JP2018529552A - 液体吐出装置、ヘッドユニット、及び、液体吐出装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、駆動信号により圧電素子を駆動して変位させた後に吐出部に生じる残留振動を検出し、残留振動の周期や振幅等の残留振動の特性に基づいて、吐出部における液体の吐出状態を判定することで、吐出異常による画質の低下を予防する技術が提案されている。
室の容積よりも大きい、ことを特徴とする。
能なノズルと、を含む吐出部を備える液体吐出装置の制御方法であって、第1期間において第1電位であり、前記第1期間よりも後の第2期間において第2電位であり、前記第2期間よりも後の第3期間において第3電位である駆動波形を有する駆動信号を、前記圧電素子に対して供給し、前記第3期間において前記吐出部に生じている残留振動を検出し、前記第2期間における前記圧力室の容積は、前記第1期間における前記圧力室の容積よりも小さく、前記第3期間における前記圧力室の容積は、前記第2期間における前記圧力室の容積よりも大きい、ことを特徴とする。
本実施形態では、インク(「液体」の一例)を吐出して記録用紙P(「媒体」の一例)に画像を形成するインクジェットプリンターを例示して、液体吐出装置を説明する。
図1及び図2を参照しつつ、本実施形態に係るインクジェットプリンター1の構成について説明する。
ホストコンピューター9は、インクジェットプリンター1が形成すべき画像を示す印刷データImgと、インクジェットプリンター1が形成すべき画像の印刷部数を示す情報と、を出力する。
インクジェットプリンター1は、ホストコンピューター9から供給される印刷データImgの示す画像を、必要な部数だけ記録用紙Pに形成する印刷処理を実行する。なお、本実施形態では、インクジェットプリンター1がラインプリンターである場合を例示して説明する。
なお、詳細は後述するが、本実施形態においては、インクジェットプリンター1が、複数のヘッドユニット10と、複数の判定ユニット4と、を備える場合を想定する。
図2に示すように、インクジェットプリンター1は、ヘッドユニット10を搭載する搭載機構32を備える。搭載機構32には、ヘッドユニット10の他に、4個のインクカートリッジ31が搭載されている。4個のインクカートリッジ31は、ブラック、シアン、マゼンタ、及び、イエローの、4色(CMYK)と1対1に対応して設けられたものであり、各インクカートリッジ31には、当該インクカートリッジ31に対応する色のインクが充填されている。なお、各インクカートリッジ31は、搭載機構32に搭載される代わりに、インクジェットプリンター1の別の場所に設けられるものであってもよい。
ートリッジ31と1対1に対応するように、4個の判定ユニット4が設けられている。
なお、以下では、ヘッドユニット10及び判定ユニット4について説明する場合、4個のインクカートリッジ31のうち任意の1個のインクカートリッジ31に対応して設けられた、1個のヘッドユニット10及び1個の判定ユニット4に着目して説明するが、当該説明は、他の3個のヘッドユニット10及び3個の判定ユニット4にも同様に該当することとする。
そして、制御部6は、ホストコンピューター9から供給される印刷データImg等に基づいて、ヘッドユニット10及び搬送機構7を制御することにより、記録用紙Pに印刷データImgに応じた画像を形成する印刷処理の実行を制御する。
次に、制御部6は、印刷データImg等の記憶部60に格納されている各種データに基づいて、ヘッドユニット10の動作を制御して吐出部Dを駆動させるための印刷信号SI及び駆動波形信号Com等の信号を生成する。
また、制御部6は、印刷信号SIや、記憶部60に格納されている各種データに基づいて、モータードライバー72の動作を制御するための信号を生成し、これら生成した各種信号を出力する。なお、詳細は後述するが、本実施形態に係る駆動波形信号Comは、駆動波形信号Com-A及びCom-Bを含む。
なお、駆動波形信号Comはアナログの信号である。このため、制御部6は、図示省略したDA変換回路を含み、制御部6が備えるCPU等において生成されるデジタルの駆動波形信号を、アナログの駆動波形信号Comに変換したうえで、出力する。
されるドットサイズ及びドット配置を調整し、印刷データImgに対応する画像を記録用紙Pに形成する印刷処理の実行を制御する。
なお、以下では、M個の吐出部Dのうち、検出ユニット8による残留振動の検出の対象とされる吐出部Dを、対象吐出部Dtgと称する場合がある。詳細は後述するが、対象吐出部Dtgは、制御部6により、M個の吐出部Dの中から指定される。
駆動信号生成部51は、印刷信号SI、クロック信号CL、及び、駆動波形信号Com等、制御部6から供給される信号に基づいて、記録ヘッド3が備えるM個の吐出部Dの各々を駆動するための駆動信号Vinを生成する。
接続部53は、制御部6から供給される接続制御信号Swに基づいて、各吐出部Dを、駆動信号生成部51または検出ユニット8の、いずれか一方に電気的に接続させる。駆動信号生成部51において生成された駆動信号Vinは、接続部53を介して吐出部Dに供給される。各吐出部Dは、駆動信号Vinが供給されると、供給された駆動信号Vinに基づいて駆動され、内部に充填したインクを記録用紙Pに対して吐出することができる。
