JP2013233704A - 液体吐出装置、検査方法、及び、プログラム - Google Patents

液体吐出装置、検査方法、及び、プログラム Download PDF

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修 新川
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Abstract

【課題】ヘッドの検査の精度を高めること。
【解決手段】液体を吐出する複数のノズルと、ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応するノズルと連通する圧力室と、圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドと、駆動信号を印加して駆動素子を駆動させることにより、当該駆動素子に対応する圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる制御部であって、複数の検査対象ノズルに対応する複数の駆動素子を駆動させることにより得られる第1検出信号に基づいて、1個の検査対象ノズルに対応する駆動素子を駆動させることにより得られる第2検出信号の判定に用いる閾値を補正する制御部と、を有する液体吐出装置。
【選択図】図5

Description

本発明は、液体吐出装置、検査方法、及び、プログラムに関す。
液体吐出装置の一例として、ヘッドに設けられたノズルからインク滴を吐出して用紙に画像を印刷するインクジェットプリンター(以下、プリンター)が挙げられる。具体的には、駆動素子の駆動により圧力室内のインクに圧力変化を生じさせることにより、その圧力室に連通するノズルからインク滴が吐出される。このようなプリンターでは、ノズルからのインク溶媒の蒸発によりノズル内のインクが増粘したり、ノズル内に気泡が混入したりして、ノズルからのインクの吐出不良が発生する場合がある。そこで、駆動素子の駆動により圧力室内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動に基づいて、吐出不良が発生する不良ノズルを検出する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2005−305992号公報
正常にインクが吐出される場合と吐出不良が発生する場合とでは、残留振動の周期や振幅等が異なる。そのため、残留振動の周期や振幅等が閾値(正常範囲)から外れるノズルを、不良ノズルとして検出することができる。ただし、プリンターを使用する環境温度によりインクの粘度が変動したり、経年変化により残留振動を検出する回路や駆動素子などの特性が変動したりすると、残留振動の発生の仕方も変わってしまう。それにもかかわらず、不良ノズルの検出に用いる閾値を一定にしてしまうと、不良ノズルを誤って正常なノズルと判定したり、正常なノズルを誤って不良ノズルと判定したりしてしまう虞がある。
そこで、本発明では、ヘッドの検査(不良ノズルの検出)の精度を高めることを目的とする。
前記課題を解決する為の主たる発明は、液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドと、駆動信号を印加して前記駆動素子を駆動させることにより、当該駆動素子に対応する前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる制御部であって、複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子を駆動させることにより得られる第1検出信号に基づいて、1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第2検出信号の判定に用いる閾値を補正する制御部と、を有する液体吐出装置である。
本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。
図1Aは印刷システムの全体構成を示すブロック図であり、図1Bはプリンターの概略斜視図である。 図2Aはヘッドの下面を示す図であり、図2Bはヘッドを媒体の搬送方向から見た断面図である。 図3Aは駆動素子を駆動するための駆動信号を説明する図であり、図3Bはヘッド制御部を説明する図である。 図4Aは駆動素子の駆動により圧力室内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動の波形を示す図であり、図4Bは残留振動を検出する残留振動検出回路の説明図である。 ヘッドの検査方法を示すフローである。 変形例4の駆動信号を説明する図である。
===開示の概要===
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。
即ち、液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドと、駆動信号を印加して前記駆動素子を駆動させることにより、当該駆動素子に対応する前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる制御部であって、複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子を駆動させることにより得られる第1検出信号に基づいて、1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第2検出信号の判定に用いる閾値を補正する制御部と、を有する液体吐出装置である。
このような液体吐出装置によれば、環境温度や経年変化に応じて閾値を補正することができ、より精度よくノズルの状態(ヘッド)を検査することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記第1検出信号は、前記複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子の駆動により当該複数の駆動素子にそれぞれ対応する各前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせた後の残留振動に応じた信号を合成した信号であり、前記第2検出信号は、前記1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子の駆動により当該駆動素子に対応する前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせた後の残留振動に応じた信号であること。
このような液体吐出装置によれば、環境温度や経年変化に応じて閾値を補正することができ、より精度よくノズルの状態(ヘッド)を検査することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記第1検出信号と前記第2検出信号とは異なる増幅率で増幅された信号であること。
このような液体吐出装置によれば、複数の駆動素子を駆動させることにより得られる第1検出信号のレベルと、1個の駆動素子を駆動させることにより得られる第2検出信号のレベルとを同等にすることができ、閾値の補正を容易にすることができる。
かかる液体吐出装置であって、前記制御部は、前記第1検出信号が正常範囲外である場合、前記ノズルからの液体吐出不良を回復させるクリーニング処理を実施すること。
