元182的移位寄存器182a时,该印字数据被锁存于锁存电路182b中,并通过锁存信号的输入而向驱动器182c被输入。与印字数据向移位寄存器182a的输入、或者锁存信号向锁存电路182b的输入同步地,用于对与印字数据相对应的喷墨头100进行确定的扫描信号被输入至切换选择单元19a,且向相对应的AND电路输出驱动/检测切换信号。另外,切换选择单元19a的输出端子在非选择时输出低电平。
该相对应的AND电路(切换控制单元19)通过对从锁存电路182b输入的印字数据、和从切换选择单元19a输入的驱动/检测切换信号进行与运算,从而向相对应的切换单元23输出高电平的输出信号。而且,从切换控制单元19被输入有高电平的输出信号的切换单元23将向相对应的喷墨头100的静电作动器120的连接,从驱动波形生成单元181向喷出异常检测单元10进行切换。
喷出异常检测单元10对输入有印字数据的喷墨头100的喷出异常进行检测,并且在存在喷出异常时对其原因进行判断,之后,将该判断结果输出至存储单元62。而且,存储单元62将以此方式被输入的(得到的)判断结果存储于预定的保存区域中。
此外,在扫描顺序为单纯的喷墨头100a~100e的顺序的情况下,当印字数据被输入至喷出选择单元182的移位寄存器182a时,该印字数据被锁存于锁存电路182b中,并通过锁存信号的输入而被输入至驱动器182c。与印字数据向移位寄存器182a的输入、或者锁存信号向锁存电路182b的输入同步地,用于对与印字数据相对应的喷墨头100进行确定的扫描(选择)信号被输入至切换选择单元19a,并且向切换控制单元19的相对应的AND电路输出驱动/检测切换信号。
在此,在针对于由输入至切换选择单元19a的扫描信号所确定的喷墨头100的、印字数据被输入至移位寄存器182a时,与之相对应的AND电路(切换控制单元19)的输出信号成为高电平,切换单元23将向相对应的喷墨头100的连接从驱动波形生成单元181切换至喷出异常检测单元10。然而,在上述印字数据未被输入至移位寄存器182a时,AND电路的输出信号为低电平,从而相对应的切换单元23将不执行预定的切换动作。因此,根据切换选择单元19a的选择结果与由切换控制单元19指定的结果的与运算,来执行喷墨头100的喷出异常检测处理。
在通过切换单元23而执行了切换动作时,与上述方式同样地,喷出异常检测单元10对输入有印字数据的喷墨头100的喷出异常进行检测,并且在存在喷出异常时,对其原因进行判断,之后,将该判断结果向存储单元62输出。而且,存储单元62将以此方式被输入的(得到的)判断结果保存于预定的保存区域中。
另外,在没有针对于由切换选择单元19a所确定的喷墨头100的印字数据时,由于如上所述,相对应的切换单元23将不执行切换动作,因此无需由喷出异常检测单元10执行喷出异常检测处理,但是,也可以执行这样的处理。当在不执行切换动作的条件下执行了喷出异常检测处理时,如图26所示的流程图那样,喷出异常检测单元10的判断单元20将相对应的喷墨头100的喷嘴110判断为未喷出喷嘴(步骤S306),并将该判断结果存储于存储单元62的预定的保存区域中。
如此,该图30所示的喷墨打印机1与图28或者图29所示的喷墨打印机1有所不同,针对多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110仅设置一个喷出异常检测单元10,与各个喷墨头100a~100e相对应的印字数据从主计算机8通过控制部6而被输入至喷出选择单元182,与此同时,只有与由扫描(选择)信号确定、且根据其印字数据而进行喷出驱动动作的喷墨头100相对应的切换单元23实施切换动作,并实施相对应的喷墨头100的喷出异常检测以及其原因判断,因此,不会一次性地对大量的检测结果进行处理,从而能够减轻控制部6对CPU61的负担。此外,喷出异常检测单元10在喷出动作之外还巡视喷嘴的状态,因此,即使在驱动印字中,也能够针对每一个喷嘴而对喷出的异常进行掌握,从而能够了解头单元35整体的喷嘴110的状态。由此,例如能够减少如下的工序,即,为了定期地实施喷出异常的检测,而在印刷停止中针对每一个喷嘴,对喷出的异常进行检测的工序。根据以上内容,能够有效地实施喷墨头100的喷出异常检测以及其原因判断。
此外,与图28或者图29所示的喷墨打印机1有所不同,图30所示的喷墨打印机1只需具备一个喷出异常检测单元10即可,因此,与图28以及图29所示的喷墨打印机1相比,能够减小喷墨打印机1的电路结构的尺寸,并能够防止其制造成本的增加。
接下来,对图27~图30所示的打印机1的动作、即具备多个喷墨头100的喷墨打印机1中的喷出异常检测处理(主要为检测时刻)进行说明。喷出异常检测和判断处理(多喷嘴中的処理)对各喷墨头100的静电作动器120实施了油墨滴喷出动作时的振动板121的残留振动进行检测,并且根据该残留振动的周期,而针对所属的喷墨头100,对是否产生了喷出异常(漏点、油墨滴不喷出)进行判断,并且在产生了漏点(油墨滴不喷出)时,对其原因进行判断。如此,虽然在本发明中,如果喷墨头100实施油墨滴(液滴)的喷出动作,则能够执行这些检测和判断处理,但是,不仅在实际上在记录纸张P上进行印刷(打印)的情况下喷墨头100喷出油墨滴,在实施冲洗动作(预备喷出或者预备性喷出)的情况下,喷墨头100也喷出油墨滴。以下,针对这两种情况,对喷出异常检测和判断处理(多喷嘴)进行说明。
在此,冲洗(预备喷出)处理是指如下的头洗净动作,即,在图1中未图示的帽的装配时,或在记录纸张P(介质)上未沾有油墨滴(液滴)的部位处,从头单元35的全部的喷嘴110或者成为对象的喷嘴110喷出油墨滴的头清洗动作。该冲洗处理(冲洗动作)例如为了将喷嘴110内的油墨粘度保持为恰当范围的值,而定期地在排出腔室141内的油墨时被实施、或者也可以作为油墨增稠時的恢复动作而被实施。而且,冲洗处理在将油墨盒31装配到印字手段3上之后,将油墨初始填充至各个腔室141时也被实施。
此外,虽然有时为了清洗喷嘴板(喷嘴面)150,会实施擦拭处理(利用图1中未图示的擦拭器而将附着于印字单元3的头表面上的附着物(纸粉和垃圾等)擦掉的处置),但是此时,存在如下的可能性,即,喷嘴110内成为负压,从而吸入其他颜色的油墨(其他种类的液滴)。因此,在擦拭处理后,为了从头单元35的全部的喷嘴110中喷出固定量的油墨滴,也实施冲洗处理。而且,为了将喷嘴110的弯液面的状态保持正常以确保良好的印字,也可适时地实施冲洗处理。
首先,参照图31~图33所示的流程图,对冲洗处理时的喷出异常检测和判断处理进行说明。另外,参照图27~图30的框图,对这些流程图进行说明(以下,即使在印字动作时也一样)。图31为表示图27所示的喷墨打印机1的冲洗动作時的喷出异常检测的时刻的流程图。
当在预定的时刻执行喷墨打印机1的冲洗处理时,执行该图31所示的喷出异常检测和判断处理。控制部6向喷出选择单元182的移位寄存器182a输入与一个喷嘴相对应的量的喷出数据(步骤S401),并向锁存电路182b输入锁存信号(步骤S402),且该喷出数据被锁存。此时,切换单元23对该喷出数据的对象、即喷墨头100的静电作动器120和驱动波形生成单元181进行连接(步骤S403)。
而且,通过喷出异常检测单元10,从而针对实施了油墨喷出动作的喷墨头100,执行图24的流程图所示的喷出异常检测和判断处理(步骤S404)。在步骤S405中,控制部6根据输出至喷出选择单元182的喷出数据,而针对图27所示的喷墨打印机1的全部的喷墨头100a~100e的喷嘴110,判断喷出异常检测和判断处理是否已结束。而且,在针对全部的喷嘴110而判断为这些处理未结束时,控制部6向移位寄存器182a输入与下一个喷墨头100的喷嘴110相对应的喷出数据(步骤S406),并进入步骤S402而重复实施同样的处理。
此外,当在步骤S405中,针对全部的喷嘴110而判断为上述的喷出异常检测以及判断处理已结束时,控制部6向锁存电路182b输入清除信号,并解除锁存电路182b的锁存状态,且结束图27所示的喷墨打印机1中的喷出异常检测和判断处理。
如上所述,在该图27所示的打印机1中的喷出异常检测和判断处理中,由一个喷出异常检测单元10和一个切换单元23构成检测电路,因此喷出异常检测处理以及判断处理仅以喷墨头100的数量而被重复实施,但是,具有如下的效果,即,构成喷出异常检测单元10的电路不会变得很大。
