JP2009172833A - 液体吐出装置、及び、液体吐出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動信号により液体を吐出するヘッドと、前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記ヘッドの温度を検出するためのセンサと、前記センサの検出結果に基づいて、前記駆動信号により前記ヘッドから液体を吐出させることを待機させる制御部と、を有する液体吐出装置である。
【選択図】図10
Description
そこで、ヘッド温度の上昇を抑制することを目的とする。
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかとなる。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成部が駆動信号を生成することにより発熱すると、駆動信号生成部と同じ装置内(筐体内)のヘッドも加熱する虞があるが、センサによりヘッド温度を検出し、検出結果に基づいて液体の吐出を待機させることで、ヘッド温度の過度な温度上昇を抑制できる。その結果、ヘッドの吐出不良やヘッドの故障を防止することができる。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成部により加熱された液体吐出装置内の空気よりも低い温度の空気により、駆動信号生成部を冷却することができる。その結果、駆動信号生成部の発熱の影響を受けるヘッド温度の上昇も抑制することができる。
このような液体吐出装置によれば、ヘッドの温度上昇を抑制でき、また、駆動信号生成部の温度上昇も抑制できる。その結果、ヘッドの吐出不良やヘッドの故障を防止することができ、また、駆動信号生成部の破壊を防止できる。
このような液体吐出装置によれば、ヘッドの温度上昇を抑制でき、また、駆動信号生成部の温度上昇も抑制できる。その結果、ヘッドの吐出不良やヘッドの故障を防止することができ、また、駆動信号生成部の破壊を防止できる。
このような液体吐出装置によれば、ヘッドの温度上昇を抑制でき、また、駆動信号生成部の温度上昇も抑制できる。その結果、ヘッドの吐出不良やヘッドの故障を防止することができ、また、駆動信号生成部の破壊を防止できる。
このような液体吐出装置によれば、ヘッドの温度が上昇すると、駆動信号によりヘッドから液体を吐出させることが待機されやすくなるため、駆動信号生成部の温度上昇が抑制され、その結果、ヘッドの温度上昇も抑制される。
このような液体吐出装置によれば、ヘッドの吐出不良やヘッドの故障と駆動信号生成部の破壊を確実に防止できる。
このような液体吐出方法によれば、ヘッド温度の過度な温度上昇を抑制できる。その結果、ヘッドの吐出不良やヘッドの故障を防止することができる。吐出不良を防止することで画像の劣化を防止できる。
以下、液体吐出装置をインクジェットプリンタとし、また、インクジェットプリンタの中のシリアル式プリンタ(プリンタ1)を例に挙げて実施形態を説明する。
図3は、駆動信号生成回路70を示す図であり、図4は、駆動信号生成回路70とヘッド駆動回路42を示す図であり、ヘッド駆動回路42により、各ノズルに対応したピエゾ素子が動作することを示している。図5は、各信号のタイミングチャートである。
図3に示すように、駆動信号生成回路70(駆動信号生成部に相当)は、波形生成回路71と電流増幅回路72とを有し、あるノズル群(ピエゾ素子PZT)に対して共通に使用される駆動信号COMを生成する。まず、波形生成回路71が、DAC値(デジタル信号の波形情報)に基づいて、駆動信号COMの基となる電圧波形信号COM’(アナログ信号の波形情報)を生成する。そして、電流増幅回路72は、電圧波形信号COM’について、その電流を増幅し、駆動信号COMとして出力する。
ヘッド駆動回路42は、180個の第1シフトレジスタ421と、180個の第2シフトレジスタ422と、ラッチ回路群423と、データセレクタ424と、180個のスイッチSWとを有する。このヘッド駆動回路42は180個のノズルから成るノズル群に対応し、図中のかっこ内の数字は、部材(又は信号)が対応するノズルの番号を示している。
また、データセレクタ424は、ラッチ前(初期状態となる前)に、各ノズル#iに対応する2ビットの印刷信号PRT(i)をラッチ回路群423から選択し、各印刷信号PRT(i)に応じたスイッチ制御信号prt(i)を各スイッチSW(i)に出力する。
例えば、スイッチ制御信号prt(i)のレベルが「1」のとき、スイッチSW(i)はオンとなり、駆動信号COMが有する駆動パルス(W1,W2)をそのまま通過させ、駆動パルスがピエゾ素子PZT(i)に印加される。そして、駆動パルスがピエゾ素子PZT(i)に印加されると、その駆動パルスに応じてピエゾ素子PZT(i)が変形し、インク室の一部を区画する弾性膜(側壁)が変形し、インク室内の既定量のインクがノズル#iから吐出される。一方、スイッチ制御信号prt(i)のレベルが「0」のとき、スイッチSW(i)はオフとなり、駆動信号COMが有する駆動パルスを遮断する。