図3及び図4を参照しつつ、記録ヘッド3と、記録ヘッド3に設けられる吐出部Dと、について説明する。
る。キャビティ320は、インク供給口360を介してリザーバ350と連通している。リザーバ350は、インク取入口370を介して1個のインクカートリッジ31と連通している。
圧電素子300は、下部電極301と、上部電極302と、下部電極301及び上部電極302の間に設けられた圧電体303と、を有する。そして、下部電極301の電位が所定の電位VSSに設定され、上部電極302に駆動信号Vinが供給されることで、下部電極301及び上部電極302の間に電圧が印加されると、当該印加された電圧に応じて圧電素子300が図において上下方向に撓み(変位し)、その結果、圧電素子300が振動する。
複数の印刷領域(例えば、記録用紙PにA4サイズの画像を印刷する場合における当該A4サイズの矩形の領域や、ラベル用紙におけるラベル)と、これら複数の印刷領域のそれぞれを区画するための余白領域と、に分割したうえで、複数の印刷領域と1対1に対応する複数の画像を形成する場合を想定する。但し、1枚の記録用紙Pに対して1個の印刷領域を設け、印刷部数に対応する枚数の記録用紙Pの各々に1個の画像を形成してもよい。
次に、吐出部Dからのインク吐出動作と、吐出部Dに生じる残留振動と、について、図5乃至図13を参照しながら説明する。
Uv={Prs/(ω・Int)}e−γt・sin(ωt)
ω={1/(Int・Cm)−γ2}1/2
γ=Res/(2・Int)
クの吐出状態が異常であり、当該吐出部DのノズルNからインク滴が正常に吐出されない場合、即ち吐出異常が発生する場合がある。吐出異常が発生する原因としては、(1)キャビティ320内への気泡の混入、(2)キャビティ320内のインクの乾燥等に起因するキャビティ320内のインクの増粘または固着、(3)ノズルNの出口付近への紙粉等の異物の付着、等が挙げられる。
次に、図14乃至図18を参照しつつ、ヘッドドライバー5(駆動信号生成部51、接続部53、及び、検出ユニット8)と、判定ユニット4とについて説明する。
図14は、ヘッドドライバー5のうち駆動信号生成部51の構成を示すブロック図である。
図14に示すように、駆動信号生成部51は、シフトレジスタSR、ラッチ回路LT、デコーダーDC、並びに、切替部TXからなる組を、M個の吐出部Dに1対1に対応するようにM個有する。以下では、これらM個の組を構成する各要素を、図において上から順番に、1段、2段、…、M段と称することがある。
印刷信号SIは、各吐出部Dに対して供給すべき駆動波形信号Comの波形を指定し、これにより、各吐出部Dからのインクの吐出の有無、及び、各吐出部Dが吐出すべきインク量を指定するデジタルの信号である。印刷信号SIは、印刷信号SI[1]〜SI[M]を含む。このうち、印刷信号SI[m]は、吐出部D[m]からのインクの吐出の有無、及び、吐出部D[m]が吐出すべきインク量を、ビットb1及びb2の2ビットで指定する。
具体的には、印刷信号SI[m]は、吐出部D[m]に対して、大ドットに相当する量のインクの吐出、中ドットに相当する量のインクの吐出、小ドットに相当する量のインクの吐出、または、インクの非吐出のうちいずれか1つを指定する。より具体的には、印刷信号SI[m]の有する2ビットの情報(b1、b2)は、吐出部D[m]に対して、大ドットに相当する量のインクの吐出を指定する場合には(1,1)を示し、中ドットに相当する量のインクの吐出を指定する場合には(1,0)を示し、小ドットに相当する量のインクの吐出を指定する場合には(0,1)を示し、インクの非吐出を指定する場合には(0,0)を示す(図15参照)。
駆動信号生成部51は、吐出部D[m]に対して、印刷信号SI[m]により指定された波形を有する駆動信号Vinを供給する。なお、上述の通り、駆動信号Vinのうち、印刷信号SI[m]により指定された波形を有し、吐出部D[m]に供給される駆動信号Vinを、駆動信号Vin[m]と称する。
号CLに従って順次後段に転送する。そして、M個のシフトレジスタSRの全てに印刷信号SIが転送されると、M個のシフトレジスタSRのそれぞれが、印刷信号SIのうち自身に対応する2ビット分のデータを保持した状態を維持する。以下では、m段のシフトレジスタSRをシフトレジスタSR[m]と称する場合がある。
制御部6は、駆動信号生成部51に対して、単位期間Tu毎に、印刷信号SIと駆動波形信号Comとを供給するとともに、単位期間Tu毎に、ラッチ回路LTが印刷信号SI[m]をラッチするようなラッチ信号LATを供給する。これにより、制御部6は、各単位期間Tuにおいて、吐出部D[m]を、大ドットに相当する量のインクの吐出、中ドットに相当する量のインクの吐出、小ドットに相当する量のインクの吐出、または、インクの非吐出、のうち、いずれかを実行させるように駆動するための駆動信号Vin[m]を、吐出部D[m]に対して供給するように、駆動信号生成部51を制御する。