接下来,图32为表示图28以及图29所示的喷墨打印机1的冲洗动作时的喷出异常检测的时刻的流程图。图28所示的喷墨打印机1与图29所示的喷墨打印机1的电路结构稍微有所不同,在喷出异常检测单元10以及切换单元23的数量与喷墨头100的数量相对应的(相同的)这一点上是一致的。因此,冲洗动作时的喷出异常检测和判断处理由同样的步骤构成。
当在预定的时刻执行喷墨打印机1的冲洗处理时,控制部6向喷出选择单元182的移位寄存器182a输入与全部的喷嘴相对应的量的喷出数据(步骤S501),并向锁存电路182b输入锁存信号(步骤S502),从而该喷出数据被锁存。此时,切换单元23a~23e分别对全部的喷墨头100a~100e和驱动波形生成单元181进行连接(步骤S503)。
而且,通过与各个喷墨头100a~100e相对应的喷出异常检测单元10a~10e,而针对实施了油墨喷出动作的全部的喷墨头100,并行地执行图24的流程图所示的喷出异常检测和判断处理(步骤S504)。此时,与全部的喷墨头100a~100e相对应的判断结果与成为处理对象的喷墨头100关联起来,并被存储于存储单元62的预定的存储区域中(图24的步骤S107)。
而且,为了清除被锁存于喷出选择单元182的锁存电路182b中的喷出数据,控制部6将清除信号输入至锁存电路182b(步骤S505),并解除锁存电路182b的锁存状态,且结束图28以及图29所示的喷墨打印机1中的喷出异常检测处理以及判断处理。
由于如上所述,在该图28以及图29所示的打印机1中的处理中,由与喷墨头100a~100e相对应的多个(在该实施方式中为五个)喷出异常检测单元10和多个切换单元23构成检测以及判断电路,因此具有如下的效果,即,能够一次性地针对全部的喷嘴110,在短时间内执行喷出异常检测和判断处理。
接下来,图33为表示图30所示的喷墨打印机1的冲洗动作时的喷出异常检测的时刻的流程图。以下同样地,使用图30所示的喷墨打印机1的电路结构,对冲洗动作时的喷出异常检测处理以及原因判断处理进行说明。
当在预定的时刻执行喷墨打印机1的冲洗处理时,首先,控制部6将扫描信号向切换选择单元(选择器)19a输出,并通过该切换选择单元19a以及切换控制单元19而对最初的切换单元23a以及喷墨头100a进行设定(确定)(步骤S601)。而且,向喷出选择单元182的移位寄存器182a输入与全部的喷嘴相对应的量的喷出数据(步骤S602),并向锁存电路182b输入锁存信号(步骤S603),从而该喷出数据被锁存。此时,切换单元23a对喷墨头100a的静电作动器120和驱动波形生成单元181进行连接(步骤S604)。
而且,针对实施了油墨喷出动作的喷墨头100a,执行图24的流程图所示的喷出异常检测和判断处理(步骤S605)。此时,在图24的步骤S103中,由于切换选择单元19a的输出信号即驱动/检测切换信号、和从锁存电路182b输出的喷出数据被输入至AND电路ANDa,以使AND电路ANDa的输出信号成为高电平,因此切换单元23a对喷墨头100a的静电作动器120和喷出异常检测单元10进行连接。而且,在图24的步骤S106中被执行的喷出异常判断处理的判断结果与成为处理对象的喷墨头100(在此为100a)关联起来,并被存储于存储单元62的预定的存储区域中(图24的步骤S107)。
在步骤S606中,控制部6对喷出异常检测和判断处理是否对于全部的喷嘴而言都已结束进行判断。而且,在判断为对于全部的喷嘴110而言,喷出异常检测和判断处理还未结束时,控制部6将扫描信号输入至切换选择单元(选择器)19a,并通过该切换选择单元19a以及切换控制单元19,而对下一个切换单元23b以及喷墨头100b进行设定(确定)(步骤S607),并进入步骤S603,反复实施同样的处理。以下,对于全部的喷墨头100,反复实施该程序,直至喷出异常检测和判断处理结束为止。
此外,当在步骤S606中,对于全部的喷嘴110而判断为喷出异常检测处理以及判断处理已结束时,为了清除被锁存于喷出选择单元182的锁存电路182b中的喷出数据,控制部6将清除信号输入至锁存电路182b(步骤S609),并解除锁存电路182b的锁存状态,且结束图30所示的喷墨打印机1中的喷出异常检测处理以及判断处理。
如上所述,在图30所示的喷墨打印机1中的处理中,由于由多个切换单元23和一个喷出异常检测单元10构成了检测电路,并且只有与由切换选择单元(选择器)19a的扫描信号确定、且根据喷出数据而进行喷出驱动的喷墨头100相对应的切换单元23实施切换动作,且实施相对应的喷墨头100的喷出异常检测以及原因判断,因此,能够更加有效地实施喷墨头100的喷出异常检测以及原因判断。
另外,虽然在该流程图的步骤S602中,向移位寄存器182b输入与全部的喷嘴110相对应的喷出数据,但是也可以如图31所示的流程图那样,按照由切换选择单元19a决定的喷墨头100的扫描顺序,将输入至移位寄存器182a的喷出数据向相对应的一个喷墨头100输入,并且逐个喷嘴110地实施喷出异常检测和判断处理。
接下来,参照图34以及图35所示的流程图,对印字动作时的喷墨打印机1的喷出异常检测和判断处理进行说明。由于在图27所示的喷墨打印机1中,主要应用冲洗动作时的喷出异常检测处理以及判断处理,因此省略印字动作時的流程图以及其动作说明,但是在该图27所示的喷墨打印机1中,也可以在印字动作时,实施喷出异常检测和判断处理。
图34为表示图28以及图29所示的喷墨打印机1的印字动作时的喷出异常检测的时刻的流程图。通过来自主计算机8的印刷(印字)指示,来执行(开始)该流程图的处理。当印字数据通过控制部6而从主计算机8被输入至喷出选择单元182的移位寄存器182a时(步骤S701),向锁存电路182b输入锁存信号(步骤S702),从而该印字数据被锁存。此时,切换单元23a~23e对全部的喷墨头100a~100e和驱动波形生成单元181进行连接(步骤S703)。
而且,与实施了油墨喷出动作的喷墨头100相对应的喷出异常检测单元10执行图24的流程图所示的喷出异常检测和判断处理(步骤S704)。此时,与各喷墨头100相对应的各个判断结果与成为处理对象的喷墨头100关联起来,并被保存于存储单元62的预定的存储区域中。
在此,在为图28所示的喷墨打印机1的情况下,切换单元23a~23e根据从控制部6输出的驱动/检测切换信号,将喷墨头100a~100e连接于喷出异常检测单元10a~10e(图24的步骤S103)。因此,由于在不存在印字数据的喷墨头100中,静电作动器120不进行驱动,所以喷出异常检测单元10的残留振动检测单元16不对振动板121的残留振动波形进行检测。另一方面,在为图29所示的喷墨打印机1的情况下,切换单元23a~23e根据被输入有从控制部6输出的驱动/检测切换信号、和从锁存电路182b输出的印字数据的AND电路的输出信号,而将存在印字数据的喷墨头100连接于喷出异常检测单元10(图24的步骤S103)。
在步骤S705中,控制部6对喷墨打印机1的印字动作是否已结束进行判断。而且,在判断为印字动作未结束时,控制部6进入步骤S701,并将下一个印字数据输入至移位寄存器182a,且反复实施同样的处理。此外,在判断为印字动作已结束时,为了清除被锁存于喷出选择单元182的锁存电路182b中的喷出数据,控制部6将清除信号输入至锁存电路182b(步骤S707),并解除锁存电路182b的锁存状态,且结束图28以及图29所示的喷墨打印机1中的喷出异常检测处理以及判断处理。
由于如上所述,图28以及图29所示的喷墨打印机1具备多个切换单元23a~23e、和多个喷出异常检测单元10a~10e,并且一次性地针对全部的喷墨头100实施喷出异常检测和判断处理,因此,能够在短时间内实施这些处理。此外,图29所示的喷墨打印机1还具备切换控制单元19、即对驱动/检测切换信号和印字数据进行与运算的AND电路ANDa~ANDe,并且仅针对实施印字动作的喷墨头100实施由切换单元23实现的切换动作,因此能够在不实施没必要的检测的条件下,实施喷出异常检测处理以及判断处理。
接下来,图35为表示图30所示的喷墨打印机1的印字动作时的喷出异常检测的时刻的流程图。通过来自主计算机8的印刷指示,而在图30所示的喷墨打印机1中执行该流程图的处理。首先,切换选择单元19a预先对最初的切换单元23a以及喷墨头100a进行设定(确定)(步骤S801)。
