JP6136796B2 - 印刷装置、及び、印刷装置の制御方法 - Google Patents

印刷装置、及び、印刷装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、印刷装置、及び、印刷装置の制御方法に関する。
インクジェットプリンターは、ヘッドの吐出部に設けられる圧電素子を駆動信号により駆動させることにより、吐出部のキャビティに充填されたインクを吐出させて、記録用紙等の記録媒体上に画像を形成する。
しかし、キャビティ内のインクが増粘すると、吐出異常が発生し、印刷される画像の画質が低下することがある。また、キャビティ内のインクに気泡が含まれる場合、あるいは、吐出部のノズル近傍に紙粉が付着する場合も、吐出異常が生じ、印刷される画像の画質が低下することがある。よって、高品位な印刷を実現するためには、吐出部におけるインクの吐出状態を検査することが好ましい。
特許文献1には、駆動信号により圧電素子を駆動したときに当該圧電素子を含む吐出部において生じる残留振動を検出し、検出した残留振動の周期が予め定められた所定の範囲にあるか否かを判定することにより、インクの吐出状態が正常であるか否かを検査する手法が開示されている。
特開2013−028183号公報
ところで、インクジェットプリンターのヘッドには、複数の吐出部が設けられる。複数の吐出部のうち、一の吐出部と他の吐出部では、ヘッド上の配置位置が異なる。よって、圧電素子やキャビティ等の吐出部が備える各種構成要素の物理的特性、例えば、キャビティのコンプライアンス等が、一の吐出部と他の吐出部との間で相違する場合がある。
このため、複数の吐出部を同一の駆動信号により駆動した場合に各吐出部において生じる残留振動の周期が、一の吐出部と他の吐出部との間で異なることがある。換言すれば、吐出部の吐出状態が正常である場合における残留振動の周期の取り得る範囲は、一の吐出部と他の吐出部との間で一致しないことがある。
従って、吐出部において生じる残留振動の周期が所定の範囲にあるか否かを判定することにより吐出部におけるインクの吐出状態を検査する従来の方法を用いる場合、例えば、当該所定の範囲を、一の吐出部の吐出状態が正常であるときに一の吐出部に生じる残留振動の周期の取り得る範囲に合致するように定めるときは、他の吐出部におけるインクの吐出状態を正確に判定することはできない。すなわち、従来の方法を用いて吐出部におけるインクの吐出状態を判定する場合、一の吐出部については吐出状態を正確に判定できたとしても、他の吐出部については吐出状態を正確に判定できず、例えば、他の吐出部における吐出状態が正常であるのにもかかわらず吐出異常が生じているとの誤判定がなされることがあった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、インクジェットプリンターが複数の吐出部を備える場合に、これら複数の吐出部におけるインクの吐出状態の判定を精度良く行う技術を提供することである。
以上の課題を解決するために、本発明に係る印刷装置は、駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号に応じて変位する第1圧電素子、内部に液体が充填され前記駆動信号に基づく前記第1圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される第1圧力室、及び、前記第1圧力室に通連し前記第1圧力室の内部の圧力の増減により前記第1圧力室の内部に充填された液体を吐出可能な第1ノズル、を具備する第1吐出部と、前記駆動信号に応じて変位する第2圧電素子、内部に液体が充填され前記駆動信号に基づく前記第2圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される第2圧力室、及び、前記第2圧力室に通連し前記第2圧力室の内部の圧力の増減により前記第2圧力室の内部に充填された液体を吐出可能な第2ノズル、を具備する第2吐出部と、前記第1圧電素子に前記駆動信号が供給された後に生じる前記第1圧力室内部の圧力の変化に基づく前記第1圧電素子の起電力の変化を第1残留振動信号として検出し、前記第2圧電素子に前記駆動信号が供給された後に生じる前記第2圧力室内部の圧力の変化に基づく前記第2圧電素子の起電力の変化を第2残留振動信号として検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第1吐出部及び前記第2吐出部における液体の吐出状態を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記第1残留振動信号の示す波形の周期が第1の範囲に属する場合に、前記第1吐出部における液体の吐出状態が正常であると判定し、前記第2残留振動信号の示す波形の周期が第2の範囲に属する場合に、前記第2吐出部における液体の吐出状態が正常であると判定し、前記第2の範囲の一部または全部は、前記第1の範囲に含まれない範囲である、ことを特徴とする。
第1吐出部における液体の吐出状態が正常である場合に当該第1吐出部において生じる残留振動の周期の取り得る範囲と、第2吐出部における液体の吐出状態が正常である場合に当該第2吐出部において生じる残留振動の周期の取り得る範囲とは、一致しない場合がある。そのため、吐出部(第1吐出部及び第2吐出部)において生じる残留振動の周期が、予め定められた所定の範囲に属するか否かにより、当該吐出部における液体の吐出状態を判定する場合には、第1吐出部及び第2吐出部のうち少なくとも一方の吐出部において、吐出状態を正確に判定できない可能性がある。
この発明によれば、第1吐出部における液体の吐出状態を、第1吐出部において生じる残留振動の周期が第1の範囲に属するか否かにより判定し、第2吐出部における液体の吐出状態を、第2吐出部において生じる残留振動の周期が第1の範囲とは異なる範囲を少なくとも一部に含む第2の範囲に属するか否かにより判定する。このため、第1吐出部及び第2吐出部の間で、吐出状態が正常であるときに生じる残留振動の取り得る範囲が一致しない場合であっても、第1吐出部及び第2吐出部の一方において正確な吐出状態の判定ができないという状況の発生を防止することが可能となる。
また、上述した印刷装置は、複数の前記第1吐出部及び複数の前記第2吐出部が設けられたヘッド部を備え、前記ヘッド部は、第1領域と、第2領域と、前記第1領域及び前記第2領域の間の第3領域とに区分され、前記複数の第1吐出部は、前記ヘッド部の前記第1領域及び前記第2領域に設けられ、前記複数の第2吐出部は、前記ヘッド部の前記第3領域に設けられる、ことを特徴とすることが好ましい。
複数の吐出部がヘッド部において例えば列状に設けられる場合、当該列の端部近傍に位置する吐出部と、当該列の端部近傍ではない領域(例えば、中央付近)に位置する吐出部との間では、吐出部の備える圧力室等の物理的特性、例えば、コンプライアンス等が相違することがある。このため、例えば列状に設けられた複数の吐出部の端部近傍の領域である第1領域または第2領域に位置する第1吐出部と、列の端部近傍ではない領域である第3領域に位置する第2吐出部との間では、吐出部の吐出状態が正常である場合に当該吐出部において生じる残留振動の周期の取り得る範囲が一致しないことがある。
この態様によれば、吐出部における液体の吐出状態を残留振動の周期に基づいて判定する場合に、第1吐出部においては残留振動が第1の範囲に属するか否かにより判定し、第2吐出部においては残留振動が第1の範囲とは異なる範囲を少なくとも一部に含む第2の範囲に属するか否かにより判定する。このため、端部付近に位置する第1吐出部と、端部付近以外の領域に位置する第2吐出部の一方において正確な吐出状態の判定ができないという状況の発生を防止することが可能となる。
また、上述した印刷装置において、前記第1の範囲の上限値及び下限値の差分値は、前記第2の範囲の上限値及び下限値の差分値に比べて大きい、ことを特徴とすることが好ましい。
複数の吐出部がヘッド部において例えば列状に設けられる場合、列の端部付近に位置する吐出部における液体の吐出状態が正常であるときに当該吐出部において生じる残留振動の周期の取り得る値の最大値(または最小値)は、列の中央付近(端部付近ではない領域)に位置する吐出部に比べて大きくなる傾向がある。このため、第1吐出部における吐出状態が正常である場合であっても、残留振動の周期が第2の範囲に属するか否かにより判定すると吐出異常と誤判定されることがある。
この態様によれば、第1吐出部の吐出状態が正常であり、且つ、第1吐出部における残留振動の周期が第2の範囲に属するか否かにより判定すると第1吐出部において吐出異常が生じていると誤判定されるような場合に、第2の範囲よりも広い範囲である第1の範囲に残留振動の周期が属するか否かにより第1吐出部の吐出状態を判定するため、誤判定が発生する確率を低減した正確な吐出状態の判定が可能となる。
また、上述した印刷装置において、前記第1の範囲の上限値と、前記第2の範囲の上限値とは、異なる値であり、前記第1の範囲の上限値及び下限値の差分値と、前記第2の範囲の上限値及び下限値の差分値とは、等しい、ことを特徴とすることが好ましい。
この態様によれば、第1吐出部の吐出状態が正常であり、且つ、第1吐出部における残留振動の周期が第2の範囲に属するか否かにより判定すると第1吐出部において吐出異常が生じていると誤判定されるような場合に、例えば第2の範囲の上限値よりも大きな上限値を有する第1の範囲に残留振動の周期が属するか否かにより第1吐出部の吐出状態を判定するため、誤判定が発生する確率を低減した正確な吐出状態の判定が可能となる。
また、上述した印刷装置において、前記第1吐出部のヘルムホルツ共振周波数は、前記第2吐出部のヘルムホルツ共振周波数よりも低い、ことを特徴としてもよい。
また、本発明に係る印刷装置の制御方法は、駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号に応じて変位する第1圧電素子、内部に液体が充填され前記駆動信号に基づく前記第1圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される第1圧力室、及び、前記第1圧力室に通連し前記第1圧力室の内部の圧力の増減により前記第1圧力室の内部に充填された液体を吐出可能な第1ノズル、を具備する第1吐出部と、前記駆動信号に応じて変位する第2圧電素子、内部に液体が充填され前記駆動信号に基づく前記第2圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される第2圧力室、及び、前記第2圧力室に通連し前記第2圧力室の内部の圧力の増減により前記第2圧力室の内部に充填された液体を吐出可能な第2ノズル、を具備する第2吐出部と、前記第1圧電素子に前記駆動信号が供給された後に生じる前記第1圧力室内部の圧力の変化に基づく前記第1圧電素子の起電力の変化を第1残留振動信号として検出し、前記第2圧電素子に前記駆動信号が供給された後に生じる前記第2圧力室内部の圧力の変化に基づく前記第2圧電素子の起電力の変化を第2残留振動信号として検出する検出部と、を備える印刷装置の制御方法であって、前記第1残留振動信号の示す波形の周期が第1の範囲に属する場合に、前記第1吐出部における液体の吐出状態が正常であると判定し、前記第2残留振動信号の示す波形の周期が第2の範囲に属する場合に、前記第2吐出部における液体の吐出状態が正常であると判定し、前記第2の範囲の一部または全部は、前記第1の範囲に含まれない範囲である、ことを特徴とする。
本発明の第1実施形態に係るインクジェットプリンター1の構成の概要を示す概略図である。 インクジェットプリンター1の構成を示すブロック図である。 ヘッド部30の概略的な断面図である。 ヘッド部30におけるノズルNの配置例を示す平面図である。 ヘッド部30における吐出部35及びリザーバ246の位置関係を説明するための説明図である。 駆動信号Vinの供給時における吐出部35の断面形状の変化を説明するための説明図である。 吐出部35における残留振動を表す単振動のモデルを示す回路図である。 吐出部35における吐出状態が正常である場合の残留振動の実験値と計算値との関係を示すグラフである。 キャビティ245内部に気泡が混入した場合の吐出部35の状態を示す説明図である。 キャビティ245内部への気泡混入によりインクを吐出できなくなった状態における残留振動の実験値と計算値とを示すグラフである。 ノズルN付近のインクが固着した場合の吐出部35の状態を示す説明図である。 ノズルN付近のインクの固着によりインクを吐出できなくなった状態における残留振動の実験値と計算値とを示すグラフである。 ノズルNの出口付近に紙粉が付着した場合の吐出部35の状態を示す説明図である。 ノズルNの出口付近への紙粉の付着によりインクを吐出できなくなった状態における残留振動の実験値と計算値とを示すグラフである。 駆動信号生成部51の構成を示すブロック図である。 デコーダーDCのデコード内容を示す説明図である。 単位動作期間Tuにおける駆動信号生成部51の動作を示すタイミングチャートである。 単位動作期間Tuにおける駆動信号Vinの波形を表すタイミングチャートである。 切替部53の構成を示すブロック図である。 吐出異常検出回路DTの構成を示すブロック図である。 吐出異常検出回路DTの動作を示すタイミングチャートである。 判定部56において生成される判定結果信号Rsを説明する説明図である。 各ノズル列に対応する吐出部35において生じる残留振動の周期Tcの分布を表すヒストグラムである。 判定基準決定処理におけるインクジェットプリンター1の動作を示すフローチャートである。 各ノズル列に対応する吐出部35において生じる残留振動の周期Tcの分布を表すヒストグラムである。 第2実施形態に係る判定基準決定処理におけるインクジェットプリンター1の動作を示すフローチャートである。 各ノズル列に対応する吐出部35において生じる残留振動の周期Tcの分布を表すヒストグラムである。 第3実施形態に係る判定基準決定処理におけるインクジェットプリンター1の動作を示すフローチャートである。 変形例2に係るヘッド部30Aの概略的な断面図である。 変形例3に係るヘッド部30におけるノズルNの配置例を示す平面図である。 変形例6に係る吐出状態判定処理におけるインクジェットプリンター1の動作を示すフローチャートである。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
