JP2013184362A - Apparatus of discharging liquid, and method of switching liquid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体吐出装置、及び、液体の切替方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejection apparatus and a liquid switching method.
液体吐出装置として、液体の一種であるインクをヘッドのノズルからインクを吐出して媒体に画像を形成するインクジェット式のプリンターが知られている。
また、かかるインクジェットプリンターとして、共通のインク供給路を介して一つのノズル(ノズル列)に2種類のインクを切り替えて供給するようにしたものが提案されている(例えば特許文献1参照)。
As a liquid ejecting apparatus, an ink jet printer that forms an image on a medium by ejecting ink, which is a kind of liquid, from a nozzle of a head is known.
As such an ink jet printer, there has been proposed an ink jet printer in which two types of ink are switched and supplied to one nozzle (nozzle row) via a common ink supply path (see, for example, Patent Document 1).
上述したプリンターにおいて、インクの切り替えを行う際には、インク供給路にインクが残留しないように、ノズルからインクを吐出させることでインクを確実に置換させることが必要である。このため、ばらつきなどを考慮してノズルから多めにインクを吐出(排出)する必要があり、インク切り替えの際に排出(廃棄)されるインクの量が増大するという問題があった。
本発明は、液体の替えを確実に行うとともに、切り替えによる液体の排出量の低減を図ることを目的とする。
In the printer described above, when ink is switched, it is necessary to reliably replace the ink by ejecting ink from the nozzle so that the ink does not remain in the ink supply path. For this reason, it is necessary to discharge (discharge) a large amount of ink from the nozzles in consideration of variations and the like, and there is a problem that the amount of ink discharged (discarded) when switching ink is increased.
It is an object of the present invention to reliably change the liquid and reduce the liquid discharge amount by switching.
上記目的を達成するための主たる発明は、液体を吐出するノズルと、前記ノズルに前記液体を供給する液体供給路と、前記ノズルから吐出される前記液体を第1電極によって第1電位にし、前記第1電位とは異なる第2電位の第2電極に向けて吐出することで前記液体の吐出状態を検査する検査部であって、前記第1電極と前記第2電極間の静電容量の変化に基づいて、前記ノズルからの前記液体の吐出状態を検査する検査部と、前記液体供給路を介して前記ノズルに供給される前記液体を、第1液体、又は、前記第1液体とは粘度の異なる第2液体の何れかに切り替える切替部と、前記切替部が前記第1液体から前記第2液体への切り替えを行う際に、前記液体供給路内の前記第1液体を前記第2液体に置換するために前記ノズルから前記第1液体を排出させる制御部であって、前記検査部によって検出された前記静電容量の変化に基づいて前記第1液体から前記第2液体への切替完了のタイミングを決定する制御部と、を備えたことを特徴とする液体吐出装置である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
A main invention for achieving the above object includes a nozzle that discharges a liquid, a liquid supply path that supplies the liquid to the nozzle, and the liquid discharged from the nozzle is set to a first potential by a first electrode. An inspection unit that inspects a discharge state of the liquid by discharging toward a second electrode having a second potential different from the first potential, and changes in capacitance between the first electrode and the second electrode The first liquid or the first liquid is the viscosity of the liquid supplied to the nozzle via the liquid supply path, the inspection unit for inspecting the discharge state of the liquid from the nozzle A switching unit that switches to any one of the different second liquids, and when the switching unit switches from the first liquid to the second liquid, the first liquid in the liquid supply path is changed to the second liquid. From the nozzle to replace the A control unit that discharges one liquid, and determines a timing of completion of switching from the first liquid to the second liquid based on a change in the capacitance detected by the inspection unit; A liquid ejection apparatus including the liquid ejection device.
Other features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become clear from the description of the present specification and the accompanying drawings.
液体を吐出するノズルと、前記ノズルに前記液体を供給する液体供給路と、前記ノズルから吐出される前記液体を第1電極によって第1電位にし、前記第1電位とは異なる第2電位の第2電極に向けて吐出することで前記液体の吐出状態を検査する検査部であって、前記第1電極と前記第2電極間の静電容量の変化に基づいて、前記ノズルからの前記液体の吐出状態を検査する検査部と、前記液体供給路を介して前記ノズルに供給される前記液体を、第1液体、又は、前記第1液体とは粘度の異なる第2液体の何れかに切り替える切替部と、前記切替部が前記第1液体から前記第2液体への切り替えを行う際に、前記液体供給路内の前記第1液体を前記第2液体に置換するために前記ノズルから前記第1液体を排出させる制御部であって、前記検査部によって検出された前記静電容量の変化に基づいて前記第1液体から前記第2液体への切替完了のタイミングを決定する制御部と、を備えたことを特徴とする液体吐出装置が明らかとなる。
このような液体吐出装置によれば、置換完了のタイミングを精度良く決めることができるので、液体の替えを確実に行うとともに、切り替えによる液体の排出量の低減を図ることができる。
A nozzle that discharges liquid, a liquid supply path that supplies the liquid to the nozzle, and the liquid discharged from the nozzle is set to a first potential by a first electrode, and a second potential that is different from the first potential. An inspection unit that inspects the discharge state of the liquid by discharging toward two electrodes, and based on a change in capacitance between the first electrode and the second electrode, the liquid from the nozzle An inspection unit for inspecting the discharge state, and switching for switching the liquid supplied to the nozzle via the liquid supply path to either the first liquid or the second liquid having a viscosity different from that of the first liquid. And when the switching unit performs switching from the first liquid to the second liquid, the first liquid in the liquid supply path is replaced with the second liquid from the first liquid. Control unit for discharging liquid, A liquid ejecting apparatus comprising: a control unit that determines a timing of completion of switching from the first liquid to the second liquid based on a change in the capacitance detected by an inspection unit. It becomes.
According to such a liquid ejecting apparatus, the replacement completion timing can be determined with high accuracy, so that the liquid can be reliably replaced and the amount of liquid discharged by switching can be reduced.
かかる液体吐出装置であって、前記制御部は、前記静電容量の変化に基づいて粘度を推定し、その推定結果に基づいて前記第1液体から前記第2液体への切替完了のタイミングを決定することが望ましい。
このような液体吐出装置によれば、粘度の推定結果から液体の切り替え完了のタイミングを高い精度で検出することができる。
In this liquid ejection apparatus, the control unit estimates the viscosity based on the change in the capacitance, and determines the timing for completing the switching from the first liquid to the second liquid based on the estimation result. It is desirable to do.
According to such a liquid ejecting apparatus, it is possible to detect the timing of completion of liquid switching with high accuracy from the viscosity estimation result.
かかる液体吐出装置であって、前記第1液体が貯留された第1液体タンクから前記液体供給路に前記第1液体を供給する第1液体供給管と、前記第2液体が貯留された第2液体タンクから前記液体供給路に前記第2液体と供給する第2液体供給管と、を有し、前記切替部は、前記1液体供給管又は前記第2液体供給管の何れかを、前記液体供給路に連通させることによって前記ノズルに供給される前記液体の切り替えを行うことが望ましい。 In this liquid ejection apparatus, a first liquid supply pipe that supplies the first liquid from the first liquid tank in which the first liquid is stored to the liquid supply path, and a second in which the second liquid is stored. A second liquid supply pipe that supplies the second liquid to the liquid supply path from a liquid tank, and the switching unit connects either the first liquid supply pipe or the second liquid supply pipe to the liquid. It is desirable to switch the liquid supplied to the nozzle by communicating with the supply path.
このような液体吐出装置によれば、第1液体と第2液体とを切り替えて一つのノズル(ノズル列)に供給することができる。 According to such a liquid ejecting apparatus, the first liquid and the second liquid can be switched and supplied to one nozzle (nozzle row).
また、液体を吐出するノズルと、前記ノズルに前記液体を供給する液体供給路とを備えた液体吐出装置による液体の切替方法であって、前液体供給路を介して前記ノズルに供給する液体を第1液体から第2液体に切り替えることと、前記液体供給路内の前記第1液体を前記第2液体に置換するために前記ノズルから前記第1液体を排出させることと、前記ノズルから排出される液体を第1電極によって第1電位にし、前記第1電位とは異なる第2電位の第2電極に向けて排出したときの前記第1電極と前記第2電極間の静電容量の変化を検出することと、前記静電容量の変化に基づいて前記第1液体から前記第2液体への切替完了のタイミングを決定することと、を有することを特徴とする液体の切替方法が明らかとなる。 Further, it is a liquid switching method by a liquid ejection device including a nozzle that ejects liquid and a liquid supply path that supplies the liquid to the nozzle, and the liquid that is supplied to the nozzle via the previous liquid supply path. Switching from the first liquid to the second liquid, discharging the first liquid from the nozzle to replace the first liquid in the liquid supply path with the second liquid, and discharging from the nozzle The change in capacitance between the first electrode and the second electrode when the liquid is made a first potential by the first electrode and discharged toward the second electrode having a second potential different from the first potential. And a liquid switching method characterized by comprising: detecting and determining a timing of completion of switching from the first liquid to the second liquid based on the change in capacitance. .