当印字数据通过控制部6而从主计算机8被输入至喷出选择单元182的移位寄存器182a时(步骤S802),向锁存电路182b输入锁存信号(步骤S803),从而该印字数据被锁存。在此,切换单元23a~23e在该阶段中,对全部的喷墨头100a~100e和驱动波形生成单元181(喷出选择单元182的驱动器182c)进行连接(步骤S804)。
而且,当在喷墨头100a中存在印字数据时,控制部6通过切换选择单元19a而在喷出动作后,使静电作动器120连接于喷出异常检测单元10(图24的步骤S103),并执行图24(图25)的流程图所示的喷出异常检测和判断处理(步骤S805)。而且,在图24的步骤S106中所执行的喷出异常判断处理的判断结果与成为处理对象的喷墨头100(在此为100a)关联起来,并被保存于存储单元62的预定的存储区域中(图24的步骤S107)。
在步骤S806中,控制部6针对全部的喷嘴110(全部的喷墨头100),对是否已结束了上述的喷出异常检测和判断处理进行判断。而且,在针对全部的喷嘴110而判断为已结束了上述处理时,控制部6根据扫描信号,而对与最初的喷嘴110相对应的切换单元23a进行设定(步骤S808),并且在针对全部的喷嘴110而判断为未结束上述处理时,对与下一个喷嘴110相对应的切换单元23b进行设定(步骤S807)。
在步骤S809中,控制部6对由主计算机8指示的预定的印字动作是否已结束进行判断。而且,在判断为印字动作还未结束时,下一个印字数据被输入至移位寄存器182a(步骤S802),并反复实施同样的处理。在判断为印字动作已结束时,为了清除锁存于喷出选择单元182的锁存电路182b中的喷出数据,控制部6将清除信号输入至锁存电路182b(步骤S811),并解除锁存电路182b的锁存状态,结束图30所示的喷墨打印机1中的喷出异常检测和判断处理。
如上所述,本发明的液滴喷出装置(喷墨打印机1)具备多个喷墨头(液滴喷出头)100,所述喷墨头(液滴喷出头)100具有:振动板121;静电作动器120,其使振动板121进行位移;腔室141,其内部填充有液体,并通过振动板121的位移而使该内部的压力发生变化(增减);喷嘴110,其与腔室141连通,并通过腔室141内的压力的变化(增减)而以液滴的形式喷出液体,并且,本发明的液滴喷出装置(喷墨打印机1)还具备:驱动波形生成单元181,其对这些静电作动器120进行驱动;喷出选择单元182,其选择从多个喷嘴110中的哪一个喷嘴110喷出液滴;一个或者多个喷出异常检测单元10,其对振动板121的残留振动进行检测,并根据该检测出的振动板121的残留振动,而对液滴的喷出的异常进行检测;一个或者多个切换单元23,其在由静电作动器120的驱动实施液滴的喷出动作后,根据驱动/检测切换信号、印字数据、或者扫描信号,而将静电作动器120从驱动波形生成单元181切换到喷出异常检测单元10,本发明的液滴喷出装置(喷墨打印机1)一次性地(并行地)或者依次地对多个喷嘴110的喷出异常进行检测。
因此,通过本发明的液滴喷出装置以及液滴喷出头的喷出异常检测和判断方法,从而能够在短时间内实施喷出异常检测以及其原因判断,并能够缩小包含喷出异常检测单元10在内的检测电路的电路结构的尺寸,且能够防止液滴喷出装置的制造成本的增加。此外,由于在静电作动器120的驱动后,切换至喷出异常检测单元10并实施喷出异常检测以及原因判断,因此不会对作动器的驱动造成影响,由此,不会使本发明的液滴喷出装置的吞吐量降低或者恶化。此外,也可以在具备预定的结构要素的现有的液滴喷出装置(喷墨打印机)中设置喷出异常检测单元10。
此外,本发明的液滴喷出装置与上述结构有所不同,具备多个切换单元23、切换控制单元19、一个或者与喷嘴110的数量相对应的多个喷出异常检测单元10,并根据驱动/检测切换信号以及喷出数据(印字数据)、或者、扫描信号、驱动/检测切换信号以及喷出数据(印字数据),而将相对应的静电作动器120从驱动波形生成单元181或者喷出选择单元182切换为喷出异常检测单元10,从而实施喷出异常检测以及原因判断。
因此,根据本发明的液滴喷出装置,由于与未被输入喷出数据(印字数据)、即未进行喷出驱动动作的静电作动器120相对应的切换单元未实施切换动作,因此,能够避免不必要的检测和判断处理。此外,在利用切换选择单元19a的情况下,由于液滴喷出装置只需仅具备一个喷出异常检测单元10即可,因此能够缩小液滴喷出装置的电路结构的尺寸,并能够防止液滴喷出装置的制造成本的增加。
接下来,对针对本发明的液滴喷出装置中的喷墨头100(头单元35),执行消除喷出异常(头异常)的原因的恢复处理的结构(恢复单元24)进行说明。图36为表示从图1所示的喷墨打印机1的上部观察时的概要结构(省略一部分)的图。该图36所示的喷墨打印机1除了图1的立体图中所示的结构之外,还具备用于执行油墨滴不喷出(头异常)的恢复处理的擦拭器300和帽310。
恢复单元24所执行的恢复处理包括:预备性地从各喷墨头100的喷嘴110喷出液滴的冲洗处理、由后文所述的擦拭器300(参照图37)实施的擦拭处理、由后文所述的管泵320实施的泵作用処理(泵抽吸处理)。即,恢复单元24具备管泵320、对该管泵320进行驱动的脉冲电机、擦拭器300、擦拭器300的上下移动驱动机构、帽310的上下移动驱动机构(未图示),并且在冲洗处理中,头驱动器33以及头单元35等作为恢复单元24的一部分而发挥功能,此外,在擦拭处理中,滑架电机41等作为恢复单元24的一部分而发挥功能。由于在上文中对冲洗处理进行了说明,因此,以下对擦拭处理以及泵作用处理进行说明。
在此,擦拭处理是指,通过擦拭器300而将附着于头单元35的喷嘴板150(喷嘴面)上的纸粉等异物除掉的处理。此外,泵作用处理(泵抽吸处理)是指,对后文所述的管泵320进行驱动,并从头单元35的各喷嘴110对腔室141内的油墨进行抽吸排出的处理。如此,擦拭处理作为上述那样的喷墨头100的液滴的喷出异常的原因之一、即纸粉附着的状态下的恢复处理是恰当的处理。此外,泵抽吸处理作为如下的恢复处理是恰当的处理,所述恢复处理为,去除前文所述的冲洗处理中未去除的腔室141内的气泡、或者、在喷嘴110付近的油墨因干燥而增稠或者腔室141内的油墨因年月经过劣化而增稠时,去除增稠了的油墨的恢复处理。另外,在增稠不很严重且粘度也不很大的情况下,也可实施由上述的冲洗处理实现的恢复处理。此时,由于排出的油墨量较少,因此不会降低吞吐量和运转成本,并且能够实施恰当的恢复处理。
多个头单元35被搭载于滑架32上,并被两个滑架引导轴422引导,且通过滑架电机41,从而经由被设置于图中其上端的连结部34而与正时带421连结并进行移动。被搭载于滑架32上的头单元35通过利用滑架电机41的驱动而进行移动的正时带421(与正时带421连动),从而能够在主扫描方向上进行移动。另外,滑架电机41实现了用于使正时带421连续地进行旋转的带轮的作用,并且在另一端侧也同样地具备带轮44。
此外,帽310用于实施头单元35的喷嘴板150(参照图5)的压盖。在帽310的底部側面上形成有孔,并且如后文所述,连接有管泵320的结构要素即挠性的管321。另外,对于管泵320,将在图39中进行叙述。
在记录(印字)动作时,在对预定的喷墨头100(液滴喷出头)的静电作动器120进行驱动的同时,记录纸张P在副扫描方向上进行移动、即向图36中下方进行移动,并且印字单元3在主扫描方向上进行移动、即图36中左右移动,从而喷墨打印机(液滴喷出装置)1根据从主计算机8输入的印刷数据(印字数据),而在记录纸张P上印刷(记录)预定的图像等。
图37为表示图36所示的擦拭器300和印字单元3(头单元35)之间的位置关系的图。在该图37中,对于头单元35和擦拭器300,示出了从图36所示的喷墨打印机1的图中下侧观察上侧时的侧视图的一部分。如图37(a)所示,擦拭器300以能够与印字单元3的喷嘴面、即头单元35的喷嘴板150抵接的方式被配置为能够上下移动。
在此,对利用擦拭器300的恢复处理即擦拭处理进行说明。在实施擦拭处理时,如图37(a)所示,通过未图示的驱动装置使擦拭器300向上方移动,以使擦拭器300的顶端与喷嘴面(喷嘴板150)相比位于上侧。当在该情况下,对滑架电机41进行驱动从而使印字单元3(头单元35)向图中左方(箭头标记的方向)进行移动时,擦拭部件301与喷嘴板150(喷嘴面)抵接。
