JP6107549B2 - ラインプリンター、及びその制御方法 - Google Patents
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Description
この方法では、ノズル抜けが発生した後の事後的な対応となるので、ノズル抜けの予兆を検知して画質劣化を回避することはできなかった。この点を改善すべく、圧電素子を用いてキャビティ内のインクに振動を与え、その残留振動に対するインクの挙動を検知することによって、ノズル抜けが発生する前からインクの吐出状態を監視する手法が知られている(例えば、特許文献2)。
ドットを非記録とする場合には、検査パルスとしてインクを非吐出とする波形を用いる必要があるが、ドットを記録する場合に検査パルスとしてインクを吐出とする波形を用いると、常時、検査パルスとしてインクを非吐出とする波形を用いる場合に比較して、単位時間当たりの印刷量を増加させることができる。
本実施形態では、印刷装置として、インク(「液体」の一例)を吐出して記録用紙P(「記録媒体」の一例)に画像を形成するインクジェット式のラインプリンターを例示して説明する。
図1は、本実施形態に係るインクジェットプリンター1の構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、インクジェットプリンター1は、内部に充填されたインクを吐出可能な吐出部35をM個(Mは、2以上の自然数)具備するヘッド部30と、ヘッド部30を駆動するヘッドドライバー50と、記録用紙Pに対するヘッド部30の相対位置を移動させるための給紙位置移動部4(「相対位置移動部」の一例)と、吐出部35において吐出異常が検出された場合に当該吐出部35の吐出状態を正常に回復させるための回復処理を実行する回復機構70と、を備える。
また、インクジェットプリンター1は、パーソナルコンピューターやデジタルカメラ等のホストコンピューター9から供給された画像データImgに基づいて、給紙位置移動部4、ヘッドドライバー50、及び、回復機構70の動作を制御することで、記録用紙Pに画像を形成する印刷処理、吐出部35の吐出異常を検出する吐出異常検出処理、及び、吐出部35の吐出状態を正常に回復させる回復処理等の各種処理の実行を制御する制御部6と、を備える。
駆動信号生成部51は、制御部6から供給される印刷信号SI、及び、駆動波形信号Comに基づいて、ヘッド部30が備える吐出部35を駆動するための駆動信号Vinを生成する。なお、詳細は後述するが、本実施形態において駆動波形信号Comは、駆動波形信号Com-A、Com-B、及びCom-Cの3つの信号を含む。
また、印刷信号SI及び駆動波形信号Comを、「印刷制御信号」と総称する。つまり、駆動信号生成部51は、印刷制御信号に基づいて駆動信号Vinを生成する。
吐出異常検出部52は、吐出部35が駆動信号Vinにより駆動された後に生じる、吐出部35の内部のインクの振動等に起因する吐出部35内部の圧力の変化を残留振動信号Voutとして検出するとともに、残留振動信号Voutに基づいて、当該吐出部35に吐出異常があるか否か及び当該吐出部35におけるインクの吐出状態を判定し、判定結果を判定結果信号Rsとして出力する。
切替部53は、制御部6から供給される切替制御信号Swに基づいて、各吐出部35を、駆動信号生成部51または吐出異常検出部52のいずれか一方に接続させる。
本実施形態のインクジェットプリンター1は、第1印刷速度で印刷を行う第1モードと第2印刷速度で印刷を行う第2モードで動作する。第1モードでは、印字を実行するが、インクの吐出状態の検査を実行しない。第2モードでは、印字中にインクの吐出状態の検査を実行する。また、第1印刷速度は、第2印刷速度よりも高速である。
また、制御部6は、吐出部35の吐出異常が発見された場合において、ヘッド部30を、回復機構70に対向する初期位置(X=Xini)に移動させて、回復処理を実行する。
M個の吐出部35の各々は、4個のインクカートリッジのいずれか1つからインクの供給を受ける。これにより、各吐出部35からは、4色のうち何れか1色のインクを吐出することができ、フルカラー印刷が可能となる。
