JP2013146982A - Inspection device of liquid droplet ejection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吐出機構ごとに液滴を吐出する液滴吐出装置の検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus for a droplet discharge device that discharges droplets for each discharge mechanism.
複数の吐出機構ごとに駆動素子を駆動させてインク滴を吐出するプリンターにおいて、正常にノズルからインク滴が吐出されているか否かを検査することが行われている(特許文献1、参照。)。特許文献1では、複数の駆動素子のグランド側の電極が共通接続されたトランジスタ(特許文献1、"トランジスタ44"。)を備え、トランジスタをオンにした状態で複数の吐出機構にてインク滴を吐出させる。一方、トランジスタをオフにした状態で、検査対象の駆動素子を1個ずつ駆動させることにより、吐出機構の検査を1個ずつ順に行う。
In a printer that ejects ink droplets by driving a drive element for each of a plurality of ejection mechanisms, it is inspected whether or not ink droplets are normally ejected from nozzles (see Patent Document 1). . In
しかしながら、検査対象の駆動素子を同じ駆動条件で1個ずつ駆動させなければならず、任意の印刷ジョブを実行する期間において駆動素子の検査ができないという問題があった。すなわち、任意の印刷ジョブを実行する期間においては、複数の体積のインク滴を吐出させるために駆動素子が複数の駆動条件で駆動し得るため、駆動素子の検査ができないという問題があった。また、任意の印刷ジョブを実行する期間において、駆動素子が特定の体積のインク滴を吐出させる場合に限って検査を行うと、検査の所要期間が長期化するという問題があった。
本発明の目的は、前記課題にかんがみてなされたもので、複数の体積の液滴を吐出させる液滴吐出装置において吐出機構の検査を早期に完了させる検査装置の提供を目的とする。
However, the driving elements to be inspected must be driven one by one under the same driving conditions, and there is a problem that the driving elements cannot be inspected during a period during which an arbitrary print job is executed. That is, during a period during which an arbitrary print job is executed, the drive element can be driven under a plurality of drive conditions in order to eject a plurality of volumes of ink droplets. In addition, if an inspection is performed only when the drive element ejects a specific volume of ink droplets during a period during which an arbitrary print job is executed, there is a problem that the required period of the inspection becomes longer.
An object of the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus that can quickly complete the inspection of the ejection mechanism in a droplet ejection apparatus that ejects a plurality of volumes of droplets.
前記課題を解決するために本発明の検査装置は、ノズルから液滴を吐出させる駆動素子を含む吐出機構を備える液滴吐出装置に備えられる。検査電圧取得手段は、液滴を吐出させる駆動素子の動作状態を示す検査電圧を取得する。電圧判定手段は、駆動素子が第1体積の液滴を吐出させる場合と、駆動素子が第1体積よりも小さい第2体積の液滴を吐出させる場合とで、異なる判定条件を用いて検査電圧が異常であるか否かを判定する。異常判定手段は、検査電圧が異常である場合、吐出機構が異常であると判定する。 In order to solve the above-described problems, the inspection apparatus of the present invention is provided in a droplet discharge device including a discharge mechanism including a drive element that discharges droplets from a nozzle. The inspection voltage acquisition unit acquires an inspection voltage indicating an operation state of the driving element that discharges the droplet. The voltage determination means uses a different determination condition for the inspection voltage when the driving element discharges a first volume of droplets and when the driving element discharges a second volume of droplets smaller than the first volume. It is determined whether or not is abnormal. The abnormality determination unit determines that the ejection mechanism is abnormal when the inspection voltage is abnormal.
前記の構成において、電圧判定手段は、駆動素子が第1体積の液滴を吐出させる場合と、駆動素子が第2体積の液滴を吐出させる場合とで、異なる判定条件を用いて検査電圧が異常であるか否かを判定する。駆動素子が第1体積の液滴を吐出させる場合と、駆動素子が第2体積の液滴を吐出させる場合とで駆動素子の正常な動作状態が異なり得るが、それぞれにおいて適切な判定条件により検査電圧が異常であるか否かを判定できる。また、異常判定手段は、第1体積の液滴を吐出させる場合と、第2体積の液滴を吐出させる場合との双方において吐出機構が異常であるか否かを判定できる。従って、吐出機構が第1体積と第2体積とのうちいずれか一方を吐出する機会を待つ必要がなく、異常判定手段は、早期に吐出機構が異常であるか否かを判定できる。また、任意の印刷ジョブの実行中において複数の体積の液滴の液滴が吐出され得る場合でも、早期に吐出機構の検査を完了させることができる。 In the above-described configuration, the voltage determination means uses a different determination condition for the inspection voltage when the driving element discharges the first volume droplet and when the driving element discharges the second volume droplet. It is determined whether it is abnormal. The normal operating state of the drive element may differ between when the drive element ejects a first volume droplet and when the drive element ejects a second volume droplet. It can be determined whether or not the voltage is abnormal. The abnormality determination unit can determine whether or not the discharge mechanism is abnormal both in the case of discharging the first volume droplet and in the case of discharging the second volume droplet. Therefore, it is not necessary to wait for the opportunity for the discharge mechanism to discharge either the first volume or the second volume, and the abnormality determination unit can determine whether the discharge mechanism is abnormal at an early stage. Even when a plurality of droplets of a plurality of volumes can be ejected during execution of an arbitrary print job, the ejection mechanism inspection can be completed at an early stage.
ここで、駆動素子が第1体積よりも体積の小さい第2体積の液滴を吐出させる場合には、第1体積の液滴を吐出させる場合よりも駆動素子が弱く駆動されるため、検査電圧の振幅が小さくなる。そこで、検査電圧取得手段は、駆動素子が第2体積の液滴を吐出させる場合における増幅回路の増幅率を、駆動素子が第1体積の液滴を吐出させる場合における増幅回路の増幅率よりも大きくしてもよい。これにより、駆動素子が第2体積の液滴を吐出させる場合でも異常であるか否かが判定可能な振幅の検査電圧を得ることができる。 Here, when the driving element ejects the second volume droplet having a volume smaller than the first volume, the driving element is driven weaker than the case where the first volume droplet is ejected. Becomes smaller. Therefore, the inspection voltage acquisition means has a higher amplification factor of the amplification circuit when the driving element ejects the second volume of droplet than the amplification factor of the amplification circuit when the driving element ejects the first volume of droplet. You may enlarge it. Accordingly, it is possible to obtain an inspection voltage having an amplitude that can determine whether or not the drive element is abnormal even when the driving element ejects the droplet of the second volume.
さらに、異常判定手段は、第1体積の液滴を吐出させる場合の第1判定結果と、第2体積の液滴を吐出させる場合の第2判定結果とを総合して吐出機構が異常であるか否かを判定してもよい。すなわち、吐出機構は第1体積の液滴と第2体積の液滴とを吐出させた場合の第1判定結果と第2判定結果とを双方とも考慮して吐出機構が異常であるか否かを判定すれば、早期に吐出機構の検査を完了させることができる。 Further, the abnormality determination unit is configured to determine whether the discharge mechanism is abnormal by combining the first determination result when discharging the first volume droplet and the second determination result when discharging the second volume droplet. It may be determined whether or not. That is, whether or not the discharge mechanism is abnormal in consideration of both the first determination result and the second determination result when the first volume droplet and the second volume droplet are discharged. If it is determined, the inspection of the discharge mechanism can be completed at an early stage.
また、異常判定手段は、第1判定結果を第2判定結果よりも重視して吐出機構が異常であるか否かを判定してもよい。駆動素子が第2体積よりも体積の大きい第1体積の液滴を吐出させる場合には、第2体積の液滴を吐出させる場合よりも駆動素子が強く駆動されるため、検査電圧に対するノイズの影響が小さくなる。従って、第1判定結果を第2判定結果よりも重視することにより、吐出機構が異常であるか否かを精度よく判定できる。 Further, the abnormality determination unit may determine whether or not the ejection mechanism is abnormal by placing importance on the first determination result rather than the second determination result. When the driving element discharges the first volume droplet having a volume larger than the second volume, the driving element is driven more strongly than when the second volume droplet is discharged. The impact is reduced. Therefore, by placing importance on the first determination result rather than the second determination result, it can be accurately determined whether or not the ejection mechanism is abnormal.