このような液体吐出装置によれば、ヘッドの検査時間を短縮することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記駆動信号は第1波形部と第2波形部とを有し、前記制御部は、前記複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子に前記第1波形部を印加することにより得られる前記第1検出信号に基づいて、前記1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子に前記第1波形部を印加するときの判定に用いる前記閾値を補正し、前記複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子に前記第2波形部を印加することにより得られる前記第1検出信号に基づいて、前記1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子に前記第2波形部を印加するときの判定に用いる前記閾値を補正すること。
このような液体吐出装置によれば、波形に応じて閾値を容易に且つ精度よく補正することができる。
かかる液体吐出装置であって、複数の前記検査対象ノズルは所定方向に沿って並び、前記制御部は、複数の前記検査対象ノズルを前記所定方向に複数の領域に分割し、全ての前記領域の中から選択した複数の前記検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる前記第1検出信号に基づいて、前記閾値を補正すること。
このような液体吐出装置によれば、所定方向におけるノズルの位置によらずに、平均的に閾値を補正することができ、検査の精度を高めることができる。
また、液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドの検査方法であって、複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子を駆動させることにより第1検出信号を取得することと、前記第1検出信号に基づいて、1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第2検出信号の判定に用いる閾値を補正することと、を有する検査方法である。
このような検査方法によれば、環境温度や経年変化に応じて閾値を補正することができ、より精度よくノズルの状態(ヘッド)を検査することができる。
また、液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドをコンピューターに検査させるためのプログラムであって、複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子を駆動させることにより第1検出信号を取得する機能と、前記第1検出信号に基づいて、1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第2検出信号の判定に用いる閾値を補正する機能と、をコンピューターに実現させるためのプログラムである。
このようなプログラムによれば、環境温度や経年変化に応じて閾値を補正することができ、より精度よくノズルの状態(ヘッド)を検査することができる。
===印刷システム===
「液体装置」をインクジェットプリンター(以下、プリンターと呼ぶ)とし、プリンターとコンピューターが接続された印刷システムを例に挙げて、実施形態を説明する。
図1Aは、印刷システムの全体構成を示すブロック図であり、図1Bは、プリンター1の概略斜視図である。図2Aは、ヘッド41の下面を示す図であり、図2Bは、ヘッド41(一部)を媒体Sの搬送方向から見た断面図である。
プリンター1は、コントローラー10と、搬送ユニット20と、キャリッジユニット30と、ヘッドユニット40と、検出器群50と、を有する。プリンター1はコンピューター60と通信可能に接続されており、コンピューター60内にインストールされているプリンタードライバーが、コンピューター60内のハードウェア資源を利用して、プリンター1に画像を印刷させるための印刷データを作成したり、印刷データをプリンター1に出力したりする。
プリンター1内のコントローラー10は、プリンター1における全体的な制御を行うためのものである。インターフェース部11は、外部装置であるコンピューター60との間でデータの送受信を行う。CPU12は、プリンター1の全体的な制御を行うための演算処理装置であり、ユニット制御回路14を介して各ユニットを制御する。メモリー13は、CPU12のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。検出器群50は、プリンター1内の状況を監視し、その検出結果をコントローラー10に出力するためのものである。
搬送ユニット20は、用紙、布、フィルム等の媒体Sを印刷可能な位置に給紙し、媒体Sを搬送方向に搬送するためのものである。
キャリッジユニット30は、キャリッジ31に搭載されたヘッド41を媒体Sの搬送方向と交差する方向(一般的には直交する方向)に移動するためのものである。
ヘッドユニット40は、媒体Sにインク(液体)を吐出するヘッド41と、ヘッド制御部42と、残留振動検出回路43と、キャップ44と、を有する。図2Bに示すように、ヘッド41内には、インクの流路として、インク滴を吐出する多数のノズルNzと、ノズルNz毎に設けられ且つ対応するノズルNzに連通する圧力室411と、インクの色毎に設けられ且つインクカートリッジからのインクが供給される共通インク室412と、同色のインクを充填する複数の圧力室411と共通インク室412とを繋ぐインク供給口413と、が形成されている。
また、図2Aに示すように、ヘッド41の下面には、ブラックインクを吐出するブラックノズル列Kと、シアンインクを吐出するシアンノズル列Cと、マゼンタインクを吐出するマゼンタノズル列Mと、イエローインクを吐出するイエローノズル列Yとが、形成されている。各ノズル列では、180個のノズルNzが搬送方向に沿って所定の間隔おきに並んでいる。説明のため、各ノズル列において、搬送方向の下流側に位置するノズルから順に小さい番号を付す(#1〜#180)。
また、ヘッド41では、圧力室411や共通インク室412等が形成された流路形成基板415の下面に、ノズルNzが形成されたノズルプレート414が接着され、流路形成基板415の上面に、振動板416が接着されており、振動板416が圧力室411の天井部を構成している。また、圧力室411毎に、振動板416の上面に駆動素子417が取り付けられている。図2Bに示す駆動素子417は、二つの電極417a,417cで圧電素子417bを挟む構成をしているが、これに限らず、積層型圧電アクチュエーターを駆動素子に適用してもよい。
そして、コントローラー10(制御部に相当)が駆動信号生成回路15で生成した駆動信号COMを駆動素子417に印加すると、その駆動信号COMの電位に応じて、駆動素子417の撓み量が上下方向に変化し、振動板416が上下方向に変位する。その結果、圧力室411の容積が変動し(膨張・収縮し)、圧力室411内のインクに圧力変化が生じ、圧力室411に連通するノズルNzからインク滴が吐出される。
ヘッド制御部42は、ヘッド41の駆動を制御するためのものであり、印刷データに応じて選択的に駆動信号COMを駆動素子417に印加する。残留振動検出回路43は、駆動素子417の駆動により圧力室411内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動を検出するためのものである(詳細は後述)。
キャップ44は、ホームポジション(移動方向における右側端部の非印刷領域)であり、移動方向に移動するヘッド41の下面と対向可能な位置に配置されている。キャップ44は、ヘッド41のクリーニング時にはノズルNzから吐出されたインク滴を受けたり、印刷停止時にはヘッド41の下面に密着してノズルNzを封止することでノズルNzからのインク溶媒の蒸発を抑制したりする。
このような構成のプリンター1において、コントローラー10は、キャリッジ31によりヘッド41を移動方向に移動させつつノズルからインク滴を吐出さる吐出動作と、搬送ユニット20により媒体Sを搬送方向に搬送する搬送動作と、を交互に繰り返す。その結果、先の吐出動作で形成されたドットの位置とは異なる位置に、後の吐出動作でドットが形成されるため、媒体Sに2次元の画像が印刷される。