なお、インクカートリッジは、キャリッジ32に搭載される代わりに、インクジェットプリンター1の別な場所に設置されるものであってもよい。また、インクジェットプリンター1は、上記4色とは異なる色のインクを充填したインクカートリッジを更に備えるものでもよいし、前記4色のうちの一部の色に対応するインクカートリッジのみを備える(例えば、ブラックに対応するインクカートリッジのみを備える)ものでもよい。
この図に例示するヘッド部30は、横方向(Y軸方向)に延在する複数個のノズルN(この図では22個のノズルN)からなるノズル列を4列有する。そして、4列のノズル列のうち、第1列のノズル列に含まれる各ノズルNからはイエロー(Y)のインクが吐出され、第2列のノズル列に含まれる各ノズルNからはマゼンダ(M)のインクが吐出され、第3列のノズル列に含まれる各ノズルNからはシアン(C)のインクが吐出され、第4列のノズル列に含まれる各ノズルNからはブラック(K)のインクが吐出される。
図3は、ヘッド部30が備える各吐出部35の概略的な断面図である。図3に示す吐出部35は、圧電素子200の駆動によりキャビティ245内のインク(液体)がノズルNから吐出するものである。この吐出部35は、ノズルNが形成されたノズルプレート240と、キャビティプレート242と、振動板243と、複数の圧電素子200を積層してなる積層圧電素子201とを備えている。
液体の吐出によりキャビティ245内で減少した液量は、リザーバ246からインクが供給されて補給される。また、リザーバ246へは、インクカートリッジからインク供給チューブ311を介してインクが供給される。
図7は、振動板243の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す回路図である。このように、振動板243の残留振動の計算モデルは、音圧pと、上述のイナータンスm、コンプライアンスCm及び音響抵抗rとで表せる。そして、図7の回路に音圧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、次式が得られる。
u={p/(ω・m)}e−ωt・sin(ωt)
ω={1/(m・Cm)−α2}1/2
α=r/(2m)
このように、キャビティ245内に気泡が混入した場合には、キャビティ245内を満たすインクの総重量が減り、イナータンスmが低下するものと考えられる。また、図9に例示するように、気泡がノズルN付近に付着している場合には、その径の大きさだけノズルNの径が大きくなったような状態となり、音響抵抗rが低下するものと考えられる。
したがって、インクが正常に吐出された図8の場合に対して、音響抵抗r、イナータンスmを共に小さく設定して、気泡混入時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図10のような結果(グラフ)が得られた。図8及び図10のグラフから分かるように、キャビティ245内に気泡が混入した場合には、正常吐出時に比べて周波数が高くなる特徴的な残留振動波形が得られる。なお、音響抵抗rの低下などにより、残留振動の振幅の減衰率も小さくなり、残留振動は、その振幅をゆっくりと下げていることも確認することができる。
したがって、インクが正常に吐出された図8の場合に対して、音響抵抗rを大きく設定して、ノズルN付近のインク乾燥固着(増粘)時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図12のような結果(グラフ)が得られた。なお、図12に示す実験値は、数日間図示しないキャップを装着しない状態で吐出部35を放置し、ノズルN付近のインクが乾燥、増粘したことによりインクを吐出することができなくなった(インクが固着した)状態における振動板243の残留振動を測定したものである。図8及び図12のグラフから分かるように、ノズルN付近のインクが乾燥により固着した場合には、正常吐出時に比べて周波数が極めて低くなるとともに、残留振動が過減衰となる特徴的な残留振動波形が得られる。これは、インク滴を吐出するために振動板243が図4中下方に引き寄せられることによって、キャビティ245内にリザーバ246からインクが流入した後に、振動板243が図4中上方に移動するときに、キャビティ245内のインクの逃げ道がないために、振動板243が急激に振動できなくなるため(過減衰となるため)である。