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
(1)第1実施形態:
(1−1)プリンターの構成:
(1−2)検査処理:
(1−3)異常対応処理:
(2)変形例1:
(3)変形例2:
(4)他の変形例:
Here, embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) First embodiment:
(1-1) Printer configuration:
(1-2) Inspection process:
(1-3) Abnormal response processing:
(2) Modification 1:
(3) Modification 2:
(4) Other variations:
(1)プリンターの構成:
図1は本発明の一実施形態にかかる検査装置を含む液滴吐出装置としてのプリンター1の構成を示すブロック図である。プリンター1は、吐出ヘッド10と主基板20とを備える。主基板20は、吐出可否データ生成回路21と駆動電圧生成回路22とを備える。吐出可否データ生成回路21は、吐出ヘッド10が備える複数の吐出機構のそれぞれについて液滴としてのインク滴を吐出させるか否かを指定した吐出可否データSIを生成する回路である。吐出可否データ生成回路21は、複数の吐出機構の順列に吐出可否データSIをシリアル結合されたノズル選択データを吐出ヘッド10に出力する。また、吐出可否データ生成回路21は、複数の吐出タイミングのそれぞれについて吐出可否データSIを生成し、吐出可否データSIを吐出タイミングの順に出力する。なお、吐出タイミングとは、印刷ジョブの実行期間中において吐出ヘッド10が備える複数の吐出機構が同時にインク滴を吐出するタイミングである。また、吐出可否データ生成回路21は、ラッチ信号LATと切替信号CHとを生成し、吐出ヘッド10に出力する。ラッチ信号LATは、吐出タイミングを規定するためのタイミング信号である。切替信号CHは、吐出タイミングを細分化した期間を規定するためのタイミング信号である。
(1) Printer configuration:
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
駆動電圧生成回路22は、吐出ヘッド10が備える駆動素子としてのピエゾ素子12を駆動するための駆動電圧COMを生成する回路(駆動電圧源)である。駆動電圧生成回路22は、駆動電圧の電圧パターンを規定するデジタルデータに基づいて駆動電圧COMを生成するD/A変換部と、D/A変換された駆動電圧COMを増幅する増幅部とを備える。駆動電圧生成回路22から出力された駆動電圧COMは、吐出ヘッド10の印加スイッチPに入力される。
The drive
図2Aは吐出ヘッド10が備える吐出機構の構造を示す模式図であり、図2Bは吐出ヘッド10の一部の回路図である。図1に示すように吐出ヘッド10は、ヘッドIC11とピエゾ素子12とインク室13とノズル14と振動板15とを備える。吐出ヘッド10は、複数(不図示)の吐出機構を備え、図2Aに示すように複数の吐出機構のそれぞれがピエゾ素子12とインク室13とノズル14と振動板15とを含む。本実施形態において吐出機構は、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック)のそれぞれのインク色ごとに90個ずつ備えられ、合計で360(=N)個備えられている。ピエゾ素子12は、圧電素子である。駆動電圧COMをピエゾ素子12に印加することにより、ピエゾ素子12が機械的に歪み、インクが充填されたインク室13の壁面を構成する振動板15を振動させる。これにより、インク室内が加減圧され、インク室内のインクがインク滴となってノズル14から吐出される。印加スイッチPは、複数の吐出機構のそれぞれにおいて駆動電圧COMをピエゾ素子12に印加させるか否かを切り替えるスイッチである。すなわち、印加スイッチPは、吐出可否データSIにてインク滴を吐出させると指定されたノズル14に対応するピエゾ素子12に対して選択的に駆動電圧COMを印加させる。
FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a structure of a discharge mechanism provided in the
図2Bに示すように、複数の吐出機構(一点鎖線)のそれぞれにおいて、駆動電圧COMが伝送される配線とピエゾ素子12と印加スイッチPとグランドとが直列に接続されている。印加スイッチPは、ピエゾ素子12とグランドとの間でソース−ドレインを直列に接続させている。従って、印加スイッチPがオンとなる場合には駆動電圧COMがピエゾ素子12に印加され、印加スイッチPがオフとなる場合には駆動電圧COMがピエゾ素子12に印加されない。また、印加スイッチPは、オンとなる状態においてソース−ドレイン間に素子固有の大きさの抵抗を有する。従って、印加スイッチPがオンとなっている期間においてピエゾ素子12から電流が流れると、当該電流に比例した電圧(以下、検査電圧MV)が印加スイッチPのソース−ドレイン間に生じる。
As shown in FIG. 2B, in each of the plurality of ejection mechanisms (one-dot chain lines), the wiring for transmitting the drive voltage COM, the
複数の吐出機構のそれぞれにおいて、ピエゾ素子12と印加スイッチPとの間に検査スイッチMが接続されている。検査スイッチMは吐出機構ごとに備えられ、検査スイッチMはパルス変換部11eの検査端子Tに接続される。検査スイッチMがオンとなる場合には、検査スイッチMがオンとなっている吐出機構の印加スイッチPのソース−ドレイン間の検査電圧MVがパルス変換部11eの検査端子Tに入力される。なお、検査スイッチM内の抵抗による電圧降下は無視することとする。
In each of the plurality of ejection mechanisms, an inspection switch M is connected between the
図1に示すようにヘッドIC11は、スイッチ制御データ生成部11aと異常対応部11bと印加スイッチ制御部11cと印加スイッチPと検査スイッチ制御部11dと検査スイッチMとパルス変換部11eと減衰期間計測部11fと電圧判定部11gと異常判定部11hとを備える。ヘッドIC11は、デジタル信号処理回路やアナログ信号処理回路やRAM等が単一の半導体集積回路に含まれるSOC(System on a chip)等である。スイッチ制御データ生成部11aは、吐出可否データSIを後段の異常対応部11bに出力する。
As shown in FIG. 1, the
スイッチ制御データ生成部11aは、吐出可否データSIを後段の異常対応部11bに出力する。異常対応部11bは、吐出可否データSIが、後述する検査処理によって異常であると確定された異常吐出機構にインク滴を吐出させ、かつ、正常であると確定された正常吐出機構にインク滴を吐出させないことを示す場合に、吐出可否データSIを修正する。すなわち、異常対応部11bは、当該異常吐出機構の代わりに当該正常吐出機構にインク滴を吐出させるように、吐出可否データSIを修正して後段の印加スイッチ制御部11cに出力する。本実施形態において、異常対応部11bは、異常吐出機構の代わりに、当該異常吐出機構に隣接する正常吐出機構にインク滴を吐出させる。
The switch control
図3Aは、ヘッドIC11において記録媒体に対向する面(ノズル面)におけるノズル14の配列を示す図である。本実施形態においてヘッドIC11はラインヘッドであり、記録媒体の搬送方向(印刷方向)に直交して複数のノズル14が配列するノズル列がインク色ごとに2列ずつ備えられている。各ノズル列において印刷方向の直交方向におけるノズル14の配列間隔は一定とされている。また、印刷方向の直交方向におけるノズル14の位置は、印刷方向に隣接するノズル列間で前記配列間隔の半分だけずれている。異常吐出機構に隣接する正常吐出機構とは、異常吐出機構と同一のインク色のインク滴を吐出し、かつ、印刷方向の直交方向において異常吐出機構が備えるノズル14(白丸)との距離が最短(配列間隔の半分)となるノズル14(二重丸)を備える2個の吐出機構である。
FIG. 3A is a diagram showing the arrangement of the
異常対応部11bは、印刷ジョブ内の吐出タイミングごとに、複数の吐出機構のそれぞれが異常であるか否かを示す判定テーブルD2を取得し、当該吐出タイミングにおいてインク滴を吐出させる吐出機構を吐出可否データSIに基づいて特定する。そして、インク滴を吐出させる吐出機構が異常吐出機構である場合には、当該異常吐出機構の代わりに、当該異常吐出機構に隣接する正常吐出機構にインク滴を吐出させる。なお、異常判定部11hは印刷ジョブ内の吐出タイミングごとに判定テーブルD2を更新している。従って、(A+1)番目の吐出タイミングにおいて、異常対応部11bは、A番目の吐出タイミングにおいて異常判定部11hによって異常とされた異常吐出機構の代わりに、正常吐出機構にインク滴を吐出させることとなる。なお、吐出可否データSIは吐出タイミングごとに吐出機構に出力されるため、印刷ジョブにおけるA番目の吐出タイミングにおいてA番目の吐出可否データSIに基づいて吐出機構のピエゾ素子12が制御されることとなる。
The
印加スイッチ制御部11cは、吐出可否データSIがシリアル結合されたノズル選択データをパラレル変換することにより、吐出可否データSIを吐出機構ごとに復元するシフトレジスタを含む。すなわち、印加スイッチ制御部11cは、複数の吐出機構のそれぞれに対応する複数のレジスタを有し、当該複数のレジスタにてノズル選択データを所定のクロックごとにシフトさせることにより、当該複数のレジスタにて吐出可否データSIを保持する。そして、印加スイッチ制御部11cは、ラッチ信号LATと切替信号CHに同期して、複数のレジスタのそれぞれに保持された吐出可否データSIに基づいて印加スイッチPが接続されたデータ出力端子における制御信号の信号レベルを1または0に制御する。これにより、複数の吐出機構のそれぞれにおいて、印加スイッチPのオン(制御信号:1)オフ(制御信号:0)が切り替えられ、ピエゾ素子12にインク滴を吐出させるか否かが切り替えられる。