另外,由于擦拭部件301由挠性的橡胶部件等构成,因此如图37(b)所示,擦拭部件301的与喷嘴板150抵接的顶端部分弯曲,并且通过该顶端部分来清洗(擦拭)喷嘴板150(喷嘴面)的表面。由此,能够去除附着于喷嘴板150(喷嘴面)上的纸粉等异物(例如纸粉、浮游在空气中的垃圾、橡胶的残边等)。此外,通过根据这样的异物的附着状态(在附着有大量的异物的情况下),而使印字单元3向擦拭器300的上方进行往复移动,从而能够实施多次擦拭处理。
图38为表示泵抽吸处理时的、头单元35、帽310以及泵320之间的关系的图。管321形成泵作用处理(泵抽吸处理)中的油墨排出通道,并且其一端如上所述与帽310的底部相连接,而另一端通过管泵320而与废墨盒340相连接。
在帽310的内部底面上配置有油墨吸收体330。该油墨吸收体330在泵抽吸处理和冲洗处理中,对从喷墨头100的喷嘴110喷出的油墨进行吸收,并临时贮存。另外,通过油墨吸收体330,从而能够防止如下的情况,即,在实施向帽310内的冲洗动作时,被喷出的液滴溅回并弄脏喷嘴板150。
图39为表示图38所示的管泵320的结构的概要图。如该图39(B)所示,管泵320为旋转式泵,且具备旋转体322、被配置于该旋转体322的圆周部上的四个辊323、和引导部件350。另外,辊323通过旋转体322而被支承,并且对挠性的管321进行加压,所述挠性的管32沿着引导部件350的引导件351以圆弧状被放置。
该管泵320通过使旋转体322以轴322a为中心向图39所示的箭头标记X方向进行旋转,从而使与管321抵接的一个或者两个辊323在Y方向上进行旋转,同时依次对被放置于引导部件350的円弧状的引导件351上的管321进行加压。由此,管321发生变形,并通过该管321内所产生的负压而使各喷墨头100的腔室141内的油墨(液状材料)经由帽310而被抽吸,并且,混入有气泡、或者因干燥而增稠了的不需要的油墨通过喷嘴110而被排出至油墨吸收体330,并且被该油墨吸收体330所吸收的废墨通过管泵320而被排出至废墨盒340(参照图38)。
另外,该管泵320通过未图示的脉冲电机等的电机而被驱动。脉冲电机通过控制部6而被控制。相对于管泵320的旋转控制的驱动信息,例如记述了旋转速度、转速的检查图表,记述了序列控制的控制程序等被存储于控制部6的PROM64等中,并且根据这些驱动信息,从而通过控制部6的CPU61来实施管泵320的控制。
接下来,对恢复单元24的动作(喷出异常恢复处理)进行说明。图40为表示本发明的喷墨打印机1(液滴喷出装置)中的喷出异常恢复处理的流程图。当在上述的喷出异常检测和判断处理(参照图24的流程图)中,检测出喷出异常的喷嘴110并判断出其原因时,在未实施印刷动作(印字动作)等的预定的时刻,印字单元3移动至预定的待机区域(例如,图36中由帽310覆盖印字单元3的喷嘴板150的位置、或者、能够由擦拭器300实施擦拭处理的位置),并执行喷出异常恢复处理。
首先,控制部6在图24的步骤S107中读取被保存于控制部6的EEPROM62中的与各喷嘴110相对应的判断结果(在此,该判断结果并不是限定为各喷嘴110的内容的判断结果,而是相对于各喷墨头100的判断结果。因此,在下文中,喷出异常的喷嘴110也指,发生了喷出异常的喷墨头100。)(步骤S901)。在步骤S902中,控制部6对该读取的判断结果中是否存在喷出异常的喷嘴110进行判断。而且,在判断为没有喷出异常的喷嘴110时,即,在从全部的喷嘴110正常地喷出了液滴时,就此结束该喷出异常恢复处理。
另一方面,在判断为某一个喷嘴110处于喷出异常时,在步骤S903中,控制部6对判断为该喷出异常的喷嘴110是否处于纸粉附着进行判断。而且,在判断为该喷嘴110的出口附近未附着有纸粉时,进入步骤S905,而在判断为附着有纸粉时,执行上述的擦拭器300对喷嘴板150的擦拭处理(步骤S904)。
接下来,在步骤S905中,控制部6对被判断为上述喷出异常的喷嘴110是否处于气泡混入进行判断。而且,在判断为处于气泡混入时,控制部6针对全部的喷嘴110,执行由管泵320实现的泵抽吸处理(步骤S906),并结束该喷出异常恢复处理。另一方面,在判断为未处于气泡混入时,控制部6根据由上述计测单元17计测到的振动板121的残留振动的周期的长短,来执行由管泵320实现的泵抽吸处理、或者执行仅针对被判断为喷出异常的喷嘴110或全部的喷嘴110的冲洗处理(步骤S907),并结束该喷出异常恢复处理。
图41为用于对擦拭器(擦拭单元)的其他结构例(擦拭器300’)进行说明的图,(a)为表示印字单元3(头单元35)的喷嘴面(喷嘴板150)的图,(b)为表示擦拭器300’的图。图42为表示图41所示的擦拭器300’的工作状态的图。
以下,虽然根据这些图,对擦拭器的其他结构例即擦拭器300’进行说明,但是以与前文所述的擦拭器300之间的不同点为中心进行说明,并省略相同的事项的说明。
如图41(a)所示,在印字单元3的喷嘴面上,与黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)、黑色(K)各色油墨相对应地,多个喷嘴110被分为四组喷嘴组。本结构例的擦拭器300’通过下文所述的那样的结构,从而能够针对这四组喷嘴组,对各色喷嘴组分别进行擦拭处理。
如图41(b)所示,擦拭器300’具有黄色的喷嘴组用的擦拭部件301a、品红色的喷嘴组用的擦拭部件301b、蓝绿色的喷嘴组用的擦拭部件301c、黑色的喷嘴组用的擦拭部件301d。如图42所示,各擦拭部件301a~301d通过未图示的移动机构,而能够各自独立地在副扫描方向上进行移动。
虽然前文所述的擦拭器300为针对全部喷嘴110的喷嘴面而一次性地进行擦拭处理的构件,但是根据本结构例的擦拭器300’,由于能够仅对需要擦拭处理的喷嘴组进行擦拭,因此能够实施不多余的恢复处理。
图43为用于对泵作用单元的其他结构例进行说明的图。以下,虽然根据该图而对泵作用单元的其他结构例进行说明,但是以与前文所述的泵作用单元之间的不同点为中心进行说明,并省略相同的事项的说明。
如图43所示,本结构例的泵作用单元具有黄色的喷嘴组用的帽310a、品红色的喷嘴组用的帽310b、蓝绿色的喷嘴组用的帽310c、黑色的喷嘴组用的帽310d。
管泵320的管321被分支为四个分支管325a~325d,并且该各分支管325a~325d分别与各帽310a~310d相连接。在各分支管325a~325d的中途,分别设置有阀326a~326d。
上文那样的本结构例的泵作用单元通过对各阀326a~326d的开闭进行选择,从而能够针对印字单元3的四组喷嘴组,对各色喷嘴组分别进行泵抽吸处理。由此,由于能够仅对需要进行泵抽吸处理的喷嘴组进行抽吸,因此能够实施不多余的恢复处理。另外,虽然在图43中示出了管泵320利用四色的管321进行抽吸的示例,但是管泵320上也可以针对四色分别设置管。
并且,以上进行了说明的那样的本发明的喷墨打印机1在针对全部喷嘴110而由喷出异常检测单元10实施了检测时,按照下文所述那样的流程进行工作。以下,虽然针对在本发明的喷墨打印机1中,由喷出异常检测单元10实施了检测时的、其以后的动作的流程,对两个模式依次进行说明,但是,首先对第一个模式进行说明。
[1A]
喷墨打印机1在冲洗处理(冲洗动作)时、或者在印刷动作时,如前文所述,针对全部喷嘴110,由喷出异常检测单元10实施检测。
该检测的结果为,在存在发生了喷出异常的喷嘴110(以下,称为“异常喷嘴”)时,优选为,喷墨打印机1告知该情况。作为该告知的手段(方法),并未被特别限定,例如,可以为显示在操作面板7上,或者通过声音、警报声、灯的闪烁来进行告知的手段、或者经由接口9而向主计算机8等传递喷出异常信息的手段、或者经由网络而向打印机服务器等传递喷出异常信息的手段等任意的手段。
[2A]
[1A]中的检测的结果为,在存在发生了喷出异常的喷嘴110(异常喷嘴)时,(在处于印刷动作中时,中断印刷动作)由恢复单元24实施恢复处理。此时,恢复单元24如前文所述的图40的流程图那样,实施与异常喷嘴的喷出异常的原因相对应的种类的恢复处理。由此,在例如异常喷嘴的喷出异常的原因为纸粉附着时,即,在无需实施泵抽吸处理的这样的情况下,不需要实施泵抽吸处理,因此能够防止浪费地排出油墨,并能够降低油墨的消耗量。此外,由于不实施没有必要的种类的恢复处理,因此能够缩短恢复处理所需的时间,并实现喷墨打印机1的吞吐量(每单位时间的印刷张数)的提高。