したがって、インクが正常に吐出された図8の場合に対して、イナータンスm、音響抵抗rを共に大きく設定して、ノズルNの出口付近への紙粉付着時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図14のような結果(グラフ)が得られた。図8及び図14のグラフから分かるように、ノズルNの出口付近に紙粉が付着した場合には、正常吐出時に比べて周波数が低くなる特徴的な残留振動波形が得られる。
なお、図12及び図14に示すグラフから、紙粉付着の場合は、インクの乾燥の場合と比較して、残留振動の周波数が高いことが分かる。
本実施形態に係るインクジェットプリンター1は、残留振動を解析して吐出異常を検知するものである。
なお、詳細は後述するが、吐出異常検出部52は、M個の吐出部35に1対1に対応するようにM個の吐出異常検出回路DT(DT[1]、DT[2]、…、DT[M])を具備する。
ここで、印刷信号SIとは、画像の1ドットを形成するにあたって、各吐出部35(各ノズルN)から吐出させるインク量を規定するデジタルの信号である。より詳細には、本実施形態に係る印刷信号SIは、各吐出部35(各ノズルN)から吐出させるインク量を、上位ビットb1、中位ビットb2及び下位ビットb3の3ビットで規定するものであり、制御部6からクロック信号CLに同期して駆動信号生成部51にシリアルで供給される。
この印刷信号SIにより、各吐出部35から吐出されるインク量を制御することで、記録用紙Pの各ドットにおいて、非記録、小ドット、中ドットおよび大ドットの4階調を表現することが可能となり、さらに残留振動を発生させてインクの吐出状態を検査するための検査用の駆動信号を生成することが可能となる。本実施形態では、大ドットは3回、中ドットは2回、小ドットは1回のインクの吐出によって形成される。
そして、制御部6は、M個の吐出部35の各々について、第1モードでは印刷処理を割り当て、第2モードでは吐出異常検出処理及び印刷処理を割り当てる。
第1単位動作期間Tu1は、図16(A)に示されるように、ラッチ信号LATがアクティブになってから、次にラッチ信号LATがアクティブになるまでの期間であり、制御期間Tc1、Tc2、及びTc3から構成される。そして、制御期間Tc1から制御期間Tc2に遷移するタイング、制御期間Tc2から制御期間Tc3に遷移するタイングでチェンジ信号CHがアクティブになる。本実施形態では、制御期間Tc1、Tc2及びTc3は、互いに等しい時間長を有する。
一方、第2単位動作期間Tu2は、図16(B)に示されるように、ラッチ信号LATが2回アクティブになり、制御期間Tc0、Tc1、Tc2、及びTc3から構成される。即ち、第2単位動作期間Tu2は、第1単位動作期間Tu1に制御期間Tc0を追加してなる。なお、制御期間Tc0は、Tc0>Tc1=Tc2=Tc3となっている。
デコーダーDCは、ラッチ回路LTによってラッチされた3ビット分の印刷信号SIをデコードし、制御期間Tc0〜Tc3のそれぞれにおいて、選択信号Sa、Sb及びScを出力する。
図17(A)は、第1単位動作期間Tu1においてデコーダーDCが行うデコードの内容を示す説明図(テーブル)である。この図に示すように、m段(mは、1≦m≦Mを満たす自然数)に対応する印刷信号SI[m]の示す内容が、例えば(b1、b2、b3)=(1、0、0)である場合、m段のデコーダーDCは、制御期間Tc1において、選択信号SaをハイレベルHに設定するとともに、選択信号Sb及びScをローレベルLに設定し、また、制御期間Tc2において、選択信号Sa及びScをローレベルLに設定するとともに、選択信号SbをハイレベルHに設定する。なお、第1単位動作期間Tu1では、b3が「1」になる場合はなく、選択信号Scは常にローレベルLであって、ハイレベルHになることはない。
図17(B)は、第2単位動作期間Tu2においてデコーダーDCが行うデコードの内容を示す説明図(テーブル)である。第2単位動作期間Tu2のデコードの内容が、第1単位動作期間Tu1のデコードの内容と相違するのは、制御期間Tc0である。制御期間Tc0では、印刷信号SI[m]の下位ビットb3は必ず「1」となり、上位ビットb1及び中位ビットb2の値に関わらず、選択信号ScをハイレベルHに設定するとともに、選択信号Sa及びSbをローレベルLに設定する。