===ヘッド41の駆動===
図3Aは、駆動素子417を駆動するための駆動信号COMを説明する図であり、図3Bは、ヘッド制御部42を説明する図である。本実施例では、各ノズルNzが1種類のサイズのドットを形成し、媒体S上の1画素(1ドットが形成される単位領域)が2階調で表現されるとする。ノズルNzが媒体S上の1画素と対向する期間を「繰り返し周期t」と呼び、ラッチ信号LATの立ち上がりパルスにより繰り返し周期tが規定される。そして、駆動信号COMでは、繰り返し周期tの駆動期間taにて吐出波形Waが発生し、検査期間tbにて待機電位Vsが保持される。
吐出波形Waは、ノズルNzからインク滴を吐出させるための波形である。具体的に説明すると、待機電位Vsから最低電位Vlまで電位を下降させる波形部により、圧力室411が膨張し、圧力室411内のインクの圧力が低下する。その後、最低電位Vlから最高電位Vhまで電位を上昇させる波形部により、圧力室411が収縮して圧力室411内のインクの圧力が高まり、ノズルNzからインク滴が吐出される。最後に、最高電位Vhから待機電位Vsまでに電位を下降させる波形部により、圧力室411の容積が元に戻る。
ヘッド制御部42は、図3Bに示すように、駆動素子417毎に(ノズルNz毎に)、シフトレジスター421と、ラッチ回路422と、レベルシフター423と、スイッチ424と、を有する。以下、ヘッド制御部42により駆動信号COMが駆動素子417に印加されるまでの流れについて説明する。
まず、或る繰り返し周期tにおける画素データSI(印刷データ)がコントローラー10からヘッド制御部42にシリアル転送される。なお、画素データSIは、例えば、画素にドットを形成することを示すデータ[1]であったり、画素にドットを形成しないことを示すデータ[0]であったりする。そして、各駆動素子417に割り当てられる画素データSIが、その駆動素子417に対応するシフトレジスター421によって保持される。
次に、ラッチ信号LATに基づいて、ラッチ回路422が、シフトレジスター421に格納されている画素データSIを保持し、画素データSIに応じた論理信号をレベルシフター423に出力する。レベルシフター423は、ラッチ回路422から出力される論理信号と切替信号CHに基づいて、スイッチ424のオン・オフ動作を制御するためのスイッチ制御信号SWを出力する。なお、切替信号CHでは、繰り返し周期t内の期間ta,tbが切り替わるタイミングで立ち上がりパルスが発生する。よって、レベルシフター423は切替信号CHの立ち上がりパルスが発生するタイミングでスイッチ制御信号SWの内容を切り替える。また、複数のスイッチ424の一端側の端子は共通接続され、駆動信号生成回路15で生成された共通の駆動信号COMが各スイッチ424に入力される。また、各スイッチ424の他端側の端子は、対応する駆動素子417の一端側の電極にそれぞれ接続されている。駆動素子417の他端側の電極は、共通接続されて(グランド端HGND)、残留振動検出回路43に接続されている。そして、スイッチ424がオン(接続)している期間は駆動信号COMが駆動素子417に印加され、スイッチ424がオフ(非接続)している期間は駆動信号COMが駆動素子417に印加されない。
例えば、画素にドットを形成することを示す画素データSI[1]が割り当てられている場合、繰り返し周期tの駆動期間taにスイッチ424がオンし、駆動期間taに駆動信号COMが駆動素子417に印加されるため、吐出波形WaによりノズルNzからインク滴が吐出される。逆に、画素にドットを形成しないことを示す画素データSI[0]が割り当てられている場合、駆動期間taにスイッチ424がオフし、駆動期間taに駆動信号COMが駆動素子417に印加されないため、ノズルNzからインク滴が吐出されない。このように、画素データSIに応じて各ノズルNzからのインク滴の吐出を制御することができる。
===吐出不良ノズルとクリーニング処理===
<<吐出不良ノズル>>
印刷中の使用頻度が低いノズルNzからは比較的に長い時間に亘ってインク滴が吐出されず、その間にノズルNzからインクの溶媒が蒸発し、ノズルNzや圧力室411内のインクが増粘して、ノズルNzが目詰まりする場合がある。そうすると、ノズルNzから規定量のインクが吐出されなかったり、ノズルNzから吐出されたインク滴の飛翔方向がずれたりと、吐出不良が発生してしまう。
また、圧力室411内に気泡が混入する場合がある。この場合、駆動素子417に駆動信号COMを印加して圧力室411を膨張・収縮させても、圧力室411内のインクを適切に加圧することができず、吐出不良が発生してしまう。このように増粘インクや気泡混入により吐出不良が発生するノズルを使用して画像を印刷すると、印刷画像の画質が劣化してしまう。
<<クリーニング処理>>
そのため、プリンター1では、インクの増粘や気泡の混入により吐出不良ノズルが発生した場合、吐出不良ノズルから正常にインク滴が吐出されるように、ヘッド41のクリーニング処理が実施される。本実施例のプリンター1は、ヘッド41のクリーニング処理として、フラッシング処理とポンプ吸引処理を実施する。
フラッシング処理とは、ヘッド41をホームポジションに移動し、キャップ44に向けてノズルNzから強制的にインク滴を吐出させる処理である。具体的には、図3Aに示す吐出波形Waを連続して駆動素子417に印加する。そうすることで、ノズルNzから増粘インクや気泡が排出され、吐出不良ノズルを正常なノズルに回復させることができる。
ポンプ吸引処理とは、キャップ44の上面に形成されている凹部でノズルNzを囲うようにキャップ44とヘッド41を密着させた後に、キャップ44の凹部とヘッド41のノズル面との間に形成された密閉空間内の空気をポンプで吸引する処理である。そうすることで、密閉空間内が負圧となり、ノズルNzから増粘インクや気泡が排出され、吐出不良ノズルを正常なノズルに回復させることができる。
===残留振動検出回路43===
図4Aは、駆動素子417の駆動により圧力室411内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動の波形を示す図であり、図4Bは、残留振動を検出する残留振動検出回路43の説明図である。図4Aに示すグラフでは、縦軸が残留振動の振幅を示し、横軸が時間を示す。また、図4Aには、ノズルNzから正常にインク滴が吐出される場合の残留振動の波形(正常)と、ノズルNzや圧力室411内に気泡が混入した場合の残留振動の波形(気泡)と、ノズルNzや圧力室411内のインクが増粘した場合の残留振動の波形(増粘)と、が示されている。駆動素子417に駆動信号COM(吐出波形Wa)を印加して駆動素子417を駆動させて、その駆動素子417に対応する圧力室411内のインクに圧力変化を生じさせると、その後に、圧力室411内のインクや振動板416に残留振動(自由振動)が発生する。この残留振動の発生の仕方によって、ノズルNzや圧力室411内の状態を知ることができる。
振動板416の残留振動を想定した単振動の計算モデルに圧力Pを与えた時のステップ応答を体積速度uについて計算すると、次式(1)〜(3)が得られる。
Figure 2013233704
なお、流路抵抗rは、インク供給口413や圧力室411、ノズルNz等の流路形状やこれら流路におけるインクの粘度により決定し、イナータンスmは、インク供給口413や圧力室411、ノズルNz等の流路内におけるインク重量により決定し、コンプライアンスCは、振動板416の柔軟性によって決定する。
圧力室411やノズルNz内に気泡が混入した場合、気泡が混入した分だけインク重量(イナータンスm)が減少するため、上記の式(2)で示されるように角速度ωが大きくなり、振動周期が短くなる(振動周波数が高くなる)。従って、図4Aに示すように、気泡混入時の残留振動の周期Tbは、正常時の残留振動の周期Tgよりも短くなる(Tb<Tg)。
