JP2003118093A - Drive controller of ink jet head and method for detecting incomplete ink ejection - Google Patents

Drive controller of ink jet head and method for detecting incomplete ink ejection

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JP2003118093A
JP2003118093A JP2001315867A JP2001315867A JP2003118093A JP 2003118093 A JP2003118093 A JP 2003118093A JP 2001315867 A JP2001315867 A JP 2001315867A JP 2001315867 A JP2001315867 A JP 2001315867A JP 2003118093 A JP2003118093 A JP 2003118093A
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Japan
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ink
drive
voltage pulse
drive current
nozzle
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Hiroyuki Ishikawa
博之 石川
Masahiro Fujii
正寛 藤井
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect incomplete ink ejection due to mixture of a bubble in an electrostatic driving type ink jet head through a simple arrangement. SOLUTION: The drive controller 1 of an electrostatic driving type ink jet head 100 comprises an ink jet head control section 2 and a head driver IC wherein an incomplete nozzle judging circuit 23 at the ink jet head control section 2 judges presence of an ink nozzle ejecting ink incompletely based on a drive current being generated between the diaphragm and the discrete electrode of each ink nozzle and detected by a drive current detecting circuit 22. When incomplete ink ejection is detected, a head recovery control circuit 31 drives an ink suction mechanism 32 to suck ink from the ink nozzle 105 thus removing a mixed bubble.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、静電駆動式のイン
クジェットヘッドのインクノズルからインク液滴が正常
に吐出されたか否かを判別する機構を備えたインクジェ
ットヘッドの駆動制御装置に関するものである。また、
本発明は、静電駆動式のインクジェットヘッドのインク
ノズルからインク液滴が正常に吐出されたか否かを判別
するインクジェットヘッドのインク吐出不良検出方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet head drive control device having a mechanism for determining whether or not ink droplets are normally ejected from ink nozzles of an electrostatically driven inkjet head. . Also,
The present invention relates to a method for detecting defective ink ejection of an inkjet head, which determines whether or not ink droplets are normally ejected from an ink nozzle of an electrostatically driven inkjet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットヘッドとしては、静電気
力を利用してインクノズルからインク液滴を吐出させる
静電駆動式のものが知られている。この静電駆動式のイ
ンクジェットヘッドでは、インクノズルに連通している
インク圧力室の底面部分に面外方向に振動可能な振動板
を形成し、この振動板に一定間隔で対向電極を対峙さ
せ、これら振動板および対向電極の間に所定波形の駆動
電圧パルスを印加する構成となっている。
2. Description of the Related Art As an ink jet head, an electrostatic drive type ink jet head is known in which an ink droplet is ejected from an ink nozzle by utilizing electrostatic force. In this electrostatic drive type inkjet head, a vibrating plate capable of vibrating in an out-of-plane direction is formed on the bottom surface of the ink pressure chamber communicating with the ink nozzle, and the vibrating plate is opposed to the counter electrode at regular intervals, A drive voltage pulse having a predetermined waveform is applied between the diaphragm and the counter electrode.

【0003】振動板および対向電極の間に駆動電圧パル
スが印加されると、これらの間に発生する静電吸引力に
よって振動板が対向電極に吸引されてインク圧力室の容
積が増加し、駆動電圧パルスの印加が解除されると静電
吸引力が消失するので、振動板はその弾性復帰力によっ
て対向電極から開放されてインク圧力室の容積が急減す
る。かかる容積変動によってインク圧力室内に圧力変動
が発生し、これによってインクノズルから所定量のイン
ク液滴が吐出される。
When a driving voltage pulse is applied between the vibrating plate and the counter electrode, the vibrating plate is attracted to the counter electrode by the electrostatic attraction force generated therebetween, and the volume of the ink pressure chamber increases, and the driving is performed. When the application of the voltage pulse is released, the electrostatic attraction force disappears, so that the diaphragm is released from the counter electrode by the elastic restoring force, and the volume of the ink pressure chamber is rapidly reduced. The volume variation causes a pressure variation in the ink pressure chamber, which causes a predetermined amount of ink droplets to be ejected from the ink nozzle.

【0004】この構成のインクジェットヘッドでは、イ
ンクノズル、インク圧力室などのインク流路内に気泡が
混入した場合、インクノズル内のインク粘度が増加した
場合、あるいはインクノズルに紙粉などの異物が付着し
た場合などにおいては、インクノズルから適切な量のイ
ンク液滴が適切な速度で吐出されなくなり、インク吐出
不良に陥ることがある。場合によっては、インク液滴が
吐出されないドット抜けの弊害も発生する。
In the ink jet head having this structure, when air bubbles are mixed in the ink flow paths such as the ink nozzles and ink pressure chambers, the ink viscosity in the ink nozzles is increased, or foreign matter such as paper dust is contained in the ink nozzles. In the case of adhesion, an appropriate amount of ink droplets may not be ejected from the ink nozzle at an appropriate speed, which may result in ink ejection failure. Depending on the case, the problem of dot omission in which ink droplets are not ejected also occurs.

【0005】このために、従来のインクジェットヘッド
が搭載されたインクジェットプリンタでは、インクジェ
ットヘッドの吐出不良を未然に防止するために、例え
ば、定期的に印字に関係のないインク液滴の吐出動作を
行って増粘したインクの除去、内部に混入した気泡の除
去などを行うようにしている。あるいは、インクジェッ
トヘッドのインクノズル面をワイパーブレードによって
払拭して、そこに付着している紙粉などの異物を除去す
るようにしている。
For this reason, in an ink jet printer equipped with a conventional ink jet head, in order to prevent ejection failure of the ink jet head, for example, an ink droplet ejection operation unrelated to printing is periodically performed. The thickened ink is removed, and the air bubbles mixed in are removed. Alternatively, the ink nozzle surface of the inkjet head is wiped with a wiper blade to remove foreign matter such as paper dust attached thereto.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ここで、このようなイ
ンクジェットヘッドのノズル回復動作は、インクノズル
にインク吐出不良が発生したか否かとは関係なく定期的
に行われる。従って、インク吐出不良が発生していない
場合には、単にインクを無駄に消費することになり、イ
ンクの利用効率が悪い。
The nozzle recovery operation of such an ink jet head is regularly performed regardless of whether or not ink ejection failure has occurred in the ink nozzles. Therefore, when the ink ejection failure does not occur, the ink is simply wasted, and the ink utilization efficiency is poor.

【0007】また、ノズル回復動作を行っても、各イン
クノズルのインク吐出不良が解消されないこともある。
この場合には、従来では各インクノズルのインク吐出不
良が解消されたか否かを、実際に印刷物を目視により観
察しなければ確認できない。
Even if the nozzle recovery operation is performed, the ink ejection failure of each ink nozzle may not be solved.
In this case, conventionally, it is not possible to confirm whether or not the ink ejection failure of each ink nozzle has been eliminated without actually observing the printed matter visually.

【0008】本発明の目的は、このような課題点に鑑み
て、気泡混入に起因するドット抜けなどのインク吐出不
良を簡単に検出でき、不要なノズル回復動作を回避する
ことのできる静電駆動式のインクジェットヘッドの駆動
制御装置を提案することにある。
In view of the above problems, an object of the present invention is to electrostatically drive an ink ejection failure such as dot omission caused by the inclusion of bubbles, which can be easily detected and an unnecessary nozzle recovery operation can be avoided. The purpose of the present invention is to propose a drive control device for an inkjet head.