トランスミッションゲートTGaは、選択信号SaがHレベルのときにオンし、Lレベルのときにオフする。トランスミッションゲートTGbは、選択信号SbがHレベルのときにオンし、Lレベルのときにオフする。トランスミッションゲートTGcは、選択信号ScがHレベルのときにオンし、Lレベルのときにオフする。
例えば、m段において、印刷信号SI[m]の示す内容が、(b1、b2、b3)=(1、0、0)である場合には、制御期間Tc1においてトランスミッションゲートTGaがオンするとともにトランスミッションゲートTGb及びTGcがオフし、また、制御期間Tc2及びTc3においてトランスミッションゲートTGa及びTGcがオフするとともにトランスミッションゲートTGbがオンする。
トランスミッションゲートTGa、TGb及びTGcは排他的にオンとなり、制御期間Tc1及びTc2毎に選択された駆動波形信号Com-A、Com-B、又はCom-Cが、駆動信号Vin[m]として出力され、これが、切替部53を介してm段の吐出部35に供給される。
なお、本実施形態においてパルスとは、所定の期間における信号の波形を意味し、信号のレベルが一定となっている部分を含むことがある。
また、m段のデコーダーDCは、上述のとおり、印刷信号SI[m]に応じて、制御期間Tc0〜Tc3のそれぞれにおいて、図17に示すテーブルの内容に基づいて選択信号Sa、Sb及びScを出力する。
また、m段のトランスミッションゲートTGa、TGb及びTGcは、上述のとおり、選択信号Sa、Sb及びScに基づいて、駆動波形信号Com-A、Com-B、又はCom-Cのいずれかを選択し、選択した駆動波形信号Comを駆動信号Vin[m]として出力する。
第1単位動作期間Tu1において供給される印刷信号SI[m]の内容が(b1、b2、b3)=(1、1、0)である場合には、各制御期間Tc1〜Tc3において、選択信号Sa、Sb、ScがそれぞれHレベル、Lレベル、Lレベルとなるため、トランスミッションゲートTGaにより駆動波形信号Com-Aが選択され、駆動パルスPaが駆動信号Vin[m]として出力される。
この結果、m段の吐出部35は、第1単位動作期間Tu1において、3個の駆動パルスPaに基づくインクの吐出によって、これら3度にわたり吐出されたインクが記録用紙P上で合体するため、記録用紙P上には、大ドットが形成される。
この結果、m段の吐出部35は、第1単位動作期間Tu1において、2個の駆動パルスPaに基づくインクの吐出によって、これら2度にわたり吐出されたインクが記録用紙P上で合体するため、記録用紙P上には、中ドットが形成される。
この結果、m段の吐出部35は、第1単位動作期間Tu1において、1個の駆動パルスPaに基づく小程度の量のインクの吐出がなされ、記録用紙P上には、小ドットが形成される。
この結果、m段の吐出部35からは、第1単位動作期間Tu1において、インクの吐出がなされず、記録用紙P上には、ドットが形成されない(非記録となる)。
即ち、第1印刷速度で印字を行う第1モードでは、駆動パルスPaを圧電素子200に印加可能とし(インクを吐出する場合には、必ず駆動パルスPaが含まれる)、検査パルスPcを圧電素子200に印加不能としている。
第2単位動作期間Tu2の制御期間Tc0においては、印刷信号SI[m]の下位ビットb3が「1」となるので、上位ビットb1及び中位ビットb2の値に関わらず、選択信号Sa、Sb、ScがそれぞれLレベル、Lレベル、Hレベルとなるため、トランスミッションゲートTGcにより駆動波形信号Com-Cが選択され、検査パルスPcが駆動信号Vin[m]として出力される。
第2単位動作期間Tu2は第1単位動作期間Tu1より長いので、単位時間当たりにノズルNから吐出される液体の総吐出量は、第2印刷速度より第1印刷速度の方が多い。また、単位時間当たりのノズルNから吐出される液体の吐出回数は、第2印刷速度より第1印刷速度の方が多い。
一方、インクの吐出状態を常時把握する必要はなく、所定の間隔で検査を実行すれば十分である。
ここで、印刷速度は、第1印刷速度から第2印刷速度へ単調減少し、第2印刷速度から第1印刷速度へ単調増加するように変化させることが、印刷効率を向上させる観点から好ましい。