一方、圧力室411やノズルNz内のインクが乾燥により増粘した場合、流路抵抗rが増加するため、振幅が小さくなる(減衰率が大きくなる)。また、上記の式(2),(3)で示されるように角速度ωが小さくなり、振動周期が長くなる(振動周波数が低くなる)。従って、図4Aに示すように、増粘時の残留振動の周期Tvは、正常時の残留振動の周期Tgよりも長くなる(Tv>Tg)。
以上のように、残留振動の周期によって、ノズルNzや圧力室411内の状態を知ることができる。そこで、本実施例のプリンター1では、駆動素子417の駆動により圧力室411内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動を残留振動検出回路43が検出し、その検出結果(残留振動の周期)に基づいて、コントローラー10が、吐出不良ノズルと吐出不良の原因(気泡混入やインクの増粘)を特定する。
このように、吐出不良ノズルを検出するだけでなく、吐出不良の原因まで特定することで、吐出不良の原因に応じた処理を実施することができる。例えば、気泡混入による吐出不良ノズルを回復させるためには、インク消費量の多いポンプ吸引処理を実施する必要があるが、増粘インクによる吐出不良ノズルは、インク消費量の少ないフラッシング処理で回復させることができるとする。この場合、吐出不良の原因に応じた処理を実施することで、無駄なインクの消費を抑えることができる。
そして、残留振動検出回路43は、振動板416の残留振動による圧電素子417b(駆動素子417)の機械的変位を、圧電素子417bの起電圧の変化として検出する。なお、図3Bに示すように、複数の駆動素子417に対して残留振動検出回路43が共通に設けられており、各駆動素子417のグランド側の電極が共通接続されて(グランド端HGND)、残留振動検出回路43に接続されている。
また、残留振動検出回路43は、駆動素子417のグランド端HGNDを接地または開放するスイッチ433(Nチャンネル型のMOSFET)と、スイッチ433と電気的に並列に接続された抵抗R1と、駆動素子417(圧電素子417b)の起電圧のうち交流成分を増幅する第1交流増幅器431及び第2交流増幅器432と、第1交流増幅器431からの出力電圧VaOUT1と基準電圧Vrefを比較する第1比較器Comp1と、第2交流増幅器432からの出力電圧VaOUT2と基準電圧Vrefを比較する第2比較器Comp2と、を有する。
このうち、各交流増幅器431,432は、駆動素子417の起電圧に含まれる直流成分を除去するコンデンサーCと、直流成分が除去された交流成分を増幅する増幅器Ampとで構成されている。また、第1交流増幅器431と第2交流増幅器432は電気的に直列に接続されている。ただし、これに限らず、第1交流増幅器431と第2交流増幅器432を並列に接続してもよい(不図示)。この場合、駆動素子417の起電圧が第1交流増幅器431のみで増幅された後に第1比較器Comp1に入力され、駆動素子417の起電圧が第2交流増幅器432のみで増幅された後に第2比較器Comp2に入力される。
例えば、ある検査ノズルの残留振動を検出する場合、繰り返し周期tの駆動期間taにおいて、その検査ノズルに対応するヘッド制御部42(図3B)内のスイッチ424をオンにする。また、図3Aに示すように、ゲート信号DSELをHレベルにし、残留振動検出回路43内のスイッチ433をオンにする。そうすることで、駆動素子417のグランド端HGNDが接地された状態となり、検査ノズルに対応する駆動素子417に駆動信号COM(吐出波形Wa)が印加されて駆動素子417が駆動し、検査ノズルに対応する圧力室411内のインクに圧力変化が生じる。
その後、繰り返し周期tの検査期間tbにおいて、駆動信号COMの電圧を一定(Vs)にし、検査ノズルに対応するヘッド制御部42内のスイッチ424のみをオンにする。また、ゲート信号DSELをLレベルにして残留振動検出回路43内のスイッチ433をオフにし、駆動素子417のグランド端HGNDをグランドから切り離す。そうすることで、検査ノズルに対応する駆動素子417の起電圧(残留振動に応じた起電圧)が、残留振動検出回路43により取り出される。
駆動素子417の起電圧は、各交流増幅器431,432で増幅された後に(VaOUT1,VaOUT2)、各比較器Comp1,Comp2に入力されて、基準電圧Vrefと比較される。増幅された起電圧VaOUT1,VaOUT2よりも基準電圧Vrefの方が大きいときには、各比較器Comp1,Comp2はHレベルのパルス信号POUT1,POUT2を出力し、増幅された起電圧VaOUT1,VaOUT2よりも基準電圧Vrefの方が小さいときには、各比較器Comp1,Comp2はLレベルのパルス信号POUT1,POUT2を出力する。従って、このパルス信号POUT1,POUT2は、駆動素子417の起電圧の変化に応じた信号、即ち、検査ノズルの残留振動に応じた信号となる。そこで、コントローラー10は、残留振動検出回路43から出力されるパルス信号POUT1,POUT2の周期を、検査ノズルの残留振動の周期として求め、検査ノズル及び圧力室411内の状態を判定する。
===ヘッド41の検査方法===
図5は、ヘッド41(ノズル列)の検査方法を示すフローである。本実施例では、コントローラー10(制御部,コンピューター)が、例えば、メモリー13に記憶されているヘッド41の検査プログラムに従って、残留振動検出回路43から出力される信号(POUT1,POUT2)に基づき、ヘッド41を検査する。即ち、吐出不良ノズルを検出し、吐出不良の原因を特定する。また、本実施例では、印刷停止時に(例えば印刷開始前に)、ヘッド41が検査されるとする。以下では、ヘッド41の下面(図2A)に形成された1ノズル列を検査する場合を例に挙げて説明する。
まず、コントローラー10は、ヘッド41の下面をホームポジションのキャップ44に対向させた状態で、検査対象のノズル列に属する全ての検査対象ノズル(180個のノズル#1〜#180)を同時に駆動する(S001)。そのために、コントローラー10は、繰り返し周期tの駆動期間ta(図3A)において、180個のノズル#1〜#180に対応するヘッド制御部42(図3B)内の180個のスイッチ424がオン(接続状態)となるように、ヘッド制御部42に画素データSIを送信する。なお、ヘッド検査時の画素データSIは、コントローラー10が作成するようにしてもよいし、プリンタードライバーが作成するようにしてもよい。また、コントローラー10は、駆動期間taにおいて、ゲート信号DSELをHレベルにし、残留振動検出回路43内のスイッチ433をオンにする。その結果、180個のノズル#1〜#180に対応する駆動素子417に駆動信号COM(吐出波形Wa)が印加され、正常なノズルからはキャップ44に向けてインク滴が吐出される。
その後、コントローラー10は、繰り返し周期tの検査期間tbにおいて、180個のノズル#1〜#180に対応するヘッド制御部42内の180個のスイッチ424をオンにし、また、ゲート信号DSELをLレベルにして、残留振動検出回路43内のスイッチ433をオフにする。その結果、吐出波形Waが印加された後に180個の駆動素子417にてそれぞれ発生する起電圧の合成電圧、即ち、各ノズル#1〜#180の残留振動に応じた電圧の合成電圧が、グランド端HGNDから残留振動検出回路43に入力される。コントローラー10は、180個の駆動素子417の合成電圧が第1交流増幅器431で増幅された後に(VaOUT1)、第1比較器Comp1で基準電圧Vrefと比較された結果である第1パルス信号POUT1(残留振動の合成波)を取得する(S002)。なお、180個の駆動素子417の合成電圧は比較的に高い電圧であるため、第1交流増幅器431のみで増幅する。
また、第1パルス信号POUT1は、180個の各ノズル#1〜#180の残留振動に応じた電圧の合成電圧であるため(残留振動の合成波であるため)、180個のノズル#1〜#180の中の少数のノズルが吐出不良ノズルであり、その少数のノズルの残留振動が正常時の残留振動と異なっていても、第1パルス信号POUT1には影響しない。即ち、少数のノズルが吐出不良ノズルであるときと、全ノズル#1〜#180が正常であるときとで、第1パルス信号POUT1に殆ど差が生じない。