図6は、駆動信号COMが有する第1駆動パルスW1の電圧変化と、トランジスタQ1及びQ2に流れる電流変化の説明図である。DAC値により波形生成回路71が電圧波形信号COM’を生成し、トランジスタ(電流増幅回路72)に電圧波形信号COM’が入力されたとしても(図3)、例えば、スイッチ制御信号prt(i)のデータが「10」であれば(図5)、ピエゾ素子には第1駆動信号W1のみが印加され、トランジスタには第1駆動パルスW1を生成するための電流しか流れない。即ち、ピエゾ素子に印加された駆動パルスによって、トランジスタの消費電力Pが異なってくる。以下、第1駆動パルスW1がピエゾ素子PZTに印加された際の、トランジスタの消費電力Pについて説明する。
図7Aは、プリンタ1の上面図であり、図7Bは、プリンタ1の断面図である。図8は、駆動信号生成回路70の基板43上に設けられたトランジスタQとヒートシンク44とファン45を示す図である。駆動信号生成回路70の基板43は、プリンタ1における移動方向の右側に位置し、ヘッド41のホームポジション上に位置する。
Tj=Tt+Toff+θjc×P
なお、Toffはトランジスタセンサ53からトランジスタのケースまでの熱損失による温度差であり、θjc×Pはケースからトランジスタの接合部までの熱損失による温度差である。θjcは接合部・ケース間の熱抵抗(℃/W)、Pはトランジスタからの駆動信号COMがピエゾ素子に印加される際の消費電力(W)である。
上式より、トランジスタ温度Ttが同じであってもトランジスタの消費電力Pが大きければ、よりトランジスタが破壊されやすい状態にあると言える。そのため、これらのことを考慮して、待機動作の有無についてのトランジスタ温度Ttの許容温度(閾値)を決定することが好ましい。
図10は、実施例1における待機動作のフローであり、図11は、実施例1の待機動作の条件表である。この実施例1では、トランジスタ温度Ttと閾値とを比較して待機動作を行うか否かを決定する。そして、その閾値をヘッド温度Thにより決定する。図11に示すように、ヘッド温度Thにより、待機動作に関するトランジスタ温度Ttの閾値条件を7個(第1条件から第7条件)に区分する。つまり、ヘッド温度Thによって、待機動作を行うか否かのトランジスタ温度Ttの閾値が異なる。更に、トランジスタ温度Ttにより待機動作を行う時間も異なる。
インク吐出用の駆動信号の生成を待機させる場合(S005→YES、S006→NO)、ヘッド41の移動方向への1回の移動であるパス毎にインク吐出用の駆動信号の生成を一時待機(中断)させながら印刷を行う。パス毎の待機時間は、図11の条件表より、トランジスタ温度Ttにより決定する。
トランジスタ温度Ttが、使用環境以下の温度(−20℃)であったり、トランジスタが破壊する限界温度(85℃、限界値に相当)以上であったりする場合には、印刷を停止し、エラー処理を行う(S007)。エラー処理とは、例えば、コントローラ10がエラー情報をコンピュータ60に送信し、コンピュータ60は印刷がエラーであることをディスプレイに表示する等の処理である。
図12は、実施例2における待機動作のフローであり、図13は、実施例2の待機動作の条件表である。実施例2では、ヘッド温度Thとトランジスタ温度Ttとに基づいて、駆動信号生成回路70が待機動作を行うか否かを決定し、また、待機時間を決定する。
そして、トランジスタ温度Ttがトランジスタの破壊の虞のある温度に近付き、且つ、ヘッド温度Thが吐出不良の虞のある温度に近付くにつれて、待機時間が長くなる。
図14は、実施例3における待機動作のフローである。図15Aは、待機動作に関するヘッド温度Thの待機条件表であり、図15Bは、トランジスタ温度Ttの待機条件表である。この実施例3では、ヘッド温度Thに基づいて、ヘッド41に吐出不良を発生させないために必要な待機時間(以下、第1待機時間T1と呼ぶ)を決定し、トランジスタ温度Ttに基づいて、トランジスタを破壊させないために必要な待機時間(以下、第2待機時間T2と呼ぶ)を決定する。そして、第1待機時間T1(第1の待機時間に相当)と第2待機時間T2(第2の待機時間に相当)とを比較して、長い方の時間分だけ、インク吐出用の駆動信号の生成を待機させる。
上記の各実施形態は、主としてインクジェットプリンタを有する印刷システムについて記載されているが、ヘッドの温度上昇の抑制方法等の開示が含まれている。また、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
前述の実施形態では、トランジスタ温度Ttとヘッド温度Thの両方を管理しているが、これに限らない。例えば、ヘッド温度Thのみを管理して、吐出不良の発生の虞がある場合にのみ待機動作を行ってもよい。