此外,虽然可以针对全部喷嘴110来实施该恢复处理,但是只需至少针对异常喷嘴而实施即可。例如,在作为恢复处理而实施冲洗处理时,也可以仅对异常喷嘴实施冲洗动作。此外,当擦拭单元和泵作用单元以能够针对图41~图43所示那样的各色的喷嘴组的每一个而分别实施恢复处理的方式构成时,也可以仅针对包含[1A]中所检测出的异常喷嘴在内的喷嘴组实施擦拭处理或者泵抽吸处理。
此外,当在[1A]中,检测出喷出异常的原因有所不同的多个异常喷嘴时,优选为,实施多种恢复处理,以能够消除该所有的喷出异常的原因。
[3A]
在[2A]的恢复处理结束后,仅针对[1A]中所检测出的异常喷嘴实施液滴喷出动作,并仅针对该异常喷嘴,再次由喷出异常检测单元10实施检测。由此,由于能够确认[1A]中所检测出的异常喷嘴是否恢复到正常的状态,所以能够更加切实地防止在之后的印刷动作中发生喷出异常。
此外,在此,由于仅使异常喷嘴实施液滴喷出动作,并由喷出异常检测单元10实施检测,因此可以不从[1A]中为正常的喷嘴110喷出油墨滴。由此,能够避免浪费地喷出油墨,并且能够降低油墨的消耗量。而且,也能够减轻喷出异常检测单元10和控制部6的负担。
另外,在即使通过[3A]中的检测也存在喷出异常的喷嘴110时,优选为,由恢复单元24再次实施恢复处理。
以下,在本发明的喷墨打印机1中,对由喷出异常检测单元10实施了检测时的、其以后的动作的流程的第二个模式进行说明。即,在本发明中,也可以取代所述[1A]~[3A]而以以下的[1B]~[5B]这样的流程进行控制。
[1B]
与所述[1A]同样地,针对全部喷嘴110,由喷出异常检测单元10实施检测。
[2B]
[1B]中的检测的结果为,在存在发生了喷出异常的喷嘴110(以下,称为“异常喷嘴”)时,(在处于印刷动作中时中断印刷动作)仅针对该异常喷嘴执行冲洗处理。在异常喷嘴的喷出异常的原因为轻微的原因时等,能够通过该冲洗处理而使异常喷嘴恢复为正常的状态。此外,由于此时,从正常的喷嘴110不喷出油墨滴,因此不会无谓地消耗油墨。在由喷出异常检测单元10频繁地实施检测时等,由于喷出异常的原因为轻微的情况较多,因此通过以此方式与喷出异常的原因无关地,首先对异常喷嘴实施冲洗处理,从而能够高效、迅速地实施恢复处理。
[3B]
在结束[2B]的冲洗处理之后,仅针对[1B]中检测出的异常喷嘴实施液滴喷出动作,并仅针对该异常喷嘴,由喷出异常检测单元10再次实施检测。由此,由于能够确认[1B]中检测出的异常喷嘴是否恢复为正常的状态,所以在之后的印刷动作中,能够更加切实地防止喷出异常的发生。
此外,由于在此仅使异常喷嘴实施液滴喷出动作,并由喷出异常检测单元10实施检测,因此可以不从[1B]中为正常的喷嘴110喷出油墨滴。由此,能够避免无谓地喷出油墨,并能够降低油墨的消耗量。而且,还能够减轻喷出异常检测单元10和控制部6的负担。
[4B]
[3B]中的检测的结果为,在存在未消除喷出异常的喷嘴110(以下,称为“再异常喷嘴”)时,由恢复单元24实施恢复处理。此时,恢复单元24如前文所述的图40的流程图那样,实施与再异常喷嘴的喷出异常的原因相应的种类的恢复处理。由此,由于不会在例如再异常喷嘴的喷出异常的原因为纸粉附着时、即在无需实施泵抽吸处理这样的情况下,实施泵抽吸处理,因此能够防止无谓地排除油墨,并能够降低油墨的消耗量。此外,由于不实施不需要的种类的恢复处理,因此能够缩短恢复处理所需的时间,并实现喷墨打印机1的吞吐量(每单位时间的印刷张数)的提高。
此外,由于在[2B]中实施冲洗处理,因此优选为,在该[4B]中实施其以外的恢复处理。即,优选为,当再异常喷嘴的喷出异常的原因为气泡混入或者干燥增稠时,执行泵抽吸处理,而在为纸粉附着时,执行由擦拭器300或者300’实施的擦拭处理。
另外,在该[4B]中,除了上述的这一点以外,与所述[2A]相同。
[5B]
在结束[4B]的恢复处理后,仅针对[3B]中检测出的再异常喷嘴实施液滴喷出动作,并且仅针对该再异常喷嘴,由喷出异常检测单元10再次实施检测。由此,由于能够确认[3B]中检测出的再异常喷嘴是否恢复为正常的状态,因此能够更加切实地防止如下的情况,即,在之后的印刷动作中,发生喷出异常。
此外,由于在此,仅使再异常喷嘴实施液滴喷出动作,并由喷出异常检测单元10实施检测,因此可以不从[1B]或[3B]中为正常的喷嘴110喷出油墨滴。由此,能够避免无谓地喷出油墨,从而能够降低油墨的消耗量。而且,还能够减轻喷出异常检测单元10和控制部6的负担。
在以上所说明的[1A]~[3A]以及[1B]~[5B]中,优选为,在实施了与喷出异常的原因相应的恢复处理之后,针对各喷嘴110(全部喷嘴110)执行冲洗处理。由此,能够防止残留于喷嘴面(喷嘴板150)上的各色的油墨进行混合,并能够防止油墨的混色。
由于在以上所说明的那样的、本实施方式的液滴喷出装置中,与现有的能够对喷出异常进行检测的液滴喷出装置相比,不需要其他部件(例如,光学式的漏点检测装置等),因此能够在不增大液滴喷出头的尺寸的条件下,对液滴的喷出异常进行检测,并能够将可实施喷出异常(漏点)检测的液滴喷出装置的制造成本抑制得较低。此外,由于使用液滴喷出动作后的振动板的残留振动来对液滴的喷出异常进行检测,因此即使在记录动作的中途,也能够对液滴的喷出异常进行检测。
第二实施方式
接下来,对本发明中的喷墨头的其他结构例进行说明。图44~图47分别为表示喷墨头(头单元)的其他结构例的概要的剖视图。以下,虽然根据这些图进行说明,但是以与前文所述的实施方式不同的点为中心进行说明,并省略相同的事项的说明。
在图44所示的喷墨头100A中,通过压电元件200的驱动而使振动板212进行振动,从而使腔室208内的油墨(液体)从喷嘴203喷出。在形成有喷嘴(孔)203的不锈钢制的喷嘴板202上,通过粘合薄膜205而接合有不锈钢制的金属板204,而且在其上通过粘合薄膜205而接合有同样的不锈钢制的金属板204。而且,在其上依次接合有连通口形成板206以及腔室板207。
通过使喷嘴板202、金属板204、粘合薄膜205、连通口形成板206以及腔室板207分别被形成为预定的形状(形成有凹部那样的形状),并将它们重叠,从而形成有腔室208以及容器209。腔室208以及容器209通过油墨供给口210而连通。此外,容器209与油墨吸入口211连通。
在腔室板207的上表面开口部处,设置有振动板212,并且在该振动板212上,通过下部电极213而接合有压电元件(PZT)200。此外,在压电元件200的与下部电极213相反的一侧,接合有上部电极214。头驱动器215具备生成驱动电压波形的驱动电路,并通过在上部电极214和下部电极213之间施加(供给)驱动电压波形,从而使压电元件200进行振动,并且与其接合的振动板212进行振动。通过该振动板212的振动,从而使腔室208的容积(腔室内的压力)发生变化,进而使填充至腔室208内的油墨(液体)通过喷嘴203而以液滴的形式喷出。
通过液滴的喷出而使腔室208内减少的液量通过从容器209被供给油墨从而被补给。此外,从油墨吸入口211向容器209供给油墨。
图45所示的喷墨头100B也与前文所述的一样,通过压电元件200的驱动而使腔室221内的油墨(液体)从喷嘴喷出。该喷墨头100B具有一对对置的基板220,并且在两个基板220之间,以隔开预定间隔的方式被间歇地设置有多个压电元件200。
在相邻的压电元件200彼此之间形成有腔室221。在腔室221的图45中前方设置有板(未图示),在后方设置有喷嘴板222,在喷嘴板222的与各腔室221相对应的位置处,形成有喷嘴(孔)223。
在各压电元件200的一个面以及另一个面上,分别设置有一对电极224。即,针对一个压电元件200接合有四个电极224。通过在这些电极224中的预定的电极之间施加预定的驱动电压波形,从而使压电元件200发生分配模式变形并进行振动(图45中箭头标记所示),并且通过该振动而使腔室221的容积(腔室内的压力)发生变化,填充至腔室221内的油墨(液体)通过喷嘴223而以液滴的形式喷出。即,在喷墨头100B中,压电元件200自身作为振动板而发挥功能。