しかし、180個のノズル#1〜#180の中の大部分のノズルが吐出不良ノズルであり、大部分のノズルの残留振動が正常時の残留振動と異なっていると、第1パルス信号POUT1に影響が及んでしまう。即ち、大部分のノズルが吐出不良ノズルであるときと、全ノズル#1〜#180が正常であるときとで、第1パルス信号POUT1に大きな差が生じてしまう。例えば、大部分のノズルに気泡混入による吐出不良が発生している場合、第1パルス信号POUT1の周期は短くなり、大部分のノズルに増粘インクによる吐出不良が発生している場合、第1パルス信号POUT1の周期は長くなる。
そこで、コントローラー10は、検査対象のノズル列に属する全ノズル#1〜#180を同時駆動することにより得られる第1パルス信号POUT1(即ち、残留振動の合成波)の検出周期Taを、基準周期T0と比較する(S003)。つまり、第1パルス信号POUT1の検出周期Taと基準周期T0との差(絶対値|Ta−T0|)が第1閾値D1以上である場合(S003→No)、コントローラー10は、検査対象のノズル列に属する大部分のノズルに吐出不良が発生していると判定する。よって、後述のノズル毎の精密検査を実施せずに、ヘッド41のクリーニング処理(例えばポンプ吸引処理)を実施し(S013)、検査を終了する。
なお、第1パルス信号POUT1の検出周期Taは1パルス目の周期であっても、それ以降の周期であってもよい。また、基準周期T0は、例えば、同時に駆動する全ノズル#1〜#180が正常であるときに得られる第1パルス信号POUT1に基づいて予め設定されているとする。また、クリーニング処理によって吐出不良ノズルが正常ノズルに回復したか否かを確認するために、クリーニング処理後に図5のフローの最初の処理S001に戻るようにしてもよい。
一方、第1パルス信号POUT1の検出周期Taと基準周期T0との差(|Ta−T0|)が第1閾値D1未満である場合(S003→Yes)、コントローラー10は、検査対象のノズル列に属する全ての検査対象ノズル#1〜#180が正常であるか、若しくは、少数の検査対象ノズルにのみ吐出不良が発生していると判定する。
このように、本実施例では、まず、検査対象のノズル列に属する全ノズル#1〜#180を同時に駆動し、180個の駆動素子417にてそれぞれ発生する起電圧の合成電圧(ノズル180個分の残留振動の合成波)に基づいて、ノズル列に属する大部分のノズルに吐出不良が発生しているか否かを判定する「粗検査」を実施する。そして、大部分のノズルに吐出不良が発生していない場合に、ノズル毎に各ノズルの状態を検査する「精密検査」を実施する。
精密検査では、コントローラー10は、検査対象のノズル列に属するノズル#1〜#180にそれぞれ対応する駆動素子417を1個ずつ駆動し、その駆動素子417の起電圧(ノズル1個分の残留振動)に基づいて、各ノズルの状態を検査する。具体的には、残留振動検出回路43から出力される信号の検出周期Tcが第2閾値D2よりも大きく、且つ、第3閾値D3よりも小さい場合に、正常ノズルと判定し、検出周期Tcが第2閾値D2以下の場合に、気泡の混入が原因で吐出不良が発生する吐出不良ノズルであると判定し、検出周期Tcが第3閾値D3以上の場合に、インクの増粘が原因で吐出不良が発生する吐出不良ノズルであると判定する。
ただし、プリンター1を使用する環境温度によりインクの粘度が変動したり、経年変化により圧力室411や駆動素子417、残留振動検出回路43などの各部材の特性が変動したりする。そうすると、ノズルNzや圧力室411内の状態が同じであっても、残留振動の発生の仕方が変わってしまう。それにもかかわらず、環境温度や時間の経過に関係なく常に同じ閾値(D2,D3)を使用すると、吐出不良ノズルを誤って正常ノズルと判定したり、正常ノズルを誤って吐出不良ノズルと判定したりする虞がある。そこで、コントローラー10は、精密検査の前に、精密検査で用いる第2閾値D2及び第3閾値D3を補正する(S004)。
前述の粗検査で得られた第1パルス信号POUT1は、検査時の環境温度や各部材の経年変化に応じた信号であり、全ての検査対象ノズル#1〜#180の残留振動に応じた信号を合成・平均した信号に相当する。そのため、粗検査で同時に駆動したノズル#1〜#180の中の少数のノズルに吐出不良が発生していても、少数の吐出不良ノズルにおける残留振動のずれは、第1パルス信号POUT1に影響しない。従って、粗検査で得られた第1パルス信号POUT1の周期Taと基準周期T0との差α(=Ta−T0)は、吐出不良ノズルにより生じたずれではなく、検査時の環境温度や各部材の経年変化により生じたずれである。そこで、粗検査で得られた第1パルス信号POUT1に基づいて、閾値(D2,D3)を補正する。そうすることで、検査時の環境温度や各部材の経年変化により生じるずれを閾値(D2,D3)から排除することができ、誤検出を防止することができる。
また、本実施例の残留振動検出回路43では、吐出波形Waの印加後に180個の駆動素子417にてそれぞれ発生する起電圧の合成電圧と、吐出波形Waの印加後に1個の駆動素子417にて発生する起電圧とが同レベルとなるように、第2交流増幅器432の増幅率が設定されている。詳しくは、吐出波形Waの印加後に180個の正常なノズルに対応する駆動素子417にてそれぞれ発生する起電圧の合成電圧と、吐出波形Waの印加後に1個の正常なノズルに対応する駆動素子417の起電圧とが同じになるように、第2交流増幅器432の増幅率が180倍(同時駆動するノズル数倍)に設定されている。
そのため、精密検査では、吐出波形Waの印加後に1個の駆動素子417にて発生する起電圧を第1交流増幅器431と第2交流増幅器432とで増幅した第2パルス信号POUT2に基づいて、各ノズルの状態を検査する。そうすることで、粗検査で得られる第1パルス信号POUT1と、精密検査で得られる第2パルス信号POUT2とで、電圧レベルを同等にすることができる。そして、その電圧レベルに応じて、精密検査で用いる第2閾値D2と第3閾値D3が設定されている。また、粗検査で得られた第1パルス信号POUT1において環境温度や各部材の経年変化により生じていたずれは、精密検査で得られる第2パルス信号POUT2においても同様に生じる。そこで、コントローラー10は、粗検査で得られた第1パルス信号POUT1の周期Taと基準周期T0との差αをそのまま第2閾値D2と第3閾値D3の補正に適用する。具体的には、第1パルス信号POUT1の周期Taと基準周期T0との差α(=Ta−T0)を第2閾値D2と第3閾値D3にそれぞれ加算して補正する。
こうして補正した第2閾値D2’(=D2+α)と第3閾値D3’(=D3+α)に基づいて、コントローラー10は、ノズル毎の状態を検査する精密検査を実施する。そのために、まず、検査対象のノズル列に属するノズル#1〜#180の中から精密検査を実施する検査対象ノズル#Nを設定する(S005)。例えば、1番ノズル#1から順に検査する。
次に、コントローラー10は、検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417のみを駆動する(S006)。そのために、コントローラー10は、繰り返し周期tの駆動期間taにおいて、検査対象ノズル#Nに対応するヘッド制御部42内のスイッチ424のみをオンにし、また、ゲート信号DSELをHレベルにして、残留振動検出回路43内のスイッチ433をオンにする。その結果、検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417にのみ駆動信号(吐出波形Wa)が印加される。