<A.第1実施形態>
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説明する。
<1.インクジェットプリンターの構成>
図1は、本実施形態に係るインクジェットプリンター1の構成の概略を示す斜視図である。図1を参照しつつ、インクジェットプリンター1の構成を説明する。なお、以下の説明では、図1中、上側(+Z方向)を「上部」、下側(−Z方向)を「下部」という場合がある。
図1に示すように、インクジェットプリンター1は、上部後方に記録用紙Pを設置するトレイ81と、下部前方に記録用紙Pを排出する排紙口82と、上部面に操作パネル83とが設けられている。操作パネル83は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部(図示せず)と、各種スイッチ等で構成される操作部(図示せず)とを備えている。この操作パネル83の表示部は、報知手段として機能する。
また、図1に示すように、インクジェットプリンター1は、往復動する移動体3を有する印刷手段4を備える。
移動体3は、4M個の吐出部35を具備するヘッド部30と、4個のインクカートリッジ31と、ヘッド部30及び4個のインクカートリッジ31を搭載したキャリッジ32と、を備える(Mは、3以上の自然数)。各吐出部35は、インクカートリッジ31から供給されたインクを内部に充填し、充填したインクを吐出することができる。また、4個のインクカートリッジ31は、イエロー、シアン、マゼンタ、及び、ブラックの4つの色と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。
4M個の吐出部35の各々は、4個のインクカートリッジ31のいずれか1つからインクの供給を受ける。これにより、4M個の吐出部35から全体として4色のインクを吐出することが可能となり、フルカラー印刷が実現される。
なお、各インクカートリッジ31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の別の場所に設けられるものであってもよい。
図1に示すように、印刷手段4は、移動体3を主走査方向に移動(往復動)させる駆動源となるキャリッジモーター41と、キャリッジモーター41を駆動するためのキャリッジモータードライバー43(図2参照)と、キャリッジモーター41の回転を受けて、移動体3を往復動させる往復動機構42とを備える。なお、主走査方向とは、図1においてY軸が延在する方向である。
往復動機構42は、その両端をフレーム(図示せず)に支持されたキャリッジガイド軸422と、キャリッジガイド軸422と平行に延在するタイミングベルト421とを有している。移動体3のキャリッジ32は、往復動機構42のキャリッジガイド軸422に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト421の一部に固定されている。そのため、キャリッジモーター41の作動により、プーリを介してタイミングベルト421を正逆走行させると、キャリッジガイド軸422に案内されて、移動体3が往復動する。
また、図1に示すように、インクジェットプリンター1は、記録用紙Pを印刷手段4に対し供給・排出する給紙装置7を備える。
給紙装置7は、記録用紙Pを搬送するための駆動源となる給紙モーター71と、給紙モーター71を駆動するための給紙モータードライバー73(図2参照)と、給紙モーター71の作動により回転する給紙ローラ72とを有している。
給紙ローラ72は、記録用紙Pの搬送経路(記録用紙P)を挟んで上下に対向する従動ローラ72aと駆動ローラ72bとで構成され、駆動ローラ72bは給紙モーター71に連結されている。これにより、給紙ローラ72は、トレイ81に設置した複数枚の記録用紙Pを、印刷手段4に向かって1枚ずつ送り込んだり、印刷手段4から1枚ずつ排出したりするようになっている。なお、トレイ81に代えて、記録用紙Pを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
また、図1に示すように、インクジェットプリンター1は、印刷手段4及び給紙装置7を制御する制御部6とを備える。
制御部6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から入力された画像データImgに基づいて、印刷手段4や給紙装置7等を制御することにより記録用紙Pへの印刷処理を行う。
具体的には、制御部6は、記録用紙Pを一枚ずつ副走査方向(X軸方向)に間欠送りするようにキャリッジモータードライバー43を介してキャリッジモーター41を制御するとともに、移動体3を記録用紙Pの送り方向(X軸方向)と交差する主走査方向(Y軸方向)に往復動させるように給紙モータードライバー73を介して給紙モーター71を制御し、同時に、各吐出部35からのインクの吐出量及び吐出タイミングを後述するヘッドドライバー50を介して制御する。これにより、制御部6は、記録用紙P上に吐出されたインクにより形成されるドットサイズ及びドット配置を調整し、画像データImgに対応する画像を記録用紙P上に形成する印刷処理を実行する。
なお、制御部6は、操作パネル83の表示部にエラーメッセージ等を表示させるとともに、操作パネル83の操作部から入力された各種スイッチの押下信号に基づいて、対応する処理を各部に実行させ、さらに、必要に応じてエラーメッセージや吐出異常等の情報をホストコンピューター9に転送する処理を実行するものであってもよい。
図2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。
インクジェットプリンター1は、4M個の吐出部35を具備するヘッド部30と、ヘッド部30を駆動するとともに吐出部35における吐出異常を検出するヘッドドライバー50と、吐出部35における吐出異常が検出された場合に当該吐出部35における吐出状態を正常に回復させるための回復機構84と、を備える。また、インクジェットプリンター1は、上述のとおり、キャリッジモーター41と、キャリッジモータードライバー43と、給紙モーター71と、給紙モータードライバー73と、インクジェットプリンター1の各部の動作を制御するための制御部6を備える。
図2に示すように、制御部6は、CPU61と、記憶部62とを備える。
記憶部62は、ホストコンピューター9から図示省略したインターフェース部を介して供給される画像データImgをデータ格納領域に格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)と、印刷処理等の各種処理を実行する際に必要なデータを一時的に格納し、あるいは印刷処理等の各種処理を実行するための制御プログラムを一時的に展開するRAM(Random Access Memory)と、インクジェットプリンター1の各部を制御する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるPROMを備える。
CPU61は、ホストコンピューター9から供給される画像データImgを、記憶部62に格納する。
また、CPU61は、画像データImg等の記憶部62に格納されている各種データに基づいて、ヘッドドライバー50の動作の制御を介して吐出部35を駆動させるための印刷信号SI、切替制御信号Sw、及び、駆動波形信号Com等の各種信号を生成し、これらを出力する。
また、CPU61は、記憶部62に格納されている各種データに基づいて、キャリッジモータードライバー43の動作を制御するための制御信号と、給紙モータードライバー73の動作を制御するための制御信号と、回復機構84の動作を制御するための制御信号と、操作パネル83の動作を制御するための制御信号と、を生成し、これら生成した信号を出力する。
ヘッドドライバー50は、駆動信号生成部51、吐出異常検出部52、及び、切替部53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等の信号に基づいて、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を含む。
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。また、吐出異常検出部52は、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等、当該吐出部35におけるインクの吐出状態を判定し、当該判定結果を表す判定結果信号Rsを出力する。また、吐出異常検出部52は、残留振動信号Voutに表される波形の1波長分の時間長である周期Tcを表す検出信号NTcを出力する。
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のいずれか一方に電気的に接続させる。
このように、制御部6(CPU61)は、印刷信号SI、駆動波形信号Com、切替制御信号Sw等の各種制御信号を生成してインクジェットプリンター1の各部に供給することで、インクジェットプリンター1の各部の動作を制御する。
これにより、制御部6(CPU61)は、印刷処理、吐出状態判定処理、回復処理、及び、判定基準決定処理、等の各種処理を実行する。
ここで、印刷処理とは、制御部6が、画像データImgに基づいてヘッドドライバー50の動作を制御することで、各吐出部35からインクを吐出させ、記録用紙Pに画像を形成する処理である。
また、吐出状態判定処理とは、制御部6が、ヘッドドライバー50の動作を制御して、吐出部35に検査用の駆動信号Vinを供給させることで、当該吐出部35において残留振動を生じさせ、発生した残留振動に基づいて当該吐出部35におけるインクの吐出状態を判定する処理である。
また、回復処理とは、吐出状態判定処理において、吐出部35におけるインクの吐出異常が発見された場合に、回復機構84を用いて、当該吐出部35のノズルプレート240に付着した紙粉等の異物をワイパー(図示省略)により拭き取るワイピング処理、当該吐出部35内の増粘したインクや気泡等をチューブポンプ(図示省略)により吸引するポンピング処理、または、当該吐出部35からインクを予備的に吐出させるフラッシング処理等、当該吐出部35のインクの吐出状態を正常に戻すための処理の総称である。制御部6は、吐出状態判定処理の結果に基づいて、フラッシング処理、ワイピング処理、ポンピング処理等から、吐出部35の吐出状態を回復させるのに適した1または2以上の回復処理を選択し、選択した回復処理を実行する。
また、判定基準決定処理とは、制御部6が、吐出状態判定処理の判定において使用する判定基準を決定する処理である。
吐出状態判定処理では、残留振動信号Voutの周期Tcに基づいて吐出部35におけるインクの吐出状態を判定するが、この吐出状態判定処理を実行するためには、吐出部35におけるインクの吐出状態を正常と看做すことのできる周期Tcの範囲等の判定基準を予め決定しておく必要がある。
判定基準決定処理は、吐出状態判定処理において残留振動信号Voutの周期Tcに基づく吐出状態の判定を行う際に判定基準として用いる値(例えば、吐出部35におけるインクの吐出状態を正常と看做すことのできる周期Tcの範囲)を決定する処理である。
<2.ヘッド部の構成>
次に、図3を参照しつつ、ヘッド部30と、ヘッド部30に設けられる吐出部35と、について説明する。
図3は、ヘッド部30及びインクカートリッジ31の、概略的な断面図の一例である。なお、この図では、図示の都合上、ヘッド部30のうち、4M個の吐出部35の中の1個の吐出部35と、当該吐出部35にインク供給口247を介して通連するリザーバ246と、を示している。
図3に示すように、吐出部35は、複数の圧電素子200を積層してなる積層圧電素子201と、内部にインクが充填されたキャビティ245(「圧力室」の一例)と、キャビティ245に通連するノズルNと、振動板243と、を備える。この吐出部35は、圧電素子200の駆動によりキャビティ245内のインクがノズルNから吐出する。
図3に示すように、吐出部35のキャビティ245は、凹部を有するような所定の形状に成形されたキャビティプレート242と、ノズルNが形成されたノズルプレート240と、振動板243と、により区画される空間である。このキャビティ245は、キャビティプレート242とノズルプレート240とにより区画された空間であるリザーバ246と、インク供給口247を介して連通している。リザーバ246は、インク供給チューブ311を介してインクカートリッジ31と連通している。
図3において積層圧電素子201の下端は、中間層244を介して振動板243と接合されている。積層圧電素子201には、複数の外部電極248および内部電極249が接合されている。即ち、積層圧電素子201の外表面には、外部電極248が接合され、積層圧電素子201を構成する各圧電素子200同士の間(または各圧電素子の内部)には、内部電極249が設置されている。この場合、外部電極248と内部電極249の一部が、交互に、圧電素子200の厚さ方向に重なるように配置される。