【0009】また、本発明の目的は、気泡混入に起因す
るドット抜けなどのインク吐出不良を簡単に検出でき、
不要なノズル回復動作を回避することのできる静電駆動
式のインクジェットヘッドのインク吐出不良検出方法を
提案することにある。
Another object of the present invention is to easily detect ink ejection defects such as missing dots due to air bubble inclusion.
An object of the present invention is to propose a method for detecting defective ink ejection of an electrostatically driven inkjet head that can avoid an unnecessary nozzle recovery operation.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、インクノズルと、このインクノズルに
連通しているインク圧力室と、このインク圧力室の一部
を形成している面外方向に弾性変位可能な振動板と、こ
の振動板に対向配置された対向電極とを有するインクジ
ェットヘッドの駆動制御装置において、前記インクノズ
ルからインク液滴を吐出させるために、前記振動板およ
び対向電極の間に所定波形の駆動電圧パルスを印加する
駆動電圧パルス発生手段と、前記駆動電圧パルスを印加
した際における前記振動板および前記対向電極の間に発
生する駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、前記駆
動電流検出手段によって検出された検出駆動電流に基づ
き、前記インクノズルからインク液滴が正常に吐出され
たか否かを判別するインク吐出不良判別手段とを有して
いることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention forms an ink nozzle, an ink pressure chamber communicating with the ink nozzle, and a part of the ink pressure chamber. In a drive control device for an inkjet head having a vibrating plate that is elastically displaceable in an out-of-plane direction and a counter electrode that is arranged to face the vibrating plate, the vibrating plate is used to eject ink droplets from the ink nozzles. And drive voltage pulse generating means for applying a drive voltage pulse of a predetermined waveform between the counter electrode and a drive current for detecting a drive current generated between the diaphragm and the counter electrode when the drive voltage pulse is applied. Based on the detection means and the detection drive current detected by the drive current detection means, it is determined whether or not ink droplets are normally ejected from the ink nozzle. It is characterized by having an ink discharge failure determination means.

【0011】静電駆動式のインクジェットヘッドにおい
ては、インク圧力室内に気泡が混入すると、インクのみ
が充填されている時とは、振動板の振動特性が変化す
る。この変化は振動板の振動時における振動板および対
向電極の間の静電容量の変化率に影響を及ぼすので、振
動板および対向電極間に発生する駆動電流が変化する。
本発明では、この駆動電流を検出することにより、イン
クノズルにインク吐出不良が発生しているか否かを簡単
に検出できる。
In the electrostatic drive type ink jet head, when air bubbles are mixed in the ink pressure chamber, the vibration characteristics of the diaphragm change from those when only the ink is filled. This change affects the rate of change of the electrostatic capacitance between the diaphragm and the counter electrode during vibration of the diaphragm, so that the drive current generated between the diaphragm and the counter electrode changes.
In the present invention, by detecting this drive current, it is possible to easily detect whether or not an ink ejection failure has occurred in the ink nozzle.

【0012】前記インク吐出不良判別手段は、前記検出
駆動電流の電流波形に基づき判別を行うことができる。
また、前記検出駆動電流のピーク電流値に基づき判別を
行うことができる。あるいは、前記検出駆動電流の微分
波形に基づき判別を行うことができる。勿論、これらを
併用して判別を行うようにしてもよい。
The ink ejection failure determination means can perform determination based on the current waveform of the detection drive current.
Further, the determination can be made based on the peak current value of the detected drive current. Alternatively, the determination can be made based on the differential waveform of the detected drive current. Of course, these may be used together to make the determination.

【0013】ここで、気泡混入に起因する駆動電流の変
化は、前記振動板が前記対向電極に向けて弾性変位する
期間、あるいは前記振動板が前記対向電極から離れる方
向に弾性変位する期間において現れるので、かかる期間
の駆動電流を検出すればよい。
Here, the change in the drive current due to the inclusion of bubbles appears during the period in which the diaphragm is elastically displaced toward the counter electrode, or during the period in which the diaphragm is elastically displaced in the direction away from the counter electrode. Therefore, it suffices to detect the drive current during this period.

【0014】また、前記インク吐出不良判別手段は、前
記検出駆動電流を、予め記憶保持されている正常駆動電
流と比較することにより判別を行うことができる。
Further, the ink ejection failure judging means can judge by comparing the detected driving current with a normal driving current stored in advance.

【0015】複数の前記インクノズルと、複数の前記イ
ンク圧力室と、複数組の前記振動板および対向電極とを
備えている場合には、前記インク吐出不良判別手段は、
複数組の前記振動板および対向電極の間に同時に前記駆
動電圧パルスを印加した時に得られる前記検出駆動電流
の合成電流を、予め記憶保持されている正常駆動電流の
合成電流と比較することにより判別を行うことができ
る。
When a plurality of the ink nozzles, a plurality of the ink pressure chambers, and a plurality of sets of the vibrating plate and the counter electrode are provided, the ink ejection failure judging means is:
Determined by comparing the combined current of the detected drive currents obtained when the driving voltage pulse is applied simultaneously between a plurality of sets of the diaphragm and the counter electrode with the combined current of the normal drive current stored in advance. It can be performed.

【0016】この代わりに、前記インク吐出不良判別手
段は、複数組の前記振動板および対向電極の間にそれぞ
れ前記駆動電圧パルスを印加した時に得られる各検出駆
動電流を相互に比較することにより判別を行うこともで
きる。
Instead of this, the ink ejection failure determination means makes a determination by comparing the detected drive currents obtained when the drive voltage pulse is applied between a plurality of sets of the diaphragm and the counter electrode with each other. You can also do

【0017】次に、前記駆動電圧パルス発生手段によっ
て、印字のためのインク液滴吐出用の第1の駆動電圧パ
ルスと、この第1の駆動電圧パルスに比べてなだらかな
立ち上がり波形を備えた第2の駆動電圧パルスを発生可
能とし、前記インク吐出不良判別手段は、前記第2の駆
動電圧パスルの印加時に発生する駆動電流に基づき判別
を行うようにすることができる。
Next, by the drive voltage pulse generating means, a first drive voltage pulse for ejecting ink droplets for printing and a first drive voltage pulse having a gentle rising waveform as compared with the first drive voltage pulse are provided. The second drive voltage pulse can be generated, and the ink ejection failure determination means can perform the determination based on the drive current generated when the second drive voltage pulse is applied.

【0018】この代わりに、前記駆動電圧パルス発生手
段によって、印字のためのインク液滴吐出用の第1の駆
動電圧パルスと、この第1の駆動電圧パルスに比べて小
さな電圧値の第2の駆動電圧パルスを発生可能とし、前
記インク吐出不良判別手段は、前記第2の駆動電圧パス
ルの印加時に発生する駆動電流に基づき判別を行うよう
にしてもよい。
Instead of the above, the drive voltage pulse generating means causes a first drive voltage pulse for ejecting ink droplets for printing and a second drive voltage pulse having a voltage value smaller than that of the first drive voltage pulse. The drive voltage pulse may be generated, and the ink ejection failure determination means may perform the determination based on the drive current generated when the second drive voltage pulse is applied.

【0019】このような第2の駆動電圧パルスを用いる
と、気泡混入に起因して現れる駆動電流の変化量を大き
くすることができるので、検出感度あるいは精度を高め
ることができる。
By using such a second drive voltage pulse, it is possible to increase the amount of change in the drive current that appears due to the inclusion of bubbles, so that the detection sensitivity or accuracy can be improved.

【0020】次に、インク吐出不良となったインクノズ
ルを回復させるためのノズル回復手段を有している場合
には、前記インク吐出不良判別手段によってインク吐出
不良であると判別された場合に、前記ノズル回復手段に
よって前記インクノズルの回復動作を行うようにすれば
よい。
Next, in the case of having a nozzle recovery means for recovering an ink nozzle having an ink ejection failure, if the ink ejection failure determination means determines that there is an ink ejection failure, The recovery operation of the ink nozzles may be performed by the nozzle recovery means.

【0021】インク圧力室内に混入している気泡を排除
するための前記ノズル回復手段としては、一般には、前
記インクノズルからインクを吸引するインクポンプなど
を備えたインク吸引手段を採用すればよい。
As the nozzle recovery means for removing the air bubbles mixed in the ink pressure chamber, generally, an ink suction means provided with an ink pump for sucking ink from the ink nozzles may be adopted.