The application
図3Bは、駆動電圧COMと各スイッチP,Mの動作を示すタイミングチャートである。本実施形態において、駆動電圧生成回路22は吐出タイミングごとに、インク滴を吐出するようにピエゾ素子12を駆動させる吐出パルスと、インク滴を吐出させない程度に振動板15が振動するようにピエゾ素子12を駆動させる微振動パルスとを含む駆動電圧COMを生成する。なお、吐出パルスの出力期間と微振動パルスの出力期間とを除く期間において、駆動電圧生成回路22が生成する電圧パターンの電位は既知の基準電位VSとなる。吐出タイミングとは、ラッチ信号LATのパルスが立ち上がるタイミングの間の期間である。切替信号CHは、単一の吐出タイミングを第1〜4期間に分割するためのタイミング信号である。
FIG. 3B is a timing chart showing the operation of the drive voltage COM and the switches P and M. In the present embodiment, the drive
第1期間において、駆動電圧COMは大ドットを形成する大インク滴を吐出するための吐出パルスを含む。第2期間において、駆動電圧COMは中ドットを形成する中インク滴を吐出するための吐出パルスを含む。第3期間において、駆動電圧COMは小ドットを形成する小インク滴を吐出するための吐出パルスを含む。第4期間において、駆動電圧COMはピエゾ素子12を微振動させるための微振動パルスを含む。なお、インク滴の体積は、大インク滴が最も大きく、小インク滴が最も小さい。
In the first period, the drive voltage COM includes an ejection pulse for ejecting a large ink droplet that forms a large dot. In the second period, the drive voltage COM includes an ejection pulse for ejecting a medium ink droplet that forms a medium dot. In the third period, the drive voltage COM includes an ejection pulse for ejecting a small ink droplet that forms a small dot. In the fourth period, the drive voltage COM includes a fine vibration pulse for causing the
吐出機構にて大インク滴を吐出させる吐出可否データSIが入力された場合、印加スイッチ制御部11cは第1期間において印加スイッチPがオンとなるようにデータ出力端子における制御信号の信号レベルを制御する(第1期間においてのみ信号レベルを1とする)。また、吐出機構にて中インク滴を吐出させる吐出可否データSIが入力された場合、印加スイッチ制御部11cは第2期間において印加スイッチPがオンとなるようにデータ出力端子における制御信号の信号レベルを制御する(第2期間においてのみ信号レベルを1とする)。さらに、吐出機構にて小インク滴を吐出させる吐出可否データSIが入力された場合、印加スイッチ制御部11cは第3期間において印加スイッチPがオンとなるようにデータ出力端子における制御信号の信号レベルを制御する(第3期間においてのみ信号レベルを1とする)。これにより、吐出すべき大きさのインク滴に対応する吐出パルスをピエゾ素子12に印加することができる。一方、吐出機構にてインク滴を吐出させない吐出可否データSIが入力された場合、印加スイッチ制御部11cは第4期間において印加スイッチPがオンとなるようにデータ出力端子における制御信号の信号レベルを制御する(第4期間においてのみ信号レベルを1とする)。これにより、インク滴を吐出させない吐出機構においても、インク滴を吐出させない程度に振動板15を振動させることができ、インク室13におけるインクの滞留が防止できる。
When ejection enable / disable data SI for ejecting large ink droplets is input by the ejection mechanism, the
図1に示すようにスイッチ制御データ生成部11aは、検査制御データSGを生成して検査スイッチ制御部11dに出力する。図2Bに示すように検査スイッチ制御部11dは、検査制御データSGのシリアルデータをパラレル変換して、検査制御データSGを吐出機構ごとに備えられた検査スイッチMに出力するシフトレジスタである。スイッチ制御データ生成部11aは、各吐出タイミングごとに検査対象の吐出機構を1個ずつ選択し、当該吐出機構に対応する検査スイッチMのみをオンとするように検査制御データSGを生成する。従って、パルス変換部11eの検査端子Tには、検査対象の吐出機構の印加スイッチPのソース−ドレイン間に生じた検査電圧MVが入力される。スイッチ制御データ生成部11aは、同一の吐出機構を複数の吐出タイミングにわたって連続して検査対象として選択し得る。
As shown in FIG. 1, the switch control
図3Bに示すように検査対象として選択され、かつ、大インク滴を吐出させる吐出機構に対応する検査スイッチMは、第1期間における吐出パルスの出力期間の終期から第1期間の終了までの期間においてのみオンとなるように検査制御データSGによって制御される。また、検査対象として選択され、かつ、中インク滴を吐出させる吐出機構に対応する検査スイッチMは、第2期間における吐出パルスの出力直後から第2期間の終了までの期間においてのみオンとなるように検査制御データSGによって制御される。さらに、検査対象として選択され、かつ、小インク滴を吐出させる吐出機構に対応する検査スイッチMは、第3期間における吐出パルスの出力直後から第3期間の終了までの期間においてのみオンとなるように検査制御データSGによって制御される。これにより、大〜小インク滴のいずれを吐出させた場合でも、振動板15を強制的に振動させた吐出パルスの出力期間の直後における振動板15の残留振動の状態を示す検査電圧MVを得ることができる。すなわち、インク滴の吐出した吐出機構において、インク滴の吐出直後のピエゾ素子12の動作状態として残留振動の状態を示す検査電圧MVを得ることができる。なお、振動板15の残留振動によりピエゾ素子12の寄生容量が変化することによりピエゾ素子12とグランドとの間で電流が流れ、当該電流に比例した検査電圧が印加スイッチPのソース−ドレイン間に生じることとなる。一方、検査対象でない吐出機構においては、検査スイッチMが常にオフとなるため、検査対象でない吐出機構の印加スイッチPにて生じた電圧が検査電圧MVのノイズ源となることが防止できる。
As shown in FIG. 3B, the inspection switch M corresponding to the ejection mechanism that is selected as an inspection target and ejects large ink droplets is a period from the end of the ejection pulse output period to the end of the first period in the first period. It is controlled by the inspection control data SG so as to be turned on only at. In addition, the inspection switch M that is selected as the inspection target and corresponds to the ejection mechanism that ejects the medium ink droplet is turned on only in the period from immediately after the ejection pulse is output in the second period to the end of the second period. Are controlled by the inspection control data SG. Further, the inspection switch M selected as the inspection target and corresponding to the ejection mechanism that ejects the small ink droplets is turned on only in the period from immediately after the ejection pulse is output in the third period to the end of the third period. Are controlled by the inspection control data SG. As a result, the inspection voltage MV indicating the state of residual vibration of the