そして、外部電極248と内部電極249との間に、駆動信号生成部51より駆動信号Vinを供給することにより、積層圧電素子201が図3の矢印で示すように変形して(図3において上下方向に伸縮して)振動し、この振動により振動板243が振動する。この振動板243の振動によりキャビティ245の容積(キャビティ245内の圧力)が変化し、キャビティ245内に充填されたインクがノズルNより吐出される。
インクの吐出によりキャビティ245内のインクが減少した場合、リザーバ246からインクが供給される。また、リザーバ246へは、インクカートリッジ31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。
なお、図4及び図5に、ヘッド部30における4M個のノズルN及び4M個の吐出部35の配置を示す。
このうち図4は、ヘッド部30を平面視したとき(すなわち、+Z方向または−Z方向から見たとき)の、ヘッド部30と、ヘッド部30が備える4M個のノズルNとの位置関係を表す図である。
図4に示すように、4M個のノズルNは、X軸方向にM行となり、且つ、Y軸方向に4列となるように、M行×4列に配置される。このうち、X軸方向に延在するM個のノズルNをノズル列と称する。すなわち、4M個のノズルNは、4つのノズル列に区分されて配置される。これら4つのノズル列は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、及び、ブラック(K)の4色と、1対1に対応する。すなわち、4列のノズル列は、イエロー(Y)に対応するノズル列、シアン(C)対応するノズル列、マゼンタ(M)対応するノズル列、及び、ブラック(K)対応するノズル列からなる。なお、ノズルN間のピッチは、印刷解像度(dpi:dot per inch)に応じて適宜設定され得る。
ここで、α、β1、β2を、α+β1+β2=Mを満たす自然数とし、図4に示すように、ヘッド部30を、各ノズル列に属するM個のノズルNのうちβ1個のノズルNが設けられる領域AR1と、各ノズル列に属するM個のノズルNのうちβ2個のノズルNが設けられる領域AR2と、各ノズル列に属するM個のノズルNのうちα個のノズルNが設けられる領域AR3と、の3つの領域に区分する。
より具体的には、領域AR1を、ヘッド部30を平面視したときに、ヘッド部30の上端L1(ヘッド部30の−X方向の縁)を含む領域であり、各ノズル列に属するM個のノズルNのうち、β1個のノズルNが設けられる領域として定める。
また、領域AR2を、ヘッド部30を平面視したときに、ヘッド部30の下端L2(ヘッド部30の+X方向の縁)を含む領域であり、各ノズル列に属するM個のノズルNのうち、β2個のノズルNが設けられる領域として定める。
また、領域AR3を、ヘッド部30を平面視したときに、領域AR1及び領域AR2の間の領域であり、各ノズル列に属するM個のノズルNのうち、α個のノズルNが設けられる領域として定める。
ここで、領域AR1は「第1領域」の一例であり、領域AR2は「第2領域」の一例であり、領域AR3は「第3領域」の一例である。
本実施形態では、『β1=β2』となるように、領域AR1及び領域AR2を設けることとする。すなわち、本実施形態では、領域AR1に設けられるノズルNの個数と、領域AR2に設けられるノズルNの個数とが等しくなるように、領域AR1及び領域AR2を設けることとする。但し、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、β1とβ2とが異なる値であっても構わない。
また、本実施形態では、『α>β1+β2』となるように、領域AR1〜領域AR3を設けることとする。但し、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、『α≦β1+β2』であっても構わない。
なお、以下では、自然数βを、『β=β1+β2』と定義する。
また、以下では、ノズルNのうち、領域AR1または領域AR2に設けられるノズルNを、周縁ノズル(「第1ノズル」の一例)と称し、領域AR3に設けられるノズルNを、中央ノズル(「第2ノズル」の一例)と称する。すなわち、各ノズル列に属するM個のノズルNは、α個の中央ノズルとβ個の周縁ノズルとに分類される。
図5は、ヘッド部30を平面視したときの、ノズルN及びキャビティ245を含む吐出部35と、リザーバ246との位置関係の一例を示す図である。
この図に示すように、平面視した場合に、ノズルNが設けられる領域は、当該ノズルNを含む吐出部35(及びキャビティ245)が設けられる領域に含まれる。
そして、各ノズル列に属するM個の吐出部35(M個のキャビティ245)は、各キャビティ245に通連するインク供給口247を介して、当該ノズル列に対応する色のインクが充填されている1のリザーバ246に接続される。
また、平面視したときに、中央ノズルに対応する吐出部35(キャビティ245)は領域AR3に設けられ、周縁ノズルに対応する吐出部35(キャビティ245)は領域AR1または領域AR2に設けられる。
以下では、吐出部35のうち、領域AR1または領域AR2に設けられる吐出部35を、周縁吐出部(「第1吐出部」の一例)と称し、領域AR3に設けられる吐出部35を、中央吐出部(「第2吐出部」の一例)と称する。つまり、各ノズル列に属するM個のノズルNに対応するM個の吐出部35は、α個の中央吐出部と、β個の周縁吐出部とに分類される。
なお、周縁吐出部の備える圧電素子200、キャビティ245、ノズルNは、それぞれ、「第1圧電素子」、「第1圧力室」、「第1ノズル」の一例であり、中央吐出部の備える圧電素子200、キャビティ245、ノズルNは、それぞれ、「第2圧電素子」、「第2圧力室」、「第2ノズル」の一例である。
<3.残留振動について>
次に、吐出部35におけるインクの吐出について、図6を参照しながら説明する。
駆動信号生成部51から図3に示す圧電素子200に駆動信号Vinが供給されると、電極間にクーロン力が発生し、振動板243は、図6(a)に示す初期状態に対して、図3中の上方向へ撓み、図6(b)に示すようにキャビティ245の容積が拡大する。この状態において、駆動信号生成部51の制御により、駆動信号Vinの示す電圧を変化させると、振動板243は、その弾性復元力によって復元し、初期状態における振動板243の位置を越えて下方向に移動し、図6(c)に示すようにキャビティ245の容積が急激に収縮する。このときキャビティ245内に発生する圧縮圧力により、キャビティ245を満たすインクの一部が、このキャビティ245に連通しているノズルNからインク滴として吐出される。
各キャビティ245の振動板243は、この一連のインク吐出動作が終了した後、次のインク吐出動作を開始するまでの間、減衰振動、すなわち、残留振動をする。
振動板243の残留振動は、ノズルNやインク供給口247の形状、あるいはインク粘度等による音響抵抗rと、流路内のインク重量によるイナータンスmと、振動板243のコンプライアンスCmと、によって決定される固有振動周波数を有するものと想定される。
上記想定に基づく振動板243の残留振動の計算モデルについて説明する。
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−σt・sin(ωt)
ω={1/(m・Cm)−α}1/2
σ=r/(2m)
この式から得られた計算結果と、別途行ったインク滴の吐出後の振動板243の残留振動の実験における実験結果とを比較する。図8は、振動板243の残留振動の実験値と計算値との関係を示すグラフである。この図8に示すグラフからも分かるように、実験値と計算値の2つの波形は、概ね一致している。
さて、吐出部35において、前述したような吐出動作を行ったにもかかわらずノズルNからインク滴が正常に吐出されない現象、即ち液滴の吐出異常が発生する場合がある。この吐出異常が発生する原因としては、(1)キャビティ245内への気泡の混入、(2)ノズルN付近でのインクの乾燥・増粘(固着)、(3)ノズルNの出口付近への紙粉付着、等が挙げられる。
この吐出異常が発生すると、その結果としては、典型的にはノズルNから液滴が吐出されないこと、即ち液滴の不吐出現象が現れ、その場合、記録用紙Pに印刷した画像における画素のドット抜けを生じる。また、吐出異常の場合には、ノズルNから液滴が吐出されたとしても、液滴の量が過少であったり、その液滴の飛行方向(弾道)がずれたりして適正に着弾しないので、やはり画素のドット抜けとなって現れる。このようなことから、以下の説明では、液滴の吐出異常のことを単に「ドット抜け」と言う場合もある。
以下においては、図8に示す比較結果に基づいて、吐出部35に発生する印刷処理時のドット抜け(吐出異常)現象(液滴不吐出現象)の原因別に、振動板243の残留振動の計算値と実験値がマッチ(概ね一致)するように、音響抵抗r及びイナータンスmのうち少なくとも一方の値を調整する。
まず、ドット抜けの1つの原因である、(1)キャビティ245内への気泡の混入について検討する。図9は、キャビティ245内に気泡が混入した場合のノズルN付近の概念図である。図9に示すように、発生した気泡は、キャビティ245の壁面に発生付着しているものと想定される。
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。
次に、ドット抜けのもう1つの原因である、(2)ノズルN付近でのインクの乾燥(固着、増粘)について検討する。図11は、図3のノズルN付近のインクが乾燥により固着した場合のノズルN付近の概念図である。この図11に示すように、ノズルN付近のインクが乾燥して固着した場合、キャビティ245内のインクは、キャビティ245内に閉じこめられたような状況となる。このように、ノズルN付近のインクが乾燥、増粘した場合には、音響抵抗rが増加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3中上方に引き寄せられることによって、キャビティ245内にリザーバからインクが流入した後に、振動板243が図3中下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。
次に、ドット抜けのさらにもう1つの原因である、(3)ノズルN出口付近への紙粉付着について検討する。図13は、図3のノズルN出口付近に紙粉が付着した場合のノズルN付近の概念図である。この図13に示すように、ノズルNの出口付近に紙粉が付着した場合、キャビティ245内から紙粉を介してインクが染み出してしまうとともに、ノズルNからインクを吐出することができなくなる。このように、ノズルNの出口付近に紙粉が付着し、ノズルNからインクが染み出している場合には、振動板243から見てキャビティ245内及び染み出し分のインクが正常時よりも増えることにより、イナータンスmが増加するものと考えられる。また、ノズルNの出口付近に付着した紙粉の繊維によって音響抵抗rが増大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、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。
ここで、ノズルN付近のインクが乾燥して増粘した場合と、ノズルNの出口付近に紙粉が付着した場合とでは、いずれも正常にインク滴が吐出された場合に比べて残留振動の周波数が低くなっている。これら2つのドット抜け(吐出異常)の原因は、振動板243の残留振動の波形、具体的には、残留振動の周波数または周期を、予め定められた閾値を持って比較することで、区別することができる。
以上の説明から明らかなように、各吐出部35におけるノズルNからのインク滴が吐出されたときの振動板243の残留振動の波形、特に、残留振動の周波数または周期に基づいて、各吐出部35の吐出状態を判定することができる。より具体的には、残留振動の周波数または周期に基づいて、各吐出部35における吐出状態が正常であるか否かについて、及び、各吐出部35における吐出状態が異常である場合に当該吐出異常の原因は上述した(1)〜(3)のうち何れに該当するかについて、判定することができる。
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状態を判定する吐出状態判定処理を実行する。
<4.ヘッドドライバーの構成及び動作>
次に、図15乃至図22を参照しつつヘッドドライバー50(駆動信号生成部51、切替部53、及び、吐出異常検出部52)の構成及び動作について説明する。
図15は、ヘッドドライバー50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15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、トランスミッションゲートTGa、TGb、及び、TGcからなる組を、4M個の吐出部35に1対1に対応するように4M個有する。以下では、これら4M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、…、4M段と称することがある。
なお、詳細は後述するが、吐出異常検出部52は、4M個の吐出部35に1対1に対応するように4M個の吐出異常検出回路DT(DT[1]、DT[2]、…、DT[4M])を具備する。
駆動信号生成部51には、制御部6から、クロック信号CL、印刷信号SI、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、及び、駆動波形信号Com(Com-A、Com-B、Com-C)が供給される。