その後、繰り返し周期tの検査期間tbにおいて、コントローラー10は、検査対象ノズル#Nに対応するヘッド制御部42内のスイッチ424のみをオンにし、ゲート信号DSELをLレベルにして、残留振動検出回路43内のスイッチ433をオフにする。その結果、吐出波形Waの印加後に検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417にて発生する起電圧(検査対象ノズル#Nの残留振動に応じた電圧)が、グランド端HGNDから残留振動検出回路43に入力される。そして、コントローラー10は、検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417にて発生する起電圧が第1交流増幅器431と第2交流増幅器432で増幅された後に(VaOUT2)、第2比較器Comp2で基準電圧Vrefと比較された結果である第2パルス信号POUT2(検査対象ノズル#Nの残留振動波)を取得する(S007)。
コントローラー10は、取得した第2パルス信号POUT2の周期を検査対象ノズル#Nの残留振動の周期Tcとして求め、その検出周期Tcと補正後の第2閾値D2’(=D2+α)とを比較する。検出周期Tcが補正後の第2閾値D2’以下である場合(S008→No)、コントローラー10は、検査対象ノズル#Nが気泡混入により吐出不良が発生する気泡ノズルであると判定する(S012)。
一方、検出周期Tcが補正後の第2閾値D2’よりも大きい場合(S008→Yes)、コントローラー10は、検出周期Tcと補正後の第3閾値D3’(=D3+α)とを比較する。コントローラー10は、検出周期Tcが補正後の第3閾値D3’未満である場合(S009→Yes)、検査対象ノズル#Nが吐出不良を発生しない正常なノズルであると判定し(S010)、検出周期Tcが補正後の第3閾値D3’以上である場合(S009→No)、検査対象ノズル#Nがインクの増粘により吐出不良が発生する増粘ノズルであると判定する(S011)。以上で、検査対象ノズル#Nの精密検査が終了する。コントローラー10は、未検査のノズルが無くなるまで(S014→Yes)、新たなノズルNzを検査対象ノズル#Nに設定して上記の処理を繰り返し、検査対象のノズル列の検査を終了する。なお、ヘッド41に属する他のノズル列に関しても図5のフローに従って同様に検査するとよい。
そして、上記の精密検査において、例えば、気泡ノズルが検出された場合には、ポンプ吸引処理を実施し、気泡ノズルは検出されなかったが増粘ノズルが検出された場合には、フラッシング処理を実施するとよい。そうすることで、インクの消費を抑えつつ、気泡ノズルや増粘ノズルを正常なノズルに回復させることができる。また、ヘッド41のクリーニング処理を実施するに限らず、例えば、吐出不良ノズルの情報をプリンタードライバーに送信し、吐出不良ノズルを使用しない印刷データを作成するようにしてもよい。そうすることで、吐出不良ノズルを使用せずに画像を印刷することができ、印刷画像の画質劣化を抑制することができる。
以上のように、本実施例では、コントローラー10(制御部)が、複数の検査対象ノズル#1〜#180に対応する複数の駆動素子417を駆動させることにより得られる第1パルス信号POUT1(第1検出信号)、即ち、複数の検査対象ノズル#1〜#180に対応する複数の駆動素子417の駆動によりその複数の駆動素子417に対応する各圧力室411内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動に応じた信号(各駆動素子417で発生する起電圧)を合成した信号に基づいて、1個の検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417を駆動させることにより得られる第2パルス信号POUT2(第2検出信号)、即ち、1個の検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417の駆動によりその駆動素子417に対応する圧力室411内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動に応じた信号の判定に用いる閾値(第2閾値D2,第3閾値D3)を補正する。
つまり、精密検査を実施する複数のノズル#1〜#180の中から全部(又は一部)のノズルに対応する複数の駆動素子417を同時に駆動する粗検査の検出結果(第1パルス信号POUT1)に基づいて、精密検査の検出結果(第2パルス信号POUT2)の判定に用いる閾値(D2,D3)を補正する。そうすることで、検査時の環境温度や各部材の経年変化に応じて閾値(D2,D3)を補正することができる。よって、吐出不良ノズルの誤検出を防止することができ、ヘッドの検査の精度を高めることができる。なお、図5のフローでは、ノズル毎の状態を検査する精密検査毎に閾値(D2,D3)を補正しているが、これに限らず、複数回の精密検査おきに閾値を補正するようにしてもよいし、所定時間おきに閾値を補正するようにしてもよい。
また、粗検査によって、複数の検査対象ノズル#1〜#180の大部分に吐出不良が発生しているか否かを判定することができる。そこで、コントローラー10は、粗検査の検出結果(第1検出信号)が正常範囲外である場合、具体的には、第1パルス信号POUT1の周期Taと基準周期T0との差αが第1閾値D1以上である場合、ノズルからのインク吐出不良を回復させるクリーニング処理(例:フラッシング処理やポンプ吸引処理)を実施する。そうすることで、複数の検査対象ノズルの大部分に吐出不良が発生している場合には、ノズル毎の状態を検査する精密検査を省略することができ、ヘッド41の検査時間を短縮することができる。
また、粗検査で得られる第1パルス信号POUT1(第1検出信号)と、精密検査で得られる第2パルス信号POUT2(第2検出信号)を、異なる増幅率で増幅した信号にする。そのために、残留振動検出回路43には2つの交流増幅器431,432を設け、複数の検査対象ノズルに対応する複数の駆動素子417を駆動させた後に各駆動素子417でそれぞれ発生する起電圧の合成電圧を第1交流増幅器431で増幅し、検査対象ノズル#Nに対応する1個の駆動素子417を駆動させた後にその駆動素子417で発生する起電圧を第1交流増幅器431と第2交流増幅器432で増幅する。
そうすることで、複数の駆動素子417を駆動したときに各駆動素子417で発生する起電圧の合成電圧(第1パルス信号POUT1)と、1個の駆動素子417を駆動したときにその駆動素子417で発生する起電圧(第2パルス信号POUT2)とで、電圧レベルを同等にすることができる。よって、閾値(D2,D3)を補正する際に、粗検査で得られた第1パルス信号POUT1の周期Taと基準周期T0との差αをそのまま適用することができ、閾値の補正を容易にすることができる。ただし、これに限らず、各信号POUT1,POUT2を検査可能な電圧レベルにまで増幅するだけでもよい。
===変形例===
<変形例1>
上記の実施例では、印刷停止時にヘッド41を検査する場合を例に挙げているが、これに限らない。例えば、媒体Sへの画像の印刷中にヘッド41を検査してもよい。ただし、粗検査時には印刷データに関係なく、全ノズル#1〜#180に対応する駆動素子417を同時に駆動する必要があり、各ノズルからインク滴が吐出される。よって、ヘッド41がホームポジション(非印刷領域)に戻るタイミングで、粗検査のために全ノズル#1〜#180に対応する駆動素子417を駆動するとよい。また、精密検査時には、検査対象ノズル#Nにドットを形成する画素データSI[1]が割り当てられている繰り返し周期tにおいて、検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417を駆動するとよい。そうすることで、ドットを形成すべきでない画素に向けてインク滴が吐出されてしまうことを防止でき、印刷データに応じた画像を印刷することができる。
<変形例2>
上記の実施例では、粗検査で得られた第1パルス信号POUT1の周期Taと、予め設定されていた基準周期T0との差αに基づいて、予め設定されていた閾値(D2,D3)を補正しているが、これに限らない。例えば、今回の粗検査で得られた第1パルス信号POUT1の周期Taと前回の粗検査で得られた第1パルス信号POUT1の周期との差に基づいて、前回の検査で補正された閾値(D2,D3)を補正するようにしてもよい。