以下の実施形態では、液体吐出装置としてインクジェットプリンター(以下、プリンター1ともいう)を例に挙げて説明する。 In the following embodiments, an ink jet printer (hereinafter also referred to as a printer 1) will be described as an example of the liquid ejection device.
===プリンターの構成について===
図1Aは、プリンター1とコンピューターCPとを有する印刷システムを説明するブロック図であり、図1Bは、プリンター1の斜視図である。プリンター1は、用紙、布、フィルム等の媒体に向けて、液体の一種であるインクを吐出する。コンピューターCPは、プリンター1と通信可能に接続されている。プリンター1に画像を印刷させるため、コンピューターCPは、その画像に応じた印刷データをプリンター1に送信する。プリンター1は、用紙搬送機構10、キャリッジ移動機構20、ヘッドユニット30、駆動信号生成回路40、ドット抜け検出部50、キャップ機構60、検出器群70、及び、コントローラー80を有する。
=== About printer configuration ===
FIG. 1A is a block diagram illustrating a printing system having a
用紙搬送機構10は、媒体(用紙)を搬送方向に搬送させる。キャリッジ移動機構20は、ヘッドユニット30が取り付けられたキャリッジ21を移動方向(搬送方向と交差する方向)に移動させる。
The
ヘッドユニット30はヘッド31とヘッド制御部HCとを有する。ヘッド31はインクを用紙に向けて吐出させる。ヘッド制御部HCは、プリンター1のコントローラー80からのヘッド制御信号に基づき、ヘッド31を制御する。
The
図2Aは、ヘッド31の断面図である。ヘッド31は、ケース32と、流路ユニット33と、ピエゾ素子ユニット34とを有する。ケース32は、ピエゾ素子PZTなどを収容して固定するための部材であり、例えばエポキシ樹脂等の非導電性の樹脂材によって作製される。
FIG. 2A is a cross-sectional view of the
流路ユニット33は、流路形成基板33aと、ノズルプレート33bと、振動板33cとを有する。流路形成基板33aにおける一方の表面にはノズルプレート33bが接合され、他方の表面には振動板33cが接合されている。流路形成基板33aには、圧力室331、インク供給口332、及び、共通インク室333となる空部や溝が形成されている。この流路形成基板33aは、例えばシリコン基板によって作製されている。また、共通インク室333には、不図示のインクカートリッジ(インクタンク)からインク供給管36を介してインクが供給される。
The
ノズルプレート33bには、複数のノズルNzからなるノズル群が設けられている。このノズルプレート33bは、導電性を有する板状の部材、例えば薄手の金属板によって作製されている。また、ノズルプレート33bは、グランド線に接続されてグランド電位になっている。振動板33cにおける各圧力室331に対応する部分にはダイヤフラム部334が設けられている。このダイヤフラム部334はピエゾ素子PZTによって変形し、圧力室331の容積を変化させる。なお、振動板33cや接着層等が介在していることで、ピエゾ素子PZTとノズルプレート33bとは電気的に絶縁された状態になっている。
The
ピエゾ素子ユニット34は、ピエゾ素子群341と、固定板342とを有する。ピエゾ素子群341は櫛歯状をしている。そして、櫛歯の1つ1つがピエゾ素子PZTである。各ピエゾ素子PZTの先端面は、対応するダイヤフラム部334が有する島部335に接着される。固定板342は、ピエゾ素子群341を支持するとともに、ケース32に対する取り付け部となる。ピエゾ素子PZTは、電気機械変換素子の一種であり、駆動信号COMが印加されると長手方向に伸縮し、圧力室331内の液体に圧力変化を与える。圧力室331内のインクには、圧力室331の容積の変化に起因して圧力変化が生じる。この圧力変化を利用して、ノズルNzからインク滴を吐出させることができる。
The
図2Bは、ノズルプレート33bに設けられたノズル(Nz)の配列を示す図である。ノズルプレートには用紙の搬送方向に沿って180dpiの間隔で180個のノズル(#1〜#180)が並んだノズル列が複数設けられている。各ノズル列はそれぞれ異なる色のインクを吐出し、このノズルプレート33bには5つのノズル列が設けられている。具体的には、ブラックインクノズル列K、シアンインクノズル列C、マゼンタインクノズル列M、イエローインクノズル列Y、ホワイトインクノズル列Wである。
FIG. 2B is a diagram illustrating an arrangement of nozzles (Nz) provided on the
なお、本実施形態において、ホワイトインクノズル列Wから吐出する白インクは、例えば透明媒体に印刷を行うときに、カラー画像の背景色(白色)を印刷するためのインクである。このように、背景を白色にすることによって、カラー画像が見やすくなる。なお、白インクは、色材として白色顔料(沈降性物質に相当)を含有する。白色顔料としては、例えば、金属酸化物、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。金属酸化物としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等が挙げられる。これらの中でも、白色度に優れているという観点から、二酸化チタンが好ましい。白インクは、長時間放置されると、増粘・固化しやすい。また、長時間放置されると、顔料が沈降しやすい。 In the present embodiment, the white ink ejected from the white ink nozzle row W is an ink for printing the background color (white) of a color image, for example, when printing on a transparent medium. Thus, by making the background white, it becomes easier to see the color image. The white ink contains a white pigment (corresponding to a sedimenting substance) as a color material. Examples of the white pigment include metal oxide, barium sulfate, calcium carbonate, and the like. Examples of the metal oxide include titanium dioxide, zinc oxide, silica, alumina, magnesium oxide and the like. Among these, titanium dioxide is preferable from the viewpoint of excellent whiteness. White ink tends to thicken and solidify when left for a long time. In addition, the pigment tends to settle if left for a long time.
また、本実施形態ではホワイトインクノズル列Wからクリアインクも吐出する。すなわち、ホワイトインクノズル列Wを白インクとクリアインクで共用して使用するようにしている。なお、クリアインクは、無色透明のインクであり、画像表面のコーティングやノズルの目詰まり防止等のために用いられる。クリアインクは固形成分が全く無く、その分、保湿成分(グリセリン等)を増やしたり、水分含有量を多くしたりしているので、増粘・固化しにくい。また、長時間放置されても沈降しにくい。本実施形態では、クリアインクを目詰まり防止のために使用しているが、ノズルの洗浄などに用いてもよい。 In this embodiment, clear ink is also ejected from the white ink nozzle row W. That is, the white ink nozzle row W is used in common for white ink and clear ink. The clear ink is a colorless and transparent ink, and is used for coating the image surface, preventing clogging of the nozzle, and the like. Clear ink does not have any solid components, and accordingly, moisturizing components (such as glycerin) are increased and the water content is increased, so that it is difficult to thicken and solidify. Moreover, it is hard to settle even if left for a long time. In this embodiment, clear ink is used for preventing clogging, but it may be used for cleaning nozzles and the like.