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が吐出するインク量を、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、及び、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Vinを生成することが可能となる。
シフトレジスタSRのそれぞれは、印刷信号SIを、各吐出部35に対応する3ビット毎に、一旦保持する。詳細には、4M個の吐出部35に1対1に対応する、1段、2段、…、4M段の4M個のシフトレジスタSRが互いに縦続接続されるとともに、シリアルで供給された印刷信号SIが、クロック信号CLにしたがって順次後段に転送される。そして、4M個のシフトレジスタSRの全てに印刷信号SIが転送された時点で、クロック信号CLの供給が停止し、4M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3ビット分のデータを保持した状態を維持する。
4M個のラッチ回路LTのそれぞれは、ラッチ信号LATが立ち上がるタイミングで、4M個のシフトレジスタSRのそれぞれに保持された、各段に対応する3ビット分の印刷信号SIを一斉にラッチする。図15において、SI[1]、SI[2]、…、SI[4M]のそれぞれは、1段、2段、…、4M段のシフトレジスタSRに対応するラッチ回路LTによってそれぞれラッチされた、3ビット分の印刷信号SIを示している。
ところで、インクジェットプリンター1が印刷処理、吐出状態判定処理、及び、判定基準決定処理のうち少なくとも一の処理を実行する期間である動作期間は、複数の単位動作期間Tuからなる。各単位動作期間Tuは、制御期間Ts1とこれに後続する制御期間Ts2とからなる。本実施形態では、制御期間Ts1及びTs2は、互いに等しい時間長を有する。
なお、本実施形態において、動作期間を構成する複数の単位動作期間Tuは、印刷処理が実行される単位動作期間Tu、吐出状態判定処理が実行される単位動作期間Tu、判定基準決定処理が実行される単位動作期間Tu、及び、印刷処理及び吐出状態判定処理の双方の処理が実行される単位動作期間Tuの、4種類の単位動作期間Tuに分類される。
但し、動作期間を構成する複数の単位動作期間Tuは、印刷処理が実行される単位動作期間Tu、吐出状態判定処理が実行される単位動作期間Tu、及び、判定基準決定処理が実行される単位動作期間Tuの、3種類の単位動作期間Tuからなるものであってもよい。
制御部6は、駆動信号生成部51に対して単位動作期間Tu毎に印刷信号SIを供給するとともに、ラッチ回路LTが単位動作期間Tu毎に印刷信号SI[1]、SI[2]、…、SI[4M]をラッチするように駆動信号生成部51を制御する。
すなわち、制御部6は、4M個の吐出部35に対して単位動作期間Tu毎に駆動信号Vinが供給されるように、駆動信号生成部51を制御する。
より具体的には、制御部6は、単位動作期間Tuにおいて印刷処理が実行される場合、4M個の吐出部35に対して印刷用の駆動信号Vinが供給されるように駆動信号生成部51を制御する。これにより、4M個の吐出部35が画像データImgに応じた量のインクを記録用紙Pに吐出し、記録用紙P上に画像データImgに対応する画像が形成される。
また、制御部6は、単位動作期間Tuにおいて吐出状態判定処理のみが実行される場合、4M個の吐出部35に対して検査用の駆動信号Vinが供給されるように駆動信号生成部51を制御する。
また、制御部6は、単位動作期間Tuにおいて印刷処理及び吐出状態判定処理の両方が実行される場合、4M個の吐出部35の一部に対して印刷用の駆動信号Vinが供給されるとともに、残りの吐出部35に対して検査用の駆動信号Vinが供給されるように駆動信号生成部51を制御する。
また、制御部6は、単位動作期間Tuにおいて判定基準決定処理が実行される場合においても、4M個の吐出部35に対して検査用の駆動信号Vinが供給されるように駆動信号生成部51を制御する。
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Ts1及びTs2のそれぞれにおいて、選択信号Sa、Sb、及び、Scを出力する。
図16は、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≦4M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Ts1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Ts2において、選択信号SbをハイレベルHに設定するとともに、選択信号Sa及びScをローレベルLに設定する。また、例えば、下位ビットb3が「1」の場合、つまり、(b1、b2、b3)=(0、0、1)である場合、m段のデコーダーDCは、制御期間Ts1及びTs2において、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。
説明を図15に戻す。
図15に示すように、駆動信号生成部51は、トランスミッションゲートTGa、TGb、及び、TGcの組を4M個備える。これら、4M個のトランスミッションゲートTGa、TGb、及び、TGcの組は、4M個の吐出部35に1対1に対応するように設けられる。
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Ts1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Ts2においてトランスミッションゲートTGb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がオフする。
トランスミッションゲートTGaの一端には駆動波形信号Com-Aが供給され、トランスミッションゲートTGbの一端には駆動波形信号Com-Bが供給され、トランスミッションゲートTGcの一端には駆動波形信号Com-Cが供給される。また、トランスミッションゲートTGa、TGb、及び、TGcの他端は、切替部53への出力端OTNに共通接続されている。
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Ts1及びTs2毎に選択された駆動波形信号Com-A、Com-B、または、Com-Cが、駆動信号Vin[m]としてm段の出力端OTNに出力され、これが、切替部53を介してm段の吐出部35に供給される。
図17は、単位動作期間Tuにおける駆動信号生成部51の動作を説明するためのタイミングチャートである。図17に示すように、単位動作期間Tuは、制御部6が出力するラッチ信号LATにより規定される。また、単位動作期間Tuに含まれる制御期間Ts1及びTs2は、制御部6が出力するラッチ信号LAT及びチェンジ信号CHにより規定される。
単位動作期間Tuにおいて制御部6から供給される駆動波形信号Com-Aは、印刷用の駆動信号Vinを生成するための信号であり、図17に示されるように、単位動作期間Tuのうち制御期間Ts1に配置された単位波形PA1と、制御期間Ts2に配置された単位波形PA2と、を連続させた波形を有する。単位波形PA1、及び、単位波形PA2の開始及び終了のタイミングにおける電位は、いずれも基準電位V0である。また、単位波形PA1の電位Va11と電位Va12との電位差は、単位波形PA2の電位Va21と電位Va22との電位差よりも大きい。このため、各吐出部35が備える圧電素子200が単位波形PA1により駆動された場合に当該吐出部35が備えるノズルNから吐出されるインクの量は、単位波形PA2により駆動された場合に吐出されるインクの量よりも多い。
単位動作期間Tuにおいて制御部6から供給される駆動波形信号Com-Bは、印刷用の駆動信号Vinを生成するための信号であり、制御期間Ts1に配置された単位波形PB1と、制御期間Ts2に配置された単位波形PB2とを連続させた波形を有する。単位波形PB1の開始及び終了のタイミングにおける電位は、いずれも基準電位V0であり、単位波形PB2は制御期間Ts2に亘って基準電位V0に保たれる。また、単位波形PB1の電位Vb11と基準電位V0との電位差は、単位波形PA2の電位Va21と電位Va22との電位差よりも小さい。そして、各吐出部35が備える圧電素子200が単位波形PB1により駆動された場合であっても当該吐出部35が備えるノズルNからはインクは吐出されない。同様に、圧電素子200に単位波形PB2が供給された場合にも、ノズルNからインクが吐出されることはない。
単位動作期間Tuにおいて制御部6から供給される駆動波形信号Com-Cは、検査用の駆動信号Vinを生成するための信号であり、制御期間Ts1に配置された単位波形PC1と、制御期間Ts2に配置された単位波形PC2とを連続させた波形を有する。単位波形PC1は基準電位V0から電位Vc11に遷移した後に電位Vc12に遷移し、その後、制御期間Ts1の終了まで電位Vc12に保たれる。また、単位波形PC2は、電位Vc12を維持した後に、制御期間Ts2が終了する前に電位Vc12から基準電位V0に遷移する。
本実施形態において、単位波形PC1における電位Vc11及び電位Vc12の電位差は、単位波形PA2における電位Va21及び電位Va22の電位差よりも小さく、単位波形PC1を有する検査用の駆動信号Vinにより吐出部35が駆動された場合において、当該吐出部35からインクが吐出されないような電位に設定されている。
すなわち、本実施形態において、吐出状態判定処理は、インクを吐出させないように吐出部35を駆動したときに、当該吐出部35において生じる残留振動に基づいて、吐出部35におけるインクの吐出状態を判定する、いわゆる「非吐出検査」を想定する。
但し、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、吐出状態判定処理は、インクを吐出させるように吐出部35を駆動したときに、当該吐出部35において生じる残留振動に基づいて、吐出部35におけるインクの吐出状態を判定する、いわゆる「吐出検査」であってもよい。
吐出状態判定処理が吐出検査により行われる場合には、吐出部35からインクが吐出されるため、ヘッド部30または記録用紙Pの少なくとも一方を、吐出部35からインク吐出しても記録用紙Pに着弾しないような場所に移動したうえで、吐出状態判定処理が実行されることが好ましい。つまり、吐出状態判定処理が吐出検査である場合、印刷処理が実行されない単位動作期間Tuにおいてのみ、吐出状態判定処理が実行されることが好ましい。
図17に示すように、4M個のラッチ回路LTは、ラッチ信号LATの立ち上がりのタイミング、すなわち、単位動作期間Tuが開始されるタイミングにおいて、印刷信号SI[1]、SI[2]、…、SI[4M]を出力する。
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Ts1及びTs2のそれぞれにおいて、図16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、及び、Com-Cのいずれか1つを選択し、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。
なお、図17に示す切替期間指定信号RTは、切替期間Tdを規定する信号である。切替期間指定信号RT及び切替期間Tdについては、後述する。
図15乃至図17加え、図18を参照しつつ、単位動作期間Tuにおいて駆動信号生成部51が出力する駆動信号Vinの波形について説明する。
単位動作期間Tu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、制御期間Ts1において、選択信号Sa、Sb、及び、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、単位波形PA1が駆動信号Vin[m]として出力される。同様に、制御期間Ts2においても、駆動波形信号Com-Aが選択され、単位波形PA2が駆動信号Vin[m]として出力される。よってこの場合、単位動作期間Tuにおいてm段の吐出部35に供給される駆動信号Vin[m]は印刷用の駆動信号Vinであり、その波形は、図18に示すように、単位波形PA1及び単位波形PA2を含む波形DpAAとなる。この結果、m段の吐出部35は、単位動作期間Tuにおいて、単位波形PA1に基づく中程度の量のインクの吐出と、単位波形PA2に基づく小程度の量のインクの吐出とがなされ、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、大ドットが形成される。
単位動作期間Tuにおいて供給される印刷信号SI[m]の内容が(b1、b2、b3)=(1、0、0)である場合には、制御期間Ts1において駆動波形信号Com-Aが選択され、制御期間Ts2において駆動波形信号Com-Bが選択されるため、単位動作期間Tuにおいてm段の吐出部35に供給される駆動信号Vin[m]は印刷用の駆動信号Vinであり、その波形は単位波形PA1及び単位波形PB2を含む波形DpABとなる。この結果、m段の吐出部35は、単位動作期間Tuにおいて、単位波形PA1に基づく中程度の量のインクの吐出がなされ、記録用紙P上には、中ドットが形成される。
