KR100622177B1

KR100622177B1 - 액적 토출 장치 및 토출 이상 회복 방법

Info

Publication number: KR100622177B1
Application number: KR1020040013639A
Authority: KR
Inventors: 신카와오사무; 사카가미유스케
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2006-09-08
Also published as: US20040223027A1; EP1452317B1; KR20040077560A; US7150513B2; CN1524696A; CN1309566C; DE602004021867D1; EP1452317A1

Abstract

본 발명의 액적(液滴) 토출 장치는 구동 회로에 의해 액추에이터를 구동하여, 캐비티 내의 액체를 노즐로부터 액적으로서 토출하는 복수의 액적 토출 헤드를 갖는 액적 토출 장치로서, 액적 토출 헤드의 토출 이상을 그 원인과 함께 검출하는 토출 이상 검출 수단(10)과, 노즐로부터 액적을 토출했을 때, 토출 이상 검출 수단(10)에 의해 토출의 이상이 검출된 경우에는, 그 토출 이상의 원인에 따라, 회복 처리를 실행하는 회복 수단(24)을 구비하고 있다.

또한, 본 발명의 액적 토출 장치는 복수의 액적 토출 헤드와, 노즐로부터의 액적의 토출 이상을 검출하는 토출 이상 검출 수단(10)과, 액적의 토출 이상의 원인을 해소시키는 회복 처리를 행하는 회복 수단(24)을 구비하고, 전체 노즐에 대하여 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 행한 경우, 토출 이상이 발생한 이상 노즐이 있었을 때에는, 그 토출 이상의 원인에 따른 회복 처리를 적어도 이상 노즐에 대하여 회복 수단(24)에 의해 실행하고, 그 후, 이상 노즐에 대해서만 액적 토출 동작을 행하여 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 재차 실행한다.

Description

액적 토출 장치 및 토출 이상 회복 방법{LIQUIDDROP EJECTION DEVICE AND METHOD OF RECOVERING EJECTION FAILURE}

도 1은 본 발명의 액적 토출 장치의 일종인 잉크젯 프린터의 구성을 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명의 잉크젯 프린터의 주요부를 개략적으로 나타내는 블럭도,