図15は、各単位期間Tuにおけるm段のデコーダーDCのデコード内容を示す説明図である。この図に示すように、m段のデコーダーDCは、各単位期間Tuの制御期間Ts1及びTs2のそれぞれにおいて、選択信号Sa[m]及びSb[m]を出力する。本実施形態では、デコーダーDCは、印刷信号SI[m]の示すビットb1が「1」である場合には、制御期間Ts1において選択信号Sa[m]をHレベルに、選択信号Sb[m]をLレベルにそれぞれ設定し、印刷信号SI[m]の示すビットb1が「0」である場合には、制御期間Ts1において選択信号Sa[m]をLレベルに、選択信号Sb[m]をHレベルにそれぞれ設定する。また、本実施形態では、デコーダーDCは、印刷信号SI[m]の示すビットb2が「1」である場合には、制御期間Ts2において選択信号Sa[m]をHレベルに、選択信号Sb[m]をLレベルにそれぞれ設定し、印刷信号SI[m]の示すビットb2が「0」である場合には、制御期間Ts2において選択信号Sa[m]をLレベルに、選択信号Sb[m]をHレベルにそれぞれ設定する。
例えば、単位期間Tuにおいて供給される印刷信号SI[m]が、(b1、b2)=(1,0)である場合、m段のデコーダーDCは、制御期間Ts1において、選択信号Sa[m]をHレベルに、選択信号Sb[m]をLレベルにそれぞれ設定し、制御期間Ts2において、選択信号Sb[m]をHレベルに、選択信号Sa[m]をLレベルにそれぞれ設定する。
給される。また、トランスミッションゲートTGa[m]及びTGb[m]の他端は、m段の出力端OTNに電気的に接続されている。
また、図15に示すように、各制御期間Tsにおいて、切替部TX[m]は、トランスミッションゲートTGa[m]及びTGb[m]の一方がオンとなり他方がオフとなるように制御される。つまり、各制御期間Tsにおいて、切替部TX[m]は、m段の出力端OTNを介して、駆動波形信号Com-AまたはCom-Bのいずれか一方を、駆動信号Vin[m]として吐出部D[m]に供給する。
制御部6は、各単位期間Tuの開始に先立って、印刷信号SIをクロック信号CLに同期させて駆動信号生成部51に供給する。そして、駆動信号生成部51のシフトレジスタSRは、供給された印刷信号SI[m]をクロック信号CLに従って、順次後段に転送する。
波形PA1は、波形PA1を有する駆動信号Vin[m]が吐出部D[m]に供給されると、吐出部D[m]から中ドットに相当する中程度の量のインクが吐出されるような波形である。
波形PA2は、波形PA2を有する駆動信号Vin[m]が吐出部D[m]に供給されると、吐出部D[m]から小ドットに相当する小程度の量のインクが吐出されるような波形である。
例えば、波形PA1の最低電位(この例では、電位Va11)と最高電位(この例では、電位Va12)との電位差は、波形PA2の最低電位(この例では、電位Va21)と最高電位(この例では、電位Va22)との電位差よりも大きい。
波形PBは、波形PBを有する駆動信号Vin[m]が吐出部D[m]に供給された場合に、吐出部D[m]からインクが吐出されないような波形である。つまり、波形PBは、吐出部D内部のインクに微振動を与えてインクの増粘を防止するための波形である。例えば、波形PBの最低電位(この例では、電位Vb11)と最高電位(この例では、基準電位V0)との電位差は、波形PA2の最低電位と最高電位との電位差よりも小さくなるように定められる。
クと、波形PA2に基づく小程度の量のインクと、を吐出し、これら2度にわたり吐出されたインクにより、記録用紙P上に大ドットを形成する。
図18は、記録ヘッド3、接続部53、検出ユニット8、及び、判定ユニット4の接続関係と、接続部53の構成と、判定ユニット4の構成と、を例示するブロック図である。
以下では、接続回路Ux[m]が、吐出部D[m]と駆動信号生成部51のm段の出力端OTNとを電気的に接続している状態を、第1の接続状態と称する。また、接続回路Ux[m]
が、吐出部D[m]と検出ユニット8とを電気的に接続している状態を、第2の接続状態と称する。
制御部6が、単位期間Tuにおいて吐出部D[m]を対象吐出部Dtgとして指定する場合、接続回路Ux[m]は、当該単位期間Tuのうち検出期間Tdにおいて第2の接続状態となり、吐出部D[m]と検出ユニット8とを電気的に接続する。また、制御部6が、単位期間Tuにおいて吐出部D[m]を対象吐出部Dtgとして指定する場合、接続回路Ux[m]は、当該単位期間Tuのうち検出期間Td以外の期間において第1の接続状態となり、吐出部D[m]と駆動信号生成部51とを電気的に接続する。他方、制御部6が、単位期間Tuにおいて吐出部D[m]を対象吐出部Dtgとして指定しない場合、接続回路Ux[m]は、当該単位期間Tuの全期間に亘って第1の接続状態となり、吐出部D[m]と駆動信号生成部51とを電気的に接続する。