単位動作期間Tuにおいて供給される印刷信号SI[m]の内容が(b1、b2、b3)=(0、1、0)である場合には、制御期間Ts1において駆動波形信号Com-Bが選択され、制御期間Ts2において駆動波形信号Com-Aが選択されるため、単位動作期間Tuにおいてm段の吐出部35に供給される駆動信号Vin[m]は印刷用の駆動信号Vinであり、その波形は単位波形PB1及び単位波形PA2を含む波形DpBAとなる。この結果、m段の吐出部35は、単位動作期間Tuにおいて、単位波形PA2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。
単位動作期間Tuにおいて供給される印刷信号SI[m]の内容が(b1、b2、b3)=(0、0、0)である場合には、制御期間Ts1及び制御期間Ts2において駆動波形信号Com-Bが選択されるため、単位動作期間Tuにおいてm段の吐出部35に供給される駆動信号Vin[m]は印刷用の駆動信号Vinであり、その波形は単位波形PB1及び単位波形PB2を含む波形DpBBとなる。この結果、m段の吐出部35からは、単位動作期間Tu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)。
単位動作期間Tuにおいて供給される印刷信号SI[m]の内容が(b1、b2、b3)=(0、0、1)である場合には、制御期間Ts1及びTs2において駆動波形信号Com-Cが選択されるため、単位動作期間Tuにおいてm段の吐出部35に供給される駆動信号Vin[m]は検査用の駆動信号Vinであり、その波形は単位波形PC1及び単位波形PC2を含む波形DpTとなる。
図19は、ヘッドドライバー50のうち切替部53の構成を示すブロック図である。また、この図においては、切替部53と、吐出異常検出部52、吐出部35、及び、駆動信号生成部51との電気的な接続関係を示す。
図19に示すように、切替部53は、4M個の吐出部35に1対1に対応する1段〜4M段の4M個の切替回路U(U[1]、U[2]、…、U[4M])を備える。また、吐出異常検出部52は、4M個の吐出部35に1対1に対応する1段〜4M段の4M個の吐出異常検出回路DT(DT[1]、DT[2]、…DT[4M])を備える。
m段の切替回路U[m]は、m段の吐出部35の圧電素子200を、駆動信号生成部51が備えるm段の出力端OTN、または、吐出異常検出部52が備えるm段の吐出異常検出回路DT[m]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の出力端OTN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。
制御部6は、各切替回路Uの接続状態を制御するための切替制御信号Swを、各切替回路Uに対して出力する。
具体的には、制御部6は、単位動作期間Tuにおいてm段の吐出部35が印刷処理に使用される場合、当該m段の吐出部35に対応する切替回路U[m]が当該単位動作期間Tuの全期間に亘って第1の接続状態を維持するような切替制御信号Sw[m]を、切替回路U[m]に供給する。
他方、制御部6は、単位動作期間Tuにおいてm段の吐出部35が吐出状態判定処理または判定基準決定処理の対象となる場合、当該m段の吐出部35に対応する切替回路U[m]が、当該単位動作期間Tuのうち切替期間Td以外の期間において第1の接続状態となり、当該単位動作期間Tuのうち切替期間Tdにおいて第2の接続状態となるような切替制御信号Sw[m]を、切替回路U[m]に供給する。このため、単位動作期間Tuのうち切替期間Td以外の期間において、吐出状態判定処理(または判定基準決定処理)の対象となる吐出部35に対して駆動信号生成部51から駆動信号Vinが供給されるとともに、単位動作期間Tuのうち切替期間Tdにおいて、吐出異常検出回路DTに対して、吐出部35から残留振動信号Voutが供給されることになる。
ここで、切替期間Tdとは、図17に示すように、制御部6が生成する切替期間指定信号RTが電位VLに設定される期間である。具体的には、切替期間Tdは、単位動作期間Tuの中で、駆動波形信号Com-C(つまり、波形DpT)が、電位Vc12を維持している期間の一部または全部となるように定められる期間である。
吐出異常検出回路DTは、切替期間Tdにおいて、吐出部35の圧電素子200の起電力の変化を残留振動信号Voutとして検出する。
なお、周縁吐出部から検出される残留振動信号Voutは「第1残留振動信号」の一例であり、中央吐出部から検出される残留振動信号Voutは「第2残留振動信号」の一例である。
図20は、吐出異常検出部52が備える吐出異常検出回路DTの構成を示すブロック図である。
図20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における吐出状態を判定(つまり、吐出異常の有無を判定するとともに、吐出異常がある場合におけるその吐出異常の原因を判定)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。
波形整形部551は、例えば、残留振動信号Voutの周波数帯域よりも低域の周波数成分を減衰させた信号を出力するためのハイパスフィルターや、残留振動信号Voutの周波数帯域よりも高域の周波数成分を減衰させた信号を出力するためのローパスフィルター等を備え、残留振動信号Voutの周波数範囲を限定しノイズ成分を除去した整形波形信号Vdを出力可能な構成を含む。
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。
計測部552には、波形整形部551において残留振動信号Voutを整形した整形波形信号Vdと、制御部6が生成するマスク信号Mskと、整形波形信号Vdの振幅中心レベルの電位に定められた閾値電位Vth_cと、閾値電位Vth_cよりも高電位に定められた閾値電位Vth_oと、閾値電位Vth_cよりも低電位に定められた閾値電位Vth_uと、が供給される。計測部552は、これらの信号等に基づいて、検出信号NTcと、当該検出信号NTcが有効な値であるか否かを示す有効性フラグFlagを出力する。
図21は、計測部552の動作を示すタイミングチャートである。
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。
計測部552は、カウンタ(図示省略)を備える。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、整形波形信号Vdの示す電位が最初に閾値電位Vth_cと等しくなるタイミングである時刻t1において、クロック信号(図示省略)のカウントを開始する。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が最初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が最初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t1において、カウントを開始する。
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。
ところで、図21において一点鎖線で示すように整形波形信号Vdの振幅が小さい場合には、正確に検出信号NTcを計測できない可能性が高くなる。また、整形波形信号Vdの振幅が小さい場合には、仮に検出信号NTcの結果のみに基づいて吐出部35の吐出状態が正常であると判断される場合であっても、実際には吐出異常が生じている可能性が存在する。例えば、整形波形信号Vdの振幅が小さい場合、キャビティ245にインクが注入されていないことによりインクを吐出できない状態であること等が考えられる。
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、閾値電位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。
このように本実施形態において、計測部552は、整形波形信号Vdの1周期分の時間長を示す検出信号NTcを生成するのに加え、整形波形信号Vdが検出信号NTcの計測のために十分な大きさの振幅を有しているか否かを判定するため、より正確に吐出異常を検出することが可能となる。
なお、計測部552が出力する検出信号NTcは、判定部56に対して供給されるとともに、制御部6に対しても供給される。
判定部56は、検出信号NTc及び有効性フラグFlagに基づいて、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。
図22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D1、閾値D1よりも長い時間長を表す閾値D2、及び、閾値D2よりも更に長い時間長を表す閾値D3のそれぞれと比較する。
ここで、閾値D1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D2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D3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。
なお、以下では、これらの閾値D1、閾値D2、及び、閾値D3を、閾値Dと総称することがある。
詳細は後述するが、閾値Dの値(閾値D1、閾値D2、及び、閾値D3のそれぞれの値)は、判定基準決定処理において、ノズル列毎に、且つ、中央吐出部及び周縁吐出部で異なる値となるように決定される。
以下では、中央吐出部を対象とする吐出状態判定処理において使用される閾値D1、閾値D2、閾値D3を、それぞれ、閾値Da1、閾値Da2、閾値Da3と称する。また、周縁吐出部を対象とする吐出状態判定処理において使用される閾値D1、閾値D2、閾値D3を、それぞれ、閾値Db1、閾値Db2、閾値Db3と称する。
図22に示すように、判定部56は、有効性フラグFlagの値が「1」であり、且つ、「D1≦NTc≦D2」を満たす場合には、吐出部35におけるインクの吐出状態が正常であると判定し、判定結果信号Rsに対して、吐出状態が正常であることを示す値「1」を設定する。
すなわち、本実施形態では、中央吐出部について、検出信号NTcの示す時間長(つまり、周期Tc)が、閾値Da1以上閾値Da2以下の範囲Ra(後述する図23参照)にある場合に、当該中央吐出部におけるインクの吐出状態が正常であると判定する。
また、本実施形態では、周縁吐出部について、検出信号NTcの示す時間長(つまり、周期Tc)が、閾値Db1以上閾値Db2以下の範囲Rb(後述する図23参照)にある場合に、当該周縁吐出部におけるインクの吐出状態が正常であると判定する。
一方、判定部56は、有効性フラグFlagの値が「1」であり、且つ、「NTc<D1」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、「D2<NTc≦D3」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、「D3<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、判定結果信号Rsに対して、インクが注入されていない等の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。
以上のように、判定部56では、吐出部35における吐出状態を判定し、判定結果を判定結果信号Rsとして出力する。このため、制御部6は、吐出異常が生じている場合には、必要に応じて、印刷処理を中断し、回復機構84を用いて、判定結果信号Rsに示される吐出異常の原因に応じた適切な回復処理を実行することができる。
<5.判定基準決定処理>
次に、各ノズル列に対応するM個の吐出部35について検出されたM個の残留振動信号Voutに基づくM個の検出信号NTcのそれぞれの示す時間(M個の吐出部35で生じる残留振動の周期Tc)の分布についての一般的な性質について述べたうえで、判定基準決定処理について説明する。
図23は、ヘッド部30が備える4つのノズル列のうち、一のノズル列に対応するM個の吐出部35について検出されたM個の残留振動信号Voutに基づく検出信号NTcの値(残留振動の周期Tc)の分布の一例を表すヒストグラムである。具体的には、図23(A)乃至(C)に表す各ヒストグラムは、横軸が、各吐出部35から検出される周期Tc(検出信号NTcの値)を表し、縦軸が、周期Tcを所定幅ΔTc毎に区分した場合に各区分に属する周期Tcを示す残留振動信号Voutを出力した吐出部35の個数を表す。
また、図23のうち、図23(A)は、当該一のノズル列に対応するM個の吐出部35についての周期Tcの分布を表したヒストグラムであり、図23(B)は、当該M個の吐出部35のうち、α個の中央吐出部についての周期Tcの分布を表したヒストグラムであり、図23(C)は、当該M個の吐出部35のうち、β個の周縁吐出部についての周期Tcの分布を表したヒストグラムである。
なお、図23に示す例では、M個の吐出部35の一部において吐出異常が生じている場合を想定し、この図に示すヒストグラムにおいて、吐出異常が生じている吐出部35に対応する部分(部分EB1、EB2、EC1、及び、EC2)をハッチングを付して表し、吐出状態が正常な吐出部35に対応する部分をハッチングの付されていない白抜きの部分として表している。
図9及び図10で説明したように、キャビティ245に気泡が混入することで吐出部35に吐出異常が発生すると、当該吐出部35は、吐出状態が正常な吐出部35に比べて、残留振動の周期Tcが短くなる。また、図11乃至図14で説明したように、インクの増粘やノズルN付近への紙粉の付着により吐出部35に吐出異常が発生すると、当該吐出部35は、吐出状態が正常な吐出部35に比べて、残留振動の周期Tcが長くなる。