駆動信号生成回路40は、駆動信号COMを生成する。駆動信号COMがピエゾ素子PZTに印加されると、ピエゾ素子PZTは伸縮し、各ノズルNzに対応する圧力室331の容積が変化する。駆動信号COMは、印刷時やドット抜け検査時(後述)、ドット抜けするノズルNzの回復動作であるフラッシング時などに、ヘッド31に印加される。
The drive
ドット抜け検出部50(検査部に相当)は、各ノズルNzからのインクの吐出状態を検査する。キャップ機構60は、ノズルNzからのインク溶媒の蒸発を抑制したり、ノズルNzの吐出能力を回復させるため、各ノズルNzからインクを吸引する吸引動作を行ったりする。検出器群70はプリンター1の状況を監視する複数の検出器によって構成される。これらの検出器による検出結果は、コントローラー80に出力される。
The missing dot detection unit 50 (corresponding to an inspection unit) inspects the ejection state of ink from each nozzle Nz. The
コントローラー80(制御部に相当)はプリンター1における全体的な制御を行う。コントローラー80は、インターフェース部80aと、CPU80bと、メモリー80cとを有する。インターフェース部80aは、コンピューターCPとの間でデータの受け渡しを行う。メモリー80cは、コンピュータープログラムを格納する領域や作業領域等を確保する。CPU80bは、メモリー80cに記憶されているコンピュータープログラムに従い、各制御対象部(用紙搬送機構10、キャリッジ移動機構20、ヘッドユニット30、駆動信号生成回路40、ドット抜け検出部50、キャップ機構60、検出器群70)を制御する。
A controller 80 (corresponding to a control unit) performs overall control in the
このようなプリンター1において、コントローラー80は、キャリッジ21を移動方向に移動させつつヘッド31からインクを断続的に吐出して、用紙上にドットを形成するドット形成処理と、用紙を搬送方向に搬送する搬送処理と、を繰り返し実行させる。その結果、先のドット形成処理により形成されたドットの位置とは異なる位置にドットが形成され、媒体上に2次元の画像が印刷される。
In such a
===吐出検査(概要)と回復動作について===
長時間ノズルからインク(液体)が吐出されなかったり、ノズルに紙粉などの異物が付着したりすると、ノズルが目詰まりすることがある。ノズルが目詰まりすると、ノズルからインクが吐出されるべき時にインクが吐出されず、ドットが形成されるべき所にドットが形成されない現象(ドット抜け)が発生する。「ドット抜け」が発生すると画質が劣化してしまう。そこで、本実施形態では、ドット抜け検出部50により「吐出検査」を実施した結果、ドット抜けノズルが検出された場合には、「回復動作」を行うことによって、ドット抜けノズルから正常にインクが吐出されるようにする。
=== Discharge inspection (outline) and recovery operation ===
If ink (liquid) is not ejected from the nozzle for a long time or if foreign matters such as paper dust adhere to the nozzle, the nozzle may be clogged. When the nozzle is clogged, ink is not ejected when ink is to be ejected from the nozzle, and a phenomenon that dots are not formed (dot missing) occurs where dots are to be formed. When “dot missing” occurs, the image quality deteriorates. Therefore, in the present embodiment, when the dot missing nozzle is detected as a result of the “ejection inspection” performed by the dot missing
なお、ドット抜け検査は、プリンター1の電源がオンされた直後や、プリンター1がコンピューターCPから印刷データを受信して印刷を開始する時に、実施すると良い。また、長時間の印刷中に所定時間おきにドット抜け検査を行っても良い。以下、ドット抜けノズルの回復動作について説明した後に、吐出検査(概要)について説明する。
The dot dropout inspection is preferably performed immediately after the
<回復動作について>
図3A〜図3Cは、回復動作時のヘッド31とキャップ機構60との位置関係を示す図である。まず、キャップ機構60について説明する。キャップ機構60は、キャップ61と、キャップ61を支持するとともに斜め上下方向に移動可能なスライダ部材62とを有する。キャップ61は、長方形の底部(不図示)と底部の周縁から起立する側壁部611とを有し、ノズルプレート33bと対向する上面が開放された薄手の箱形状をしている。底部と側壁部611に囲まれた空間には、フェルトやスポンジ等の多孔質部材で作製されたシート状の保湿部材が配置されている。
<Recovery action>
3A to 3C are diagrams showing the positional relationship between the
図3Aに示すように、キャリッジ21がホームポジション(移動方向の右側、具体的には後述する図3Cの位置)から外れた状態では、キャップ61はノズルプレート33bの表面(以下、ノズル面ともいう)よりも十分に低い位置に配置されている。そして、図3Bに示すように、キャリッジ21がホームポジション側(図の右側)へ移動すると、スライダ部材62に設けられた当接部63にキャリッジ21が当接し、当接部63はキャリッジ21と共にホームポジション側へ移動する。当接部63がホームポジション側へ移動する際に案内用の長孔64に沿ってスライダ部材62が上昇し、それに伴ってキャップ61も上昇する。最終的には、図3Cに示すように、キャリッジ21がホームポジションに位置すると、キャップ61の側壁部611(多孔質部材)とノズルプレート33bが密着する。そのため、電源オフ時や長期休止時にはキャリッジ21をホームポジションに位置させることで、ノズルからのインク溶媒の蒸発を抑制できる。
As shown in FIG. 3A, when the
次に回復動作について説明する。ドット抜けノズルの回復動作の1つとして「フラッシング動作」がある。フラッシング動作は、図3Bに示すように、ノズル面とキャップ61の開口縁の間に若干の隙間が開いた状態で、各ノズルから強制的に連続してインク滴を吐出させて、ノズルの目詰まりを解消する動作である。
Next, the recovery operation will be described. One of the recovery operations for the missing dot nozzle is a “flushing operation”. As shown in FIG. 3B, the flushing operation is performed by forcibly and continuously ejecting ink droplets from each nozzle with a slight gap between the nozzle surface and the opening edge of the
また、キャップ61の底面と側壁部611との空間には廃液チューブ65が接続されており、廃液チューブ65の途中には吸引ポンプ(不図示)が接続されている。他の回復動作の1つとして、図3Cに示すようにキャップ61の開口縁がノズル面に当接した状態で、「ポンプ吸引」が行われる。キャップ61の側壁部611とノズル面が密着した状態で吸引ポンプを動作させると、キャップ61の空間を負圧にできる。これにより、ヘッド31内のインクを、増粘したインクや紙粉と共に吸引することができ、ドット抜けノズルを回復することができる。
A
その他、キャップ機構60を図3Bに示す位置に維持しつつ、キャリッジ21を移動方向に移動させることによって、キャップ61の側壁部611よりも上方に突出したワイパー66により、ノズル面に付着したインク滴や異物を除去する。その結果、異物により目詰まりしていたノズルから正常にインクを吐出させることができる。
In addition, by maintaining the
<ドット抜け検出部50について>
図4は、キャップ61を上方から見た図であり、図5Aは、ドット抜け検出部50を説明する図であり、図5Bは、ドット抜け検出部50の検出制御部57を説明するブロック図である。ドット抜け検出部50は、各ノズルから実際にインクを吐出させ、正常にインクが吐出されたか否かなど、インクの吐出状態を検出する。まず、ドット抜け検出部50の構成について説明する。図5Aに示すように、ドット抜け検出部50は、高圧電源ユニット51、第1制限抵抗52、第2制限抵抗53、検出用コンデンサー54、増幅器55、平滑コンデンサー56、及び、検出制御部57を有する。
<About the missing
4 is a diagram of the
ドット抜け検出時には図3B及び図5Aに示すようにノズル面とキャップ61が所定の間隔dを空けて対向する。キャップ61の側壁部611に囲われた空間内には、図4に示すように、保湿部材612と、ワイヤー状の検出用電極613が配設されている。この検出用電極613は、ドット抜け検出動作時には600V〜1kV程度の高電位になる。図4に例示した検出用電極613は、二重の矩形状に設けられた枠部と、枠部の対角同士を結ぶ対角線部、枠部の各辺における中点同士を結ぶ十字部とを有している。この構造によって、広い範囲に亘って一様に帯電されるようにしている。また、本実施形態のインク溶媒は導電性を有する液体(例えば水)とし、保湿部材612が湿った状態で検出用電極613を高電位にすると、保湿部材612の表面も同じ電位になる。この点でも、ノズルからインクが吐出される領域は広い範囲に亘って一様に帯電されるようになる。
When detecting missing dots, as shown in FIGS. 3B and 5A, the nozzle surface and the
高圧電源ユニット51は、キャップ61内の検出用電極613を所定電位にする電源の一種である。本実施形態の高圧電源ユニット51は、600V〜1kV程度の直流電源によって構成され、検出制御部57からの制御信号によって動作が制御される。
The high-voltage power supply unit 51 is a type of power supply that makes the
第1制限抵抗52及び第2制限抵抗53は、高圧電源ユニット51の出力端子と検出用電極613との間に配置され、高圧電源ユニット51と検出用電極613との間で流れる電流を制限する。本実施形態では、第1制限抵抗52と第2制限抵抗53は同じ抵抗値(例えば1.6MΩ)とし、第1制限抵抗52と第2制限抵抗53は直列に接続する。図示するように、第1制限抵抗52の一端を高圧電源ユニット51の出力端子に接続し、他端を第2制限抵抗53の一端と接続し、第2制限抵抗53の他端を検出用電極613に接続する。
The first limiting resistor 52 and the second limiting resistor 53 are disposed between the output terminal of the high-voltage power supply unit 51 and the
検出用コンデンサー54は、検出用電極613の電位変化成分を抽出するための素子であり、一端が検出用電極613に接続され、他端が増幅器55に接続されている。この箇所に検出用コンデンサー54を介在させることで、検出用電極613のバイアス成分(直流成分)を除くことができ、信号の扱いを容易にすることができる。本実施形態では、検出用コンデンサー54の容量は4700pFである。
The detection capacitor 54 is an element for extracting a potential change component of the
増幅器55は、検出用コンデンサー54の他端に現れる信号(電位変化)を増幅して出力する。本実施形態の増幅器55は増幅率が4000倍のものによって構成されている。これにより、電位の変化成分を2〜3V程度の変化幅を持った電圧信号として取得できる。これらの検出用コンデンサー54及び増幅器55の組は検出部の一種に相当し、インク滴の吐出によって生じた検出用電極613に生じた電気的な変化を検出する。
The amplifier 55 amplifies and outputs a signal (potential change) appearing at the other end of the detection capacitor 54. The amplifier 55 of this embodiment is configured with a gain of 4000 times. As a result, the potential change component can be acquired as a voltage signal having a change width of about 2 to 3V. The set of the detection capacitor 54 and the amplifier 55 corresponds to a kind of detection unit, and detects an electrical change generated in the
平滑コンデンサー56は、電位の急激な変化を抑制する。本実施形態の平滑コンデンサー56は一端が第1制限抵抗52と第2制限抵抗53とを接続する信号線に接続され、他端がグランドに接続されている。本実施形態では、平滑コンデンサー56の容量は0.1μFである。 The smoothing capacitor 56 suppresses a rapid change in potential. The smoothing capacitor 56 of this embodiment has one end connected to a signal line connecting the first limiting resistor 52 and the second limiting resistor 53, and the other end connected to the ground. In this embodiment, the capacity of the smoothing capacitor 56 is 0.1 μF.