具体的には、制御部6は、単位期間Tuにおいて、吐出部D[m]を対象吐出部Dtgとして指定する場合、接続回路Ux[m]が、当該単位期間Tuのうち、検出期間Td以外の期間において第1の接続状態となり、検出期間Tdにおいて第2の接続状態となるような接続制御信号Sw[m]を、接続回路Ux[m]に供給する。このため、単位期間Tuにおいて吐出部D[m]が対象吐出部Dtgとして指定される場合、当該単位期間Tuのうち検出期間Td以外の期間において、駆動信号生成部51から吐出部D[m]に対して駆動信号Vin[m]が供給され、当該単位期間Tuのうち検出期間Tdにおいて、吐出部D[m]から検出ユニット8に対して残留振動信号Voutが供給される。
また、制御部6は、単位期間Tuにおいて、吐出部D[m]を対象吐出部Dtgとして指定しない場合、接続回路Ux[m]が、当該単位期間Tuの全期間に亘って第1の接続状態を維持するような接続制御信号Sw[m]を、接続回路Ux[m]に供給する。
図18に示す検出ユニット8は、上述のとおり、残留振動信号Voutに基づいて整形波形信号Vdを生成する。上述の通り、整形波形信号Vdとは、残留振動信号Voutの振幅を増幅し、また、残留振動信号Voutからノイズ成分を除去することで、残留振動信号Voutを、判定ユニット4における処理に適した波形に整形した信号である。
2において検出される残留振動信号Voutを、残留振動信号Vout2と称し、検出期間Td3において検出される残留振動信号Voutを、残留振動信号Vout3と称する場合がある。
また、検出ユニット8において、残留振動信号Voutに基づいて生成される整形波形信号Vdのうち、残留振動信号Vout1に基づいて生成される整形波形信号Vdを整形波形信号Vd1(「第1検出信号」の一例)と称し、残留振動信号Vout2に基づいて生成される整形波形信号Vdを整形波形信号Vd2(「第2検出信号」の一例)と称し、残留振動信号Vout3に基づいて生成される整形波形信号Vdを整形波形信号Vd3(「第3検出信号」の一例)と称する場合がある。
判定ユニット4は、検出ユニット8の出力する整形波形信号Vdに基づいて、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定し、当該判定の結果を示す判定情報RSを生成する。
このうち、特性情報生成部41には、制御部6から、整形波形信号Vdの示す残留振動の特性を特定するために用いられる各種閾値電位を示す閾値電位信号SVthが供給される。特性情報生成部41は、閾値電位信号SVthの示す各種閾値電位と、整形波形信号Vdの示す電位と、を比較することで、検出ユニット8の生成する整形波形信号Vdの示す残留振動の特性を特定し、特定された残留振動の特性を示す特性情報Infoを生成する。
また、判定情報生成部42には、制御部6から、吐出部Dにおけるインクの吐出状態の判定基準を示す基準情報STthが供給される。判定情報生成部42は、特性情報生成部41の生成する特性情報Infoを、基準情報STthの示す基準値と比較することで、吐出部D[m]におけるインクの吐出状態を判定し、当該判定の結果を示す判定情報RS[m]を生成する。
次に、図19乃至図22Cを参照しつつ、吐出状態判定処理について説明する。
なお、本実施形態では、電位Va13が基準電位V0と等しい電位である場合を想定する。つまり、本実施形態では、第3電位が基準電位V0である場合を想定する。また、本実施形態では、電位Va13と電位Va11との電位差が、電位Va12と電位Va13との電位差よりも大きい場合を想定する。
このように、本実施形態では、検出期間Td1、Td2、Td3の各々の期間において、波形PA1の示す電位を一定に維持するため、検出される残留振動に対して重畳するノイズのうち駆動波形信号Comに由来するノイズを低減し、残留振動の正確な検出を可能としている。
なお、図20において示す、判定用駆動波形として例示される波形PA1の形状と、吐出部D[m]に生じる残留振動の波形との関係は、一例に過ぎず、本発明はこの図に示す場合に限定されるものではない。
また、この図に示す例では、波形PA1を有する駆動信号Vin[m]により駆動される吐出部D[m]に、波形PA12が終了する時刻Ta12において、波形PA12に起因する残留振動W2が生じる場合を想定する。そして、この図に示す例では、検出期間Td2において、残留振動W1と残留振動W2とが重畳した合成振動が、残留振動信号Vout2として検出される。
また、この図に示す例では、波形PA1を有する駆動信号Vin[m]により駆動される吐出部D[m]に、波形PA13が終了する時刻Ta13において、波形PA13に起因する残留振動W3が生じる場合を想定する。そして、この図に示す例では、検出期間Td3において、残留振
動W1、W2、及び、W3が重畳した合成振動が、残留振動信号Vout3として検出される。
(1)駆動信号Vin[m]の信号レベルが変化している状態から、駆動信号Vin[m]の信号レベルが一定にホールドされる状態へと遷移する場合
(2)駆動信号Vin[m]の信号レベルが一定にホールドされている状態から、駆動信号Vin[m]の信号レベルが変化する状態へと遷移する場合
(3)駆動信号Vin[m]の信号レベルが変動している場合
すなわち、図19に例示するような駆動信号Vin[m]を吐出部D[m]に供給する場合において、吐出部D[m]には、残留振動W1、W2、及び、W3以外に、例えば、波形PA11が開始するタイミング、波形PA12が開始するタイミング、及び、波形PA13が開始するタイミング等においても、残留振動が生じる可能性がある。