【0022】一方、本発明は、対向電極間に駆動電圧パ
ルスを印加することにより発生する静電気力を利用し
て、インクノズルからインク液滴を吐出するインクジェ
ットヘッドにおけるインク液滴の吐出不良を検出するイ
ンク吐出不良検出方法であって、前記対向電極間に発生
する駆動電流波形を測定し、この駆動電流波形に基づ
き、前記インクノズルからインク液滴が正常に吐出され
たか否かの判別を行うことを特徴としている。
On the other hand, the present invention utilizes the electrostatic force generated by applying a drive voltage pulse between the opposing electrodes to detect the ejection failure of the ink droplet in the ink jet head which ejects the ink droplet from the ink nozzle. In the method for detecting defective ink ejection, a drive current waveform generated between the opposed electrodes is measured, and based on the drive current waveform, it is determined whether ink droplets are normally ejected from the ink nozzle. It is characterized by that.

【0023】前記判別は、前記駆動電流波形のピーク電
流値および/または前記駆動電流波形の微分波形に基づ
き行うことができる。
The determination can be made based on the peak current value of the drive current waveform and / or the differential waveform of the drive current waveform.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した静電駆動式のインクジェットヘッドの駆動制
御装置を説明する。図1は本例の静電駆動式のインクジ
ェットヘッドを示す概略構成図であり、図2はその駆動
制御装置を示す概略ブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An electrostatic drive type inkjet head drive control device to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electrostatic drive type ink jet head of this example, and FIG. 2 is a schematic block diagram showing a drive control device thereof.

【0025】(インクジェットヘッド)まず、図1を参
照して、本例の静電駆動式のインクジェットヘッドの構
成を説明する。インクジェットヘッド100は、ガラス
基板102、シリコン基板103、および電極ガラス基
板104を積層して、それらのうち2枚の基板102、
103の間に、複数のインクノズル105および各イン
クノズル105に連通している独立したインク圧力室1
06を区画形成すると共に、各インク圧力室106の底
面部分に面外方向に弾性変位可能な振動板107を形成
してある。
(Inkjet Head) First, with reference to FIG. 1, the structure of the electrostatically driven inkjet head of this example will be described. The inkjet head 100 includes a glass substrate 102, a silicon substrate 103, and an electrode glass substrate 104 that are stacked, and two of these substrates 102,
A plurality of ink nozzles 105 and an independent ink pressure chamber 1 communicating with each ink nozzle 105
In addition to dividing and forming 06, a vibration plate 107 that is elastically displaceable in the out-of-plane direction is formed on the bottom surface portion of each ink pressure chamber 106.

【0026】振動板107の裏面側に積層されている電
極ガラス基板104には各振動板107に対して一定の
ギャップで対峙するように対向電極109を形成してあ
る。各振動板107は共通電極として機能し、各対向電
極109は個別電極として機能する。これらの間に所定
波形の駆動電圧パルスを印加すると、これらの間に静電
気力が発生して、各振動板107を個別に振動させるこ
とが可能である。
A counter electrode 109 is formed on the electrode glass substrate 104 laminated on the back side of the vibrating plate 107 so as to face each vibrating plate 107 with a constant gap. Each diaphragm 107 functions as a common electrode, and each counter electrode 109 functions as an individual electrode. When a driving voltage pulse having a predetermined waveform is applied between them, an electrostatic force is generated between them and each diaphragm 107 can be vibrated individually.

【0027】振動板107が振動すると、対応するイン
ク圧力室106の容積が増減し、これによってインク圧
力室106の圧力変動が発生し、これに基づき、インク
圧力室106に連通しているインクノズル105からイ
ンク液滴110が吐出される。
When the vibrating plate 107 vibrates, the volume of the corresponding ink pressure chamber 106 increases or decreases, which causes a pressure fluctuation in the ink pressure chamber 106, and based on this, the ink nozzles communicating with the ink pressure chamber 106. Ink droplets 110 are ejected from 105.

【0028】(駆動制御装置)次に、図2を参照してイ
ンクジェットヘッド100を駆動制御するための駆動制
御装置を説明する。本例のインクジェットヘッドの駆動
制御装置1は、CPUを中心に構成されたインクジェッ
トヘッド制御部2を有している。CPUには外部装置3
からバスを介して印刷情報が供給され、また、内部バス
を介してROM、RAMおよびキャラクタジェネレータ
4が接続されている。
(Drive Control Device) Next, a drive control device for driving and controlling the ink jet head 100 will be described with reference to FIG. The inkjet head drive control device 1 of the present example includes an inkjet head control unit 2 mainly including a CPU. External device 3 for CPU
The print information is supplied from the printer via the bus, and the ROM, the RAM and the character generator 4 are connected via the internal bus.

【0029】このインクジェットヘッド制御部2では、
RAM内の記憶領域を作業領域として用いて、ROM内
に格納されている制御プログラムを実行し、キャラクタ
ジェネレータ4から発生するキャラクタ情報に基づき、
インクジェットヘッド駆動用の制御信号を生成する。制
御信号は論理ゲートアレイ5および駆動パルス発生回路
6を介して、印刷情報に対応した駆動制御信号となっ
て、コネクタ7を経由して、ヘッド基板8に形成された
ヘッドドライバIC9に供給される。また、ヘッドドラ
イバIC9には、基準駆動電圧パルス信号V3、制御信
号LP、極性反転制御信号REVも供給される(図3参
照)。
In this ink jet head controller 2,
Using the storage area in RAM as a work area, the control program stored in ROM is executed, and based on the character information generated from the character generator 4,
A control signal for driving the inkjet head is generated. The control signal becomes a drive control signal corresponding to the print information via the logic gate array 5 and the drive pulse generating circuit 6, and is supplied to the head driver IC 9 formed on the head substrate 8 via the connector 7. . Further, the reference driver voltage pulse signal V3, the control signal LP, and the polarity inversion control signal REV are also supplied to the head driver IC 9 (see FIG. 3).

【0030】ヘッドドライバIC9では、供給された上
記の各信号および電源回路10から供給される駆動電圧
Vpに基づき、インクジェットヘッド100の各振動板
107、すなわち共通電極に印加すべき駆動電圧パルス
信号をその出力端子COMから出力し、各インクノズル
105に対応する各対向電極(個別電極)109に印加
すべき駆動電圧を、各個別電極に対応した個数の出力端
子SEGから出力する。これらのCOM出力とSEG出
力の電位差が各インクノズル105(振動板107と対
向電極109の間)に印加される。駆動時(インク吐出
時)には指定された向きの駆動電位差波形を与え、非駆
動時には駆動電位差を与えないようになっている。
In the head driver IC 9, a drive voltage pulse signal to be applied to each diaphragm 107 of the ink jet head 100, that is, a common electrode is generated based on the above-mentioned supplied signals and the drive voltage Vp supplied from the power supply circuit 10. The drive voltage that is output from the output terminal COM and should be applied to each counter electrode (individual electrode) 109 corresponding to each ink nozzle 105 is output from the number of output terminals SEG corresponding to each individual electrode. The potential difference between these COM output and SEG output is applied to each ink nozzle 105 (between the vibration plate 107 and the counter electrode 109). A drive potential difference waveform in a designated direction is applied during driving (ink ejection), and no drive potential difference is applied during non-driving.

【0031】図3(A)には、インクジェットヘッド制
御部2からヘッドドライバIC9に供給される基準駆動
電圧パルス信号V3、制御信号LP、極性反転制御信号
REV、COM出力、SEG出力、並びに、共通電極と
個別電極109の間に発生する電位差(ノズル駆動電圧
波形)を示してある。この図に示す印字モードは、連続
した2回のインク液滴の吐出(2ショット)によって1
ドット画素を形成する2ショット/ドットモードあり、
制御信号LPによって1ドット画素を2ショットで行な
うように制御される。
In FIG. 3A, the reference drive voltage pulse signal V3, the control signal LP, the polarity inversion control signal REV, the COM output, the SEG output, and the common drive voltage supplied from the ink jet head controller 2 to the head driver IC 9 are shown. The potential difference (nozzle drive voltage waveform) generated between the electrode and the individual electrode 109 is shown. The print mode shown in this figure is 1 by two consecutive ink droplet ejections (2 shots).
There is a 2-shot / dot mode that forms dot pixels,
The control signal LP controls the one-dot pixel to be performed in two shots.