パルス変換部11eは、検査端子Tに入力された検査電圧MVを所定の閾値電圧よりも大きいか否かによって二値化することにより、検査パルスMPを生成する回路である。なお、印加スイッチPの一端がグランドに接続するために、検査端子Tの電位を、印加スイッチPのソース−ドレイン間に生じた検査電圧MVとして取得できる。本実施形態においてパルス変換部11eは、3個の第1〜3増幅回路A1〜A3とスイッチ(不図示)とを備える。第1期間においてスイッチは検査電圧MVを第1増幅回路A1に入力させ、第2期間においてスイッチは検査電圧MVを第2増幅回路A2に入力させ、第3期間においてスイッチは検査電圧MVを第3増幅回路A3に入力させる。第1〜3増幅回路A1〜A3における増幅率は、第1増幅回路A1が最も小さく、第3増幅回路A3が最も大きい。すなわち、吐出するインク滴の体積が小さいほど検査電圧MVの増幅率を大きくする。吐出するインク滴の体積が小さいほど増幅前の検査電圧MVの振幅が小さくなるが、増幅率を大きくすることにより、増幅後の検査電圧MVの振幅に閾値電圧が含まれるようにすることができる。従って、吐出するインク滴の体積が小さいほど検査電圧MVの増幅率を大きくすることにより、吐出するインク滴の体積が小さくても、検査電圧MVに応じた検査パルスMPが生成することができる。
The
図4Aは、検査電圧MVと検査パルスMPとを示すタイミングチャートである。図4Aに示すように、検査電圧MVは時刻tの経過とともに振幅が減衰する周期波形を有する。そして、時刻tの経過とともに残留振動が減衰し、増幅後の検査電圧MVの振幅が閾値電圧(二点鎖線)を含まなくなった場合には、検査パルスMPの信号レベルが変化しなくなる。減衰期間計測部11fは、吐出パルスの出力期間の終了時刻から、最後に検査パルスMPの信号レベルが変化した時刻までの期間を減衰期間qとして特定する。
FIG. 4A is a timing chart showing the inspection voltage MV and the inspection pulse MP. As shown in FIG. 4A, the inspection voltage MV has a periodic waveform whose amplitude is attenuated as time t passes. When the residual vibration is attenuated as time t passes and the amplitude of the inspection voltage MV after amplification does not include the threshold voltage (two-dot chain line), the signal level of the inspection pulse MP does not change. The attenuation
電圧判定部11gは、第1〜第3期間のそれぞれについて減衰期間qの正常範囲を判定条件データD1から読み出し、減衰期間計測部11fが計測した減衰期間qが正常範囲に属する場合には検査電圧MVが正常であると判定する。なお、小インク滴が吐出される第3期間においては、大インク滴と中インク滴とが吐出される第1,2期間よりもピエゾ素子12(振動板15)の振幅が小さいため、減衰期間qは短くなる。ただし、第1〜3増幅回路A1〜A3の増幅率がそれぞれ異なるため、必ずしも第1期間における減衰期間qの正常範囲よりも、第3期間における減衰期間qの正常範囲が短い値側に設定されるとは限らない。なお、インク室13内のインクの粘度が高くなるほど、減衰期間qは短くなるため、減衰期間qが正常範囲に属することはインク室13内のインクの粘度が正常であることを意味する。すなわち、本実施形態において、吐出機構が異常であるとは、インク室13内のインクの粘度が異常であることを意味する。
The
異常判定部11hは、吐出可否データ生成回路21から検査制御データSGを取得し、当該検査制御データSGに基づいて検査対象の吐出機構を特定する。異常判定部11hは、検査対象の吐出機構についての検査電圧MVの判定結果を判定テーブルD2に記録する。
The
図4Bは、異常判定部11hが記録する判定テーブルD2を示す図である。図4Bの判定テーブルD2において、複数の吐出機構ごとに固有の番号n(最大値N)と、吐出タイミングに対応する吐出タイミングの番号Aとの組み合わせごとに検査の結果が記録される。図4Bの判定テーブルD2において、検査対象の吐出機構以外の吐出機構に対応する番号nの欄には斜線を付している。また、検査対象の吐出機構がインク滴を吐出しなかった吐出タイミングの番号Aの欄には休止の文字を付す。一方、検査対象の吐出機構がインク滴を吐出した吐出タイミングの番号Aの欄には、吐出したインク滴の大きさを示す大〜小の文字、および、検査電圧MV(減衰期間q)の判定結果であるOK(正常の場合)またはNG(異常の場合)の文字を付す。
FIG. 4B is a diagram illustrating a determination table D2 recorded by the
異常判定部11hは、検査電圧MVが正常である場合、吐出機構が正常であると仮判定し、当該吐出機構について正常回数に1を加算する。そして、異常判定部11hは、正常回数が所定の正常閾値となった吐出機構について、当該吐出機構が正常であると確定する。本実施形態において正常閾値は2回とする。例えば、図4Bの判定テーブルD2において、31(=n)番の吐出機構において小インク滴と大インク滴とをそれぞれ吐出させた205,206(=A)番の吐出タイミングにおいて検査電圧MVが正常であると判定されており、206番の吐出タイミングにおいて正常回数が2回となる。従って、31番の吐出機構は、206番の吐出タイミングにおいて正常であると確定される。なお、図4Bの判定テーブルD2において、正常であると確定された吐出機構の番号nに対応する欄には○の文字を付す。同様に、図4Bの判定テーブルD2において、32(=n)番の吐出機構において大インク滴と中インク滴とをそれぞれ吐出させた207,209(=A)番の吐出タイミングにおいて検査電圧MVが正常であると判定されており、209番の吐出タイミングにおいて32(=n)番の吐出機構が正常であると確定される。
When the inspection voltage MV is normal, the
一方、図4Bの判定テーブルD2において、33(=n)番の吐出機構において中インク滴を吐出させた210(=A)番の吐出タイミングにおいて検査電圧MVが異常であると判定されており、210番の吐出タイミングにおいて33(=n)番の吐出機構が異常であると確定される。すなわち、異常判定部11hは、検査電圧MVが異常であると判定された回数である異常回数が1回(異常閾値)以上となった場合に、吐出機構が異常であると確定する。図4Bの判定テーブルD2において、異常であると確定された吐出機構の番号nに対応する欄には×の文字を付す。
On the other hand, in the determination table D2 of FIG. 4B, it is determined that the inspection voltage MV is abnormal at the discharge timing of number 210 (= A) when the medium ink droplet is discharged by the number 33 (= n) discharge mechanism, It is determined that the 33 (= n) discharge mechanism is abnormal at the 210 discharge timing. That is, the
異常判定部11hは、検査対象の吐出機構について正常または異常であると確定できた場合には、次の吐出機構を検査対象として選択することを許可する。これを受けてスイッチ制御データ生成部11aは、次の吐出タイミングにおいて、次の検査対象の吐出機構に対応する検査スイッチMを吐出パルスの直後にオンさせる検査制御データSGを生成する。一方、異常判定部11hは、検査対象の吐出機構について正常または異常であると確定できなかった場合には、次の吐出機構を検査対象として選択することを許可しない。これを受けてスイッチ制御データ生成部11aは、次の吐出タイミングにおいて、現在の検査対象の吐出機構に対応する検査スイッチMを吐出パルスの直後にオンさせる検査制御データSGを引き続き生成する。従って、異常判定部11hは、検査対象の吐出機構が正常または異常であると確定されるまで、当該吐出機構について検査電圧MVが正常であるか否かを判定する処理を繰り返すこととなる。
When it is determined that the inspection target ejection mechanism is normal or abnormal, the
以上説明した本実施形態の構成において、ピエゾ素子12に駆動電圧COMを印加させる場合に、印加スイッチPのソース−ドレイン間は導通し、印加スイッチPのソース−ドレイン間には固有の抵抗が生じる。従って、ピエゾ素子12に駆動電圧COMが印加される場合に、ピエゾ素子12の残留振動に応じて印加スイッチPのソース−ドレイン間に電流が流れ、当該電流に比例した検査電圧が生じる。すなわち、異常判定部11hは、ピエゾ素子12の残留振動に応じた検査電圧を得ることができ、当該検査電圧に基づいて吐出機構が異常であるか否かを判定することができる。検査スイッチMは複数の吐出機構のそれぞれに備えられるため、検査スイッチMに流れる電流量を抑制できる。従って、検査スイッチMを小電流の素子で実現することができ、検査スイッチMを含むヘッドIC11を小型化できる。さらに、吐出機構ごとに検査スイッチMが備えられるため、検査対象でない吐出機構におけるピエゾ素子12の残留振動により生じた電圧を検査スイッチMにて遮断できる。従って、検査対象の吐出機構の検査を妨げることなく検査対象でない吐出機構においてインク滴を吐出させることができ、任意の印刷ジョブを実行する期間においても吐出機構の検査を行うことができる。