图46所示的喷墨头100C也与前文所述的一样,通过压电元件200的驱动而使腔室233内的油墨(液体)从喷嘴231喷出。该喷墨头100C具备形成有喷嘴231的喷嘴板230、隔离片232、压电元件200。压电元件200以隔着隔离片232而相对于喷嘴板230远离预定距離的方式被设置,并且在由喷嘴板230、压电元件200、隔离片232围起来的空间内形成有腔室233。
在压电元件200的图46中的上表面上,接合有多个电极。即,在压电元件200的大致中央部处,接合有第一电极234,并且在其两侧部上分别接合有第二电极235。通过在第一电极234与第二电极235之间施加预定的驱动电压波形,从而压电元件200发生分配模式变形并进行振动(图46中箭头标记所示),并且通过该振动而使腔室233的容积(腔室内的压力)发生变化,填充至腔室233内的油墨(液体)通过喷嘴231而以液滴的形式喷出。即,在喷墨头100C中,压电元件200自身作为振动板而发挥功能。
图47所示的喷墨头100D也与前文所述的一样,通过压电元件200的驱动而使腔室245内的油墨(液体)从喷嘴241喷出。该喷墨头100D具备形成有喷嘴241的喷嘴板240、腔室板242、振动板243、层压多个压电元件200而成的层压压电元件201。
腔室板242被形成为预定的形状(形成有凹部这样的形状),由此,形成有腔室245以及容器246。腔室245和容器246通过油墨供给口247而连通。此外,容器246通过油墨供给管311而与油墨盒31连通。
层压压电元件201的图47中下端通过中间层244而与振动板243接合。在层压压电元件201中,多个外部电极248以及内部电极249被接合在一起。即,在层压压电元件201的外表面上,接合有外部电极248,并且在构成层压压电元件201的各压电元件200彼此之间(或者各压电元件的内部),设置有内部电极249。此时,外部电极248与内部电极249的一部分以在压电元件200的厚度方向上交替地重叠的方式被配置。
而且,通过在外部电极248与内部电极249之间利用头驱动器33来施加驱动电压波形,从而层压压电元件201如图47中的箭头标记所示那样发生变形(在图47上下方向上进行伸缩)并进行振动,并且通过该振动而使振动板243进行振动。通过该振动板243的振动而使腔室245的容积(腔室内的压力)发生变化,并且填充至腔室245内的油墨(液体)通过喷嘴241而以液滴的形式喷出。
通过液滴的喷出而使腔室245内减少的液量通过从容器246被供给油墨从而被补给。此外,从油墨盒31经由油墨供给管311而向容器246供给油墨。
在具备以上那样的压电元件的喷墨头100A~100D中,也与前文所述的静电电容方式的喷墨头100同样地,能够根据振动板或者作为振动板而发挥功能的压电元件的残留振动,来对液滴喷出的异常进行检测或者对其异常的原因进行确定。另外,也可以采用如下的结构,即,在喷墨头100B以及100C中,在与腔室面对的位置处,设置作为传感器的振动板(残留振动检测用的振动板),并对该振动板的残留振动进行检测。
第三实施方式
接下来,对本发明中的喷墨头的另外的结构例进行说明。图48为表示本实施方式中的头单元35的结构的立体图,图49为图48所示的头单元35(喷墨头100H)的剖视图。以下,虽然根据这些图进行说明,但是以与前文所述的实施方式不同的点为中心进行说明,并省略相同的事项的说明。
图48以及图49所示的头单元35(喷墨头100H)为所谓的膜状沸腾喷墨方式(热敏喷射方式)的构件,并且为,支承板410、基板420、外壁430、隔壁431、以及顶板440从图48以及图49中下侧起以该顺序被接合在一起的结构。
基板420和顶板440通过外壁430以及等间隔平行配置的多个(在图示的示例中为六个)隔壁431而隔开预定的间隔被设置。而且,在基板420和顶板440之间,形成有由隔壁431划分的多个(在图示的示例中为五个)腔室(压力室:油墨室)141。各个腔室141呈短栅状(长方体形状)。
此外,如图48以及图49所示,各个腔室141的图49中左侧端部(图48中上端)被喷嘴板(前板)433所覆盖。在该喷嘴板433上,形成有与各个腔室141连通的喷嘴(孔)110,并从该喷嘴110喷出油墨(液状材料)。
虽然在图48中,相对于喷嘴板433而言,喷嘴110被直线地配置,即被配置为列状,但是,当然喷嘴的配置模式并不限定于此。
另外,也可以为如下的这种结构,即,不设置喷嘴板433,且各个腔室141的图48中上端(图49中左端)是开放的,该开放的开口成为喷嘴。
此外,在顶板440上,形成有油墨吸入口441,在该油墨吸入口441上,通过油墨供给管311而与油墨盒31相连接。
在基板420的与各个腔室141相对应的部位处,分别设置(埋设)有发热体450。各发热体450通过包含驱动电路18在内的头驱动器(通电单元)33,而分别被各自通电,从而进行发热。头驱动器33根据从控制部6输入的印刷信号(印刷数据),而输出例如脉冲状的信号,以作为发热体450的驱动信号。
此外,发热体450的腔室141侧的面被保护膜(耐气蚀膜)451所覆盖。该保护膜451是为了防止发热体450与腔室141内的油墨直接接触而被设置的。通过设置该保护膜451,从而能够防止因发热体450与油墨接触而导致的变质、劣化等。
在基板420的各发热体450的附近、且与各个腔室141相对应的部位处,分别形成有凹部460。该凹部460能够通过例如蚀刻、冲压等的方法而形成。
为了遮蔽凹部460的腔室141侧而设置有振动板(隔膜)461。该振动板461追随于腔室141内的压力(液圧)的变化,而在图49中的上下方向上弹性地发生变形(弹性地进行位移)。
该振动板461也作为电极而发挥功能。振动板461即使为整体具有导电性的振动板,也可以层压有导电层和绝缘层。
另一方面,凹部460的另一侧被支承板410所覆盖,并且在该支承板410的图49中上表面的与各振动板461相对应的部位处,分别设置有电极(段电极)462。
振动板461和电极462以隔开预定的间隙距离而大致平行对置的方式被配置。
通过以此方式,隔开微小的间隔距离对振动板461和电极462进行配置,从而能够形成平行平板电容器。而且,当振动板461追随于腔室141内的压力而在图49中的上下方向上弹性地进行位移(变形)时,与其相对应地,振动板461和电极462之间的间隙距离发生变化,从而所述平行平板电容器的静电电容发生变化。在喷墨头100H中,振动板461以及电极462作为如下的传感器而发挥功能,所述传感器根据随着振动板461的振动(残留振动(衰减振动))的所述静电电容的经时变动,而对该喷墨头100H的异常进行检测。
在基板420的腔室141外,形成有共通电极470。此外,在支承板410的腔室141外,形成有段电极471。电极462、共通电极470以及段电极471能够分别通过例如金属箔的接合、电镀法、蒸镀、阴极真空喷镀等的方法而形成。
各振动板461和共通电极470通过导体475而电连接,各电极462和各段电极471通过导体476而电连接。
作为导体475、476,可以分别列举出:[1]配置了金属线等的导线的导体、[2]在基板420或者支承板410的表面上形成了由例如金、铜等的导电性材料构成的薄膜的导体、或者、[3]在基板420等的导体形成部位处实施离子掺杂等从而赋予了导电性的导体等。
接下来,对喷墨头100H的作用(工作原理)进行说明。
当从头驱动器33输出驱动信号(脉冲信号)而使发热体450被通电时,发热体450将瞬间发热至300℃以上的温度。由此,在保护膜451上产生因膜状沸腾而引起的气泡(与成为前文所述的喷出异常的原因的、混入至腔室内并产生的气泡有所不同)480,该气泡480瞬间膨胀。由此,充满腔室141内的油墨(液状材料)的液压增大,且油墨的一部分以液滴的形式从喷嘴110喷出。
通过油墨滴的喷出而使腔室141内减少的液量通过从油墨吸入口441向腔室141内供给新的油墨从而被补给。该油墨从油墨盒31穿过油墨供给管311内而被供给。
在刚刚喷出油墨的液滴之后,气泡480急剧地进行收缩,并回到原先的状态。通过此时的腔室141内的压力变化而使振动板461弹性地进行位移(变形),从而在输入有下一个驱动信号并再次喷出油墨滴之前的期间内,产生衰减振动(残留振动)。当振动板461产生衰减振动时,与其相对应地,由振动板461和与其对置的电极462构成的电容器的静电电容发生变化。在本实施方式的喷墨头100H中,利用该静电电容的时间性变动,而能够与前文所述的第一实施方式的喷墨头100同样地,对喷出异常进行检测。
第四实施方式