【0032】また、極性反転制御信号REVは、連続し
た2回のインク液滴の吐出のために印加される電位差の
極性を反転させるためのものである。このように共通電
極と個別電極の間に発生する電位差の極性を反転させる
ことにより、電極間に残留電荷が発生して、静電気力が
変動して、初期のインク吐出特性が得られなくなってし
まうという弊害を回避できる。
The polarity reversal control signal REV is for reversing the polarity of the potential difference applied for ejecting ink droplets twice consecutively. By reversing the polarity of the potential difference generated between the common electrode and the individual electrode in this way, residual charge is generated between the electrodes, the electrostatic force fluctuates, and the initial ink ejection characteristics cannot be obtained. The adverse effect can be avoided.

【0033】図3(B)には、2ショット/ドットモー
ドにおける1ドット形成分の基準駆動電圧パルス信号V
3の電圧波形を示してある。この図に示すように、基準
駆動電圧パルス信号V3の電圧波形の1周期分のパルス
幅がPwiaであり、一定の勾配で立ち上がる充電部分
のパルス幅がPwca1、Pwca2であり、立ち上が
り後に一定電圧に保持された後における充電部分よりも
急な勾配で立ち下がる放電部分のパルス幅がPwda
1、Pwda2であり、充電部分の開始時点から放電部
分の開始時点までのパルス幅がPwa1、Pwa2とな
っている。
FIG. 3B shows a reference drive voltage pulse signal V for forming one dot in the 2-shot / dot mode.
The voltage waveform of No. 3 is shown. As shown in this figure, the pulse width of one cycle of the voltage waveform of the reference drive voltage pulse signal V3 is Pwia, the pulse widths of the charging portions that rise at a constant gradient are Pwca1 and Pwca2, and after the rising, the voltage becomes a constant voltage. After being held, the pulse width of the discharging portion that falls at a steeper gradient than the charging portion is Pwda
1 and Pwda2, and the pulse widths from the start time of the charging portion to the start time of the discharging portion are Pwa1 and Pwa2.

【0034】再び図2を参照して説明すると、本例のイ
ンクジェットヘッド制御部2は、基準駆動電圧パルス信
号V3の供給ライン21を流れる駆動電流Iを検出する
ための駆動電流検出回路22を備えており、この駆動電
流検出回路22によって、各インクノズル105(振動
板107と対向電極109の間)に流れる各駆動電流が
検出される。この駆動電流検出回路22で検出された検
出駆動電流は、ノズル不良判別回路23に供給される。
ノズル不良判別回路23では、検出駆動電流に基づき、
各インクノズル105にインク吐出不良が発生している
か否かを判別する。
Referring again to FIG. 2, the ink jet head control unit 2 of this example comprises a drive current detection circuit 22 for detecting the drive current I flowing through the supply line 21 of the reference drive voltage pulse signal V3. The drive current detection circuit 22 detects each drive current flowing through each ink nozzle 105 (between the vibration plate 107 and the counter electrode 109). The detected drive current detected by the drive current detection circuit 22 is supplied to the nozzle failure determination circuit 23.
In the nozzle failure determination circuit 23, based on the detected drive current,
It is determined whether or not an ink ejection failure has occurred in each ink nozzle 105.

【0035】本例のノズル不良判別回路23では、次の
ようにして、各インクノズル105にインク吐出不良が
発生しているか否かを判別する。図4には、基準駆動電
圧パルス信号V3を1パルス分印加したときに検出され
る駆動電流Iの波形を示してある。この駆動電流波形
は、本例のインクジェッドヘッド100が128個のイ
ンクノズル105を備えているとした場合において、全
てのインクノズル105を駆動しないときに検出される
駆動電流波形をIoとして示し、全てのインクノズル1
05を駆動した場合において全てのインクノズルから正
常にインク液滴の吐出が行われたときに検出される駆動
電流波形をI(128)として示し、全てのインクノズ
ル105を駆動した場合において全てのインクノズルか
らインク液滴の吐出が行われなかったときに検出される
駆動電流波形をI(0)として示してある。
The nozzle defect determination circuit 23 of this example determines whether or not an ink ejection defect has occurred in each ink nozzle 105 as follows. FIG. 4 shows the waveform of the drive current I detected when the reference drive voltage pulse signal V3 is applied for one pulse. This drive current waveform indicates, as Io, the drive current waveform detected when all the ink nozzles 105 are not driven when the ink jet head 100 of this example has 128 ink nozzles 105, All ink nozzles 1
The drive current waveform detected when ink droplets are normally ejected from all ink nozzles when 05 is driven is shown as I (128), and when all ink nozzles 105 are driven, The drive current waveform detected when ink droplets are not ejected from the ink nozzle is shown as I (0).

【0036】これらの駆動電流波形Io、I(128)
およびI(0)を比較すると分かるように、駆動電圧パ
ルスを印加したにも拘わらず、インクノズル105から
インク液滴が吐出されないときに検出される駆動電流波
形I(0)は、インクノズル105を駆動しない場合の
駆動電流波形Ioおよび全てのインクノズルから正常に
インク液滴が吐出された場合の駆動電流波形I(12
8)のいずれとも異なっている。また、この駆動電流波
形I(0)は、駆動電流波形I(128)よりもピーク
波形部分のピーク電流値の絶対値が大きい。
These drive current waveforms Io and I (128)
As can be seen from a comparison between I and (0), the drive current waveform I (0) detected when ink droplets are not ejected from the ink nozzle 105 despite applying the drive voltage pulse is Drive current waveform Io when not driven and drive current waveform I (12) when ink droplets are normally ejected from all ink nozzles
It is different from any of 8). Further, the drive current waveform I (0) has a larger absolute value of the peak current value in the peak waveform portion than the drive current waveform I (128).

【0037】詳細に説明すると、駆動電流波形Iのピー
クは、基準駆動電圧パルス信号V3の立ち上がり終了時
点の近傍およびその立ち下がり終了時点の近傍において
現れる。すなわち、振動板107と対向電極109の間
に基準駆動電圧パルス信号V3を印加すると、これらの
間に発生する静電吸引力によって振動板107が弾性変
位を開始して対向電極109に吸引され、その表面に吸
着される。これら振動板107および対向電極109の
間の静電容量は、それらの間のギャップに反比例して変
化し、駆動電流Iは静電容量の時間変化率に比例して変
化する。従って、基準駆動電圧パルス信号V3の立ち上
がり時には急激に静電容量が減少するので、これに伴っ
て駆動電流には例えば正方向に立ち上がる。逆に、基準
駆動電圧パルス信号V3の立ち下がり時には、静電吸引
力が減少して対向電極109に吸着している振動板10
7がそこから弾性復帰力によって急速に離れる。よっ
て、駆動電流には負方向に立ち下がる。
More specifically, the peak of the drive current waveform I appears near the end point of rising of the reference drive voltage pulse signal V3 and near the end point of its falling. That is, when the reference drive voltage pulse signal V3 is applied between the vibrating plate 107 and the counter electrode 109, the vibrating plate 107 starts to elastically be displaced by the electrostatic attraction force generated between them and is attracted to the counter electrode 109, Adsorbed on the surface. The capacitance between the vibration plate 107 and the counter electrode 109 changes in inverse proportion to the gap between them, and the drive current I changes in proportion to the time change rate of the capacitance. Therefore, at the time of the rise of the reference drive voltage pulse signal V3, the electrostatic capacitance rapidly decreases, and accordingly, the drive current rises in the positive direction, for example. On the contrary, when the reference drive voltage pulse signal V3 falls, the electrostatic attraction force decreases and the diaphragm 10 attracted to the counter electrode 109.
7 rapidly separates therefrom due to the elastic restoring force. Therefore, the drive current falls in the negative direction.