検出制御部57は、ドット抜け検出部50の制御を行う部分である。図5Bに示すように、この検出制御部57は、レジスタ群57a、AD変換部57b、電圧比較部57c、及び、制御信号出力部57dを有する。レジスタ群57aは、複数のレジスタによって構成されている。各レジスタには、ノズルNz毎の判定結果や判定用の電圧閾値などが記憶される。AD変換部57bは、増幅器55から出力された増幅後の電圧信号(アナログ値)をデジタル値に変換する。電圧比較部57cは、増幅後の電圧信号に基づく振幅値の大きさを電圧閾値と比較する。制御信号出力部57dは、高圧電源ユニット51の動作を制御するための制御信号を出力する。
The detection control unit 57 is a part that controls the missing
<吐出検査の概要について>
このプリンター1では、ノズルプレート33b(第1電極に相当)をグランドに接続してグランド電位(第1電位に相当)にし、キャップ61に配置された検出用電極613(第2電極に相当)を600V〜1kV程度の高い電位(第2電位に相当)にしている。グランド電位のノズルプレートによって、ノズルから吐出されるインク滴はグランド電位になる。ノズルプレート33bと検出用電極613とを、所定間隔d(図5Aを参照)を空けた状態で対向させて、検出対象のノズルからインク滴を吐出させる。そして、インク滴の吐出に起因して検出用電極613側に生じた電気的な変化を検出用コンデンサー54及び増幅器55を介して検出制御部57が電圧信号SGとして取得する。検出制御部57は、電圧信号SGにおける振幅値(電位変化)に基づいて、検出対象のノズルからインク滴が正常に吐出されたか否かなどインクの吐出状態を判断する。
<Outline of discharge inspection>
In the
検出の原理は次のとおりである、ノズルプレート33bと検出用電極613とを所定間隔dを空けて配置したことにより、これらの部材が恰もコンデンサーの様に振る舞う構成となる。すなわち、図5Aに示すように、ノズルプレート33bがグランドに接続されており、このノズルプレート33bに接することによりノズルNzから柱状に延びたインク(以下、インク柱ともいう)もグランド電位になる。このインクの伸長(インク柱の長さ)が、コンデンサーにおける静電容量を変化させることになる。すなわち、ノズルからインクが吐出されることによって、グランド電位のインクと検出用電極613とがコンデンサーを構成し、静電容量が変化する。
The principle of detection is as follows. By disposing the
そして、静電容量が小さくなると、ノズルプレート33bと検出用電極613との間で蓄えることのできる電荷の量が減少する。このため、余剰の電荷が検出用電極613から各制限抵抗52,53を通って高圧電源ユニット51側へ移動する。すなわち、高圧電源ユニット51へ向けて電流が流れる。一方、静電容量が増えたり、減少した静電容量が戻ったりすると、電荷が高圧電源ユニット51から各制限抵抗52,53を通って検出用電極613側へ移動する。すなわち、検出用電極613へ向けて電流が流れる。このような電流(便宜上、吐出検査用電流Ifともいう)が流れると、検出用電極613の電位が変化する。検出用電極613の電位の変化は、検出用コンデンサー54における他方の導体(増幅器55側の導体)の電位変化としても現れる。従って、他方の導体の電位変化を監視することで、インク滴の吐出状態を判定できる。
When the electrostatic capacity is reduced, the amount of charge that can be stored between the
図6Aは、吐出検査時に用いる駆動信号COMの一例を示す図であり、図6Bは、図6Aの駆動信号COMによってノズルからインクが吐出された場合に増幅器55から出力される電圧信号SGを説明する図であり、図6Cは、複数のノズル(ここでは#1〜#10の10個のノズル)の吐出検査結果である電圧信号SGを示す図である。駆動信号COMは、繰り返し期間Tの前半期間TAにノズルからインクを吐出するための複数の駆動波形W(例えば24個)を有し、後半期間TBでは中間電位で一定の電位が保たれる。駆動信号生成回路40は複数の駆動波形W(24個の駆動波形)を繰り返し期間T毎に繰り返し生成する。この繰り返し期間Tが1つのノズルの検査に要する時間に相当する。
FIG. 6A is a diagram illustrating an example of the drive signal COM used at the time of ejection inspection, and FIG. 6B illustrates the voltage signal SG output from the amplifier 55 when ink is ejected from the nozzle by the drive signal COM of FIG. 6A. FIG. 6C is a diagram illustrating a voltage signal SG which is a discharge inspection result of a plurality of nozzles (here, ten
まず、検査対象の中の或るノズルに対応するピエゾ素子PZTに、繰り返し期間Tに亘って駆動信号COMを印加する。そうすると、前半期間TAにて吐出検査対象のノズルからインク滴が連続的に吐出される(例えば24ショット打たれる)。これにより、検出用電極613の電位が変化し、増幅器55は、その電位変化を図6Bに示す電圧信号SG(サインカーブ)として検出制御部57に出力する。なお、1ショット分のインク滴による電圧信号SGの振幅が小さいため、ノズルからインク滴を連続的に吐出させることで、検査に十分な振幅である電圧信号SGが得られるようにした。
First, a drive signal COM is applied to a piezo element PZT corresponding to a certain nozzle to be inspected over a repetition period T. Then, ink droplets are continuously ejected from the nozzles targeted for ejection inspection in the first half period TA (for example, 24 shots are hit). As a result, the potential of the
検出制御部57は、検査対象のノズルの検査期間(T)の電圧信号SGから最大振幅Vmax(最高電圧VHと最低電圧VLの差)を算出し、最大振幅Vmaxと所定の閾値THとを比較する。駆動信号COMに応じて検査対象のノズルからインクが吐出されれば、検出用電極613の電位が変化し、電圧信号SGの最大振幅Vmaxが閾値THよりも大きくなる。一方、目詰まり等により、検査対象のノズルからインクが吐出されなかったり、吐出されるインク量が少なかったりすると、検出用電極613の電位が変化しなかったり、電位変化が小さかったりするため、電圧信号SGの最大振幅Vmaxが閾値TH以下となる。
The detection control unit 57 calculates the maximum amplitude Vmax (difference between the maximum voltage VH and the minimum voltage VL) from the voltage signal SG in the inspection period (T) of the nozzle to be inspected, and compares the maximum amplitude Vmax with a predetermined threshold value TH. To do. When ink is ejected from the nozzle to be inspected according to the drive signal COM, the potential of the
或るノズルに対応するピエゾ素子PZTに駆動信号COMを印加した後は、次の検査対象ノズルに対応するピエゾ素子PZTに繰り返し期間Tに亘って駆動信号COMを印加するというように、検査対象の1ノズルごとに、繰り返し期間Tに亘って、そのノズルに対応するピエゾ素子PZTに駆動信号COMを印加する。その結果、検出制御部57は、図6Cに示すように、繰り返し期間Tごとに、サインカーブの電位変化が発生する電圧信号SGを取得できる。 After the drive signal COM is applied to the piezo element PZT corresponding to a certain nozzle, the drive signal COM is repeatedly applied to the piezo element PZT corresponding to the next inspection target nozzle over the period T, so that For each nozzle, the drive signal COM is applied to the piezo element PZT corresponding to the nozzle over a repetition period T. As a result, as shown in FIG. 6C, the detection control unit 57 can acquire the voltage signal SG in which the potential change of the sine curve occurs for each repetition period T.