由于第四实施方式的硬件结构与第一实施方式相同,因此省略说明。图50为表示实施方式4中所准备的印刷模式的图表。如图50所示,在实施方式4中,作为印刷模式而准备了“最高画质”、“高速高画质”、“正常”、“高速制图”各模式。如图50所示,在这些模式中选择了(A)~(D)的波形。该波形是指,锁存信号和通过驱动波形生成单元181而生成的驱动波形。
图51示出了最高画质模式中所选择的波形(A)和高速高画质模式中所选择的波形(B)。在选择了波形(A)的情况下,选择作为驱动波形的信号COM1、和作为锁存信号的信号LAT1。在选择了波形(B)的情况下,选择了作为驱动波形的信号COM2、和作为锁存信号的信号LAT2。
如图50所示,在选择了波形(A)的情况下,每分区喷出量为(12+8+0)ng,最大喷出量为20ng。最大喷出量与每分区喷出量的合计值一致。每分区喷出量中的分区是指,通过频道信号CH而被划分的信号COM1的分区。第一个分区被规定为,从图50所示的信号LAT1的上升LATa到频道信号CH的上升CHa。第二个分区被规定为,从图50所示的Cha到频道信号CH的另一个上升CHa’。第三个分区被规定为,从图50所示的CHa’到LAT1的另一个上升LATa’。
每分区喷出量为(12+8+0)ng是指,在第三个分区中不喷出油墨。在该分区中,实施在实施方式1中进行了说明的异常检测。以下,在信号COM1的第三个分区中,将与中间电位相比电位较高的部分称为“检测用波形”。
如图51所示,COM1与COM2之间的不同之处在于,电压值和检查用波形的时间的长度(以下称为“检查时间”)。COM1的检查用波形的电压值为电压V1,COM2的检查用波形的电压值为电压V2(<电压V1)。COM1的检查时间为t1,COM2的检查时间为t2(=t1-Δt)。Δt如图51所示那样,与从LAT1的周期(从LATa到LATa’为止的期间)减去LAT2的周期而得到的差相等。通过使最高画质模式时的最高可设定频率(10/S)小于高速高画质模式时的最高可设定频率(14.8/S),从而示出了LAT1的周期长于LAT2的周期。最高可设定频率为喷嘴的驱动频率的最高值。如此,由于最高可设定频率有所不同,因此如图50所示,最高画质模式下的印字单元3的主扫描速度慢于高速高画质模式下的印字单元3的主扫描速度。该最高可设定频率以及主扫描速度的不同,与最高画质模式的印刷速度慢于高速高画质模式时的印刷速度相对应。
如上所述,最高画质模式与高速高画质模式相比具有如下的优势,即,由于检查用波形的电压值较低,因此能够减小残留振动的这一优势,由于将能够对残留振动进行检测的时间设定得特别长,因此能够特别得到喷嘴的详细信息的这一优势,然而也具有如下的劣势,即,由于驱动频率变小,因此无法实施高速驱动的这一劣势。
图52表示正常模式下所选择的波形(C)和高速制图模式下所选择的波形(D)。在选择了波形(C)的情况下,选择作为驱动波形的COM3和作为锁存信号的信号LAT3。在选择了波形(D)的情况下,选择作为驱动波形的COM4和作为锁存信号的信号LAT4。
如图50所示,在选择了波形(C)的情况下,每分区喷出量为(12+8+12)ng,最大喷出量为32ng。第三个分区中的喷出量为12ng是指,通过检查用波形,从而执行异常检测和油墨喷出。
如图50所示,在选择了波形(D)的情况下,每分区喷出量为(12+8+8)ng,最大喷出量为28ng。检查用波形中的油墨喷出量与波形(C)时时相比较小是因为,如图52所示,对于检查用波形的电压值而言,与波形(C)时(电压V3)相比波形(D)时(电压V4)较小。
如上所述,高速制图模式与正常模式相比具有如下的优势,即,由于检查用波形的电压较低,因此检查后的残留振动的影响较小的这一优势,然而也具有如下的劣势,即,由于还存在异常检测时的压电元件200的驱动量不充分的情况,因此存在不会正确输出从压电元件200的驱动后的残留振动得到的检测信号,并发生误检测的危险性。
如图52所示,COM3以及COM4除了前文所述的电压值以外,检查时间也相互有所不同。COM3的检查时间为t3,COM4的检查时间为t4(=t3-Δt’)。Δt’如图52所示,与从LAT3的周期减去LAT4的周期而得到的差相等。通过图50中的最高可设定频率(1/S)、正常模式时的値(9.8/S)小于高速制图模式时的値(10.2/S),从而示出了LAT3的周期长于LAT4的周期。如此,由于最高可设定频率有所不同,因此如图50所示,正常模式下的印字单元3的主扫描速度慢于高速制图模式下的印字单元3的主扫描速度。该最高可设定频率以及主扫描速度的不同,与正常模式的印刷速度慢于高速制图模式时的印刷速度相对应。
由于如上所述,检查时间有所不同,因此正常模式与高速制图模式相比具有如下的优势,即,由于能够将检查时间设定得较长,因此能够获得喷嘴的详细的信息的这一优势。
然而,为了实现油墨喷出,与电压V1、V2相比电压V3、4的值较大。因此,信号COM3、4在检查用波形之后具有制振用波形。制振用波形用于对因检查用波形而产生的弯液面的振动进行抑制。
对一般作为印刷模式而被提供的最高画质模式及高速高画质模式、和正常模式以高速制图模式进行比较,存在如下的不同。最高画质模式及高速高画质模式与正常模式及高速制图模式相比,具有如下的优势,即,不喷出油墨而能够进行异常检测的这一优势,由于不需要制振用波形而能够将检查时间设定得较长,因此能够获得喷嘴的详细的信息的这一优势,然而也具有如下的劣势,即,由于异常检查时的压电元件200的驱动量较小,因此存在不会正确输出从压电元件200的驱动后的残留振动得到的检测信号,并产生误检测的危险性。
另一方面,正常模式及高速制图模式与最高画质模式及高速高画质模式相比,具有如下的优势,即,能够以高速进行印字以及异常检测的这一优势,能够在印字的同时对残留振动进行检测的这一优势,然而也具有如下的劣势,即,如果不喷出油墨则无法进行异常检测的这一劣势,由于与异常检测同时地实施油墨喷出,因此此时的喷出稳定性较差的这一劣势。
如图50所示,最高画质模式下的分辨率低于高速高画质模式下的分辨率,正常模式下的分辨率低于高速制图模式下的分辨率。分辨率较低的一方存在如下的优势,即,由于油墨的液滴较大,因此不易受到残留振动的影响的这一优势。
检查时间的长短与继续时间的长短相对应。继续时间为,检查用波形的最大电压所持续的时间。也就是说,在检查用波形中,为电压值不发生变化的部位的时间。另外,检查用波形也可以根据压电元件200的特性和检查方法,而采用低于中间电位的电压值。
以上,虽然根据图示的各个实施方式对本发明的液滴喷出装置以及喷墨打印机进行了说明,但是本发明并不限定于此,也可以将构成液滴喷出头或者液滴喷出装置的部分置换为能够发挥同样的功能的任意的结构。此外,本发明的液滴喷出头或者液滴喷出装置中也可以被追加其他的任意的结构物。
另外,从本发明的液滴喷出装置的液滴喷出头(在上述的实施方式中为喷墨头100)喷出的喷出对象液体(液滴)并未被特别限定,也可以采用包括例如以下那样的各种各样的材料在内的液体(包括悬浮液、乳液等的分散液)。即,也可以为如下的材料,即,彩色过滤器的过滤器材料(油墨)、用于形成有机EL(Electro Luminescence)装置中的EL发光层的发光材料、用于在电子放射装置中的电极上形成荧光体的荧光材料、用于形成PDP(Plasma Display Panel)装置中的荧光体的荧光材料、用于形成电泳显示装置中的电泳体的电泳体材料、用于在基板W的表面上形成斜坡的斜坡材料、各种涂层材料、用于形成电极的液状电极材料、构成用于在两个基板之间构成微小的小间隙的隔离片的粒子材料、用于形成金属配线的液状金属材料、用于形成微透镜的透镜材料、抗蚀剂材料、用于形成光扩散体的光扩散材料、DNA芯片和蛋白质芯片等的生物传感器中所利用的各种试验液体材料等。
此外,在本发明中,成为喷出液滴的对象的液滴接受物并不限定于记录纸张这样的用纸,也可以为薄膜、织布、无纺布等的其他介质、玻璃基板、硅基板等的各种基板这样的工件。