【0038】ここで、気泡がインク圧力室106に混入
して、インク吐出不良、あるいはインク吐出不能となっ
ている場合には、インク圧力室106内のインク充填率
が低いので、その分、振動板107の振動速度が高ま
る。この結果、静電容量の変化率が大きくなる。よっ
て、駆動電流Iには、図4(a)における駆動電流波形
I(0)のように、振動板107が個別電極109に吸
引される時点およびそこから開放される時点においてピ
ーク波形IaおよびIbが現れ、これらは、正常駆動時
において現れる対応する波形部分に比べて、より急峻な
波形となると共にそのピーク電流値の絶対値も大きくな
る。
When bubbles are mixed in the ink pressure chamber 106 and ink is not ejected or cannot be ejected, the ink filling rate in the ink pressure chamber 106 is low. The vibration speed of the plate 107 is increased. As a result, the rate of change in capacitance increases. Therefore, the drive current I has peak waveforms Ia and Ib at the time when the diaphragm 107 is attracted to and released from the individual electrode 109 as shown by the drive current waveform I (0) in FIG. 4A. Appear, and these have steeper waveforms and the absolute values of their peak current values are larger than the corresponding waveform portions that appear during normal driving.

【0039】本例のノズル不良判別回路22では、静電
駆動式のインクジェットヘッド100におけるかかる特
性変化に着目して、駆動電流Iに基づき、インクノズル
105のインク液滴の吐出不良の有無を検出するように
している。
In the nozzle failure determination circuit 22 of this example, paying attention to such characteristic changes in the electrostatically driven ink jet head 100, the presence or absence of ejection failure of ink droplets of the ink nozzle 105 is detected based on the drive current I. I am trying to do it.

【0040】なお、図4においては、正常なインクノズ
ルから得られる駆動電流と、不良インクノズルから得ら
れる駆動電流の波形の相違を明確化するために、128
個全てのインクノズルが不良である場合の駆動電流波形
I(0)と、128個全てのインクノズルが正常である
場合の駆動電流波形I(128)を示してある。しかし
ながら、この関係は、1個の正常なインクノズルから得
られる駆動電流波形と、1個の不良インクノズルから得
られる駆動電流波形との間にも、変動幅は少ないもの
の、同様に当てはまることが確認された。従って、気泡
混入に起因するこのような駆動電流波形の変化に基づ
き、各インクノズルが正常であるか不良であるかを判別
可能である。
In FIG. 4, 128 is shown in order to clarify the difference between the waveforms of the drive current obtained from the normal ink nozzle and the drive current obtained from the defective ink nozzle.
The drive current waveform I (0) when all the ink nozzles are defective and the drive current waveform I (128) when all the 128 ink nozzles are normal are shown. However, this relationship can be similarly applied between the drive current waveform obtained from one normal ink nozzle and the drive current waveform obtained from one defective ink nozzle, although the fluctuation range is small. confirmed. Therefore, it is possible to determine whether each ink nozzle is normal or defective based on such a change in the drive current waveform caused by the inclusion of bubbles.

【0041】(ノズル不良判別方法)ここで、ノズル不
良判別回路23において行われるインクノズル105に
インク吐出不良が発生しているか否かを判別する方法と
しては、検出駆動電流Iのピーク波形、例えば正側のピ
ーク波形Iaを、正常状態のインクノズル105から得
られる駆動電流の波形部分と比較する方法がある。この
場合、予め、正常状態の駆動電流の波形部分を記憶して
おき、ノズル不良判別回路23では、当該駆動電流の波
形部分と、検出駆動電流Iのピーク波形Iaとを比較
し、それらの差が予め定めたしきい値を超える場合に
は、測定対象のインクノズルに吐出不良が発生している
と判別することができる。
(Nozzle Defect Discrimination Method) Here, as a method for discriminating whether or not an ink ejection defect has occurred in the ink nozzle 105 performed in the nozzle defect discrimination circuit 23, a peak waveform of the detection drive current I, for example, There is a method of comparing the peak waveform Ia on the positive side with the waveform portion of the drive current obtained from the ink nozzle 105 in the normal state. In this case, the waveform portion of the drive current in the normal state is stored in advance, and the nozzle defect determination circuit 23 compares the waveform portion of the drive current with the peak waveform Ia of the detected drive current I and determines the difference between them. When is larger than a predetermined threshold value, it can be determined that the ejection failure has occurred in the ink nozzle to be measured.

【0042】また、このような判別は、複数個のインク
ノズル105に対して順次に駆動電圧パスルを印加しな
がら、個別にその吐出不良の有無を判定するようにして
もよいし、同時に全てのインクノズルに駆動電圧パルス
を印加した場合に得られる駆動電流を合成した合成波形
を、あらかじめ記憶されている正常状態にある全てのイ
ンクノズルを同時に駆動した場合に得られる駆動電流を
合成した合成波形と比較して、判別するようにしてもよ
い。
In addition, such a determination may be made by individually applying the drive voltage pulse to the plurality of ink nozzles 105 and individually determining the presence or absence of ejection failure, or at the same time for all the ink nozzles 105. A composite waveform that combines the drive currents that are obtained when a drive voltage pulse is applied to the ink nozzles, and a composite waveform that combines the drive currents that are obtained when simultaneously driving all the ink nozzles in the normal state that are stored in advance. You may make it discriminate | determine by comparing with.

【0043】また、判別は、検出駆動電流Iのピーク値
(図4(a)における検出駆動電流I(0)のピーク値
Ipe)を、予め記憶されている正常なインクノズルか
ら得られる駆動電流のピーク値(図4(a)における駆
動電流I(128)のピーク値Ip)と比較し、その差
が予め定めたしきい値を越える場合に、インクノズルが
不良であると判別するようにしてもよい。
Further, the determination is made by using the peak value of the detection drive current I (the peak value Ipe of the detection drive current I (0) in FIG. 4A) which is previously stored in the drive current obtained from the normal ink nozzle. 4 (the peak value Ip of the drive current I (128) in FIG. 4A), and if the difference exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the ink nozzle is defective. May be.

【0044】この場合においても、予め、正常状態の駆
動電流のピーク値を記憶しておき、ノズル不良判別回路
23において、当該駆動電流のピーク値と、検出駆動電
流Iのピーク値とを比較し、それらの差が予め定めたし
きい値を超える場合には、測定対象のインクノズルに吐
出不良が発生していると判別することができる。
Also in this case, the peak value of the drive current in the normal state is stored in advance, and the peak value of the drive current is compared with the peak value of the detected drive current I in the nozzle failure determination circuit 23. When the difference between them exceeds a predetermined threshold value, it can be determined that the ejection failure has occurred in the ink nozzle to be measured.

【0045】また、このような判別は、複数個のインク
ノズルに対して順に駆動電圧パルスを印加しながら、個
別にその吐出不良の有無を判定するようにしてもよい
し、同時に全てのインクノズルに駆動電圧パルスを印加
した場合に得られる駆動電流を合成した合成波形のピー
ク値を、あらかじめ記憶されている正常状態にある全て
のインクノズルを同時に駆動した場合に得られる駆動電
流を合成した合成波形のピーク値と比較して、判別する
ようにしてもよい。
In addition, such a determination may be performed by applying drive voltage pulses to a plurality of ink nozzles in order and individually determining the presence or absence of ejection failure, or at the same time for all ink nozzles. The peak value of the composite waveform that combines the drive currents obtained when the drive voltage pulse is applied to the drive current pulse that is obtained by simultaneously driving all the ink nozzles in the normal state stored in advance. The determination may be made by comparing with the peak value of the waveform.