但し、図20及び後述する図21に示す例では、簡単のために、吐出部D[m]に生じる可能性のある残留振動のうち、上記(1)の場合において生じる残留振動W1、W2、及び、W3のみを例示して説明することとする。
また、図19乃至図21では、波形PA1が、吐出部Dにおけるインクの吐出状態が正常であれば、残留振動W2と残留振動W3とが互いに弱め合うような波形に設計されている場合を想定する。例えば、本実施形態に係る波形PA1は、残留振動W2と残留振動W3との位相差がπと略同じとなるように設計されている場合を想定する。例えば、図20に示すように、時刻Ta12から時刻Ta13までの時間長が、吐出部Dの吐出状態が正常である場合の残留振動信号Voutの周期のkb倍と略同じとなるように設計されている(kbは、1≦kbを満たす自然数)場合を想定する。
以下では、吐出部Dの吐出状態が異常である場合の残留振動信号Voutを、残留振動信号VoutEと表現する場合がある。
特性情報Infoとして出力する。そして、判定情報生成部42は、特性情報Infoに含まれる各種計測時間と、基準情報STthの示す各種判定基準とを比較し、当該比較結果に基づいて判定情報RSを生成する。
電位VthCは、閾値電位Vth0よりも低い電位である。
なお、基準情報STthの示す各種基準値は、対象吐出部Dtgの吐出状態が正常な場合において計測された特性情報Infoの示す各種計測時間と、対象吐出部Dtgの吐出状態が異常な場合において計測された特性情報Infoの示す各種計測時間と、に基づいて予め定められた、を両者を区別するための閾値である。換言すれば、基準情報STthの示す各種基準値は、残留振動信号Voutに基づく整形波形信号Vdの特性を示す特性情報Infoの示す各種計測時間と、残留振動信号VoutEに基づく整形波形信号VdEの特性を示す特性情報Infoの示す各種計測時間と、の境界を示すための閾値である。
Tw1L≦Tw1≦Tw1H …… (1)
Tw2L≦Tw2≦Tw2H …… (2)
Tw3L≦Tw3≦Tw3H …… (3)
TwAL≦TwA≦TwAH …… (4)
TwBL≦TwB≦TwBH …… (5)
TwCL≦TwC≦TwCH …… (6)
TwD=TwD0(但し、TwD0=0) …… (7)
TwE=TwE0(但し、TwE0=0) …… (8)
以上において説明したように、本実施形態では、吐出部Dに生じる残留振動の位相及び信号レベルに関する情報に基づいて、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定する。すなわち、本実施形態では、吐出部Dに生じる残留振動の1周期分の時間を計測することなく、吐出部Dの吐出状態を判定する。よって、検出期間Tdを構成する検出期間Td1、Td2、Td3の各々が、吐出部Dに生じる残留振動の周期よりも短い場合であっても、吐出部Dに生じる残留振動の特性を特定することが可能となり、特定された残留振動の特性に基づいて、吐出部Dの吐出状態を判定することができる。
つまり、対比例において、印刷処理において用いられる吐出波形等の印刷用波形と、吐出状態判定処理において用いられる判定用駆動波形とを共通化する場合には、印刷用波形の中に残留振動の1周期以上の時間長を有する検出用波形を確保するという制約が生じる。このため、対比例においては、印刷用波形の周期を短くすることが困難となり、ひいては、印刷処理の高速化が困難となる場合がある。よって、対比例においては、印刷処理の高速化のために、判定用駆動波形と印刷用波形とを別個の波形とし、印刷処理と吐出状態判定処理とを異なるタイミングで実行せざるを得ず、インクジェットプリンター1の利用者の利便性が損なわれる可能性が生じる場合があった。
このため、本実施形態では、対比例に比べて、判定用駆動波形において、残留振動を検出するための検出用波形を設けることによる制約が軽減され、波形設計上の自由度を高くすることができる。すなわち、本実施形態では、対比例に比べて、判定用駆動波形の周期を短くすることが容易となり、また、吐出状態判定処理と印刷用波形とを共通化する場合であっても、判定用駆動波形(及び印刷用波形)の周期の短縮が容易となる。よって、本実施形態では、印刷処理を高速化する場合において、印刷処理の実行中に、吐出状態判定処理を実行することが可能となる。これにより、印刷処理の実行中において吐出異常が生じた場合の迅速な対処が可能となり、印刷処理の実行中に印刷品質が突然劣化することを防止することができる。
このため、残留振動の波形の特性に関する情報である特性情報Infoに基づく、残留信号の波形が吐出状態が正常である場合の波形に該当するか否かの判定の精度、つまり、特性情報Infoに基づく吐出部Dの吐出状態の判定の精度を高くすることができる。
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