例えば、図6Cの結果では、ノズル#5の検査期間に対応する電圧信号SGの最大振幅Vmaxが閾値THよりも小さいため、検出制御部57はノズル#5がドット抜けノズルであると判断する。他のノズル(#1〜#4・#6〜#10)の各検査期間に対応する電圧信号SGの最大振幅Vmaxは閾値TH以上であるため、検出制御部57は他のノズルは正常なノズルであると判断する。こうしてドット抜け検出部50によりドット抜けノズルが検出された場合には、プリンター1のコントローラー80はヘッド31に対して回復動作を実施する。その結果、ドット抜けのない高画質な画像を印刷することができる。
For example, in the result of FIG. 6C, since the maximum amplitude Vmax of the voltage signal SG corresponding to the inspection period of the
===インク粘度とインク柱の長さとの関係について===
図7は、検査用の駆動信号COM(図6A)にて発生する駆動波形Wを示す図であり、図8A〜図8Cは、インク粘度によるインク柱の長さの違いを示す図である。この図8A〜図8Cでは、ヘッド31のノズル面(ノズルプレート33bの下面)からインクが柱状に突出した様子を示し、図中の斜線部分がインクに相当する。また、図8A、図8B、図8Cでは、インクの粘度がこの順で低くなっている。
=== Relationship Between Ink Viscosity and Ink Column Length ===
FIG. 7 is a diagram showing a drive waveform W generated by the test drive signal COM (FIG. 6A), and FIGS. 8A to 8C are diagrams showing differences in ink column length depending on ink viscosity. 8A to 8C show a state in which ink protrudes in a columnar shape from the nozzle surface of the head 31 (the lower surface of the
まず、検査用の駆動信号COMにて発生する駆動波形Wについて詳しく説明する。駆動波形Wは、中間電位Vcから最高電位Vhまで電位が上昇する第1膨張要素P1と、最高電位Vhを保持する第1ホールド要素P2と、最高電位Vhから最低電位Vlまで電位が下降する収縮要素P3と、最低電位Vlを保持する第2ホールド要素P4と、最低電位Vlから中間電位Vcまで電位が上昇する第2膨張要素P5と、を有する。 First, the drive waveform W generated by the test drive signal COM will be described in detail. The drive waveform W includes a first expansion element P1 in which the potential increases from the intermediate potential Vc to the maximum potential Vh, a first hold element P2 that holds the maximum potential Vh, and a contraction in which the potential decreases from the maximum potential Vh to the minimum potential Vl. It has an element P3, a second hold element P4 that holds the lowest potential Vl, and a second expansion element P5 whose potential rises from the lowest potential Vl to the intermediate potential Vc.
中間電位Vcがピエゾ素子PZT(図2A参照)に印加された状態ではピエゾ素子PZTは伸縮していない。この中間電位Vcがピエゾ素子PZTに印加された時の圧力室331(図2A参照)の容積を基準容積とする。その後、駆動波形Wの第1膨張要素P1がピエゾ素子PZTに印加されると、ピエゾ素子PZTは長手方向に収縮し、圧力室331の容積は膨張する。そして、第1ホールド要素P2がピエゾ素子PZTに印加されると、ピエゾ素子PZTの収縮状態が維持され、これに伴い圧力室331の膨張状態も維持される。次に、収縮要素P3がピエゾ素子PZTに印加されると、ピエゾ素子PZTは収縮した状態から一気に伸長し、圧力室331の容積が一気に収縮する。この圧力室331の収縮により、圧力室331内のインク圧力が急激に高まり、ノズルからインク柱が突出し、インク滴が吐出方向に飛翔する。その後、第2ホールド要素P4がピエゾ素子PZTに印加され、ピエゾ素子PZTの伸長状態と圧力室331の膨張状態が維持される。最後に、ピエゾ素子PZTに第2膨張要素P5が印加されると、圧力室331の容積が基準容積に戻る。
In a state where the intermediate potential Vc is applied to the piezo element PZT (see FIG. 2A), the piezo element PZT does not expand and contract. The volume of the pressure chamber 331 (see FIG. 2A) when the intermediate potential Vc is applied to the piezo element PZT is set as a reference volume. Thereafter, when the first expansion element P1 having the drive waveform W is applied to the piezo element PZT, the piezo element PZT contracts in the longitudinal direction, and the volume of the
駆動波形Wの収縮要素P3によって圧力室331が収縮すると、図8A〜図8Cに示すように、ノズルからインクが柱状に突出した状態となる。その後、インク柱の先端部分がインク柱から分断されて、吐出方向に飛翔する。なお、インク柱の先端部分を「メイン滴」と呼び、先端部分(メイン滴)が分断される地点とノズル面(ノズルプレート33bの下面)との距離を「尾引き量」と呼ぶ。印刷時にはインク柱から分断されたメイン滴が媒体に着弾することによってドットを形成することになる。一方、先端部分(メイン滴)が分断された後の残りのインク柱は、微小のインク滴(サテライト)を形成したり、圧力室331に戻ったりする。
When the
ところで、図8A〜図8Cでは、ピエゾ素子PZTに印加される駆動波形W(収縮要素P3)は同じであるが、使用されているインクの種類(粘度)が異なっている。図8A〜図8Cに示すように、収縮要素P3がピエゾ素子PZTに印加されたときのインク柱の長さはインクの粘度によって異なる。例えば、図のようにインク柱の長さl1、l2、l3の関係が、l1>l2>l3の場合、図8Aのインクの粘度が最も高く、図8Cのインクの粘度が最も低いことになる。また、このようにインク柱の長さが異なると、前述したドット抜け検出部50が吐出検査を行う際の静電容量の大きさが変わることになる。
8A to 8C, the drive waveform W (contraction element P3) applied to the piezo element PZT is the same, but the type (viscosity) of the ink used is different. As shown in FIGS. 8A to 8C, the length of the ink column when the contraction element P3 is applied to the piezo element PZT varies depending on the viscosity of the ink. For example, when the relationship between the lengths l 1 , l 2 , and l 3 of the ink column is l 1 > l 2 > l 3 as shown in the figure, the viscosity of the ink in FIG. Is the lowest. Further, when the lengths of the ink pillars are different in this way, the magnitude of the electrostatic capacity when the dot missing
===インク流路について===
次に本実施形態におけるヘッド31へのインク流路について説明する。
図9Aは、本実施形態におけるヘッド31へのインク流路の概略説明図である。また図9Bはホワイトインクノズル列Wに対応する部分の概略説明図である。
=== About the ink flow path ===
Next, the ink flow path to the
FIG. 9A is a schematic explanatory diagram of an ink flow path to the
図9Aに示すように、ヘッド31の各ノズル列には、対応する色のインクカートリッジが着脱可能に連結されており、キャリッジ21の装着部分に対応する色のインクカートリッジが装着されることによって、インクカートリッジ内のインクがヘッド41に供給されるようになっている。
As shown in FIG. 9A, a corresponding color ink cartridge is detachably connected to each nozzle row of the
前述したように、本実施形態では、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク以外に、白インク及びクリアインクが用意されている。よって、本実施形態では、インクカートリッジとして、白インク用のインクカートリッジTw、クリアインク用のインクカートリッジTcl、マゼンダインク用のインクカートリッジTm、イエローインク用のインクカートリッジTy、ブラックインク用のインクカートリッジTkがヘッド31に連結される。
As described above, in this embodiment, white ink and clear ink are prepared in addition to black ink, cyan ink, magenta ink, and yellow ink. Therefore, in this embodiment, the ink cartridge Tw for white ink, the ink cartridge Tcl for clear ink, the ink cartridge Tm for magenta ink, the ink cartridge Ty for yellow ink, and the ink cartridge Tk for black ink are used as the ink cartridge. Is coupled to the
図9Aから明らかなように、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各々については、一つのインクカートリッジのみ(すなわち、インクカートリッジTc、インクカートリッジTm、インクカートリッジTy、インクカートリッジTk)がそれぞれインク供給管36を介してヘッド31の各色の共通インク室333と連結されている。