【0046】さらに、判別は、検出駆動電流波形を微分
処理することにより得られる微分波形に現れるピーク波
形に基づき行うようにすることもできる。すなわち、図
4(b)に示すように、正常状態での駆動電流I(12
8)では、電流波形における立ち上がり時と立ち下がり
時において、その微分波形D(128)に正側のピーク
波形および負側のピーク波形d1、d2が現れる。これ
に対して、不良状態での駆動電流の微分波形D(0)で
は、最初に立ち上がった後に、再度同一方向に立ち上が
ってピーク波形部分が現れるので、正側のピーク波形d
a、dbが連続して表れ、その直後に負側のピーク波形
dcが現れる。従って、連続して正側のピーク波形が現
れるか否かに基づき、正常、不良の判別を行うことがで
きる。あるいは、電流波形の立ち下がり時の直前におい
て、正側のピーク波形の有無に基づいて、不良、正常の
判別を行うことも可能である。
Further, the discrimination can be performed based on the peak waveform appearing in the differential waveform obtained by differentiating the detected drive current waveform. That is, as shown in FIG. 4B, the drive current I (12
In 8), the positive-side peak waveform and the negative-side peak waveforms d1 and d2 appear in the differential waveform D (128) at the rising edge and the falling edge of the current waveform. On the other hand, in the differential waveform D (0) of the drive current in the defective state, after it first rises, it rises again in the same direction and a peak waveform portion appears, so the positive peak waveform d
a and db appear continuously, and the peak waveform dc on the negative side appears immediately after that. Therefore, it is possible to discriminate between normal and defective based on whether or not the peak waveform on the positive side continuously appears. Alternatively, immediately before the fall of the current waveform, it is possible to determine whether the defect is normal or not based on the presence or absence of the peak waveform on the positive side.

【0047】かかる微分波形に基づく判別は、上記のピ
ーク電流波形、ピーク値に基づく判別に比べて、感度が
高いという利点がある。また、この場合においても、判
別は、複数個のインクノズルに対して順に駆動電圧パス
ルを印加しながら、個別にその吐出不良の有無を判定す
るようにしてもよいし、同時に全てのインクノズルに駆
動電圧パルスを印加した場合に得られる駆動電流を合成
した合成波形を微分することにより得られる微分波形に
基づき、判別してもよい。
The discrimination based on the differential waveform has an advantage of higher sensitivity than the discrimination based on the peak current waveform and the peak value. Also in this case, the determination may be made by individually applying the drive voltage pulse to a plurality of ink nozzles and determining the presence or absence of the ejection failure individually, or at the same time for all the ink nozzles. The determination may be made based on the differentiated waveform obtained by differentiating the combined waveform obtained by combining the drive currents obtained when the drive voltage pulse is applied.

【0048】(不良判別用の駆動電圧パルス)ここで、
インクノズルのインク吐出不良を判別する際には、通常
のインクノズル駆動に用いる基準駆動電圧パルス信号V
3とは異なる波形の判別用駆動電圧パルスを各インクノ
ズル105に印加するようにしてもよい。
(Driving Voltage Pulse for Defect Determination) Here,
When determining the ink ejection failure of the ink nozzle, the reference drive voltage pulse signal V used for normal ink nozzle drive is used.
A drive voltage pulse for discrimination having a waveform different from that of No. 3 may be applied to each ink nozzle 105.

【0049】すなわち、正常状態と不良状態において検
出される駆動電流波形の波形差は僅かであるので、判別
の感度あるいは精度を高めるためには、これらの駆動電
流波形の波形差が拡大するような駆動電圧パルスを印加
することが望ましい。このようにするためには、駆動電
圧パルスの立ち上がりをなだらかにすればよい。換言す
ると、図3(B)におけるパルス幅を長くすればよい。
That is, since the difference between the driving current waveforms detected in the normal state and the defective state is small, the waveform difference between these driving current waveforms is enlarged in order to improve the sensitivity or accuracy of the discrimination. It is desirable to apply a drive voltage pulse. In order to do this, the rising edge of the drive voltage pulse may be made gentle. In other words, the pulse width in FIG. 3B may be lengthened.

【0050】この代わりに、あるいはこれと併用して、
駆動電圧パルスの電圧を下げ、振動板107と個別電極
109の間の電位差を小さくすればよい。電位差を小さ
くすると、インク圧力室106内に所定量以上の気泡が
混入している場合には、振動板107が個別電極109
に吸着されるが、気泡のない正常状態では振動板107
が個別電極109に吸着された状態とならない大きさの
静電気力を発生させることが可能になる。この状態を形
成可能な駆動電圧パルスを用いると、正常な場合の駆動
電流波形と、不良な場合の駆動電流波形の差が一層明確
になるので、正常、不良の判別を高感度で行うことが可
能になる。
Alternatively or in combination with this,
The voltage of the drive voltage pulse may be lowered to reduce the potential difference between the diaphragm 107 and the individual electrode 109. When the potential difference is reduced, if a predetermined amount or more of air bubbles are mixed in the ink pressure chamber 106, the vibrating plate 107 causes the individual electrode 109 to move.
Diaphragm 107 in a normal state without bubbles
It is possible to generate an electrostatic force of a magnitude that does not cause the particles to be attracted to the individual electrode 109. If a drive voltage pulse that can form this state is used, the difference between the drive current waveform in the normal case and the drive current waveform in the case of a defect becomes clearer, and therefore it is possible to distinguish between normal and defective with high sensitivity. It will be possible.

【0051】(ノズル回復処理)次に、本例のインクジ
ェットヘッドの駆動制御装置1においては、上記の構成
に加えて、図2において想像線で示すように、不良イン
クノズルを回復させるためのノズル回復動作を制御する
ノズル回復動作制御回路31を備えた構成とすることが
できる。このノズル回復動作制御回路31は、例えば、
インクノズル105からインクを吸引してノズル詰まり
などを回復させるインク吸引機構32を用いたインクノ
ズルの回復動作を制御するための回路である。インク吸
引機構32は、例えば、インクジェットヘッド100の
インクノズル面100aにキャッピング可能なヘッドキ
ャップ32aと、インク吸引用ポンプ32bと、インク
吸引用ポンプ32bで吸引された廃インクを回収する回
収部32cとを備えた公知の機構のものをそのまま採用
できるので、本明細書ではこれ以上の説明は省略するも
のとする。
(Nozzle Recovery Process) Next, in the ink jet head drive control device 1 of the present embodiment, in addition to the above configuration, as shown by an imaginary line in FIG. The nozzle recovery operation control circuit 31 for controlling the recovery operation may be provided. The nozzle recovery operation control circuit 31 is, for example,
This is a circuit for controlling the recovery operation of the ink nozzle using the ink suction mechanism 32 that recovers the nozzle clogging by sucking the ink from the ink nozzle 105. The ink suction mechanism 32 includes, for example, a head cap 32a that can be capped on the ink nozzle surface 100a of the inkjet head 100, an ink suction pump 32b, and a collection unit 32c that collects waste ink sucked by the ink suction pump 32b. Since a known mechanism having the above can be used as it is, further description will be omitted in this specification.

【0052】本例のノズル回復動作制御回路31では、
ノズル不良判定回路23によって不良なインクノズルが
存在することが検出された場合には、印字動作に支障を
来たさないタイミングで、インク吸引機構32を駆動し
て、インクノズルからインクの吸引を行い、内部に混入
している気泡を除去する。
In the nozzle recovery operation control circuit 31 of this example,
When the nozzle failure determination circuit 23 detects that there is a defective ink nozzle, the ink suction mechanism 32 is driven at a timing that does not interfere with the printing operation, and ink is sucked from the ink nozzle. Then, the air bubbles mixed in are removed.