上述した実施形態及において、検出ユニット8は、検出期間Td1において残留振動信号Vout1を検出し、検出期間Td2において残留振動信号Vout2を検出し、検出期間Td3において残留振動信号Vout3を検出するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、検出ユニット8は、少なくとも、検出期間Td3において残留振動信号Vout3を検出するものであればよい。
例えば、検出ユニット8は、残留振動信号Vout1及び残留振動信号Vout2を検出せずに、残留振動信号Vout3のみを検出するものであってもよい。この場合、一の単位期間Tuにおいて対象吐出部Dtgに指定された吐出部D[m]に対応する接続回路Ux[m]は、一の単位期間Tuのうち検出期間Td3において第2の接続状態となり、一の単位期間Tuのうち検出期間Td3以外の期間において第1の接続状態となればよい。また、この場合、判定ユニット4は、検出ユニット8が残留振動信号Vout3に基づいて生成した整形波形信号Vd3を用いて、対象吐出部Dtgにおける吐出状態を判定し、当該判定の結果を示す判定情報RSを生成すればよい。
また、検出ユニット8は、残留振動信号Vout3を検出するとともに、残留振動信号Vout1または残留振動信号Vout2のうちの一方を検出してもよい。
上述した実施形態及び変形例では、第1波形として、基準電位V0から第1電位の一例である電位Va11へと変化する波形PA11を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、第1波形は、第1電位とは異なる電位から第1電位へと変化する波形
であればよい。また、第2波形は、第1電位から第2電位へと変化する波形に限定されるものではなく、第2電位とは異なる電位から第2電位へと変化する波形であればよい。また、第3波形は、第2電位から第3電位へと変化する波形に限定されるものではなく、第3電位とは異なる電位から第3電位へと変化する波形であればよい。
上述した実施形態及び変形例では、波形PA1は、図19に例示するように、一定時間以上に亘って同一電位にホールドするホールド電位として、電位Va11、電位Va12、電位Va13(基準電位V0)を有するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、波形PA1は、ホールド電位として、電位Va11、電位Va12、及び、電位Va13以外の電位を有していてもよい。
例えば、波形PA1は、図23に例示するように、ホールド電位として電位Va14を有していてもよい。図23では、電位Va14が、電位Va12と電位Va13との間の電位であり、波形PA1が、検出期間Td2の終了から検出期間Td3の開始までの期間において電位Va14にホールドされる場合を例示している。図23に例示する場合において、検出ユニット8は、波形PA1が、電位Va14にホールドされている期間のうち一部または全部の期間である検出期間Td4において、対象吐出部Dtgに生じる残留振動を検出してもよい。この場合、検出ユニット8は、検出期間Td4における残留振動の検出結果を示す残留振動信号Vout4に基づいて、整形波形信号Vd4を生成すればよい。そして、この場合、判定ユニット4は、整形波形信号Vd1〜Vd4に基づいて、判定情報RSを生成すればよい。
上述した実施形態及び変形例では、第1電位として、基準電位V0よりも低電位な電位Va11を例示し、第2電位として、基準電位V0よりも高電位な電位Va12を例示し、第3電位として、基準電位V0と同じ電位の電位Va13を例示しているが、第1電位〜第3電位間の電位の高低は、このような態様に限定されるものではない。
本発明において、第1電位は、第1電位が駆動信号Vinとして吐出部Dに供給されているときの当該吐出部Dのキャビティ320の体積が、基準電位V0が駆動信号Vinとして吐出部Dに供給されているときの当該吐出部Dのキャビティ320の体積よりも大きくなるような電位であればよい。
また、第2電位は、第2電位が駆動信号Vinとして吐出部Dに供給されているときの当該吐出部Dのキャビティ320の体積が、第1電位が駆動信号Vinとして吐出部Dに供給されているときの当該吐出部Dのキャビティ320の体積よりも小さくなるような電位であればよい。
また、第3電位は、第3電位が駆動信号Vinとして吐出部Dに供給されているときの当該吐出部Dのキャビティ320の体積が、第2電位が駆動信号Vinとして吐出部Dに供給されているときの当該吐出部Dのキャビティ320の体積よりも大きくなるような電位であればよい。
上述した実施形態及び変形例では、検出期間Td1、Td2、及び、Td3の各々は、吐出部Dの吐出状態が正常である場合の残留振動の周期よりも短い時間長を有するが、検出期間Td1、Td2、及び、Td3のうちの1以上の検出期間は、残留振動の周期よりも長い時間長を有していてもよい。
上述した実施形態及び変形例では、判定用駆動波形として、印刷用波形のうち吐出波形PA1を利用する場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、判定用駆動波形として、印刷用波形のうち波形PA1以外の波形を利用してもよい。例えば、判定用駆動波形として、吐出波形PA2を利用してもよいし、微振動波形PB等の非吐出