従って、原則的には、図23(A)に示すように、M個の吐出部35についての周期Tcの分布を表すヒストグラムにおいて、両端付近(分布の裾の部分)において吐出異常となる吐出部35が出現する可能性が高いと考えられる。換言すれば、原則的には、当該ヒストグラムの最頻値の近傍には、吐出異常となる吐出部35は出現しない可能性が高いと考えられる。
このため、図23(A)に示すヒストグラムにおける最頻値を基準値Daとし、基準値Daから差分定数ΔRaを減算して得た閾値Da1と基準値Daに差分定数ΔRaを加算して得た閾値Da2とにより区画される範囲を範囲Raとして、当該範囲Raを、吐出状態が正常な吐出部35に対応する周期Tcの存在する範囲と看做すことで、吐出状態が正常となる吐出部35と吐出異常の生じている吐出部35とを区別することが可能になるとも思われる。
しかし、実際には、中央吐出部と周縁吐出部との間には、ヘッド部30上での配置位置の違いや、構造上の違いが存在する。具体的には、図4及び図5において説明したように、中央吐出部の両側(+X方向及び−X方向)には、少なくともβ1個及びβ2個の吐出部35が設けられており、これら少なくともβ1個及びβ2個の吐出部35のそれぞれの内部にはインクが充填されうるのに対して、周縁吐出部の両側(+X方向及び−X方向)の少なくとも一方には、β1個未満またはβ2個未満の吐出部35しか設けられていない、という相違が存在する。また、中央吐出部及び周縁吐出部では、キャビティ245(キャビティプレート242)の形状や材質等も異なる場合がある。このような、中央吐出部と周縁吐出部との間に存在する、配置位置の相違や構造上の相違等が原因となり、中央吐出部と周縁吐出部との間で、キャビティ245若しくは振動板243のコンプライアンスや音響抵抗等が相違することがある。
その結果として、周縁吐出部において生じる残留振動の周期Tcは、中央吐出部において生じる残留振動の周期Tcに比べて、長くなる傾向がある。換言すれば、周縁吐出部のヘルムホルツ共振周波数は、中央吐出部のヘルムホルツ共振周波数よりも、低くなる傾向がある。
すなわち、図23に例示するように、β個の周縁吐出部についての周期Tcの分布(図23(C))は、M個の吐出部35の全部についての周期Tcの分布(図23(A))や、α個の中央吐出部についての周期Tcの分布(図23(B))に比べて、図において右側に偏った分布となる。そのため、β個の周縁吐出部のうち吐出状態が正常な吐出部35についての周期Tcの分布は、M個の吐出部35のうち吐出状態が正常な吐出部35についての周期Tcの分布や、α個の中央吐出部のうち吐出状態が正常な吐出部35についての周期Tcの分布に比べて、図において右側に偏った分布となる。
この結果、仮に、周期Tcが範囲Raに属するか否かに基づいて、M個の吐出部35における吐出状態を判定すると、中央吐出部については正しい判定ができたとしても、周縁吐出部については正しい判定ができないことがある。例えば、吐出状態が正常な周縁吐出部に対して、吐出異常が生じていると判定(誤判定)することがある。
そこで、本実施形態では、中央吐出部については、範囲Raを基準として吐出状態の判定を行い、周縁吐出部については、範囲Raよりも広い範囲Rbを基準として吐出状態の判定を行う。
具体的には、図23(C)に示すように、図23(A)に示すヒストグラムにおける最頻値を基準値Dbとし、基準値Dbから差分定数ΔRaよりも大きな差分定数ΔRbを減算して得た閾値Db1と、基準値Dbに差分定数ΔRbを加算して得た閾値Db2と、により区画される範囲を範囲Rbとして、当該範囲Rbを、吐出状態が正常な周縁吐出部に対応する周期Tcの存在する範囲と看做すことで、吐出状態が正常な周縁吐出部と、吐出異常の生じている周縁吐出部とを区別する。
これにより、中央吐出部に比べて周縁吐出部の残留振動の周期Tcが長いことを考慮した吐出状態判定処理を実行することが可能となり、中央吐出部及び周縁吐出部の双方について、正確な吐出状態の判定を行うことができる。
ここで、上述した範囲Rbは「第1の範囲」の一例であり、範囲Raは「第2の範囲」の一例である。
なお、差分定数ΔRa及び差分定数ΔRbは、予め定められた定数でもよい。
また、差分定数ΔRa及び差分定数ΔRbは、範囲Raに属する周期Tcに対応する吐出部35の個数と、範囲Rbに属する周期Tcに対応する吐出部35の個数が、M個の吐出部35に対して、それぞれ予め定められた割合の個数となるように、定められるものであってもよい。
次に、吐出状態判定処理における判定の基準として用いられる範囲Ra及び範囲Rbを決定する判定基準決定処理について説明する。
図24は、判定基準決定処理におけるインクジェットプリンター1の動作の一例を表すフローチャートである。このフローチャートに示される判定基準決定処理は、例えば、インクジェットプリンター1の初期設定時や、電源起動時、または、インクジェットプリンター1が印刷処理を実行する前のウォーミングアップ時、等に実行される。
判定基準決定処理において、制御部6のCPU61は、まず、4M個の吐出部35のそれぞれに対して検査用の駆動信号Vinを供給する(ステップS100)。
次に、CPU61は、検査用の駆動信号Vinが供給された4M個の吐出部35のそれぞれから出力される4M個の残留振動信号Voutに基づいて吐出異常検出部52が生成する4M個の検出信号NTcを取得する(ステップS102)。
次に、CPU61は、4つのノズル列の各々において、各ノズル列におけるM個の吐出部35に対応するM個の検出信号NTcの示す値の最頻値を、基準値Da及び基準値Dbとして決定する(ステップS104)。
なお、図23に示すヒストグラムは、周期Tcを所定幅ΔTc毎に区分している。よって、このヒストグラムにおいては、周期Tcの最頻値についても、所定幅ΔTcを有する区間として表されることになる。そこで、本実施形態では、基準値Da及び基準値Dbを、最頻値を表す所定幅ΔTcの区間に属する任意の値として決定すればよい。例えば、当該最頻値を表す区間の中心の値を、基準値Da及び基準値Dbとして決定してもよい。
次に、CPU61は、4つのノズル列の各々において、基準値Daから差分定数ΔRaを減算した値を閾値Da1とし、基準値Daに差分定数ΔRaを加算した値を閾値Da2とすることで、範囲Raを決定するとともに、基準値Dbから差分定数ΔRbを減算した値を閾値Db1とし、基準値Dbに差分定数ΔRbを加算した値を閾値Db2とすることで、範囲Rbを決定する(ステップS106)。
ここで、上述のとおり、差分定数ΔRbは、差分定数ΔRaよりも大きい値とする。
なお、図23及び図24では図示していないが、閾値D3(閾値Da3、閾値Db3)についても、判定基準決定処理において決定してもよい。例えば、閾値Da3は、基準値Daに対して、予め定められた値(例えば、差分定数ΔRaの定数倍の値)を加算して定めればよい。同様に、閾値Db3は、基準値Dbに対して、予め定められた値(例えば、差分定数ΔRbの定数倍の値)を加算して定めればよい。
<6.第1実施形態の結論>
このように、本実施形態では、判定基準決定処理において、各ノズル列に対応するM個の吐出部35についての残留振動の周期Tcの分布に基づいて範囲Ra及び範囲Rbを決定する。そして、吐出状態判定処理において、範囲Raに基づいて中央吐出部の吐出状態の判定を行うとともに、範囲Rbに基づいて周縁吐出部の吐出状態の判定を行う。このため、中央吐出部のみならず周縁吐出部についても、吐出状態を正確に判定することができる。
また、本実施形態では、判定基準決定処理を、インクジェットプリンター1の電源起動時や、印刷処理の実行前等のタイミングで実行する。
よって、吐出部35の温度変化や、インクの粘性の変化等により、吐出部35の吐出状態が正常となる周期Tcの範囲が変化した場合であっても、当該変化に対応した閾値Dが随時再設定されるため、吐出状態判定処理において正確な吐出状態の判定を行うことができる。
<B.第2実施形態>
上述した第1実施形態に係る判定基準決定処理おいて、中央吐出部の吐出状態の判定に用いる範囲Raの中心である基準値Daと、周縁吐出部の吐出状態の判定に用いる範囲Rbの中心である基準値Dbとは、同一の値であった。すなわち、第1実施形態では、基準値Da及び基準値Dbは、いずれも、各ノズル列のM個の吐出部35において生じる残留振動の周期Tcの最頻値であって。
これに対して、第2実施形態では、範囲Raの中心である基準値Daと、範囲Rbの中心である基準値Dbとが異なる値となるように定める点において、第1実施形態と相違する。
なお、第2実施形態に係るインクジェットプリンターは、判定基準決定処理において決定される範囲Rbが第1実施形態に係るインクジェットプリンター1とは異なる点を除き、第1実施形態に係るインクジェットプリンター1と同様に構成される。
以下に例示する第2実施形態において作用や機能が第1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(以下で説明する実施形態及び変形例についても同様)。
図25は、図23と同様に、ヘッド部30が備える4つのノズル列のうち、一のノズル列に対応するM個の吐出部35について検出されたM個の残留振動信号Voutに基づく検出信号NTcの値(残留振動の周期Tc)の分布の一例を表すヒストグラムである。このうち、図25(A)は、当該一のノズル列に対応するM個の吐出部35について、図25(B)は、当該M個の吐出部35のうちα個の中央吐出部について、図25(C)は、当該M個の吐出部35のうちβ個の周縁吐出部について、それぞれの周期Tcの分布を表している。
第2実施形態に係る判定基準決定処理では、第1実施形態と同様に、中央吐出部の吐出状態の判定に用いる範囲Raを、図25(A)に示すヒストグラムにおける最頻値である基準値Daから差分定数ΔRaを減算して得た閾値Da1と、基準値Daに差分定数ΔRaを加算して得た閾値Da2と、により区画される範囲として決定する。
また、図25(C)に示すように、第2実施形態に係る判定基準決定処理では、周縁吐出部の吐出状態の判定に用いる範囲Rbを、基準値Daに差分定数ΔRABを加算して得た基準値Dbから差分定数ΔRaを減算して得た閾値Db1と、基準値Dbに差分定数ΔRaを加算して得た閾値Db2と、により区画される範囲として決定する。
このように、第2実施形態に係る判定基準決定処理では、範囲Rbの中心である基準値Dbが、範囲Raの中心である基準値Daよりも大きな値となる。つまり、閾値Db1が閾値Da1よりも大きな値となるとともに、閾値Db2が閾値Da2よりも大きな値となる。
このため、中央吐出部に比べて周縁吐出部の残留振動の周期Tcが長いことを考慮した吐出状態判定処理を実行することが可能となり、中央吐出部及び周縁吐出部の双方について、正確な吐出状態の判定を行うことができる。
また、第2実施形態に係る判定基準決定処理では、範囲Raの幅(閾値Da2及び閾値Da1の差分)と、範囲Rbの幅(閾値Db2及び閾値Db1の差分)とが、等しくなるように、範囲Ra及び範囲Rbを定める。具体的には、範囲Raの幅及び範囲Rbの幅が、共に「2ΔRa」となるように、範囲Ra及び範囲Rbを定める。
このため、残留振動の周期Tcが中央吐出部に比べて長くなる周縁吐出部において、気泡の混入等により吐出異常が発生し、吐出状態が正常な周縁吐出部に比べて周期Tcが短くなるような場合、すなわち、図23(C)または図25(C)の部分EC1で表されるような吐出異常が生じる場合においても、当該吐出異常となる周縁吐出部の吐出状態を正常であると判定するような誤判定の発生を抑制することができる。
図26は、第2実施形態に係る判定基準決定処理におけるインクジェットプリンター1の動作の一例を表すフローチャートである。このフローチャートに示される判定基準決定処理は、第1実施形態と同様、インクジェットプリンター1の初期設定時、電源起動時、または、印刷処理を実行する前のウォーミングアップ時、等に実行される。
第2実施形態に係る判定基準決定処理において、制御部6のCPU61は、まず、4M個の吐出部35のそれぞれに対して検査用の駆動信号Vinを供給する(ステップS200)。
そして、CPU61は、検査用の駆動信号Vinが供給された4M個の吐出部35のそれぞれから出力される4M個の残留振動信号Voutに基づいて吐出異常検出部52が生成する4M個の検出信号NTcを取得する(ステップS202)。
次に、CPU61は、4つのノズル列の各々において、各ノズル列におけるM個の吐出部35に対応するM個の検出信号NTcの示す値の最頻値を、基準値Daとして決定する(ステップS204)。
次に、CPU61は、4つのノズル列の各々において、基準値Daに差分定数ΔRABを加算した値を基準値Dbとして決定する(ステップS206)。
そして、CPU61は、4つのノズル列の各々において、基準値Daから差分定数ΔRaを減算した値を閾値Da1とし、基準値Daに差分定数ΔRaを加算した値を閾値Da2とすることで、範囲Raを決定するとともに、基準値Dbから差分定数ΔRaを減算した値を閾値Db1とし、基準値Dbに差分定数ΔRaを加算した値を閾値Db2とすることで、範囲Rbを決定する(ステップS208)。
なお、図25及び図26では図示していないが、閾値D3(閾値Da3、閾値Db3)についても、判定基準決定処理において決定してもよい。例えば、閾値Da3は、基準値Daに対して、予め定められた値を加算して定めればよく、同様に、閾値Db3は、基準値Dbに対して、予め定められた値を加算して定めればよい。
このように、第2実施形態に係る判定基準決定処理では、基準値Dbが基準値Daよりも大きい値となり、また、範囲Raの幅と範囲Rbの幅とが等しくなるように、
範囲Ra及び範囲Rbを決定する。