【0053】この構成を採用すれば、従来において、不
良インクノズルの有無に拘わりなく、定期的に各インク
ノズルからインクを吐出、あるいは吸引させて、不良イ
ンクや気泡などを外部に排出する処理を行っているヘッ
ド回復処理に比べて、インクの無駄を抑制できる。
If this configuration is adopted, conventionally, regardless of the presence / absence of defective ink nozzles, it is possible to periodically eject or suck ink from each ink nozzle to discharge defective ink or bubbles to the outside. It is possible to suppress waste of ink as compared with the head recovery process that is performed.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、静電駆動式のインクジェットヘッドではそのインク
圧力室内に気泡が混入したことに起因して振動板および
個別電極の間に発生する駆動電流が変化することに着目
し、この駆動電流を検出し、正常状態で得られる駆動電
流と比較することにより、あるいは、各インクノズルか
ら得られる駆動電流を相互に比較することにより、イン
ク吐出不良あるいはインク吐出不能に陥っているインク
ノズルの有無を検出している。
As described above, in the present invention, in the electrostatic drive type ink jet head, the drive current generated between the diaphragm and the individual electrode due to the inclusion of bubbles in the ink pressure chamber. Of the ink ejection failure by detecting this drive current and comparing it with the drive current obtained in the normal state, or by comparing the drive current obtained from each ink nozzle with each other. The presence / absence of an ink nozzle in which ink cannot be ejected is detected.

【0055】従って、本発明によれば、既存のインクジ
ェットヘッドの駆動制御装置に対して駆動電流を検出す
るための機構を付加するのみで、簡単かつ廉価に、気泡
混入に起因してインク吐出不良となっているインクノズ
ルの有無を検出できる。
Therefore, according to the present invention, by simply adding a mechanism for detecting the drive current to the existing ink jet head drive control device, ink ejection failure due to the inclusion of bubbles can be performed easily and inexpensively. It is possible to detect the presence or absence of an ink nozzle that is

【0056】本発明を適用することにより、インクノズ
ルに異常が発生したときのみ、インク吸引機構などのヘ
ッド回復機構を用いて、混入気泡の除去を含むヘッド回
復動作を行わせることができる。よって、インクノズル
の状態に拘わらずに定期的にヘッド回復動作を行ってイ
ンクノズルからインクの吸引を行う場合などに比べて、
インクの無駄を抑制でき、また、効率的なヘッド回復処
理を実現できる。
By applying the present invention, it is possible to perform a head recovery operation including removal of mixed bubbles by using a head recovery mechanism such as an ink suction mechanism only when an abnormality occurs in an ink nozzle. Therefore, compared with the case where the head recovery operation is performed regularly and the ink is sucked from the ink nozzles regardless of the state of the ink nozzles,
Ink waste can be suppressed, and efficient head recovery processing can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用可能な静電駆動式のインクジェッ
トヘッドを示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electrostatic drive type inkjet head to which the present invention can be applied.

【図2】本発明によるインクジェットヘッドの駆動制御
装置の一例を示す概略ブロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing an example of a drive control device for an inkjet head according to the present invention.

【図3】図2の駆動制御装置における各部分の信号波形
を示すタイミングチャートであり、(A)は図1のイン
クジェットヘッド制御部から出力される信号およびヘッ
ドドライバICから出力される信号、並びに電極間に発
生する電位差(ノズル駆動波形)を示し、(B)は1ド
ット分の基準駆動電圧パルス信号V3の波形を示す。
3 is a timing chart showing signal waveforms of respective parts in the drive control device of FIG. 2, and FIG. 3A is a signal output from the inkjet head control unit and a signal output from a head driver IC of FIG. The potential difference (nozzle drive waveform) generated between the electrodes is shown, and (B) shows the waveform of the reference drive voltage pulse signal V3 for one dot.

【図4】図2のインク吐出不良検出回路による検出動作
を説明するための図であり、(a)は非駆動状態で得ら
れる駆動電流Io、正常な駆動状態で得られる駆動電流
I(128)、およびインク吐出不能時に得られる駆動
電流I(0)を示す信号波形図であり、(b)は駆動電
流I(128)およびI(0)の微分波形図であり、
(c)は1パスル分の基準駆動電圧パルス信号V3を示
す波形図である。
4A and 4B are diagrams for explaining a detection operation by the ink ejection failure detection circuit of FIG. 2, in which FIG. 4A is a drive current Io obtained in a non-driving state and a drive current I (128) obtained in a normal driving state. ), And a drive current I (0) obtained when ink cannot be ejected, and (b) is a differential waveform diagram of drive currents I (128) and I (0).
(C) is a waveform diagram showing the reference drive voltage pulse signal V3 for one pulse.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 静電式インクジェットヘッドの駆動制御装置 2 インクジェットヘッド制御部 6 駆動パルス発生回路 8 ヘッド基板 9 ヘッド駆動IC 22 駆動電流検出回路 23 ノズル不良判別回路 31 ヘッド回復処理制御回路 32 インク吸引機構 100 静電駆動式のインクジェットヘッド 105 インクノズル 106 インク圧力室 107 振動板(共通電極) 109 個別電極(対向電極) 110 インク液滴 Io 非駆動時に得られる駆動電流 I(128) 正常駆動時に得られる駆動電流 I(0) インク吐出不良時に得られる駆動電流 D(128) 駆動電流I(128)の微分波形 D(0) 駆動電流I(0)の微分波形 Ia、Ib ピーク波形 Ip、Ipa ピーク値 1 Drive controller for electrostatic ink jet head 2 Inkjet head controller 6 Drive pulse generation circuit 8 head substrate 9 Head drive IC 22 Drive current detection circuit 23 Nozzle failure determination circuit 31 Head Recovery Processing Control Circuit 32 ink suction mechanism 100 Electrostatic drive inkjet head 105 ink nozzles 106 ink pressure chamber 107 Vibration plate (common electrode) 109 Individual electrode (counter electrode) 110 ink droplets Io Drive current obtained when not driven I (128) Drive current obtained during normal drive I (0) Drive current obtained when ink ejection is defective D (128) Differential waveform of drive current I (128) D (0) Differential waveform of drive current I (0) Ia, Ib peak waveform Ip, Ipa peak value

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C056 EA14 EA15 EA25 EB03 EB08 EB39 EB40 EC08 EC24 EC42 EC49 EC57 EC60 EC73 FA02 2C057 AF72 AF80 AL03 AL13 AM06 AM33 BA03 BA15    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2C056 EA14 EA15 EA25 EB03 EB08                       EB39 EB40 EC08 EC24 EC42                       EC49 EC57 EC60 EC73 FA02                 2C057 AF72 AF80 AL03 AL13 AM06                       AM33 BA03 BA15