キャビティ245内のインクは圧電素子200が撓むことによって加振される。このとき、キャビティ245内の圧力は固有振動周期Tcに同期して増加減少する。一方、第2期間T2の終了時刻t2eは、圧電素子200の変位の方向を変化させるタイミングである。大きな残留振動を得るためには、キャビティ245内の圧力の変化に同期して、圧電素子200の変位の方向を変化させることが好ましい。この場合、図24に示すようにキャビティ内の圧力は、時間TxaがTc/2と等しいタイミングで減少から増加へと転ずる。従って、時間TxaはTc/2と等しいことが好ましい。
Tc/2-Tc/4<Txa<Tc/2+Tc/4……(1)
また、特に、Tc/2からTc/2+Tc/4までの範囲は、圧力が減少から増加へ転じた後であるので、その範囲に時間Txaを設定することによって、さらに効率を高めることができる。
k・Tc-Tc/4<T3<k・Tc+Tc/4…(2)
但しkは自然数
図25に示すように、切替部53は、M個の吐出部35に1対1に対応する1段〜M段のM個の切替回路U(U[1]、U[2]、…、U[M])を備える。m段の切替回路U[m]は、m段の吐出部35を、駆動信号Vin[m]が供給される配線、又は吐出異常検出部52が備える吐出異常検出回路DTのいずれか一方に、電気的に接続する。
以下では、各切替回路Uにおいて、吐出部35と、駆動信号生成部51とが、電気的に接続させている状態を、第1の接続状態と称する。また、吐出部35と、吐出異常検出部52の吐出異常検出回路DTとが、電気的に接続させている状態を、第2の接続状態と称する。
具体的には、制御部6は、単位動作期間Tuにおいて、印字を実行させる吐出部35に対応する切替回路を第1の接続状態とし、検査の対象となる吐出部35に対応する切替回路を第2の接続状態とするように切替制御信号Sw[1]、Sw[2]、…、Sw[M]を出力する。即ち、単位動作期間Tuにおいて、第1の接続状態と第2の接続状態と指定する切替制御信号Swが混在してもよいし、切替制御信号Swが全て第1の接続状態を指定してもよいし、切替制御信号Swが全て第2の接続状態を指定してもよい。
図22に示すように、吐出異常検出回路DTは、残留振動信号Voutに基づいて、吐出部35の残留振動の1周期分の時間長を表す検出信号NTcを出力する検出部55と、検出信号NTcに基づいて、吐出部35における吐出異常の有無及び吐出異常がある場合におけるその吐出状態を判定して、判定結果を表す判定結果信号Rsを出力する判定部56と、を具備する。
このうち検出部55は、吐出部35から出力される残留振動信号Voutからノイズ成分等を除去した整形波形信号Vdを生成する波形整形部551と、整形波形信号Vdに基づいて、検出信号NTcを生成する計測部552と、を備える。
また、波形整形部551は、残留振動信号Voutの振幅を調整するための負帰還型のアンプや、残留振動信号Voutのインピーダンスを変換してローインピーダンスの整形波形信号Vdを出力するためのボルテージフォロアなどを含む構成であってもよい。
この図に示すように、計測部552は、整形波形信号Vdの示す電位と閾値電位Vth_cとを比較して、整形波形信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_c以上となる場合にハイレベルとなり、整形波形信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_c未満となる場合にローレベルとなる比較信号Cmp1を生成する。
また、計測部552は、整形波形信号Vdの示す電位と閾値電位Vth_oとを比較して、整形波形信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_o以上となる場合にハイレベルとなり、整形波形信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_o未満となる場合にローレベルとなる比較信号Cmp2を生成する。
また、計測部552は、整形波形信号Vdの示す電位と閾値電位Vth_uとを比較して、整形波形信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_u未満となる場合にハイレベルとなり、整形波形信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_u以上となる場合にハイレベルとなる比較信号Cmp3を生成する。