前述の実施例では、ページごと、又は、パスごとに待機動作を行っているがこれに限らない。例えば、複数ページごとに待機動作の有無を判断し、待機動作が必要な場合には待機動作を行ってもよい。
前述の実施形態では、画像形成動作と搬送動作とが交互に行われるプリンタ1を例に挙げているがこれに限らない。例えば、搬送方向と交差する方向に紙幅長さに亘ってノズルが並んでいるラインヘッドプリンタでもよい。
前述の実施形態では、液体吐出方法を実施する液体吐出装置(一部)としてインクジェットプリンタを例示していたが、これに限らない。液体吐出装置であれば、プリンタ(印刷装置)ではなく、様々な工業用装置に適用可能である。例えば、布地に模様をつけるための捺染装置、カラーフィルター製造装置や有機ELディスプレイ等のディスプレイ製造装置、チップへDNAを溶かした溶液を塗布してDNAチップを製造するDNAチップ製造装置、回路基板製造装置等であっても、本件発明を適用することができる。
また、液体の吐出方式は、駆動素子(ピエゾ素子)に電圧をかけて、インク室を膨張・収縮させることにより液体を吐出するピエゾ方式でもよいし、発熱素子を用いてノズル内に気泡を発生させ、その気泡によって液体を吐出させるサーマル方式でもよい。
12 CPU、13 メモリ、14 ユニット制御回路、
20 搬送ユニット、21 給紙ローラ、22 搬送モータ、
23 搬送ローラ、24 プラテン、25 排紙ローラ、
30 キャリッジユニット、31 キャリッジ、32 キャリッジモータ、
40 ヘッドユニット、41 ヘッド、411 中継基板、412 ノズル面、
42 ヘッド駆動回路、421 第1シフトレジスタ、
422 第2シフトレジスタ、423 ラッチ回路群、
424 データセレクタ、43 基板、44 ヒートシンク、
45 ファン、46 空洞、50 検出器群、51 紙検出センサ、
53 トランジスタセンサ、54 ヘッドセンサ、60 コンピュータ、
70 駆動信号生成回路、71 波形生成回路、72 増幅回路
Claims (8)
- 駆動信号により液体を吐出するヘッドと、
前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記ヘッドの温度を検出するためのセンサと、
前記センサの検出結果に基づいて、前記駆動信号により前記ヘッドから液体を吐出させることを待機させる制御部と、
を有する液体吐出装置。 - 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
前記駆動信号を生成することにより発熱した前記駆動信号生成部を冷却するためのファンを有し、
前記ファンは前記液体吐出装置の外部から空気を吸入する、
液体吐出装置。 - 請求項1または請求項2に記載の液体吐出装置であって、
前記駆動信号生成部の温度を検出するための生成部センサを有し、
前記制御部は、前記センサの検出結果と前記生成部センサの検出結果とに基づいて、前記駆動信号により前記ヘッドから液体を吐出させることを待機させる、
液体吐出装置。 - 請求項3に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づいて前記駆動信号により前記ヘッドから液体を吐出させることを待機させる時間である第1の待機時間と、前記生成部センサの検出結果に基づいて第2の待機時間とを決定し、
前記第1の待機時間と前記第2の待機時間のうちの長い方の時間だけ前記駆動信号により前記ヘッドから液体を吐出させることを待機させる、
液体吐出装置。 - 請求項3に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づく閾値を前記生成部センサの検出結果が超えたとき、前記駆動信号により前記ヘッドから液体を吐出させることを待機させる液体吐出装置。 - 請求項5に記載の液体吐出装置であって、
前記センサの検出結果が高いほど前記閾値が低くなる液体吐出装置。 - 請求項3から請求項6のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
前記センサの検出結果または前記生成部センサの検出結果の少なくとも一方が限界値を越えたとき、前記駆動信号生成部からの前記駆動信号の生成を停止する液体吐出装置。 - 駆動信号により液体を吐出するヘッドと、前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記ヘッドの温度を検出するためのセンサと、を有する液体吐出装置にて、前記ヘッドの温度を検出するステップと、
前記センサの検出結果に基づいて、前記駆動信号により前記ヘッドから液体を吐出させることを待機させるステップと、
を有する液体吐出方法。
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