In the configuration of the present embodiment described above, when the drive voltage COM is applied to the
また、複数の吐出機構のそれぞれにおいて、印加スイッチPの一端が既知の電位(グランド)とされ、当該印加スイッチPの他端がピエゾ素子12に接続する。そして、検査スイッチMは、印加スイッチPの他端と検査端子Tとを導通させるか否かを切り替える。このように、印加スイッチPの一端を既知の電位としておけば、印加スイッチPの他端の電位を検査端子Tにて計測することにより、当該計測した電位と既知の電位との差により、印加スイッチPのソース−ドレイン間の検査電圧を得ることができる。特に、複数の吐出機構のそれぞれにおいて、印加スイッチPの一端を既知の電位としてのグランドに接続するため、グランド電位と印加スイッチPの他端における電位との差により検査電圧を容易に取得できる。
In each of the plurality of ejection mechanisms, one end of the application switch P is set to a known potential (ground), and the other end of the application switch P is connected to the
異常対応部11bは、吐出可否データSIが、異常吐出機構にインク滴を吐出させ、正常吐出機構にインク滴を吐出させないことを示す場合に、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させる。すなわち、異常対応部11bは、正常にインク滴を吐出できない異常吐出機構の代わりに、正常にインク滴を吐出できる正常吐出機構にインク滴を吐出させる。これにより、異常吐出機構が存在する場合でも異常なインク滴が吐出されることが防止できる。また、A番目の吐出可否データSIに基づいてインク滴を吐出させる場合に異常吐出機構が検出された場合に、同一の印刷ジョブ内の(A+1)番目の吐出可否データSIに基づいてインク滴を吐出させる際(次の吐出タイミング)には、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させることができる。従って、印刷画像の劣化を抑えることができる。また、印刷ジョブを中止させる必要もない。さらに、異常判定部11hと異常対応部11bとが吐出ヘッド10に備えられるため、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させるための吐出可否データSIを生成しなくてもよい。従って、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させる吐出可否データSIを生成するように、異常吐出機構の判定結果を吐出ヘッド10外の主基板等に通知する必要がなく、当該通知のための信号線を設けなくても済む。
The
前記の構成において、電圧判定部11gは、ピエゾ素子12が吐出させるインク滴の体積ごとに、異なる判定条件を用いて検査電圧MVの減衰期間qが異常であるか否かを判定する。ピエゾ素子12が吐出させるインク滴の体積ごとに、ピエゾ素子12の残留振動の減衰期間qの正常範囲が異なり得るが、それぞれにおいて適切な判定条件により検査電圧MVが異常であるか否かを判定できる。また、異常判定部11hは、いずれの体積のインク滴を吐出させる場合にも、吐出機構が異常であるか否かを判定できる。従って、例えば吐出機構が大インク滴を吐出する機会を待つ必要がなく、異常判定部11hは、早期に吐出機構が異常であるか否かを判定できる。また、任意の印刷ジョブの実行中において複数の体積のインク滴のインク滴が吐出され得る場合でも、早期に吐出機構の検査を完了させることができる。
In the above configuration, the
ここで、ピエゾ素子12が小さい体積のインク滴を吐出させるほど、ピエゾ素子12が弱く駆動されるため、検査電圧MVの振幅が小さくなる。そこで、検査電圧取得手段としてのパルス変換部11eは、ピエゾ素子12が小さい体積のインク滴を吐出させるほど、第1〜第3増幅回路A1〜A3の増幅率を大きくする。これにより、ピエゾ素子12が小インク滴を吐出させる場合でも異常であるか否かが判定可能な振幅(閾値電圧を含む)の検査電圧MVを得ることができる。
Here, the smaller the volume of ink droplets ejected by the
さらに、異常判定部11hは、大インク滴を吐出させた場合に検査電圧MVが正常であると判定された回数(判定結果)と、中インク滴を吐出させた場合に検査電圧MVが正常であると判定された回数(判定結果)と、小インク滴を吐出させた場合に検査電圧MVが正常であると判定された回数(判定結果)とを順次合計し(S135)、当該正常回数に基づいて吐出機構が異常であるか否かを判定する。これにより、任意の印刷ジョブの実行中において複数の体積のインク滴のインク滴が吐出され得る場合でも、早期に吐出機構の検査を完了させることができる。
Further, the
ここで、検査電圧MVが正常であると判定された回数が多くなるほど、検査電圧MVが正常であることの信頼度が高くなる。本実施形態のように、異常判定部11hは、検査電圧MVが正常であると仮判定された回数である正常回数が所定の正常閾値(2回)以上となった場合に、吐出機構が正常であると確定することにより、信頼度の高い検査を行うことができる。
Here, the greater the number of times that the inspection voltage MV is determined to be normal, the higher the reliability that the inspection voltage MV is normal. As in the present embodiment, the
(1−2)検査処理:
図5は、吐出ヘッド10のヘッドIC11が実行する検査処理のフローチャートである。検査処理は、印刷ジョブの実行中において吐出タイミングごと実行されるループ処理である。なお、検査処理が実行可能な印刷ジョブは特に限定されず、任意の印刷画像を形成する印刷ジョブにおいて検査処理が実行できる。スイッチ制御データ生成部11aは検査対象の吐出機構を選択する(S100)。例えば、スイッチ制御データ生成部11aは、番号nの小さい順に吐出機構を選択してもよい。また、前回の印刷ジョブの際にすべての吐出機構についての検査処理が完了していなかった場合には、判定テーブルD2を参照して、前回の印刷ジョブの際に検査処理が未完了の吐出機構を選択するようにしてもよい。次にスイッチ制御データ生成部11aは、検査対象の吐出機構に対応する検査スイッチMのみをオンとさせる検査制御データSGを生成し、検査スイッチ制御部11dに出力する(S105)。これにより、検査制御データSGは、検査スイッチ制御部11dのシフトレジスタによって保持される。
(1-2) Inspection process:
FIG. 5 is a flowchart of the inspection process executed by the
次に、スイッチ制御データ生成部11aは吐出可否データSIを吐出可否データ生成回路21から取得する(S110)。すなわち、スイッチ制御データ生成部11aは、吐出機構が今回インク滴を吐出するための吐出可否データSIを取得する。吐出可否データSIを取得すると、異常対応部11bは異常対応処理(後述)を実行させる。この異常対応処理において、異常対応部11bは吐出可否データSIを修正し、ステップS115以降は修正後の吐出可否データSIを対象として各処理が行われる。そして、異常対応処理の後にラッチ信号LATのパルスが立ち上がると、検査対象の吐出機構を含め、吐出可否データSIにてインク滴を吐出するように指定されたすべての吐出機構からインク滴が吐出される。
Next, the switch control
パルス変換部11eと減衰期間計測部11fとは、検査電圧MVを取得し、当該検査電圧MVが振動する減衰期間qを計測する(S115)。すなわち、パルス変換部11eの検査端子Tには、吐出パルスの直後の期間において、検査スイッチMを介して検査対象の吐出機構の印加スイッチPから検査電圧MVが入力される。そして、パルス変換部11eは、検査対象の吐出機構が吐出させたインク滴の体積に対応する第1〜3増幅回路A1〜A3にて検査電圧MVを増幅し、当該増幅後の検査電圧MVを検査パルスMPに変換する。さらに、減衰期間計測部11fは、吐出パルスの出力期間の終期から検査パルスMPの信号レベルが最後に変化した時刻tまでの期間を減衰期間qとして計測する。次に、電圧判定部11gは、減衰期間qが異常であるか否かを判定する(S120)。すなわち、電圧判定部11gは、判定条件データD1に規定された正常範囲に属さない場合には減衰期間qが異常であると判定し、正常範囲に属する場合には減衰期間qが正常であると判定する。
The
減衰期間qが異常である場合(S120:Y)、異常判定部11hは、検査対象の吐出機構が異常であると確定する(S125)。そして、異常判定部11hは、すべての吐出機構を検査対象として選択したか否かを判定する(S130)。すべての吐出機構を検査対象として選択していない場合(S130:N)、異常判定部11hは、ステップS100に戻る。すなわち、異常判定部11hは、スイッチ制御データ生成部11aに次の吐出機構を検査対象として選択することを許可し、次の吐出機構についての処理(S105〜)を実行させる。一方、すべての吐出機構を検査対象として選択した場合(S130:Y)、異常判定部11hは、検査処理を終了させる。検査処理を終了するよりも先に印刷ジョブが完了した場合には、その時点における判定テーブルD2を保持し、次の印刷ジョブにおいて検査処理を続行させてもよい。
When the decay period q is abnormal (S120: Y), the