マスク信号Mskは、波形整形部551からの整形波形信号Vdの供給が開始されてから所定の期間Tmskの間だけハイレベルとなる信号である。本実施形態では、整形波形信号Vdのうち、期間Tmskの経過後の整形波形信号Vdのみを対象として検出信号NTcを生成することで、残留振動の開始直後に重畳するノイズ成分を除去した精度の高い検出信号NTcを得ることができる。
そして、当該カウンタは、カウントを開始した後において、整形波形信号Vdの示す電位が、2度目に閾値電位Vth_cとなるタイミングである時刻t2においてクロック信号のカウントを終了させて、得られたカウント値を検出信号NTcとして出力する。すなわち、当該カウンタは、マスク信号Mskがローレベルに立ち下がった後、比較信号Cmp1が2度目にハイレベルに立ち上がるタイミング、または、比較信号Cmp1が2度目にローレベルに立ち下がるタイミングのうち、早い方のタイミングである時刻t2において、カウントを終了する。
このように、計測部552は、時刻t1から時刻t2までの時間長を、整形波形信号Vdの1周期分の時間長として計測することで、検出信号NTcを生成する。
そこで、本実施形態は、整形波形信号Vdの振幅が、検出信号NTcの計測のために十分な大きさを有しているか否かを判定し、当該判定の結果を有効性フラグFlagとして出力する。
具体的には、計測部552は、カウンタによりカウントが実行されている期間、つまり、時刻t1から時刻t2までの期間において、整形波形信号Vdの示す電位が、閾値電位Vth_oを超え、且つ、閾値信号Vth_uを下回る場合に、有効性フラグFlagの値を、検出信号NTcが有効であることを示す値「1」に設定し、それ以外の場合には「0」に設定したうえで、この有効性フラグFlagを出力する。より詳細には、計測部552は、時刻t1から時刻t2までの期間において、比較信号Cmp2がローレベルからハイレベルに立ち上がった後再びローレベルに立下り、且つ、比較信号Cmp3がローレベルからハイレベルに立ち上がった後再びローレベルに立下る場合に、有効性フラグFlagの値を「1」に設定し、それ以外の場合に、有効性フラグFlagの値を「0」に設定する。
図28は、判定部56における判定の内容を説明するための説明図である。この図に示すように、判定部56は、検出信号NTcの示す時間長を、閾値NTx1、閾値NTx1よりも長い時間長を表す閾値NTx2、及び、閾値NTx2よりも更に長い時間長を表す閾値NTx3のそれぞれと比較する。
ここで、閾値NTx1は、キャビティ245内部に気泡が発生して残留振動の周波数が高くなる場合における残留振動の1周期分の時間長と、吐出状態が正常である場合における残留振動の1周期分の時間長との境界を示すための値である。
また、閾値NTx2は、ノズルN出口付近に紙粉が付着して残留振動の周波数が低くなる場合における残留振動の1周期分の時間長と、吐出状態が正常である場合における残留振動の1周期分の時間長との境界を示すための値である。
また、閾値NTx3は、ノズルN付近におけるインクの固着または増粘により、紙粉が付着する場合よりもさらに残留振動の周波数が低くなる場合における残留振動の1周期分の時間長と、ノズルN出口付近に紙粉が付着した場合における残留振動の1周期分の時間長との境界を示すための値である。
また、判定部56は、有効性フラグFlagの値が「1」であり、且つ、「NTc<NTx1」を満たす場合には、キャビティ245に生じた気泡により吐出異常が発生していると判定し、判定結果信号Rsに対して、気泡による吐出異常が発生していることを示す値「2」を設定する。
また、判定部56は、有効性フラグFlagの値が「1」であり、且つ、「NTx2<NTc≦NTx3」を満たす場合には、ノズルN出口付近に付着した紙粉により吐出異常が発生していると判定し、判定結果信号Rsに対して、紙粉による吐出異常が発生していることを示す値「3」を設定する。
また、判定部56は、有効性フラグFlagの値が「1」であり、且つ、「NTx3<NTc」を満たす場合には、ノズルN付近におけるインクの増粘により吐出異常が発生していると判定し、判定結果信号Rsに対して、インク増粘による吐出異常が発生していることを示す値「4」を設定する。
また、判定部56は、有効性フラグFlagの値が「0」である場合には、インクが注入されていない等、なんらかの原因により吐出異常が発生していることを示す値「5」を設定する。