波形を利用してもよい。
また、判定用駆動波形として、複数の印刷用波形を利用してもよい。例えば、判定用駆動波形として、吐出波形PA1及び吐出波形PA2の両方を利用してもよい。この場合、例えば、波形PA1に3つの検出期間を設け、波形PA2に3つの検出期間を設けることで、1つの単位期間Tuにおいて6つの検出期間を設けることができ、上述した実施形態と比較して、吐出状態の判定の精度をより高くすることが可能となる。
また、上述した実施形態及び変形例では、判定用駆動波形として印刷用波形を利用するが、判定用駆動波形は印刷用波形とは別個の波形であってもよい。この場合、吐出状態判定処理は、印刷処理が実行されない単位期間Tuにおいて実行されるものであってもよい。
上述した実施形態及び変形例では、特性情報Infoが、整形波形信号Vdの示す波形の特性のうち、整形波形信号Vdの信号レベル及び位相に関する情報である場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、特性情報Infoは、整形波形信号Vdの示す波形の特性のうち、信号レベル、位相、及び、周期のうちの少なくとも1つを含む情報であってもよい。
なお、特性情報Infoが、整形波形信号Vdの示す波形の周期を示す情報を含む場合には、上述した変形例3のように、検出期間Td1、Td2、及び、Td3のうち1以上の検出期間が、整形波形信号Vdの周期よりも長い時間長を有していることが好ましい。
上述した実施形態及び変形例に係るインクジェットプリンター1は、記録ヘッド3の個数と、検出ユニット8の個数と、判定ユニット4の個数と、がともに「4」であり、個数の比率は「1:1:1」であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、個数の比率は「1:1:1」以外であってもよい。例えば、4個の記録ヘッド3に対して、5個以上の検出ユニット8と、5個以上の判定ユニット4と、を備えてもよいし、逆に、4個の記録ヘッド3に対して、3個以下の検出ユニット8と、3個以下の判定ユニット4とを備える構成であってもよい。
また、上述した実施形態及び変形例では、インクジェットプリンター1は、4個のインクカートリッジ31と1対1に対応する4個のヘッドユニット10を備えるが、これは一例であり、インクジェットプリンター1は、少なくとも、1個以上のヘッドユニット10を備えるものであればよく、インクカートリッジ31の個数と、ヘッドユニット10の個数とは、異なっていてもよい。
上述した実施形態及び変形例に係るインクジェットプリンター1は、範囲YNLが範囲YPを含むようにノズル列Lnが設けられるラインプリンターであるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、インクジェットプリンター1は、記録ヘッド3が、Y軸方向に往復動して印刷処理を実行するシリアルプリンターであってもよい。
上述した実施形態及び変形例に係るインクジェットプリンター1は、CMYKの4色のインクを吐出可能であるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、インクジェットプリンター1は、少なくとも1色以上のインクを吐出可能であればよく、またインクの色もCMYK以外の色であってもよい。
また、上述した実施形態及び変形例に係るインクジェットプリンター1は、4列のノズル列Lnを備えるが、s少なくとも1列以上のノズル列Lnを備えるものであればよい。
上述した実施形態及び変形例において、駆動波形信号Comは、駆動波形信号Com-A及びCom-Bの2系統の信号を含むが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、駆動波形信号Comは、1以上の系統の信号を含むものであればよい。つまり、駆動波形信号Comは、1系統の信号、例えば、駆動波形信号Com-Aのみを含む信号でもよく、3系統以上の信号、例えば、駆動波形信号Com-A、Com-B、Com-Cを含む信号でもよい。この場合、判定用駆動波形は、駆動波形信号Com-A、Com-B、Com-Cのうち何れの信号に設けられるものであってもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、単位期間Tuは2つの制御期間Ts1及びTs2を含むが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、単位期間Tuは、単一の制御期間Tsからなるものであってもよいし、3以上の制御期間Tsを含むものであってもよい。この場合、判定用駆動波形は、何れの制御期間Tsに設けられるものであってもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、印刷信号SI[m]は2ビットの信号であるが、印刷信号SI[m]のビット数は、表示すべき階調や、単位期間Tuに含まれる制御期間Tsの個数、駆動波形信号Comに含まれる信号の系統数等に応じて適宜決定すればよい。