一方、減衰期間qが正常である場合(S120:N)、異常判定部11hは、検査対象の吐出機構が正常であると仮判定し、正常回数に1を加算する(S135)。なお、吐出機構が最初に検査対象として選択された段階で、当該吐出機構について正常回数は0にリセットされている。そして、異常判定部11hは、検査対象の吐出機構の正常回数が正常閾値(2)と等しいか否かを判定する(S140)。
On the other hand, when the decay period q is normal (S120: N), the
検査対象の吐出機構についての正常回数が正常閾値(2)と等しい場合(S140:Y)、異常判定部11hは、検査対象の吐出機構が正常であると確定する(S145)。そして、異常判定部11hは、すべての吐出機構を検査対象として選択したか否かを判定する(S130)。一方、検査対象の吐出機構についての正常回数が正常閾値(2)と等しくない場合(S140:N)、異常判定部11hは、ステップS100において次の吐出機構を検査対象として選択させることなく、ステップS105に戻る。すなわち、異常判定部11hは、スイッチ制御データ生成部11aに次の吐出機構を検査対象として選択することを禁止させ、同一の吐出機構についての処理(S110〜)を繰り返して実行させる。
When the normal number of times for the ejection mechanism to be inspected is equal to the normal threshold (2) (S140: Y), the
(1−3)異常対応処理:
図6は、異常対応部11bが実行する異常対応処理のフローチャートである。異常対応処理は、図5の検査処理において吐出可否データSIが取得されるごとに実行される処理である。図5のステップS110にて吐出可否データSIが取得されると、異常対応部11bは、前回の吐出タイミングにおいて更新された判定テーブルD2を取得する。すなわち、図5のステップS110にて(A+1)番目の吐出タイミングの吐出可否データSIが取得されたとすると、異常対応部11bは、A番目の吐出タイミングにて更新された判定テーブルD2を取得する。
(1-3) Abnormal response processing:
FIG. 6 is a flowchart of the abnormality handling process executed by the
異常対応部11bは、今回の吐出可否データSIに基づいてインク滴を吐出すべき吐出機構である稼働吐出機構を特定し、当該稼働吐出機構のうち1個を選択する(S210)。次に、異常対応部11bは、選択した稼働吐出機構が判定テーブルD2にて異常であると確定された異常吐出機構であるか否かを判定する(S230)。そして、選択した稼働吐出機構が判定テーブルD2にて異常であると確定された異常吐出機構でない場合(S230:N)、選択した稼働吐出機構についての吐出可否データSIを修正することなく、ステップS250を実行する。異常対応部11bは、すべての稼働吐出機構を選択したか否かを判定する(S250)。そして、すべての稼働吐出機構を選択していない場合(S250:N)、ステップS210に戻り、次の稼働吐出機構を選択する。なお、異常対応処理において、未検査の吐出機構(異常とも正常とも確定されていない吐出機構)は、異常でないこととする。
The
一方、選択した稼働吐出機構が判定テーブルD2にて異常であると確定された異常吐出機構である場合(S230:Y)、異常対応部11bは、選択した稼働吐出機構に隣接する隣接吐出機構のすべてが判定テーブルD2にて異常であると確定された異常吐出機構であるか否かを判定する(S260)。すなわち、図3Aに示すように異常対応部11bは、異常吐出機構と同一のインク色のインク滴を吐出し、かつ、印刷方向の直交方向において異常吐出機構が備えるノズル14(白丸)との距離が最短(配列間隔の半分)となるノズル14(二重丸)を備える2個の吐出機構が双方とも異常吐出機構であるか否かを判定する。そして、隣接吐出機構のすべてが異常吐出機構である場合(S260:Y)、異常対応部11bは、吐出可否データSIを修正することなく、ステップS250を実行する。
On the other hand, when the selected operating discharge mechanism is an abnormal discharge mechanism that is determined to be abnormal in the determination table D2 (S230: Y), the
一方、隣接吐出機構の少なくとも1個が異常吐出機構でない場合(S260:N)、異常対応部11bは、異常吐出機構でない隣接吐出機構のすべてが稼働吐出機構であるか否かを判定する(S270)。そして、異常吐出機構でない隣接吐出機構の少なくとも1個が稼働吐出機構でない場合(S270:N)、異常対応部11bは、選択した稼働吐出機構についての吐出可否データSIと、異常吐出機構でも稼働吐出機構でもない隣接吐出機構についての吐出可否データSIとを交換する(S280)。これにより、選択した異常な稼働吐出機構の代わりに、正常な隣接吐出機構にインク滴を吐出させるように吐出可否データSIを修正できる。なお、異常吐出機構でも稼働吐出機構でもない隣接吐出機構が複数存在する場合には、異常対応部11bは、これらのいずれの隣接吐出機構と吐出可否データSIを交換してもよい。
On the other hand, if at least one of the adjacent discharge mechanisms is not an abnormal discharge mechanism (S260: N), the
一方、異常吐出機構でない隣接吐出機構のすべてが稼働吐出機構である場合(S270:Y)、異常対応部11bは、吐出可否データSIを修正することなく、ステップS250を実行する。なお、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させることができない場合(S260:Y,S270:Y)、異常対応部11bは、当該稼働吐出機構から異常なインク滴が吐出されないように吐出可否データSIを修正してもよい。さらに、異常吐出機構の代わりに正常吐出機構にインク滴を吐出させることができない場合(S260:Y,S270:Y)、異常対応部11bは、隣接吐出機構が満たすべきノズル14の存在範囲を広げてもよい。また、異常吐出機構でない隣接吐出機構のすべてが稼働吐出機構である場合(S270:Y)、異常対応部11bは、異常吐出機構でないいずれかの隣接吐出機構において吐出させるインク滴の体積を大きくするように当該隣接吐出機構についての吐出可否データSIを修正してもよい。
On the other hand, when all of the adjacent ejection mechanisms that are not abnormal ejection mechanisms are operating ejection mechanisms (S270: Y), the
(2)変形例1:
図7Aは変形例1の吐出ヘッド10が備える吐出機構の構造を示す模式図であり、図7Bは変形例1の吐出ヘッド10の一部の回路図である。図7Aに示すように、変形例1では、各吐出機構が通常部と予備部とノズル14とを備えている。通常部は、ピエゾ素子12aとインク室13aと振動板15aとを備え、インク室13aはノズル14に連通する。予備部は、予備ピエゾ素子12bと予備インク室13bと予備振動板15bとを備え、インク室13bもノズル14に連通する。吐出機構は、通常部と予備部とは、図7Aの紙面において中央のノズル14に関して左右対称な構造を有している。インク室13aと予備インク室13bとはノズル14と連通しているため、インク室13aと予備インク室13bとのそれぞれからノズル14にインクが供給される。
(2) Modification 1:
FIG. 7A is a schematic diagram illustrating the structure of the ejection mechanism provided in the
図7Bにおいて、単一の吐出機構(一点鎖線)においてピエゾ素子12aと予備ピエゾ素子12bとが備えられており、ピエゾ素子12aと予備ピエゾ素子12bとのそれぞれがグランドと駆動電圧生成回路22との間において直列に接続されている。また、ピエゾ素子12aと予備ピエゾ素子12bのそれぞれとグランドとの間において印加スイッチP1と予備印加スイッチP2とが直列に接続されている。従って、印加スイッチP1がオンとなればピエゾ素子12aに駆動電圧COMが印加され、予備印加スイッチP2がオンとなれば予備ピエゾ素子12bに駆動電圧COMが印加される。印加スイッチP1と予備印加スイッチP2とは、切替回路Cを介して印加スイッチ制御部11cと接続し、印加スイッチ制御部11cと切替回路Cとによってオンオフが切り替えられる。印加スイッチP1と駆動電圧生成回路22との間から検査電圧MVを出力するか否かを切り替える検査スイッチMが接続される。一方、予備印加スイッチP2に対応する検査スイッチMは設けていない。
In FIG. 7B, a
図8Aは、変形例1において、正常である吐出機構における駆動電圧COMと各スイッチP1,P2,Mの動作を示すタイミングチャートである。ラッチ信号LATと切替信号CHと駆動電圧COMとは、前記実施形態と同様である。切替回路Cは、印加スイッチ制御部11cのデータ出力端子から印加スイッチP1と予備印加スイッチP2とのそれぞれに出力する制御信号を、ピエゾ素子12aの残留振動が正常であるか否かに応じて入れ替えるスイッチである。