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。
上述した実施形態において検査用の駆動信号Vinは、第1電位V1、第2電位V2及び第3電位V3の3つの状態をとるものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、4つ以上の電位を含む信号波形であってもよい。
例えば、図29に示すように、第1期間T1の終了時刻t1eから第2期間T2の開始時刻t2sまでの期間に、第4電位V4を維持する第4期間T4を設け、時刻t1eから時刻t4sまでに第1電位V1から第4電位V4に遷移させ、時刻t4eから時刻t2sまでに第4電位V4から第2電位V2に遷移させてもよい。
ここで、第4電位V4と第2電位V2との電位差ΔV42は、第1電位V1と第2電位V2との電位差ΔV12よりも大きい。従って、実施形態と比較して変形例1の検査用の駆動信号Vinは、キャビティ245内のインクをより大きな力で加振することができる。よって、インクの粘度が大きい場合などに効果的である。
また、第4期間T4の終了時刻t4eから第2期間T2の終了時刻t2eまでの時間をTxbとし、キャビティ245の固有振動周期をTcとしたとき、上述した実施形態と同様の理由から、時間TxbはTc/2であることが好ましく、更に、以下に示す式(3)を充足するものであってもよい。
Tc/2-Tc/4<Txb<Tc/2+Tc/4……(3)
また、特に、Tc/2からTc/2+Tc/4までの範囲は、圧力が減少から増加へ転じた後であるので、その範囲に時間Txbを設定することによって、さらに効率を高めることができる。
なお、第3期間T3については、実施形態と同様に式(2)を充足することが、残留振動が次の単位動作期間Tuに影響を与えない観点から好ましい。
上述した実施形態では、検査パルスPcとしてインクを非吐出とする波形を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、インクを吐出する波形を用いてもよい。例えば、図30に示す検査パルスPc’を用いてもよい。この例の検査パルスPc’は、1個の駆動パルスPaと同じインク量を吐出する。従って、検査パルスPc’をインクの吐出状態の検査だけでなく印字に利用することが可能となる。この場合、第2モードの駆動信号Vinの波形を図31とすればよい。同図に示すように第2単位動作期間Tu2は、制御期間Tc0、Tc1、及びTc2からなり、図21に示す実勢形態の波形と比較して、制御期間Tc3を省略することができる。但し、印刷信号SIが(0、0、0)で非記録を示す場合には、制御期間Tc0において非吐出の検査パルスPcを選択する必要がある。このように、インクを吐出させる検査パルスPc’とインクを非吐出とする検査パルスPcとをドットを記録するか否かで切り替えることによって、スループットをより向上させることができる。
上述した実施形態においては、各制御期間Tc1〜Tc3で用いる駆動パルスPaとして同じインク量を吐出する波形を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、異なるインク量を吐出する波形を用いてもよい。例えば、小ドット用の駆動パルスPa1と大ドット用の駆動パルスPa2とを生成する。そして、第1モードにおいて、小ドットを記録する場合は、1個の駆動パルスPa1でインクを吐出し、中ドットを記録する場合は2個の駆動パルスPa1でインクを吐出し、大ドットを記録する場合は、1個の駆動パルスPa1と1個の駆動パルスPa2とを組み合わせてインクを吐出してもよい。この場合、インクを吐出する検査パルスPc’は、駆動パルスPa1を含む波形とすればよい。そして、第2モードでは、小ドットを記録する場合は1個の検査パルスPc’によってインクを吐出し、中ドットを記録する場合は1個の検査パルスPc’と1個の駆動パルスPa1によってインクを吐出し、大ドットを記録する場合は1個の検査パルスPc’と1個の駆動パルスPa2によってインクを吐出し、非記録の場合は検査パルスPcを用いればよい。