<変形例3>
上記の実施例では、残留振動(POUT1,POUT2)の周期に基づいてノズルの状態を判定しているが、これに限らない。例えば、残留振動の位相や振幅、減衰量などの別のパターメーターに基づいてノズルの状態を判定するようにしてもよいし、残留振動の周期や位相、振幅、減衰量などの中から複数のパラメーターを組み合わせてノズルの状態を判定するようにしてもよい。また、残留振動における周期の変化や振幅の変化に基づいて、ノズルの状態を判定するようにしてもよい。また、特定する吐出不良の原因はインクの増粘や気泡混入だけに限らず、例えば、残留振動に基づいてノズルへの異物(紙粉,埃)の付着などの他の原因を特定するようにしてもよい。
また、図4Aに示すように、気泡が混入している場合には残留振動の周期Tbが短くなり、インクが増粘している場合には残留振動の周期Tvが長くなる傾向がある。そのため、検査対象ノズル(#1〜#180)の大部分のノズルに吐出不良が発生していても、気泡混入とインクの増粘が同程度に発生していた場合には、粗検査時に得られる第1パルス信号POUT1の周期のずれが相殺されてしまう。従って、特に、粗検査時には、第1パルス信号POUT1の周期だけでなく、例えば、振幅も考慮して、検査対象ノズルの大部分に吐出不良が発生しているか否かを判定することで、検査の精度を高めることができる。ただし、上記の実施例のように、第1パルス信号POUT1の周期だけを考慮する方が、コントローラー10の制御が容易となる。
<変形例4>
図6は、変形例4の駆動信号COMを説明する図である。変形例4の駆動信号COMでは、繰り返し周期t内の第1駆動期間ta1で微振動波形Wbが発生し、第2駆動期間ta2で吐出波形Waが発生する。また、第1駆動期間ta1と第2駆動期間ta2の間に第1検査期間tb1が設けられ、第2駆動期間ta2の後に第2検査期間tb2が設けられている。各検査期間tb1,tb2では、待機電位Vsが保持される。
微振動波形Wbは、ノズルからインク滴を吐出させずに、ノズルや圧力室411内のインクを微振動させるための波形である。具体的には、待機電位Vsから所定の電位Vcまで電位を下降させる波形部により、圧力室411が膨張し、ノズルのメニスカス(ノズル開口から露出しているインクの自由表面)が圧力室411側に引き込まれる。その後、所定の電位Vcを保持する波形部が駆動素子417に印加されている期間に、メニスカスは自由振動し、ノズルからインクが吐出されない程度にノズル内などのインクが微振動する。よって、ノズル内などのインクが攪拌され、インクの増粘(ノズルの目詰まり)を抑制することができる。最後に、所定の電位Vcから待機電位Vsまで電位を上昇させる波形部により、圧力室411が元の状態に戻る。
変形例4の駆動信号(図6)を使用することで、媒体Sへの画像の印刷中であっても、画素データSIに関係なく、精密検査を実施することができる。例えば、検査対象ノズル#Nにドットを形成しない画素データSI[0]が割り当てられている場合、第1駆動期間ta1と第1検査期間tb1に検査対象ノズル#Nに対応するヘッド制御部42内のスイッチ424をオンにする。そうして、検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417を微振動波形Wbで駆動し、第1検査期間tb1で発生する第2パルス信号POUT2に基づいて検査する。一方、検査対象ノズル#Nにドットを形成する画素データSI[1]が割り当てられている場合、第2駆動期間ta2と第2検査期間tb2に検査対象ノズル#Nに対応するヘッド制御部42内のスイッチ424をオンにする。そうして、検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417を吐出波形Waで駆動し、第2検査期間tb2で発生する第2パルス信号POUT2に基づいて検査する。
駆動素子417に吐出波形Waが印加された場合と微振動波形Wbが印加された場合とでは、ノズルNzの状態が同じであっても、残留振動の発生の仕方が異なる。そこで、検査に用いる基準周期T0や閾値D1〜D3を波形Wa,Wbに応じて異ならせる。更に、複数の駆動素子417に吐出波形Waを印加することで得られる第1パルス信号POUT1の周期Taと吐出波形Wa用の基準周期T0との差αに基づいて、吐出波形Wa用の第2閾値D2及び第3閾値D3を補正し、複数の駆動素子417に微振動波形Wbを印加することで得られる第1パルス信号POUT1の周期Taと微振動波形Wb用の基準周期T0との差αに基づいて、微振動波形Wb用の第2閾値D2及び第3閾値D3を補正する。
つまり、駆動信号COMにおける吐出波形Waの発生部(第1波形部)を複数の検査対象ノズルに対応する複数の駆動素子417に印加することにより得られる第1パルス信号POUT1(第1検出信号)に基づいて、1個の検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417に吐出波形Waを印加するときの判定に用いる閾値(D2,D3)を補正し、駆動信号COMにおける微振動波形Wbの発生部(第2波形部)を複数の検査対象ノズルに対応する複数の駆動素子417に印加することにより得られる第1パルス信号POUT1に基づいて、1個の検査対象ノズル#Nに対応する駆動素子417に微振動波形Wbを印加するときの判定に用いる閾値(D2,D3)を補正する。そうすることで、各波形Wa,Wbに応じた閾値(D2,D3)を、容易に、且つ、精度よく補正することができる。
<変形例5>
上記の実施例では、粗検査時に、検査対象のノズル列に属する全ノズル#1〜#180を同時に駆動しているが、これに限らない。検査対象のノズル列に属する一部のノズルを同時に駆動するようにしてもよい。ただし、同時に駆動するノズル数が多いほど、吐出不良ノズルにおける残留振動のずれの影響を排除することができ、環境温度や各部材の経年変化に応じて、閾値(D2,D3)を精度よく補正することができる。そのため、粗検査時には、検査対象ノズルの半分以上のノズルを同時に駆動することが好ましい。
また、ノズル列における搬送方向(所定方向)の位置によって、インクの吐出特性や残留振動の発生の仕方が若干異なる。そこで、コントローラー10は、ノズル列(複数の検査対象ノズル)を搬送方向に複数の領域に分割し、全ての領域の中から選択した複数の検査対象ノズルに対応する駆動素子417を駆動させることにより得られる第1パルス信号POUT1(第1検出信号)に基づいて、精密検査時に使用する閾値(D2,D3)を補正する。例えば、ノズル列に属するノズル#1〜#180を、下流部(#1〜#60)と中央部(#61〜#120)と上流部(#121〜#180)に分割し、各部からそれぞれ30個のノズルを選択し、選択したノズルに対応する駆動素子417を駆動することにより得られる第1パルス信号POUT1に基づいて閾値(D2,D3)を補正する。そうすることで、ノズル列における搬送方向の位置の違いによらずに、平均的に閾値(D2,D3)を補正することができ、検査の精度を高めることができる。
<変形例6>
上記の実施例では、粗検査時の検出結果(第1パルス信号POUT1)に基づいて、精密検査時に使用する閾値(D2,D3)を補正しているが、これに限らない。例えば、複数の駆動素子417を駆動させることにより得られる第1パルス信号POUT1に基づき、複数の検査対象ノズルの大部分に吐出不良が発生しているか否かを判定せずに、閾値(D2,D3)を補正するだけでもよい。
<変形例7>