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクノズルと、このインクノズルに連
通しているインク圧力室と、このインク圧力室の一部を
形成している面外方向に弾性変位可能な振動板と、この
振動板に対向配置された対向電極とを有するインクジェ
ットヘッドの駆動制御装置において、 前記インクノズルからインク液滴を吐出させるために、
前記振動板および対向電極の間に所定波形の駆動電圧パ
ルスを印加する駆動電圧パルス発生手段と、 前記駆動電圧パルスを印加した際における前記振動板お
よび前記対向電極の間に発生する駆動電流を検出する駆
動電流検出手段と、 前記駆動電流検出手段によって検出された検出駆動電流
に基づき、前記インクノズルからインク液滴が正常に吐
出されたか否かを判別するインク吐出不良判別手段とを
有していることを特徴とするインクジェットヘッドの駆
動制御装置。
1. An ink nozzle, an ink pressure chamber communicating with the ink nozzle, a vibrating plate forming a part of the ink pressure chamber and elastically displaceable in an out-of-plane direction, and the vibrating plate. In a drive control device of an inkjet head having a counter electrode arranged to face each other, in order to eject an ink droplet from the ink nozzle,
A drive voltage pulse generating means for applying a drive voltage pulse having a predetermined waveform between the diaphragm and the counter electrode, and a drive current generated between the diaphragm and the counter electrode when the drive voltage pulse is applied are detected. And a drive current detection unit that determines whether or not ink droplets are normally discharged from the ink nozzle based on the detected drive current detected by the drive current detection unit. A drive control device for an inkjet head, characterized in that
【請求項2】 請求項1において、 前記インク吐出不良判別手段は、前記検出駆動電流の電
流波形に基づき判別を行うことを特徴とするインクジェ
ットヘッドの駆動制御装置。
2. The drive control device for an inkjet head according to claim 1, wherein the ink ejection failure determination unit makes a determination based on a current waveform of the detected drive current.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記インク吐出不良判別手段は、前記検出駆動電流のピ
ーク電流値に基づき判別を行うことを特徴とするインク
ジェットヘッドの駆動制御装置。
3. The drive control device for an inkjet head according to claim 1, wherein the ink ejection failure determination unit makes a determination based on a peak current value of the detected drive current.
【請求項4】 請求項1、2または3において、 前記インク吐出不良判別手段は、前記検出駆動電流の微
分波形に基づき判別を行うことを特徴とするインクジェ
ットヘッドの駆動制御装置。
4. The drive control device for an inkjet head according to claim 1, 2 or 3, wherein the ink ejection failure determination means performs determination based on a differential waveform of the detected drive current.
【請求項5】 請求項1、2、3または4において、 前記駆動電流検出手段は、前記振動板が前記対向電極に
向けて弾性変位する期間、あるいは前記振動板が前記対
向電極から離れる方向に弾性変位する期間における前記
駆動電流を検出することを特徴とするイクジェットヘッ
ドの駆動制御装置。
5. The drive current detection means according to claim 1, 2, 3 or 4, in a period in which the diaphragm is elastically displaced toward the counter electrode, or in a direction in which the diaphragm is separated from the counter electrode. A drive control device for an jet head, wherein the drive current is detected during a period of elastic displacement.
【請求項6】 請求項2、3、4または5において、 前記インク吐出不良判別手段は、前記検出駆動電流を、
予め記憶保持されている正常駆動電流と比較することに
より判別を行うことを特徴とするイクジェットヘッドの
駆動制御装置。
6. The ink ejection failure determination means according to claim 2, 3, 4 or 5,
A drive control device for an jet head, wherein the determination is made by comparing with a normal drive current stored and held in advance.
【請求項7】 請求項6において、 複数の前記インクノズルと、複数の前記インク圧力室
と、複数組の前記振動板および対向電極とを備えてお
り、 前記インク吐出不良判別手段は、複数組の前記振動板お
よび対向電極の間に同時に前記駆動電圧パルスを印加し
た時に得られる前記検出駆動電流の合成電流を、予め記
憶保持されている制動駆動電流の合成電流と比較するこ
とにより判別を行うことを特徴とするインクジェットヘ
ッドの駆動制御装置。
7. The ink jet defect determination device according to claim 6, further comprising a plurality of the ink nozzles, a plurality of the ink pressure chambers, and a plurality of sets of the vibrating plate and a counter electrode. The determination is performed by comparing the combined current of the detected driving currents obtained when the driving voltage pulse is simultaneously applied between the diaphragm and the counter electrode with the combined current of the braking driving currents stored in advance. An inkjet head drive control device.
【請求項8】 請求項2、3、4または5において、 複数の前記インクノズルと、複数の前記インク圧力室
と、複数組の前記振動板および対向電極とを備えてお
り、 前記インク吐出不良判別手段は、複数組の前記振動板お
よび対向電極の間にそれぞれ前記駆動電圧パルスを印加
した時に得られる各検出駆動電流を相互に比較すること
により判別を行うことを特徴とするインクジェットヘッ
ドの駆動制御装置。
8. The ink ejection failure according to claim 2, comprising a plurality of the ink nozzles, a plurality of the ink pressure chambers, and a plurality of sets of the vibration plate and the counter electrode. The discriminating means discriminates by mutually comparing the respective detected drive currents obtained when the drive voltage pulse is applied between the plurality of sets of the diaphragm and the counter electrode. Control device.
【請求項9】 請求項1ないし8のうちのいずれかの項
において、 前記駆動電圧パルス発生手段は、印字のためのインク液
滴吐出用の第1の駆動電圧パルスと、この第1の駆動電
圧パルスに比べてなだらかな立ち上がり波形を備えた第
2の駆動電圧パルスを発生可能であり、 前記インク吐出不良判別手段は、前記第2の駆動電圧パ
スルの印加時に発生する駆動電流に基づき判別を行うこ
とを特徴とするインクジェットヘッドの駆動制御装置。
9. The driving voltage pulse generating means according to claim 1, wherein the driving voltage pulse generating means includes a first driving voltage pulse for ejecting ink droplets for printing, and the first driving voltage pulse. It is possible to generate a second drive voltage pulse having a gentler rising waveform than that of the voltage pulse, and the ink ejection failure determination means makes a determination based on a drive current generated when the second drive voltage pulse is applied. A drive control device for an inkjet head, characterized in that
【請求項10】 請求項1ないし8のうちのいずれかの
項において、 前記駆動電圧パルス発生手段は、印字のためのインク液
滴吐出用の第1の駆動電圧パルスと、この第1の駆動電
圧パルスに比べて小さな電圧値の第2の駆動電圧パルス
を発生可能であり、 前記インク吐出不良判別手段は、前記第2の駆動電圧パ
スルの印加時に発生する駆動電流に基づき判別を行うこ
とを特徴とするインクジェットヘッドの駆動制御装置。
10. The drive voltage pulse generating means according to claim 1, wherein the drive voltage pulse generating means includes a first drive voltage pulse for ejecting ink droplets for printing, and the first drive voltage pulse. It is possible to generate a second drive voltage pulse having a voltage value smaller than that of the voltage pulse, and the ink ejection failure determination means makes a determination based on a drive current generated when the second drive voltage pulse is applied. A drive control device for a characteristic inkjet head.
【請求項11】 請求項1ないし10のうちのいずれか
の項において、 インク吐出不良となったインクノズルを回復させるため
のノズル回復手段を有し、 前記インク吐出不良判別手段によってインク吐出不良で
あると判別された場合いは、前記ノズル回復手段によっ
て前記インクノズルの回復動作を行うことを特徴とする
インクジェットヘッドの駆動制御装置。
11. The ink recovery apparatus according to claim 1, further comprising a nozzle recovery unit for recovering an ink nozzle having an ink ejection failure, wherein the ink ejection failure determination unit determines that the ink ejection failure has occurred. In the case where it is determined that there is, a recovery control operation of the ink nozzle is performed by the nozzle recovery means, and a drive control device for an inkjet head.
【請求項12】 請求項11において、 前記ノズル回復手段は、前記インクノズルからインクを
吸引するインク吸引手段であることを特徴とするインク
ジェットヘッドの駆動制御装置。
12. The drive control device for an inkjet head according to claim 11, wherein the nozzle recovery unit is an ink suction unit that sucks ink from the ink nozzle.
【請求項13】 対向電極間に駆動電圧パルスを印加す
ることにより発生する静電気力を利用して、インクノズ
ルからインク液滴を吐出するインクジェットヘッドにお
けるインク液滴の吐出不良を検出するインク吐出不良検
出方法であって、 前記対向電極間に発生する駆動電流波形を測定し、 この駆動電流波形に基づき、前記インクノズルからイン
ク液滴が正常に吐出されたか否かの判別を行うことを特
徴とするインクジェットヘッドのインク吐出不良検出方
法。
13. An ink ejection failure detecting an ejection failure of an ink droplet in an inkjet head which ejects an ink droplet from an ink nozzle by utilizing an electrostatic force generated by applying a driving voltage pulse between opposed electrodes. A detection method, wherein a drive current waveform generated between the opposed electrodes is measured, and based on the drive current waveform, it is determined whether or not an ink droplet is normally ejected from the ink nozzle. Method for detecting defective ink ejection of inkjet head.
【請求項14】 請求項13において、 前記駆動電流波形のピーク電流値に基づき前記判別を行
うことを特徴とするインクジェットヘッドのインク吐出
不良検出方法。
14. The method according to claim 13, wherein the determination is performed based on a peak current value of the drive current waveform.
【請求項15】 請求項13または14において、 前記駆動電流波形の微分波形に基づき前記判別を行うこ
とを特徴とするインクジェットヘッドのインク吐出不良
検出方法。
15. The method according to claim 13 or 14, wherein the determination is performed based on a differential waveform of the drive current waveform.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007038141A (en) * 2005-08-03 2007-02-15 Toppan Printing Co Ltd Coating method and coating apparatus
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