上述した実施形態及び変形例は、液体としてインクを吐出する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例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液体を吐出するのであれば、どのような装置であってもよい。例えば以下のような各種の材料を含む液体(サスペンション、エマルション等の分散液を含む)を吐出する装置であってもよい。即ち、カラーフィルタのフィルタ材料(インク)、有機EL(Electro Luminescence)装置におけるEL発光層を形成するための発光材料、電子放出装置における電極上に蛍光体を形成するための蛍光材料、PDP(Plasma Display Panel)装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、基板Wの表面にバンクを形成するためのバンク材料、各種コーティング材料、電極を形成するための液状電極材料、2枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料、金属配線を形成するための液状金属材料、マイクロレンズを形成するためのレンズ材料、レジスト材料、光拡散体を形成するための光拡散材料、DNAチップやプロテインチップなどのバイオセンサーに利用する各種試験液体材料などである。
また、本発明では、液体を吐出する対象となる液体受容物は、記録用紙のような紙に限
らず、フィルム、織布、不織布等の他のメディアや、ガラス基板、シリコン基板等の各種
基板のようなワークであってもよい。
Claims (6)
- 液体を吐出するノズルと、
前記ノズルに連通する圧力室と、
前記圧力室に対応して液体を吐出するために設けられた圧電素子と、
前記ノズルから液体を吐出させるための駆動パルスと、液体の吐出状態を検査するための検査パルスとを生成するパルス生成部と、
前記検査パルスを前記圧電素子に印加した後に起きる前記圧力室内の残留振動に従った前記圧電素子の起電力の変化を検出する残留振動検出部と、
第1印刷速度では、前記駆動パルスを前記圧電素子に印加可能とし、前記検査パルスを前記圧電素子に印加不能とし、
第2印刷速度では、前記駆動パルス及び前記検査パルスを前記圧電素子に印加可能とし、
前記第2印刷速度は前記第1印刷速度より遅い、
ことを特徴とするラインプリンター。 - 請求項1に記載のラインプリンターにおいて、
印刷速度を前記第1印刷速度から前記第2印刷速度へ変化させる場合、記録媒体の搬送を停止することなく搬送速度を変化させる印刷速度制御部を備えることを特徴とするラインプリンター。 - 請求項1又は2に記載のラインプリンターにおいて、
単位時間当たり前記ノズルから吐出される液体の総吐出量は、前記第2印刷速度より、前記第1印刷速度の方が多いことを特徴するラインプリンター。 - 請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載のラインプリンターにおいて、
単位時間当たりの前記ノズルから吐出される液体の吐出回数は、前記第2印刷速度より、前記第1印刷速度の方が多いことを特徴するラインプリンター。 - 請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載のラインプリンターにおいて、
前記第2印刷速度においてドットを非記録とする場合には、前記検査パルスとしてインクを非吐出とする波形を用い、ドットを記録する場合には、前記検査パルスとしてインクを吐出する波形を用いることを特徴するラインプリンター。 - 液体を吐出するノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室に対応して液体を吐出するために設けられた圧電素子と、前記ノズルから液体を吐出させるための駆動パルスと、液体の吐出状態を検査するための検査パルスとを生成するパルス生成部と、前記検査パルスを前記圧電素子に印加した後に起きる前記圧力室内の残留振動に従った前記圧電素子の起電力の変化を検出する残留振動検出部と、備えたラインプリンターの制御方法であって、
第1印刷速度では、前記駆動パルスを前記圧電素子に印加可能とし、前記検査パルスを前記圧電素子に印加不能とし、
第2印刷速度では、前記駆動パルス及び前記検査パルスを前記圧電素子に印加可能とし、
前記第2印刷速度は前記第1印刷速度より遅くする、
ことを特徴とするラインプリンターの制御方法。
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