上記の実施例では、駆動素子417の駆動によって圧力室411内のインクに圧力変化を生じさせた後の残留振動を、駆動素子417(圧電素子)の機械的変位による起電力の変化として検出している。即ち、駆動素子417をヘッド41の検査に使用しているが、これに限らない。例えば、駆動素子417の駆動によって圧力室411内のインクに生じる振動を検知するためのセンサーを、駆動素子417とは別にプリンター1に設けてもよい。例えば、圧力室411内のインクに生じる振動(例:圧力変化)を検知するためのセンサー(例:圧力センサー)を、圧力室411内やインク供給口413内に設けてもよい。この場合には、駆動素子417の駆動後の残留振動を検出するに限らず、例えば、駆動素子417の駆動と同時に振動を検出したり、駆動素子417の駆動中や駆動前から振動を検出したりしてもよい。このようにしても、駆動素子417の駆動後の残留振動さえ検出できればよい。また、この場合には、発熱素子を用いてノズル内に気泡を発生させ、その気泡によってインクを吐出させるサーマル方式により、ノズルからインク滴を吐出させてもよい。
===その他の実施形態===
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。
上記の実施形態では、ヘッドが移動方向に移動しながらインクを吐出する動作と、媒体が搬送方向に搬送される動作とが繰り返されるプリンターを例に挙げているが、これに限らない。例えば、媒体の幅方向にノズルが並んだ固定されたヘッドの下を、幅方向と交差する方向に媒体が通過する際に、ヘッドから媒体に向けてインクを吐出するプリンターでもよい。また、例えば、印刷領域に搬送された媒体に対して、ヘッドがX方向に移動しながら画像を印刷する動作と、ヘッドがY方向に移動する動作と、を繰り返して画像を印刷し、その後、未だ画像が印刷されていない媒体の部位を印刷領域に搬送するプリンターでもよい。
上記の実施形態では、液体吐出装置の一例としてインクジェットプリンターを挙げているが、これに限らない。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、気体気化装置、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対して、上記の実施形態と同様の技術を適用してもよい。
1 プリンター、10 コントローラー、11 インターフェース部、
12 CPU、13 メモリー、14 ユニット制御回路、
15 駆動信号生成回路、20 搬送ユニット、30 キャリッジユニット、31 キャリッジ、40 ヘッドユニット、41 ヘッド、411 圧力室、
412 共通インク室、413 インク供給口、414 ノズルプレート、
415 流路形成基板、416 振動板、417 駆動素子、
42 ヘッド制御部、421 シフトレジスター、422 ラッチ回路、
423 レベルシフター、424 スイッチ、43 残留振動検出回路、
431 第1交流増幅器、432 第2交流増幅器、433 スイッチ、
44 キャップ、50 検出器群、60 コンピューター

Claims (8)

  1. 液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドと、
    駆動信号を印加して前記駆動素子を駆動させることにより、当該駆動素子に対応する前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる制御部であって、
    複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子を駆動させることにより得られる第1検出信号に基づいて、1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第2検出信号の判定に用いる閾値を補正する制御部と、
    を有する液体吐出装置。
  2. 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
    前記第1検出信号は、前記複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子の駆動により当該複数の駆動素子にそれぞれ対応する各前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせた後の残留振動に応じた信号を合成した信号であり、
    前記第2検出信号は、前記1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子の駆動により当該駆動素子に対応する前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせた後の残留振動に応じた信号である、
    液体吐出装置。
  3. 請求項2に記載の液体吐出装置であって、
    前記第1検出信号と前記第2検出信号とは異なる増幅率で増幅された信号である液体吐出装置。
  4. 請求項1から請求項3の何れか1項に記載の液体吐出装置であって、
    前記制御部は、前記第1検出信号が正常範囲外である場合、前記ノズルからの液体吐出不良を回復させるクリーニング処理を実施する、
    液体吐出装置。
  5. 請求項1から請求項4の何れか1項に記載の液体吐出装置であって、
    前記駆動信号は第1波形部と第2波形部とを有し、
    前記制御部は、
    前記複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子に前記第1波形部を印加することにより得られる前記第1検出信号に基づいて、前記1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子に前記第1波形部を印加するときの判定に用いる前記閾値を補正し、
    前記複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子に前記第2波形部を印加することにより得られる前記第1検出信号に基づいて、前記1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子に前記第2波形部を印加するときの判定に用いる前記閾値を補正する、
    液体吐出装置。
  6. 請求項1から請求項5の何れか1項に記載の液体吐出装置であって、
    複数の前記検査対象ノズルは所定方向に沿って並び、
    前記制御部は、複数の前記検査対象ノズルを前記所定方向に複数の領域に分割し、全ての前記領域の中から選択した複数の前記検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる前記第1検出信号に基づいて、前記閾値を補正する、
    液体吐出装置。
  7. 液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドの検査方法であって、
    複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子を駆動させることにより第1検出信号を取得することと、
    前記第1検出信号に基づいて、1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第2検出信号の判定に用いる閾値を補正することと、
    を有する検査方法。
  8. 液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室であって、対応する前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を備えるヘッドをコンピューターに検査させるためのプログラムであって、
    複数の検査対象ノズルに対応する複数の前記駆動素子を駆動させることにより第1検出信号を取得する機能と、
    前記第1検出信号に基づいて、1個の検査対象ノズルに対応する前記駆動素子を駆動させることにより得られる第2検出信号の判定に用いる閾値を補正する機能と、
    をコンピューターに実現させるためのプログラム。
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