このため、中央吐出部に比べて周縁吐出部の残留振動の周期Tcが長いことを考慮した吐出状態判定処理を実行することが可能となり、中央吐出部及び周縁吐出部の双方について、正確な吐出状態の判定を行うことができる。
<C.第3実施形態>
上述した第1実施形態及び第2実施形態において、範囲Ra及び範囲Rbは、いずれも、各ノズル列のM個の吐出部35において生じる残留振動の周期Tcの分布(及び最頻値)に基づいて定められるものであった。
より具体的には、第1実施形態においては、各ノズル列のM個の吐出部35において生じる残留振動の周期Tcの最頻値を基準値Da及び基準値Dbとし、これらに基づいて範囲Ra及び範囲Rbを決定した。また、第2実施形態においては、各ノズル列のM個の吐出部35において生じる残留振動の周期Tcの最頻値を基準値Daとするとともに、当該最頻値に差分定数ΔRABを加算した値を基準値Dbとすることで、範囲Ra及び範囲Rbを決定した。
これに対して、第3実施形態では、範囲Raを、各ノズル列のM個の吐出部35のうちα個の中央吐出部において生じる残留振動の周期Tcの分布(及び最頻値)に基づいて定め、範囲Rbを、各ノズル列のM個の吐出部35のうちβ個の周縁吐出部において生じる残留振動の周期Tcの分布(及び最頻値)に基づいて定める。
なお、第3実施形態に係るインクジェットプリンターは、判定基準決定処理において決定される範囲Ra及び範囲Rbが、第1実施形態に係るインクジェットプリンター1とは異なる点を除き、第1実施形態に係るインクジェットプリンター1と同様に構成される。
図27は、図23及び図25と同様に、ヘッド部30が備える4つのノズル列のうち、一のノズル列に対応するM個の吐出部35について検出されたM個の残留振動信号Voutに基づく検出信号NTcの値(残留振動の周期Tc)の分布の一例を表すヒストグラムである。このうち、図27(A)は、当該一のノズル列に対応するM個の吐出部35について、図27(B)は、当該M個の吐出部35のうちα個の中央吐出部について、図27(C)は、当該M個の吐出部35のうちβ個の周縁吐出部について、それぞれの周期Tcの分布を表している。
第3実施形態に係る判定基準決定処理では、中央吐出部の吐出状態の判定に用いる範囲Raを、図27(B)に示すヒストグラムにおける最頻値である基準値Daから差分定数ΔR1を減算して得た閾値Da1と、基準値Daに差分定数ΔR1を加算して得た閾値Da2と、により区画される範囲として決定する。
また、第3実施形態に係る判定基準決定処理では、周縁吐出部の吐出状態の判定に用いる範囲Rbを、図27(C)に示すヒストグラムにおける最頻値である基準値Dbから差分定数ΔR2を減算して得た閾値Db1と、基準値Dbに差分定数ΔR2を加算して得た閾値Db2と、により区画される範囲として決定する。
なお、差分定数ΔR1及び差分定数ΔR2は、予め定められた定数でもよい。また、差分定数ΔR1及び差分定数ΔR2は、範囲Raに属する周期Tcに対応する中央吐出部の個数の、α個の中央吐出部に対する割合が、予め定められた割合となり、また、範囲Rbに属する周期Tcに対応する周縁吐出部の個数の、β個の周縁吐出部に対する割合が、予め定められた割合となるように、定められるものであってもよい。
図28は、判定基準決定処理におけるインクジェットプリンター1の動作の一例を表すフローチャートである。このフローチャートに示される判定基準決定処理は、第1実施形態と同様、インクジェットプリンター1の初期設定時、電源起動時、または、印刷処理を実行する前のウォーミングアップ時、等に実行される。
第3実施形態に係る判定基準決定処理において、制御部6のCPU61は、まず、4M個の吐出部35のそれぞれに対して検査用の駆動信号Vinを供給する(ステップS300)。
そして、CPU61は、検査用の駆動信号Vinが供給された4M個の吐出部35のそれぞれから出力される4M個の残留振動信号Voutに基づいて吐出異常検出部52が生成する4M個の検出信号NTcを取得する(ステップS302)。
次に、CPU61は、4つのノズル列の各々において、各ノズル列におけるα個の中央吐出部に対応するα個の検出信号NTcの示す値の最頻値を、基準値Daとして決定する(ステップS304)。
また、CPU61は、4つのノズル列の各々において、各ノズル列におけるβ個の周縁吐出部に対応するβ個の検出信号NTcの示す値の最頻値を、基準値Dbとして決定する(ステップS306)。
そして、CPU61は、4つのノズル列の各々において、基準値Daから差分定数ΔR1を減算した値を閾値Da1とし、基準値Daに差分定数ΔR1を加算した値を閾値Da2とすることで、範囲Raを決定するとともに、基準値Dbから差分定数ΔR2を減算した値を閾値Db1とし、基準値Dbに差分定数ΔR2を加算した値を閾値Db2とすることで、範囲Rbを決定する(ステップS308)。
なお、図27及び図28では図示していないが、閾値D3(閾値Da3、閾値Db3)についても、判定基準決定処理において決定してもよい。例えば、閾値Da3は、基準値Daに対して、予め定められた値を加算して定めればよく、同様に、閾値Db3は、基準値Dbに対して、予め定められた値を加算して定めればよい。
このように、第3実施形態に係る判定基準決定処理では、基準値Da及び範囲Raを、図27(B)に示すα個の中央吐出部に係る周期Tcの分布に基づいて定め、基準値Db及び範囲Rbを、図27(C)に示すβ個の周縁吐出部に係る周期Tcの分布に基づいて定める。
このため、中央吐出部と、周縁吐出部とで、残留振動の周期Tcが異なることを考慮した吐出状態判定処理を実行することが可能となり、中央吐出部及び周縁吐出部の双方について、正確な吐出状態の判定を行うことができる。
<D.変形例>
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。
<変形例1>
上述した第1実施形態では、判定基準決定処理において、図23及び図24に示すように、基準値Da及び基準値Dbを等しい値としたうえで、範囲Rbが範囲Raよりも広くなるように、範囲Ra及び範囲Rbを定めるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、第1実施形態に係る判定基準決定処理において、基準値Da及び基準値Dbが異なる値となり、且つ、範囲Rbが範囲Raよりも広くなるように、範囲Ra及び範囲Rbを定めてもよい。
<変形例2>
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、図3に示すヘッド部30を有するものであったが、本発明はこのような形態に限定されるものではなく、図3に示すヘッド部30の代わりに、図29に示すヘッド部30Aを備えるものであってもよい。
図29に示すヘッド部30Aは、吐出部35の代わりに吐出部35Aを備え、リザーバ246の代わりにリザーバ246Aを備える点で、図3に示すヘッド部30と相違する。また、ヘッド部30Aは、ノズルプレート240の代わりにノズルプレート240Aを備え、キャビティプレート242の代わりにキャビティプレート242Aを備える点で、ヘッド部30と相違する。
図29に示す吐出部35Aは、複数の圧電素子200の代わりに1つの圧電素子200Aを備え、キャビティ245の代わりにキャビティ245Aを備える点で、図3に示す吐出部35と相違する。この吐出部35Aは、圧電素子200Aの駆動により振動板243Aが振動し、キャビティ245A内のインクをノズルNから吐出するものである。
キャビティプレート242Aは、第1プレート271、接着フィルム272、第2プレート273、及び、第3プレート274を含む。
ノズルNが形成されたステンレス鋼製のノズルプレート240Aには、第1プレート271が接着フィルム272を介して接合されており、さらにその上に同様のステンレス鋼製の第1プレート271が接着フィルム272を介して接合されている。そして、その上には、第2プレート273および第3プレート274が順次接合されている。
ノズルプレート240A、第1プレート271、接着フィルム272、第2プレート273、及び、第3プレート274は、それぞれ所定の形状(凹部が形成されるような形状)に成形され、これらを重ねることにより、キャビティ245Aおよびリザーバ246Aが形成される。キャビティ245Aとリザーバ246Aとは、インク供給口247Aを介して連通している。また、リザーバ246Aは、インク取り入れ口261に連通している。
第3プレート274の上面開口部には、振動板243Aが設置され、この振動板243Aには、下部電極263を介して圧電素子200Aが接合されている。また、圧電素子200Aの下部電極263と反対側には、上部電極264が接合されている。駆動信号生成部51は、上部電極264と下部電極263との間に駆動信号Vinを供給することにより、圧電素子200Aを振動させ、それに接合された振動板243Aを振動させる。この振動板243Aの振動によりキャビティ245Aの容積(キャビティ内の圧力)が変化し、キャビティ245A内に充填されたインクがノズルNより吐出される。
インクが吐出されてキャビティ245A内のインク量が減少した場合、リザーバ246Aからインクが供給される。また、リザーバ246Aへは、インク取り入れ口261を介してインクカートリッジ31からインクが供給される。
<変形例3>
上述した本実施形態及び変形例では、図4に示すように、各ノズル列に属するM個のノズルNが、ヘッド部30において、X軸が延在する方向に直線状に(一列)に配置されるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、図30に示すように、各ノズル列に属するM個のノズルNのうち、奇数番目のノズルNと偶数番目のノズルNのY軸方向の位置が異なるように、段をずらして配置されるものであってもよい。
<変形例4>
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として、ヘッド部30の主走査方向と、記録用紙Pが搬送される副走査方向とが異なるシリアルプリンターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘッド部30の幅が記録用紙Pの幅以上の幅となるラインプリンターであってもよい。
インクジェットプリンターがラインプリンターである場合、図4または図30に示す、ヘッド部30に設けられた各ノズル列は、各ノズル列に属するM個のノズルNがY軸が延在する方向に一列にまたは段をずらして配置される。また、この場合においても、領域AR1、領域AR2、及び、領域AR3は、各ノズル列に属するM個のノズルNが、それぞれ、β1個、β2個、及び、α個に区分されるように設けられる。
<変形例5>
上述した実施形態及び変形例では、吐出異常検出部52は、4M個の吐出部35と1対1に対応する4M個の吐出異常検出回路DTを具備するが、吐出異常検出部52は少なくとも1個の吐出異常検出回路DTを備えるものであればよい。
この場合、制御部6は、吐出状態判定処理を実行する一の単位動作期間Tuにおいて、4M個の吐出部35から1個の吐出部35を吐出状態判定処理の対象として選択し、当該選択した吐出部35を吐出異常検出回路DTに電気的に接続するような切替制御信号Swを切替部53に供給するものであればよい。
<変形例6>
上述した実施形態及び変形例では、吐出部35におけるインクの吐出状態の判定は、判定部56において行われるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、当該吐出状態の判定を制御部6(CPU61)において実行してもよい。
吐出状態の判定をCPU61で行う場合、吐出異常検出部52の吐出異常検出回路DTは、判定部56を備えずに構成されればよく、また、検出部55が生成する検出信号NTcは制御部6に対して出力されるものであればよい。
図31は、吐出部35における吐出状態の判定をCPU61で行う場合における、吐出状態判定処理を表すフローチャートである。以下、本変形例の吐出状態判定処理におけるCPU61の動作を説明する。なお、このフローチャートでは、変形例5に係るインクジェットプリンターのように、吐出異常検出部52が1個の吐出異常検出回路DTのみを具備する場合を想定する。
吐出状態判定処理が開始されると、CPU61は、まず、一の単位動作期間Tuにおいて、吐出状態判定処理の対象となる一の吐出部35を選択し、当該選択した一の吐出部35に対して駆動信号Vinが供給されるように、ヘッドドライバー50の駆動を制御する(ステップS400)。なお、ステップS400において、CPU61は、当該吐出状態判定処理において既に吐出状態を判定した吐出部35以外の吐出部35の中から、一の吐出部35を選択する。
次に、CPU61は、当該一の単位動作期間Tuにおいて選択した吐出部35から出力された残留振動信号Voutに基づいて吐出異常検出部52が生成した検出信号NTcを取得する(ステップS402)。
その後、CPU61は、当該一の単位動作期間Tuにおいて選択した吐出部35が、中央吐出部であるか否かを判定する(ステップS404)。
ステップS404での判定結果が肯定である場合、CPU61は、検出信号NTcの示す値が範囲Raに属するか否か(及び、検出信号NTcの示す値が閾値Da3以上か否か)を判定することで、当該吐出部35の吐出状態を判定する(ステップS406)。
一方、ステップS404での判定結果が否定である場合、CPU61は、検出信号NTcの示す値が範囲Rbに属するか否か(及び、検出信号NTcの示す値が閾値Db3以上か否か)を判定することで、当該吐出部35の吐出状態を判定する(ステップS408)。