As is clear from FIG. 9A, for each of cyan, magenta, yellow, and black, only one ink cartridge (that is, ink cartridge Tc, ink cartridge Tm, ink cartridge Ty, ink cartridge Tk) is provided for each
これに対し、白インクノズル列Wについては、図9A及び図9Bに示すように、白インク用のインクカートリッジTwとクリアインク用のインクカートリッジTclの二つのインクカートリッジが、切り替え弁90(切替部に相当)を介して、白インク用の共通インク室333と連結されている。なお、以下の説明において、切り替え弁90よりもインク供給方向の下流側の流路(すなわち、白インクとクリアインクが共通に流れる部分)をインク供給路360(液体供給路に相当)と呼ぶ。また、インクカートリッジTwから切り替え弁90までのインクの流路をインク供給路361(第1液体供給管に相当)と呼び、インクカートリッジTclから切り替え弁90までのインクの流路をインク供給路362(第2液体供給管に相当)と呼ぶ。
On the other hand, for the white ink nozzle row W, as shown in FIGS. 9A and 9B, the two ink cartridges, the ink cartridge Tw for white ink and the ink cartridge Tcl for clear ink, To the
このように、切り替え弁90の上流側(インクカートリッジ側)には、インクカートリッジTwからインク供給路361を介した流路と、インクカートリッジTclからインク供給路362を介した流路との2つの流路とがある。これに対し、切り替え弁90の下流側(ヘッド31側)には、インク供給路360を介してノズルからインクを吐出する1つの流路しかない。すなわち、切り替え弁90は、ヘッド31ホワイトノズル列Wに供給するインクを、インクカートリッジTw側(白インク)、又は、インクカートリッジTcl側(クリアインク)の何れかに切り替える役目を有している。例えば、切り替え弁90によりインク供給路360とインク供給路361とが連通した際には、インク供給路360(共通インク室333など)に白インクが供給されることになる。また、切り替え弁90によりインク供給路360とインク供給路362とが連通した際には、インク供給路360(共通インク室333など)にクリアインクが供給されることになる。なお、切り替え弁90の切り替えはコントローラー80によって制御されている。
As described above, on the upstream side (the ink cartridge side) of the switching
===インクの切り替え処理について===
ここで、白インクとクリアインクとの何れかを選択してホワイトインクノズル列Wに供給するようにした目的について説明する。
当該目的は、ヘッド31のホワイトノズル列Wにおける目詰まりを防止することである。すなわち、白インクとクリアインクとを比較した場合に、前述したように、白インクの方が前記目詰まりを生じさせ易いインクであり、白インクが白インクの流路に充填された状態で長い間放置された場合には、白インクの増粘等が促進されて、ヘッド41(特に、ノズルNz)において目詰まりが発生する可能性が高い。そこで、このことに鑑みて、長時間放置されるような場合に、白インクではなく目詰まりの生じにくいクリアインクを白インクに切り替えるようにしている。
=== About Ink Switching Process ===
Here, the purpose of selecting either white ink or clear ink and supplying it to the white ink nozzle row W will be described.
The purpose is to prevent clogging in the white nozzle row W of the
<白インクからクリアインクへの切り替えについて>
次に、白インクからクリアインクへの切り替えタイミングの一例について説明する。本実施形態では、プリンター1の電源がOFFの場合に、白インクの流路にクリアインクが充填された状態となるようにする。そのため、電源がOFFされる際に、コントローラー80が、白インクからクリアインクへの切り替えを実行する。
<Switching from white ink to clear ink>
Next, an example of the switching timing from white ink to clear ink will be described. In the present embodiment, when the
白インクからクリアインクへ切り替える際には、先ず、コントローラー80が、ヘッドユニット30を制御して、前述した切り替え弁90の切り替えを行う。すなわち、コントローラー80は、当該切り替え弁90の切り替えにより、インク供給路360とインク供給路361とが連通した状態から、インク供給路360とインク供給路362とが連通した状態へと移行させる。
When switching from white ink to clear ink, first, the
次に、コントローラー80は、キャップ機構60を制御して、インクの吸引を実行する。このことにより、インク供給路360に充填されていた白インクが廃液チューブ65を介して排出され、白インクと置き換わるように、クリアインクがインクカートリッジTclからインク供給路360に供給されるようになる。すなわち、インク供給路360内のインクが、白インクからクリアインクに置換される。
Next, the
なお、インクの吸引ではなく、駆動信号を用いてフラッシング等を行なって、インクを排出させるようにしてもよい。この場合もインク供給路360の白インクがクリアインクに置換される。
Ink may be discharged by performing flushing or the like using a drive signal instead of ink suction. Also in this case, the white ink in the
<クリアインクから白インクへの切り替えについて>
次に、クリアインクから白インクへの切り替えタイミングの一例について説明する。本実施形態では、プリンター1の電源ON時に、切り替え弁90よりもインク供給方向の下流側の流路(インク供給路360など)に白インクが充填された状態となるようにする。そのため、電源がONされると、コントローラー80が、クリアインクから白インクへの切り替えを実行する。なお、これには限定されず、例えば、電源がONされた後であっても待機状態の場合や、白インクを用いない印刷モードを実行する場合にはクリアインクから白インクへの切り替えを行わず、白インクを用いる印刷モードを実行する場合のみにクリアインクから白インクに切り替えるようにしてもよい。
<Switching from clear ink to white ink>
Next, an example of switching timing from clear ink to white ink will be described. In the present embodiment, when the power of the
クリアインクから白インクへ切り替える際の動作については、前述の白インクからクリアインクへ切り替える際の動作と同様であるので説明を省略する。 The operation when switching from clear ink to white ink is the same as the operation when switching from white ink to clear ink, and the description thereof will be omitted.
なお、インクの切り替えのタイミングは上述した場合には限られない。例えば、ホワイトインクノズル列Wの吐出検査でドット抜けがあった場合に、白インクからクリアインクに切り替えてインクを排出(吐出あるいは吸引)することでホワイトインクノズル列Wのノズルを洗浄するようにしてもよい。そして洗浄が終わった後、クリアインクから白インクに切り替えてもよい。 The ink switching timing is not limited to the case described above. For example, when there is a missing dot in the discharge inspection of the white ink nozzle row W, the nozzles of the white ink nozzle row W are washed by switching from white ink to clear ink and discharging (discharge or suck) ink. May be. Then, after the cleaning is completed, the clear ink may be switched to the white ink.
===インクの切り替え時の課題===
例えば、クリアインクから白インクに切り替えた後では、吸引あるいはフラッシングを行ったとしても、クリアインクがインク供給路360などの流路に残留していることがあり、このクリアインク(以下、残留インクともいう)によって白色の各ノズルNz(ホワイトノズル列W)から吐出される白インクが淡くなるおそれがある。このため、従来では、インクの切り換えを行う際に、残留インクが生じないように、誤差などのマージンを考慮して排出するインクの量を多く設定していた。つまり、インクの切り替えによって印刷に使用されずに廃棄されるインク量が多くなるという問題があった。
=== Issues when switching ink ===
For example, after switching from clear ink to white ink, even if suction or flushing is performed, the clear ink may remain in a flow path such as the
そこで、本実施形態では、インクの切り換えを確実に行うとともに、切り換えの際に排出されるインク量の低減を図っている。具体的には、ドット抜け検出部50の検出結果からインクの粘度を推定し、そのインクの粘度に基づいてインクの切り替えが完了したか否かを判断している。
Therefore, in this embodiment, the ink is reliably switched and the amount of ink discharged at the time of switching is reduced. Specifically, the viscosity of the ink is estimated from the detection result of the missing
===インクの切り替え処理について===
図10は、本実施形態におけるインクの切り替え処理の動作を示すフロー図である。
なお、本実施形態では、クリアインク(粘度の低いインク)から白インク(粘度の高いインク)に切り替える場合について説明するが、白インクからクリアインクに切り替える場合も同様の処理を行えばよい。また、クリアインクの粘度の値(N1とする)、及び、白インクの粘度の値(N2とする)は、例えばメモリー80cなどに予め記憶されていることとする。
=== About Ink Switching Process ===
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the ink switching process in the present embodiment.