FIG. 8A is a timing chart illustrating the drive voltage COM and the operations of the switches P1, P2, and M in the normal ejection mechanism in the first modification. The latch signal LAT, the switching signal CH, and the drive voltage COM are the same as in the above embodiment. The switching circuit C switches the control signal output from the data output terminal of the application
ピエゾ素子12aの残留振動が正常である場合、印加スイッチ制御部11cと切替回路Cとは、印加スイッチP1を吐出可否データSIに基づいて制御する。すなわち、前記実施形態と同様に、大〜小インク滴を吐出させることを示す吐出可否データSIが出力された場合にはインク滴の体積に対応する第1〜第3期間にて印加スイッチP1をオンさせ、インク滴を吐出させないことを示す吐出可否データSIが出力された場合には第4期間にて印加スイッチP1をオンさせる。吐出機構が正常である場合、検査スイッチMは、第1実施形態と同様に、吐出するインク滴の体積に対応する吐出パルスの出力期間の直後においてオンとされる。さらに、ピエゾ素子12aの残留振動が正常である場合、印加スイッチ制御部11cと切替回路Cとは、予備印加スイッチP2を吐出可否データSIに非依存の微振動データVI(図7B)に基づいて制御する。すなわち、吐出可否データSIに依存することなく、常時、吐出タイミングの第4期間にて予備印加スイッチP2をオンさせる。
When the residual vibration of the
図8Bは、変形例1において、異常である吐出機構における駆動電圧COMと各スイッチP1,P2,Mの動作を示すタイミングチャートである。吐出機構が異常である場合、印加スイッチ制御部11cと切替回路Cとは、予備印加スイッチP2を吐出可否データSIに基づいて制御する。すなわち、大〜小インク滴を吐出させることを示す吐出可否データSIが出力された場合にはインク滴の体積に対応する第1〜第3期間にて予備印加スイッチP2をオンさせ、インク滴を吐出させないことを示す吐出可否データSIが出力された場合には第4期間にて予備印加スイッチP2をオンさせる。さらに、吐出機構が異常である場合、印加スイッチ制御部11cと切替回路Cとは、印加スイッチP1を吐出可否データSIに非依存の微振動データVI(図7B)に基づいて制御する。すなわち、吐出可否データSIに依存することなく、常時、第4期間のみ印加スイッチP1をオンさせる。吐出機構が異常である場合、検査スイッチMは、常時オフとされる。
FIG. 8B is a timing chart illustrating the drive voltage COM and the operation of each of the switches P1, P2, and M in the abnormal ejection mechanism in the first modification. When the ejection mechanism is abnormal, the
図9Aは、変形例1にかかる異常対応処理のフローチャートである。変形例1においても異常対応処理は、印刷ジョブの実行中において、検査処理中(図5のステップS110の後)に実行される処理である。図5のステップS110にて吐出可否データSIが取得されると、異常対応部11bは、前回の吐出タイミングにおいて更新された判定テーブルD2を取得する(S400)。次に異常対応部11bは、処理対象の吐出機構を選択する(S410)。そして、異常対応部11bは、処理対象の吐出機構が異常であると確定されたか否かを判定する(S420)。
FIG. 9A is a flowchart of the abnormality handling process according to the first modification. Also in the first modification, the abnormality handling process is a process executed during the inspection process (after step S110 in FIG. 5) during the execution of the print job. When the discharge availability data SI is acquired in step S110 of FIG. 5, the
処理対象の吐出機構が異常であると確定されていた場合(S420:Y)、異常対応部11bは、処理対象の吐出機構について予備ピエゾ素子12bの駆動によりインク滴を吐出させるように切替回路Cを切り替える(S430)。すなわち、予備印加スイッチP2に吐出可否データSIに基づく制御信号を出力させ、印加スイッチP1に吐出可否データSIに非依存の微振動データVIに基づく制御信号を出力させるように切り替えるための異常対応信号を切替回路Cに出力する。一方、処理対象の吐出機構が異常であると確定されていなかった場合(S420:N)、異常対応部11bは、処理対象の吐出機構について切替回路Cを切り替えるための異常対応信号を出力することなく、次の吐出機構を処理対象として選択する(S440,S410)。すなわち、印加スイッチP1に吐出可否データSIに基づく制御信号を出力させるとともに、予備印加スイッチP2に吐出可否データSIに非依存の微振動データVIに基づく制御信号を出力させる。
When it is determined that the processing target ejection mechanism is abnormal (S420: Y), the
(3)変形例2:
図9Bは、変形例2において記録される判定テーブルD2の例を示す。図9Bにおいて、検査対象とされている吐出機構の欄に記載された数値は、正常回数でなく総合指標値を表す。異常判定部11hは、第1期間において取得した検査電圧MVが正常である場合、正常回数に1回を加算するのではなく、正常回数に1回に重み係数2を乗算した指標値として2(=2×1)を総合指標値に加算する。異常判定部11hは、第2期間において取得した検査電圧MVが正常である場合、正常回数に1回に重み係数1を乗算した指標値として1(=1×1)を総合指標値に加算する。さらに、異常判定部11hは、第3期間において取得した検査電圧MVが正常である場合、正常回数に1回に重み係数0.5を乗算した指標値として0.5(=0.5×1)を総合指標値に加算する。すなわち、異常判定部11hは、検査電圧MVが正常であると判定された回数に、インク滴の体積が大きいほど値の大きい重み係数を乗算した指標値を合計した総合指標値を算出する。そして、異常判定部11hが所定の正常閾値である2以上となった場合に、検査対象の吐出機構が正常であると確定する。
(3) Modification 2:
FIG. 9B shows an example of the determination table D2 recorded in the second modification. In FIG. 9B, the numerical value described in the column of the discharge mechanism that is the inspection target represents the total index value, not the normal number of times. When the inspection voltage MV acquired in the first period is normal, the
図9Bの例では、大インク滴を吐出させた場合に検査電圧MVが正常となった正常回数が1回以上であれば、吐出機構が正常であると確定されることとなる。また、中インク滴を吐出させた場合に検査電圧MVが正常となった正常回数が2回以上であれば、吐出機構が正常であると確定される。さらに、小インク滴を吐出させた場合に検査電圧MVが正常となった正常回数が4回以上であれば、吐出機構が正常であると確定される。すなわち、図11Bの例では、吐出したインク滴の体積が小さいほど、吐出機構が正常であると確定するための正常回数の閾値を大きくしている。 In the example of FIG. 9B, if the number of normal times when the inspection voltage MV becomes normal when a large ink droplet is ejected is one or more, it is determined that the ejection mechanism is normal. Further, if the normal number of times that the inspection voltage MV becomes normal when the medium ink droplet is ejected is 2 or more, it is determined that the ejection mechanism is normal. Further, if the normal number of times that the inspection voltage MV becomes normal when a small ink droplet is ejected is 4 or more, it is determined that the ejection mechanism is normal. In other words, in the example of FIG. 11B, the smaller the volume of the ejected ink droplet, the larger the normal number threshold for determining that the ejection mechanism is normal.