そして、CPU61は、当該吐出状態判定処理において4M個の吐出部35の全てについて吐出状態の判定が完了したか否かを判定する(ステップS410)。ステップS410の判定結果が肯定である場合、すなわち、4M個の吐出部35の全てについて吐出状態の判定を行った場合、CPU61は、当該吐出状態判定処理を終了させる。一方、ステップS410の判定結果が否定である場合、すなわち、4M個の吐出部35の一部についての吐出状態の判定が完了していない場合、CPU61は、処理をステップS400に進める。
このように、吐出状態判定処理においては、中央吐出部に対しては範囲Raを基準として用いることにより吐出状態を判定し、周縁吐出部に対しては範囲Rbを基準として用いることにより吐出状態を判定するため、中央吐出部及び周縁吐出部の動作特性の違いを考慮した正確な吐出状態の判定を行うことができる。
<変形例7>
上述した実施形態及び変形例では、ヘッド部30を領域AR1、領域AR2、及び、領域AR3の3つの領域に区分し、各ノズル列に属するM個のノズルN及びこれに対応するM個の吐出部35を、ノズル及び吐出部35がどの領域に配置されるかに基づいて、中央吐出部(中央ノズル)と、周縁吐出部(周縁ノズル)の2種類に分類したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、ヘッド部30を3つよりも多くの領域に区分し、各ノズル列に属するM個のノズルN及びこれに対応するM個の吐出部35を、各ノズルN及び吐出部35が配置される領域に応じて、3種類以上に分類してもよい。
この場合、判定基準決定処理では、ヘッド部30の上端L1または下端L2(図4参照)に近い領域に配置される吐出部35が、上端L1または下端L2から遠い領域に配置される吐出部35に比べて、閾値D(閾値D1、閾値D2、及び、閾値D3)が大きい値となるように定めればよい。
<変形例8>
上述した実施形態及び変形例では、駆動波形信号Comは、Com-A、Com-B、及び、Com-Cの3つの信号を含むが、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つの信号(例えば、Com-Aのみ)からなるものでもよいし、2以上の任意の個数の信号(例えば、Com-A及びCom-B)からなるものでもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、制御部6は、駆動波形信号Comとして、印刷用の駆動信号Vinを生成するための駆動波形信号Com-A及びCom-B(以下、「印刷用駆動波形信号」と称する)と、検査用の駆動信号Vinを生成するための駆動波形信号Com-C(以下、「検査用駆動波形信号」と称する)を、各単位動作期間Tuにおいて同時に供給するが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、制御部6は、ある単位動作期間Tuにおいて印刷処理を実行する場合においては、印刷用駆動波形信号のみを含む駆動波形信号Com(例えば、Com-A及びCom-Bのみを含む駆動波形信号Com)を供給し、ある単位動作期間Tuにおいて吐出状態判定処理または判定基準決定処理を実行する場合においては、検査用駆動波形信号のみを含む駆動波形信号Com(例えば、Com-Aに代えてCom-C)を供給する等、各単位動作期間Tuにおいて実行される処理の種別に応じて、駆動波形信号Comに含まれる各信号の波形を変更するものであってもよい。
なお、印刷信号SIのビット数は、3ビットに限定されるものではなく、表示すべき階調や、駆動波形信号Comに含まれる信号の数により適宜決定すればよい。
<変形例9>
上述した実施形態及び変形例において、ヘッドドライバー50は、4M個の吐出部35に対して供給する駆動信号Vinを、同一の駆動波形信号Comに基づいて生成するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、4つのノズル列に1対1に対応する4つの駆動波形信号Comに基づいて、各ノズル列に対応するM個の吐出部35毎に駆動信号Vinを生成するものであってもよい。
例えば、制御部6はヘッドドライバー50に対して、イエローに対応する駆動波形信号Com、シアンに対応する駆動波形信号Com、マゼンタに対応する駆動波形信号Com、及び、ブラックに対応する駆動波形信号Com、の4つの駆動波形信号Comを出力してもよい。そして、この場合、ヘッドドライバー50は、イエローに対応する駆動波形信号Comに基づいて生成した駆動信号Vinを、イエローのノズル列に対応するM個の吐出部35に供給し、シアンに対応する駆動波形信号Comに基づいて生成した駆動信号Vinを、シアンのノズル列に対応するM個の吐出部35に供給し、マゼンタに対応する駆動波形信号Comに基づいて生成した駆動信号Vinを、マゼンタのノズル列に対応するM個の吐出部35に供給し、ブラックに対応する駆動波形信号Comに基づいて生成した駆動信号Vinを、ブラックのノズル列に対応するM個の吐出部35に供給すればよい。なお、この場合、ヘッドドライバー50は、例えば、イエローに対応する駆動信号生成部51、シアンに対応する駆動信号生成部51、マゼンタに対応する駆動信号生成部51、及び、ブラックに対応する駆動信号生成部51の4つの駆動信号生成部51を、備えればよい。
<変形例10>
上述した実施形態及び変形例に係る判定基準決定処理では、各吐出部35を1回ずつ駆動することで、各ノズル列に対応するM個の吐出部35から取得したM個の残留振動信号Voutに基づいてM個の検出信号NTcを生成し、これらM個の検出信号NTcの示す値の分布に基づいて範囲Ra及び範囲Rbを決定するが、本発明はこのような態様に限定されるものでない。
例えば、判定基準決定処理では、各吐出部35を複数回ずつ駆動して、各ノズル列に対応するM個の吐出部35からM個よりも多くの残留振動信号Voutを取得することで、M個よりも多くの検出信号NTcを生成し、これらM個よりも多くの検出信号NTcの示す値の分布に基づいて範囲Ra及び範囲Rbを決定してもよい。
判定基準決定処理において、各吐出部35を複数回ずつ駆動して周期Tcの分布を求めることで、残留振動信号Voutの検出時や、周期Tcの算出時(検出信号NTcの生成時)におけるノイズ等の影響を小さくすることができる。
<変形例11>
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は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色に対応する4個のインクカートリッジ31を備え、4色のインクを吐出することができるが、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は、これら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31を更に備えるものであってもよいし、当該4色のうち一部の色に対応するインクカートリッジ31のみを備えるものであってもよい。つまり、本発明に係るインクジェットプリンターは、1色以上のインクを吐出できるものであればよい。
また、上述した実施形態及び変形例では、ヘッド部30は、4色のインクに1対1に対応するように4列のノズル列を備えるが、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が吐出可能なインクの色の数と等しい数のノズル列を備えるものであってもよいし、各色に対して2以上のノズル列を備えるものであってもよい。
1……インクジェットプリンター、3……移動体、4……印刷手段、6……制御部、7……給紙装置、30……ヘッド部、35……吐出部、41……キャリッジモーター、43……キャリッジモータードライバー、50……ヘッドドライバー、51……駆動信号生成部、52……吐出異常検出部、53……切替部、55……検出部、56……判定部、61……CPU、62……記憶部、71……給紙モーター、73……給紙モータードライバー、84……回復機構、243……振動板、245……キャビティ、N……ノズル、DT……吐出異常検出回路、U……切替回路。

Claims (5)

  1. 駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
    前記駆動信号に応じて変位する第1圧電素子、内部に液体が充填され前記駆動信号に基づく前記第1圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される第1圧力室、及び、前記第1圧力室に連通し前記第1圧力室の内部の圧力の増減により前記第1圧力室の内部に充填された液体を吐出可能な第1ノズル、を具備する第1吐出部と、
    前記駆動信号に応じて変位する第2圧電素子、内部に液体が充填され前記駆動信号に基づく前記第2圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される第2圧力室、及び、前記第2圧力室に連通し前記第2圧力室の内部の圧力の増減により前記第2圧力室の内部に充填された液体を吐出可能な第2ノズル、を具備する第2吐出部と、
    前記第1圧電素子に前記駆動信号が供給された後に生じる前記第1圧力室内部の圧力の変化に基づく前記第1圧電素子の起電力の変化を第1残留振動信号として検出し、前記第2圧電素子に前記駆動信号が供給された後に生じる前記第2圧力室内部の圧力の変化に基づく前記第2圧電素子の起電力の変化を第2残留振動信号として検出する検出部と、
    前記検出部の検出結果に基づいて、前記第1吐出部及び前記第2吐出部における液体の吐出状態を判定する判定部と、
    前記第1吐出部及び前記第2吐出部が設けられたヘッド部と、
    を備え、
    前記ヘッド部は、
    第1領域と、第2領域と、前記第1領域及び前記第2領域の間の第3領域とに区分され、
    前記第1吐出部は、
    前記ヘッド部の前記第1領域または前記第2領域に設けられ、
    前記第2吐出部は、
    前記ヘッド部の前記第3領域に設けられ、
    前記判定部は、
    前記第1残留振動信号の示す波形の周期が第1の範囲に属する場合に、前記第1吐出部における液体の吐出状態が正常であると判定し、
    前記第2残留振動信号の示す波形の周期が第2の範囲に属する場合に、前記第2吐出部における液体の吐出状態が正常であると判定し、
    前記第2の範囲の一部または全部は、
    前記第1の範囲に含まれない範囲である、
    ことを特徴とする印刷装置。
  2. 前記第1の範囲の上限値及び下限値の差分値は、
    前記第2の範囲の上限値及び下限値の差分値に比べて大きい、
    ことを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
  3. 前記第1の範囲の上限値と、前記第2の範囲の上限値とは、異なる値であり、
    前記第1の範囲の上限値及び下限値の差分値と、
    前記第2の範囲の上限値及び下限値の差分値とは、等しい、
    ことを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
  4. 前記第1吐出部のヘルムホルツ共振周波数は、
    前記第2吐出部のヘルムホルツ共振周波数よりも低い、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の印刷装置。
  5. 駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
    前記駆動信号に応じて変位する第1圧電素子、内部に液体が充填され前記駆動信号に基づく前記第1圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される第1圧力室、及び、前記第1圧力室に連通し前記第1圧力室の内部の圧力の増減により前記第1圧力室の内部に充填された液体を吐出可能な第1ノズル、を具備する第1吐出部と、
    前記駆動信号に応じて変位する第2圧電素子、内部に液体が充填され前記駆動信号に基づく前記第2圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される第2圧力室、及び、前記第2圧力室に連通し前記第2圧力室の内部の圧力の増減により前記第2圧力室の内部に充填された液体を吐出可能な第2ノズル、を具備する第2吐出部と、
    前記第1圧電素子に前記駆動信号が供給された後に生じる前記第1圧力室内部の圧力の変化に基づく前記第1圧電素子の起電力の変化を第1残留振動信号として検出し、前記第2圧電素子に前記駆動信号が供給された後に生じる前記第2圧力室内部の圧力の変化に基づく前記第2圧電素子の起電力の変化を第2残留振動信号として検出する検出部と、
    第1領域、第2領域、並びに、前記第1領域及び前記第2領域の間の第3領域に区分され、
    前記第1領域または前記第2領域に前記第1吐出部が設けられ、
    前記第3領域に前記第2吐出部が設けられたヘッド部と、
    を備える印刷装置の制御方法であって、
    前記第1残留振動信号の示す波形の周期が第1の範囲に属する場合に、前記第1吐出部における液体の吐出状態が正常であると判定し、
    前記第2残留振動信号の示す波形の周期が第2の範囲に属する場合に、前記第2吐出部における液体の吐出状態が正常であると判定し、
    前記第2の範囲の一部または全部は、
    前記第1の範囲に含まれない範囲である、
    ことを特徴とする印刷装置の制御方法。
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