此外,在本发明的液滴喷出装置中,对喷出异常和其原因进行检测的手段以及方法并不限定于上述那样的对振动板的残留振动的振动模式进行检测并分析的方法,无论使用什么样的检测方法,只要能够确定喷出异常的原因,则可以选择适当的恢复处理。作为喷出异常(漏点)的检测方法,例如可考虑如下的方法,即,使激光器等的光学传感器直接照射喷嘴内的油墨弯液面并进行反射,且通过受光原件来对弯液面的振动状态进行检测,从而根据振动状态对堵塞的原因进行确定的方法;从一般的光学式的漏点检测装置(对飞射液滴是否进入了传感器的检测范围进行检测)和喷出动作后的时间经过的计测结果,对液滴的有无进行检测,并以产生了漏点时的喷墨头的时间经过数据为基础,针对干燥时间内所发生的现象而推断为干燥,并且针对干燥时间外所产生的现象而推断为纸粉、或者气泡的方法;在上述的结构中追加振动传感器,对是否在发生了漏点之前施加了可混入有气泡的振动进行判断,并且在施加时推断为气泡混入的方法(此时,没有必要将漏点的检测单元限定为光学式,例如,也可以为接受油墨喷出并对热感知部的温度变化进行检测的热感知式,并且,也可以使用如下的方法,即,对使油墨滴带电并喷出喷落的检测电极的电荷量的变化进行检测的方法,也可以使用通过使油墨滴穿过电极之间从而发生变化的静电电容式的检测),作为纸粉附着的检测方法,可以考虑如下的方法,即,通过照相机等而将头表面的状态作为图像信息进行检测、或者使激光器等的光学传感器在头表面附近进行扫描,并对纸粉附着的有无进行检测的方法等。
此外,作为恢复单元24所执行的恢复处理之一的泵抽吸恢复处理对于因干燥等而促进了增稠的情况、和气泡混入的情况是有效的处理,为了无论何种原因均可取得相同的恢复处理,而在头单元内对需要泵抽吸处理的、气泡混入和干燥增稠的喷墨头100进行了检测时,如图40的流程图的步骤S905~S907那样不决定个别处理,而是可以针对气泡混入的喷墨头100和干燥增稠的喷墨头100一次性地执行泵抽吸处理。即,在对喷嘴110付近是否附着有纸粉进行了判断之后,也可以不对是气泡混入还是干燥增稠进行判断,并执行泵抽吸处理。
符号说明
1···喷墨打印机;
2···装置主体;
21···托架;
22···排纸口;
3···印字单元;
31···油墨盒;
311···油墨供给管;
32···滑架;
33···头驱动器;
34···连结部;
35···头单元;
4···印刷装置;
41···滑架电机;
42···往复移动机构;
421···正时带;
422···滑架引导轴;
43···滑架电机驱动器;
44···带轮;
5···供纸装置;
51···供纸电机;
52···供纸辊;
52a···从动辊;
52b···驱动辊;
53···供纸电机驱动器;
6···控制部;
61···CPU;
62···EEPROM(存储单元);
63···RAM;
64···PROM;
7···操作面板;
8···主计算机;
9···IF;
10、10a~10e···喷出异常检测单元;
11···振荡电路;
111···施密特触发逆变器;
112···电阻元件;
12···F/V转换电路;
13···恒电流源;
14···缓冲器;
15···波形整形电路;
151···增幅器(运算扩大器);
152···比较器(comparator);
16···残留振动检测单元;
17···计测单元;
18···驱动电路;
181···驱动波形生成电路;
182···喷出选择单元;
182a···移位寄存器;
182b···锁存电路;
182c···驱动器;
19···切换控制单元;
19a···切换选择单元(选择器);
20···判断单元;
23、23a~23e···切换单元;
24···恢复单元;
100···头单元;
100、100a~100e···喷射头;
110···喷嘴;
120···静电作动器;
121···振动板(底壁);
122···段电极;
123···绝缘层;
124···共通电极;
124a···输入端子;
130···阻尼器室;
131···油墨吸入口;
132···阻尼器;
140···硅基板;
141···腔室;
142···油墨供给口;
143···容器;
150···喷嘴板;
160···玻璃基板;
161···凹部;
162···对置壁;
170···基体;
200···压电元件;
201···层压压电元件;
202、222、230、240···喷嘴板;
203、223、231、241···喷嘴;
204···金属板;
205···粘合薄膜;
206···连通口形成板;
207、242···腔室板;
208、221、233、245···腔室;
209、246···容器;
210、247···油墨供给口;
211···油墨吸入口;
212、243···振动板;
213···下部电极;
214···上部电极;
215···头驱动器;
220···基板;
224···电极;
232···隔离片;
234···第一电极;
235···第二电极;
244···中间层;
248···外部电极;
249···内部电极;
300、300’···擦拭器;
301、301a~301d···擦拭部件;
310、310a~310d···帽;
320···管泵(旋转式泵);
321···(挠性)管;
322···旋转体;
322a···轴;
323···辊;
325a~325d···分支管;
326a~326d···阀;
330···油墨吸收体;
340···废墨盒;
350···引导部件;
351···引导件;
410···支承板;
420···基板;
430···外壁;
431···隔壁;
433···喷嘴板(前板);
440···顶板;
441···油墨吸入口;
450···发热体;
451···保护膜(耐气蚀膜);
460···凹部;
461···振动板;
462···对置电极;
470···共通电极;
471···段电极;
475···导体;
746···导体;
480···气泡;
P···记录纸张;
S101~S111、S201~S211、S401~S408、S501~S506、S601~S609、S701~S707、S801~S811、S901~S907···步骤。

Claims (6)

1.一种印刷装置,具有头单元,所述头单元具备多个喷出液体的喷嘴、与所述喷嘴连通的压力室、和对每个所述压力室所设置的压电元件,所述印刷装置通过对所述压电元件施加驱动信号,从而从所述喷嘴喷出液体,
在所述印刷装置中,根据如下的检测信号而对与所述压电元件对应的所述喷嘴是否处于液体喷出不良进行判断,其中,所述检测信号是通过对所述压电元件施加所述驱动信号中所包含的检查用波形而得到的信号,
在以第一印刷速度而实施的第一印刷模式下,使用第一检查用波形而对残留振动进行检测,
在以第二印刷速度而实施的第二印刷模式下,使用第二检查用波形而对残留振动进行检测,
所述第一印刷速度慢于所述第二印刷速度,
所述第一检查用波形的检查时间长于所述第二检查用波形的检查时间。
2.如权利要求1所述的印刷装置,其中,
在所述第一印刷模式下对喷出时刻进行规定的时刻信号的周期,长于在所述第二印刷模式下对喷出时刻进行规定的时刻信号的周期。
3.如权利要求1或权利要求2所述的印刷装置,其中,
所述第一检查用波形的最大或最小电位与中间电位之差的绝对值,大于所述第二检查用波形的最大或最小电位与中间电位之差的绝对值。
4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的印刷装置,其中,
所述第一印刷模式下的所述头单元的移动速度慢于所述第二印刷模式下的所述头单元的移动速度。
5.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的印刷装置,其中,
所述第一印刷模式下的分辨率低于所述第二印刷模式下的分辨率。
6.一种检查方法,其为对如下的印刷装置中所具备的喷嘴进行检查的方法,所述印刷装置具有头单元,所述头单元具备多个喷出液体的喷嘴、与所述喷嘴连通的压力室、和对每个所述压力室所设置的压电元件,所述印刷装置通过对所述压电元件施加驱动信号,从而从所述喷嘴喷出液体,
根据检测信号而对与所述压电元件对应的所述喷嘴是否处于液体喷出不良进行判断,其中,所述检测信号是通过对所述压电元件施加所述驱动信号中所包含的检查用波形而得到的信号,
在以第一印刷速度而实施的第一印刷模式下,使用第一检查用波形而对残留振动进行检测,
在以第二印刷速度而实施的第二印刷模式下,使用第二检查用波形而对残留振动进行检测,
所述第一印刷速度慢于所述第二印刷速度,
所述第一检查用波形的检查时间长于所述第二检查用波形的检查时间。
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