上述のように小インク滴を吐出した場合には、検査電圧MVが最も大きい増幅率によって増幅されるため、小インク滴を吐出した場合には微小のノイズ電圧が検査電圧MVに混在した場合でも、検査パルスMPに当該ノイズ電圧に対応するパルスが表れ得る。すなわち、検査電圧MVを取得した際に吐出したインク滴が小さいほど、検査パルスMPにノイズ成分が表れる可能性が高く、当該検査パルスMPに基づく検査電圧MVの判定結果の信頼性が低くなる。反対に、検査電圧MVを取得した際に吐出したインク滴が大きいほど、検査パルスMPにノイズ成分が表れる可能性が低く、当該検査パルスMPに基づく検査電圧MVの判定結果の信頼性が高くなる。従って、インク滴の大きさが大きいほど値の大きい重み係数を乗算した指標値を合計した総合指標値に基づいて吐出機構が正常であるか否かを判定することにより、信頼性の高い検査電圧MVの判定結果を重視して、吐出機構が正常であるか否かを判定できる。 As described above, when a small ink droplet is ejected, the inspection voltage MV is amplified by the largest amplification factor. Therefore, when a small ink droplet is ejected, even when a minute noise voltage is mixed in the inspection voltage MV. A pulse corresponding to the noise voltage can appear in the inspection pulse MP. That is, the smaller the ink droplets ejected when the inspection voltage MV is acquired, the higher the possibility that a noise component appears in the inspection pulse MP, and the reliability of the determination result of the inspection voltage MV based on the inspection pulse MP becomes lower. On the contrary, the larger the ink droplet ejected when the inspection voltage MV is acquired, the lower the possibility that a noise component appears in the inspection pulse MP, and the reliability of the determination result of the inspection voltage MV based on the inspection pulse MP becomes higher. . Therefore, by determining whether or not the ejection mechanism is normal based on a total index value obtained by summing index values obtained by multiplying a larger weight coefficient as the ink droplet size is larger, a highly reliable test voltage is obtained. It is possible to determine whether or not the ejection mechanism is normal with emphasis on the MV determination result.
(4)他の変形例:
前記実施形態では検査装置がインク滴を吐出させる吐出機構を検査する例を示したが、インク滴以外の液滴を吐出させる吐出機構を検査してもよい。すなわち、吐出機構は吐出させた液滴によって平面構造物や立体構造物を形成してもよく、液滴は平面構造物や立体構造物を構成する何らかの材料であってもよい。さらに、吐出機構は液滴の着弾位置における加工処理(洗浄、エッチング等)を行うための処理液を吐出させてもよい。さらに、前記実施形態では任意の印刷ジョブの実行中に検査処理を行うこととしたが、プリンター1は所定の検査画像を印刷させつつ検査処理を行ってもよい。また、検査処理と異常対応処理とを並行して行うこととしたが、プリンター1は、検査処理のみを実行し、異常な吐出機構が存在する場合に印刷ジョブを中止させてもよい。さらに、液滴は、圧電素子の機械変化による加圧によって吐出されるものに限られず、気泡の発生による加圧によって吐出されてもよい。
(4) Other variations:
In the above embodiment, the inspection apparatus inspects the ejection mechanism that ejects ink droplets. However, the ejection mechanism that ejects droplets other than ink droplets may be inspected. In other words, the ejection mechanism may form a planar structure or a three-dimensional structure with the ejected droplets, and the droplets may be any material constituting the planar structure or the three-dimensional structure. Furthermore, the discharge mechanism may discharge a processing liquid for performing processing (cleaning, etching, etc.) at the landing position of the droplet. Further, in the embodiment, the inspection process is performed during execution of an arbitrary print job. However, the
1…プリンター、10…吐出ヘッド、11…ヘッドIC、11a…スイッチ制御データ生成部、11b…異常対応部、11c…印加スイッチ制御部、11d…検査スイッチ制御部、11e…パルス変換部、11f…減衰期間計測部、11g…電圧判定部、11g…パルス変換部、11g…電圧判定部、11h…異常判定部、12…ピエゾ素子、13…インク室、14…ノズル、15…振動板、20…主基板、21…吐出可否データ生成回路、22…駆動電圧生成回路、A1〜A3…増幅回路、C…切替回路、CH…切替信号、COM…駆動電圧、D1…判定条件データ、D2…判定テーブル、M…検査スイッチ、MP…検査パルス、MV…検査電圧、P…印加スイッチ、SI…吐出可否データ、T…検査端子、VI…微振動データ、VS…基準電位。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
液滴を吐出させる前記駆動素子の動作状態を示す検査電圧を取得する検査電圧取得手段と、
前記駆動素子が第1体積の液滴を吐出させる場合と、前記駆動素子が前記第1体積よりも小さい第2体積の液滴を吐出させる場合とで、異なる判定条件を用いて前記検査電圧が異常であるか否かを判定する電圧判定手段と、
前記検査電圧が異常である場合、前記吐出機構が異常であると判定する異常判定手段と、
を備える検査装置。 An inspection apparatus for a droplet discharge device comprising a discharge mechanism including a drive element for discharging a droplet from a nozzle,
Inspection voltage acquisition means for acquiring an inspection voltage indicating an operation state of the drive element that discharges a droplet;
When the driving element discharges a first volume droplet, and when the driving element discharges a second volume droplet smaller than the first volume, the inspection voltage is set using different determination conditions. Voltage determination means for determining whether or not there is an abnormality,
When the inspection voltage is abnormal, an abnormality determination unit that determines that the discharge mechanism is abnormal;
An inspection apparatus comprising:
請求項1に記載の検査装置。 The inspection voltage acquisition means includes an amplification circuit that amplifies the inspection voltage output from the driving element, and the amplification factor of the amplification circuit when the driving element discharges the second volume droplet, Greater than the amplification factor of the amplifier circuit when the drive element ejects the first volume of droplets;
The inspection apparatus according to claim 1.
請求項1または請求項2のいずれかに記載の検査装置。 The abnormality determination unit includes a first determination result that is a determination result of the inspection voltage when the driving element discharges the first volume droplet, and the driving element discharges the second volume droplet. Determining whether or not the discharge mechanism is abnormal by combining the second determination result which is the determination result of the inspection voltage in the case;
The inspection apparatus according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の検査装置。 The abnormality determination unit determines whether the discharge mechanism is abnormal by placing importance on the first determination result rather than the second determination result.
The inspection apparatus according to claim 3.
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