In the present embodiment, a case of switching from clear ink (low viscosity ink) to white ink (high viscosity ink) will be described, but similar processing may be performed when switching from white ink to clear ink. Moreover, (the N 1) the value of the viscosity of the clear ink, and the value of viscosity of the white ink (and N 2), it is assumed that stored in advance in, for example, a
まず、初期状態として、目詰まりを防止するため、切り替え弁90によりインク供給路362とインク供給路360が連通した状態(すなわち切り替え弁よりもインクの供給方向下流側にクリアインクが供給された状態)でプリンター1の電源がOFFになっている。
First, as an initial state, in order to prevent clogging, the switching
プリンター1の電源がONになると(S101)、コントローラー80は、切り替え弁90をインクカートリッジTcl側からインクカートリッジTw側に切り替える(S102)。これにより、インクカートリッジTwからのインク供給路361とインク供給路360が連通した状態になる。そして、コントローラー80は、インク供給路360内のクリアインクを白インクに置換させるために、ホワイトインクノズル列Wの各ノズルからインク(ここではクリアインク)を排出させる(S103)。なお、本実施形態では駆動信号COMをピエゾ素子PZTに印加してノズルからインクを吐出させることとするが、これには限られずノズルからインク供給路360内のインク(クリアインク)を排出させることができればよい。例えば吸引を行うようにしてもよい。
When the
コントローラー80は、ドット抜け検出部50を制御してノズルプレート33bと検出用電極613との電極間の静電容量の変化を検出し(S104)、その静電容量の変化に基づいてインク粘度を推定する(S105)。インクを排出するにつれて推定値(粘度)がクリアインクの粘度N1から上昇していく。コントローラー80は、推定した粘度が白インクの粘度(ここではN2)であるか否かを判断する(S106)。推定した粘度が白インクの粘度N2でないと判断した場合(S106でNO)は、インクを吐出するステップS103に戻る。一方、推定した粘度が白インクの粘度N2であると判断した場合(S106でYES)は、直ちにインクの吐出(排出)を停止し(S107)、インクの切り替え処理を終了する。
The
図11は、インクの切り替え時におけるインク粘度の変化の説明図である。図の横軸は時間であり、一定間隔でインクを吐出している。また、図の縦軸はインク粘度である。ここでは粘度の低いインク(例えばクリアインク)から粘度の高いインク(例えば白インク)に切り替える場合の粘度の変化を示している。 FIG. 11 is an explanatory diagram of a change in ink viscosity at the time of ink switching. The horizontal axis in the figure is time, and ink is ejected at regular intervals. In addition, the vertical axis in the figure is the ink viscosity. Here, a change in viscosity when switching from a low viscosity ink (for example, clear ink) to a high viscosity ink (for example, white ink) is shown.
最初は、ノズルからクリアインクのみが排出されるため図のように粘度が低い(N1)が、ノズルからインクの排出を続けることによりインク供給路360内のクリアインクが白インクに置換されていく。このため、図のように時間の経過とともに(インクが吐出されるごとに)インクの粘度がN1から増加していく。やがて、インクの粘度の増加は緩やかになり、その後、ほぼ一定(N2)になる。このようにインクの粘度が一定になるとインク供給路360のクリアインクが白インクに完全に置換されたことになる。よって、インク粘度がN2になったことを検出したときにノズルからのインクの排出を終了させることにより、インク供給路360内のインクを完全に置換することができるとともに、無駄なインクを排出しなくて済む。
Initially, only the clear ink is discharged from the nozzle, so the viscosity is low as shown in the figure (N 1 ). However, by continuing to discharge ink from the nozzle, the clear ink in the
なお、上述した実施形態では粘度の低いインク(クリアインク)から粘度の高いインク(白インク)に切り替えていたが、粘度の高いインク(白インク)から粘度の低いインク(クリアインク)に切り替える場合についても同様の処理を行うようにすればよい。なお、粘度の高いインクから粘度の低いインクに切り替える場合は、図の関係と逆になる(すなわち排出するにつれて粘度が低くなる)。よって、粘度がN2から低下してN1になったときにインクの排出を終了するようにすればよい。 In the above-described embodiment, the low viscosity ink (clear ink) is switched to the high viscosity ink (white ink), but the high viscosity ink (white ink) is switched to the low viscosity ink (clear ink). The same processing may be performed for. In addition, when switching from a high viscosity ink to a low viscosity ink, the relationship is reversed (that is, the viscosity decreases as the ink is discharged). Therefore, the ink discharge may be terminated when the viscosity decreases from N 2 to N 1 .
以上説明したように、本実施形態のプリンター1は、インクを吐出するヘッド31(ノズル)と、ノズルにインクを供給するインク供給路360と、ヘッド31のノズルから吐出されるインクをノズルプレート33bによってグランド電位にして、高電圧の検出用電極613に向けて吐出することでインクの吐出状態を検査するドット抜け検出部50を備えている。また、プリンター1のントローラー80は、切り替え弁90を制御することによって、インク供給路360を介してノズルに供給されるインクを白インク又はクリアインクに切り替えている。このインクの切り替えの際に、コントローラー80は、インク供給路360のインクを置換するためにノズルからインクを排出させている。そして、コントローラー80は、ドット抜け検出部50によって検出された静電容量の変化に基づいて、ノズルから排出されるインクの粘度を推定し、その推定した粘度に基づいてインクの排出完了(言い換えるとインクの切替完了)のタイミングを決定している。
As described above, the
こうすることにより、インクの切り替えによるインク供給路360内のインクの置換を確実に行うことができるとともに、切り替えによるインクの排出量(印刷に使用されずに排出されるインクの量)を低減させることができる。
This makes it possible to reliably replace the ink in the
===その他の実施の形態===
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、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言うまでもない。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。
=== Other Embodiments ===
Although a printer or the like as one embodiment has been described, the above embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof. In particular, the embodiments described below are also included in the present invention.
<プリンターについて>
前述の実施形態では、液体吐出装置の一例としてプリンターが説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機EL製造装置(特に高分子EL製造装置)、ディスプレイ製造装置、成膜装置、DNAチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。
<About the printer>
In the above-described embodiment, the printer has been described as an example of the liquid ejection apparatus, but the present invention is not limited to this. For example, color filter manufacturing apparatus, dyeing apparatus, fine processing apparatus, semiconductor manufacturing apparatus, surface processing apparatus, three-dimensional modeling machine, liquid vaporizer, organic EL manufacturing apparatus (particularly polymer EL manufacturing apparatus), display manufacturing apparatus, film formation The same technology as that of the present embodiment may be applied to various liquid ejection devices to which inkjet technology such as a device and a DNA chip manufacturing device is applied.
また、前述の実施形態では、ヘッド31が移動方向に移動しながらインク滴を吐出する画像形成動作と、移動方向と交差する搬送方向にヘッド31と媒体を相対移動させる搬送動作とを交互に行うプリンター1(所謂、シリアルプリンター)を例に挙げているが、これに限らない。例えば、媒体の搬送方向と交差する紙幅方向にヘッド(ノズル)が並び、そのヘッドの下を搬送される媒体に向けてインク滴を吐出することによって画像を形成するプリンター(所謂、ラインプリンター)でもよい。
In the above-described embodiment, the image forming operation for ejecting ink droplets while the
<吐出方式について>
前述の実施形態では、圧電素子(ピエゾ素子)を用いてインクを吐出していた。しかし、液体を吐出する方式は、これに限られるものではない。例えば、熱によりノズル内に泡を発生させる方式など、他の方式を用いてもよい。
<Discharge method>
In the above-described embodiment, ink is ejected using a piezoelectric element (piezo element). However, the method for discharging the liquid is not limited to this. For example, other methods such as a method of generating bubbles in the nozzle by heat may be used.
<インクについて>
前述した実施形態ではプリンターの実施形態であったので液体としてインクが使用されていたが、ノズルから吐出する液体は、このようなインクに限られるものではない。例えば、金属材料、有機材料(特に高分子材料)、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを含む液体(水も含む)をノズルから吐出しても良い。
<About ink>
In the above-described embodiment, since the embodiment is a printer, ink is used as the liquid. However, the liquid ejected from the nozzle is not limited to such ink. For example, liquids (including water) including metal materials, organic materials (especially polymer materials), magnetic materials, conductive materials, wiring materials, film-forming materials, electronic inks, processing liquids, gene solutions, etc. are ejected from nozzles. May be.
また、前述の実施形態では、一つのノズル列(ホワイトインクノズル列W)のノズルに供給するインクを白インクとクリアインクとに切り替えていたが、これには限られず、粘度の異なるインクであれば他の色のインク(ノズル列)であってもよい。この場合も、粘度に基づいて切り替えの完了を判断することによって、切り替えを確実に行うとともに、インクの排出量の低減を図ることができる。 In the above-described embodiment, the ink supplied to the nozzles of one nozzle row (white ink nozzle row W) is switched between white ink and clear ink. However, the present invention is not limited to this. For example, other color inks (nozzle rows) may be used. Also in this case, by determining the completion of the switching based on the viscosity, the switching can be performed reliably and the ink discharge amount can be reduced.