上述した実施形態及び変形例において、判定情報生成部42は、電子回路として実装されるが、制御部6のCPUが制御プログラムに従って動作することにより実現される機能ブロックとして実装されてもよい。
同様に、特性情報生成部41を、制御部6のCPUが制御プログラムに従って動作することにより実現される機能ブロックとして実装してもよい。この場合、検出ユニット8は、AD変換回路を備え、整形波形信号Vdをデジタルの信号として出力してもよい。
Claims (9)
- 駆動信号の電位変化に応じて変位する圧電素子、
前記圧電素子の変位に応じて内部の容積を変化させる圧力室、及び、
前記圧力室に連通し前記圧力室内部の容積の変化に応じて前記圧力室内部に充填された液体を吐出可能なノズル、
を具備する吐出部と、
前記圧電素子の変位後に前記吐出部に生じる残留振動を検出可能な検出部と、
を備え、
前記検出部は、
第1期間において第1電位であり、
前記第1期間よりも後の第2期間において第2電位であり、
前記第2期間よりも後の第3期間において第3電位である駆動波形を有する駆動信号が、
前記圧電素子に対して供給される場合に、
前記第3期間において前記吐出部に生じている残留振動を検出し、
前記第2期間における前記圧力室の容積は、
前記第1期間における前記圧力室の容積よりも小さく、
前記第3期間における前記圧力室の容積は、
前記第2期間における前記圧力室の容積よりも大きい、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 前記検出部は、
前記第1期間において前記吐出部に生じている残留振動と、
前記第2期間において前記吐出部に生じている残留振動と、
のうち一方または両方を検出する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記駆動波形は、
前記第1期間の開始よりも前の第1時刻における電位が前記第3電位であり、
前記第3期間の終了よりも後の第2時刻における電位が前記第3電位である、
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の液体吐出装置。 - 前記駆動波形は、
前記第3電位と前記第1電位との電位差が、
前記第2電位と前記第3電位との電位差よりも大きい、
ことを特徴とする、請求項3に記載の液体吐出装置。 - 前記第1期間、前記第2期間、及び、前記第3期間のうち、少なくとも1つの期間は、
前記吐出部における液体の吐出状態が正常である場合に前記吐出部に生じる残留振動の周期よりも短い、
ことを特徴とする、請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記検出部の検出結果に応じて、
前記吐出部における液体の吐出状態を判定する判定部を備える、
ことを特徴とする、請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記吐出部は、
前記第2期間において前記圧力室内部に充填された液体を前記ノズルから吐出させる、
ことを特徴とする、請求項1乃至6のうち何れか1項に記載の液体吐出装置。 - 駆動信号の電位変化に応じて変位する圧電素子、
前記圧電素子の変位に応じて内部の容積を変化させる圧力室、及び、
前記圧力室に連通し前記圧力室内部の容積の変化に応じて前記圧力室内部に充填された液体を吐出可能なノズル、
を具備する吐出部と、
前記圧電素子の変位後に前記吐出部に生じる残留振動を検出可能な検出部と、
を備え、
前記検出部は、
第1期間において第1電位であり、
前記第1期間よりも後の第2期間において第2電位であり、
前記第2期間よりも後の第3期間において第3電位である駆動波形を有する駆動信号が、
前記圧電素子に対して供給される場合に、
前記第3期間において前記吐出部に生じている残留振動を検出し、
前記第2期間における前記圧力室の容積は、
前記第1期間における前記圧力室の容積よりも小さく、
前記第3期間における前記圧力室の容積は、
前記第2期間における前記圧力室の容積よりも大きい、
ことを特徴とするヘッドユニット。 - 駆動信号の電位変化に応じて変位する圧電素子と、
前記圧電素子の変位に応じて内部の容積を変化させる圧力室と、
前記圧力室に連通し前記圧力室内部の容積の変化に応じて前記圧力室内部に充填された液体を吐出可能なノズルと、
を含む吐出部を備える液体吐出装置の制御方法であって、
第1期間において第1電位であり、
前記第1期間よりも後の第2期間において第2電位であり、
前記第2期間よりも後の第3期間において第3電位である駆動波形を有する駆動信号を、
前記圧電素子に対して供給し、
前記第3期間において前記吐出部に生じている残留振動を検出し、
前記第2期間における前記圧力室の容積は、
前記第1期間における前記圧力室の容積よりも小さく、
前記第3期間における前記圧力室の容積は、
前記第2期間における前記圧力室の容積よりも大きい、
ことを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
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