<ドット抜け検出部50について>
前述の実施形態では、ドット抜け検出部50に分圧回路を設けずに、吐出検査用電流Ifに起因する電気的状態の変化に基づいて、検出用電極613の異常を検出しているが、これに限らず、分圧回路によって電源電圧を分圧し、検出した電圧に基づいて、検出用電極613の異常を検出してもよい。
<About the missing
In the above-described embodiment, an abnormality of the
また、前述の実施形態では、検出用電極613をノズル面よりも高電位にし、検出用コンデンサー54によってインク滴の吐出に起因する検出用電極613の電位変化を抽出したが、これに限らない。例えば、ノズルプレート33bに高圧電源ユニットを接続して高電位にし、検出用電極613をグランドに接続してグランド電位にし、インク吐出によるノズルプレート33bの電位変化によりドット抜けノズルを検出するか、又は、検出用電極613の電位変化によりドット抜けノズルを検出してもよい。また、高電位の検出用電極613とグランド電位のノズルプレート33bにおいて、インク吐出によるノズルプレート33bの電位変化によりドット抜けノズルを検出してもよい。
In the above-described embodiment, the
前述の実施形態では、ノズルプレートを第1電位(グランド電位)にすることによって、ノズルから吐出されるインクをグランド電位としているが、これに限らない。ノズルから吐出されるインクが第1電位(グランド電位)になる構成であれば、ノズルプレートを電極としなくても良い。例えば、インク流路や圧力室331などの壁面に設けられて、ノズル内のインクと導通する導電性部材を設け、この導電性部材をグランド電位にしてもよい。また、インクはグランド電位に限らず、検出用電極613との間で検出に必要な電位差があればよい。
In the above-described embodiment, the ink ejected from the nozzle is set to the ground potential by setting the nozzle plate to the first potential (ground potential). However, the present invention is not limited to this. If the ink ejected from the nozzle is configured to have the first potential (ground potential), the nozzle plate may not be used as an electrode. For example, a conductive member that is provided on a wall surface such as an ink flow path or a
1 プリンター、10 用紙搬送機構、
20 キャリッジ移動機構、21 キャリッジ、
30 ヘッドユニット、31 ヘッド、32 ケース、33 流路ユニット、
33a 流路形成基板、33b ノズルプレート、33c 振動板、
331 圧力室、332 インク供給口、333 共通インク室、
334 ダイヤフラム部、335 島部、34 ピエゾ素子ユニット、
341 ピエゾ素子群、342 固定板、36 インク供給管
360,361,362 インク供給路、40 駆動信号生成回路、
50 ドット抜け検出部、51 高圧電源ユニット、52 第1制限抵抗、
53 第2制限抵抗、54 検出用コンデンサー、55 増幅器、
56 平滑コンデンサー、57 検出制御部、57a レジスタ群、
57b AD変換部、57c 電圧比較部、57d 制御信号出力部、
60 キャップ機構、61 キャップ、611 側壁部、612 保湿部材、
613 検出用電極、62 スライダ部材、63 当接部、64 長孔、
65 廃液チューブ、66 ワイパー、
70 検出器群、71 温度センサー、
80 コントローラー、80a インターフェース部、
80b CPU、80c メモリー、
90 切り替え弁、
CP コンピューター、HC ヘッド制御部、PZT ピエゾ素子
1 printer, 10 paper transport mechanism,
20 carriage movement mechanism, 21 carriage,
30 head units, 31 heads, 32 cases, 33 flow path units,
33a flow path forming substrate, 33b nozzle plate, 33c diaphragm,
331 pressure chamber, 332 ink supply port, 333 common ink chamber,
334 Diaphragm part, 335 island part, 34 piezo element unit,
341 Piezoelectric element group, 342 fixing plate, 36
50 missing dot detector, 51 high voltage power supply unit, 52 first limiting resistor,
53 second limiting resistor, 54 detecting capacitor, 55 amplifier,
56 smoothing capacitor, 57 detection control unit, 57a register group,
57b AD conversion unit, 57c voltage comparison unit, 57d control signal output unit,
60 cap mechanism, 61 cap, 611 side wall, 612 moisturizing member,
613 electrode for detection, 62 slider member, 63 contact part, 64 long hole,
65 waste tube, 66 wiper,
70 detector groups, 71 temperature sensors,
80 controller, 80a interface part,
80b CPU, 80c memory,
90 switching valve,
CP computer, HC head controller, PZT piezo element
Claims (4)
前記ノズルに前記液体を供給する液体供給路と、
前記ノズルから吐出される前記液体を第1電極によって第1電位にし、前記第1電位とは異なる第2電位の第2電極に向けて吐出することで前記液体の吐出状態を検査する検査部であって、前記第1電極と前記第2電極間の静電容量の変化に基づいて、前記ノズルからの前記液体の吐出状態を検査する検査部と、
前記液体供給路を介して前記ノズルに供給される前記液体を、第1液体、又は、前記第1液体とは粘度の異なる第2液体の何れかに切り替える切替部と、
前記切替部が前記第1液体から前記第2液体への切り替えを行う際に、前記液体供給路内の前記第1液体を前記第2液体に置換するために前記ノズルから前記第1液体を排出させる制御部であって、前記検査部によって検出された前記静電容量の変化に基づいて前記第1液体から前記第2液体への切替完了のタイミングを決定する制御部と、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。 A nozzle for discharging liquid;
A liquid supply path for supplying the liquid to the nozzle;
An inspection unit that inspects the discharge state of the liquid by setting the liquid discharged from the nozzle to a first potential by a first electrode and discharging the liquid toward a second electrode having a second potential different from the first potential. And an inspection unit for inspecting a discharge state of the liquid from the nozzle based on a change in capacitance between the first electrode and the second electrode;
A switching unit that switches the liquid supplied to the nozzle via the liquid supply path to either a first liquid or a second liquid having a viscosity different from that of the first liquid;
When the switching unit performs switching from the first liquid to the second liquid, the first liquid is discharged from the nozzle to replace the first liquid in the liquid supply path with the second liquid. A control unit that determines a timing of completion of switching from the first liquid to the second liquid based on a change in the capacitance detected by the inspection unit;
A liquid ejection apparatus comprising:
前記制御部は、前記静電容量の変化に基づいて粘度を推定し、その推定結果に基づいて前記第1液体から前記第2液体への切替完了のタイミングを決定する
ことを特徴とする液体吐出装置。 The liquid ejection device according to claim 1,
The controller estimates the viscosity based on the change in the capacitance, and determines the completion timing of switching from the first liquid to the second liquid based on the estimation result. apparatus.
前記第1液体が貯留された第1液体タンクから前記液体供給路に前記第1液体を供給する第1液体供給管と、
前記第2液体が貯留された第2液体タンクから前記液体供給路に前記第2液体と供給する第2液体供給管と、
を有し、
前記切替部は、前記1液体供給管又は前記第2液体供給管の何れかを、前記液体供給路に連通させることによって前記ノズルに供給される前記液体の切り替えを行う
ことを特徴とする液体吐出装置。 The liquid ejection device according to claim 1 or 2, wherein
A first liquid supply pipe for supplying the first liquid from a first liquid tank in which the first liquid is stored to the liquid supply path;
A second liquid supply pipe for supplying the second liquid to the liquid supply path from a second liquid tank in which the second liquid is stored;
Have
The switching unit performs switching of the liquid supplied to the nozzle by communicating either the first liquid supply pipe or the second liquid supply pipe with the liquid supply path. apparatus.
前液体供給路を介して前記ノズルに供給する液体を第1液体から第2液体に切り替えることと、
前記液体供給路内の前記第1液体を前記第2液体に置換するために前記ノズルから前記第1液体を排出させることと、
前記ノズルから排出される液体を第1電極によって第1電位にし、前記第1電位とは異なる第2電位の第2電極に向けて排出したときの前記第1電極と前記第2電極間の静電容量の変化を検出することと、
前記静電容量の変化に基づいて前記第1液体から前記第2液体への切替完了のタイミングを決定することと、
を有することを特徴とする液体の切替方法。 A liquid switching method by a liquid ejection device comprising a nozzle for ejecting liquid and a liquid supply path for supplying the liquid to the nozzle,
Switching the liquid supplied to the nozzle via the previous liquid supply path from the first liquid to the second liquid;
Draining the first liquid from the nozzle to replace the first liquid in the liquid supply path with the second liquid;
The liquid discharged from the nozzle is set to a first potential by the first electrode and discharged between the first electrode and the second electrode when discharged toward the second electrode having a second potential different from the first potential. Detecting changes in capacitance,
Determining a timing of completion of switching from the first liquid to the second liquid based on the change in capacitance;
A liquid switching method characterized by comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2012050737A JP2013184362A (en) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Apparatus of discharging liquid, and method of switching liquid |
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