도 3은 도 1에 나타내는 잉크젯 프린터에 있어서의 헤드 유닛(잉크젯 헤드)의 개략적인 단면도,

도 4는 도 3의 헤드 유닛의 구성을 나타내는 분해 사시도,

도 5는 4색 잉크를 이용하는 헤드 유닛의 노즐 플레이트의 노즐 배치 패턴의 일례,

도 6은 도 3의 Ⅲ-Ⅲ선 단면의 구동 신호 입력 시의 각 상태를 나타내는 상태도,

도 7은 도 3의 진동판의 잔류 진동을 상정한 단진동의 계산 모델을 나타내는 회로도,

도 8은 도 3의 진동판이 정상 토출인 경우의 잔류 진동의 실험값과 계산값의 관계를 나타내는 그래프,

도 9는 도 3의 캐비티 내에 기포가 혼입된 경우의 노즐 부근의 개념도,

도 10은 캐비티로의 기포 혼입에 의해 잉크 방울이 토출되지 않게 된 상태에 서의 잔류 진동의 계산값 및 실험값을 나타내는 그래프,

도 11은 도 3의 노즐 부근의 잉크가 건조에 의해 고착된 경우의 노즐 부근의 개념도,

도 12는 노즐 부근의 잉크의 건조 증점 상태에서의 잔류 진동의 계산값 및 실험값을 나타내는 그래프,

도 13은 도 3의 노즐 출구 부근에 지분(紙粉)이 부착된 경우의 노즐 부근의 개념도,

도 14는 노즐 출구에 지분이 부착된 상태에서의 잔류 진동의 계산값 및 실험값을 나타내는 그래프,

도 15는 노즐 부근에 지분이 부착된 전후에서의 노즐의 상태를 나타내는 사진,

도 16은 토출 이상 검출 수단의 개략적인 블럭도,

도 17은 도 3의 정전 액추에이터를 평행 평판 콘덴서로 한 경우의 개념도,

도 18은 도 3의 정전 액추에이터로 구성되는 콘덴서를 포함하는 발진 회로의 회로도,

도 19는 도 16에 나타내는 토출 이상 검출 수단의 F/V 변환 회로의 회로도,

도 20은 발진 회로로부터 출력하는 발진 주파수에 근거하는 각 부분의 출력 신호 등의 타이밍을 나타내는 타이밍 차트,

도 21은 고정 시간 tr 및 t1의 설정 방법을 설명하기 위한 도면,

도 22는 도 16의 파형 정형 회로의 회로 구성을 나타내는 회로도,

도 23은 구동 회로와 검출 회로의 전환 수단의 개략을 나타내는 블럭도,

도 24는 토출 이상 검출·판정 처리를 나타내는 흐름도,

도 25는 잔류 진동 검출 처리를 나타내는 흐름도,

도 26은 토출 이상 판정 처리를 나타내는 흐름도,

도 27은 복수의 잉크젯 헤드의 토출 이상 검출의 타이밍의 일례(토출 이상 검출 수단이 하나인 경우)를 나타내는 도면,

도 28은 복수의 잉크젯 헤드의 토출 이상 검출의 타이밍의 일례(토출 이상 검출 수단의 수가 잉크젯 헤드의 수와 같은 경우)를 나타내는 도면,

도 29는 복수의 잉크젯 헤드의 토출 이상 검출의 타이밍의 일례(토출 이상 검출 수단의 수가 잉크젯 헤드의 수와 동일하고, 인자 데이터가 있을 때에 토출 이상 검출을 행하는 경우)를 나타내는 도면,

도 30은 복수의 잉크젯 헤드의 토출 이상 검출의 타이밍의 일례(토출 이상 검출 수단의 수가 잉크젯 헤드의 수와 동일하고, 각 잉크젯 헤드를 순회하여 토출 이상 검출을 행하는 경우)를 나타내는 도면,

도 31은 도 27에 나타내는 잉크젯 프린터의 플러싱 동작 시의 토출 이상 검출 타이밍을 나타내는 흐름도,

도 32는 도 28 및 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터의 플러싱 동작 시의 토출 이상 검출 타이밍을 나타내는 흐름도,

도 33은 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터의 플러싱 동작 시의 토출 이상 검출 타이밍을 나타내는 흐름도,

도 34는 도 28 및 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터의 인자 동작 시의 토출 이상 검출의 타이밍을 나타내는 흐름도,

도 35는 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터의 인자 동작 시의 토출 이상 검출 타이밍을 나타내는 흐름도,

도 36은 도 1에 나타내는 잉크젯 프린터의 상부로부터 본 개략적인 구조(일부 생략)를 나타내는 도면,

도 37은 도 36에 나타내는 와이퍼와 헤드 유닛의 위치 관계를 나타내는 도면,

도 38은 펌프 흡인 처리 시의 헤드 유닛과, 캡 및 펌프의 관계를 나타내는 도면,

도 39는 도 38에 나타내는 튜브 펌프의 구성을 나타내는 개략도,

도 40은 본 발명의 잉크젯 프린터에 있어서의 토출 이상 회복 처리를 나타내는 흐름도,

도 41은 와이퍼(와이핑 수단)의 다른 구성 예를 설명하기 위한 도면으로, (a) 인자 수단(헤드 유닛)의 노즐면을 나타내는 도면, (b) 와이퍼를 나타내는 도면,

도 42는 도 41에 나타내는 와이퍼의 작동 상태를 나타내는 도면,

도 43은 펌핑 수단의 다른 구성 예를 설명하기 위한 도면,

도 44는 본 발명에 있어서의 잉크젯 헤드의 다른 구성예의 개략을 나타내는 단면도,

도 45는 본 발명에 있어서의 잉크젯 헤드의 다른 구성예의 개략을 나타내는 단면도,

도 46은 본 발명에 있어서의 잉크젯 헤드의 다른 구성예의 개략을 나타내는 단면도,

도 47은 본 발명에 있어서의 잉크젯 헤드의 다른 구성예의 개략을 나타내는 단면도,

도 48은 실시예 3에 있어서의 헤드 유닛의 구성을 나타내는 사시도,

도 49는 도 48에 나타내는 헤드 유닛(잉크젯 헤드)의 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 잉크젯 프린터 2 : 장치 본체

3 : 인자 수단 4 : 인쇄 장치

5 : 급지 장치 6 : 제어부

7 : 조작 패널 8 : 호스트 컴퓨터

9 : 인터페이스부(I/F) 10 : 토출 이상 검출 수단

본 발명은 액적 토출 장치 및 토출 이상 회복 방법에 관한 것이다.

액적 토출 장치의 하나인 잉크젯 프린터는 복수의 노즐로부터 잉크 방울(액적)을 토출하여 소정 용지 상에 화상을 형성하고 있다. 잉크젯 프린터의 인쇄 헤드(잉크젯 헤드)에는, 다수의 노즐이 마련되지만, 잉크의 점도 증가나, 기포의 혼입, 쓰레기나 지분 부착 등의 원인에 의해, 몇 개의 노즐이 막혀 잉크 방울을 토출할 수 없는 경우가 있다. 노즐이 막히면, 프린트된 화상 내에 도트 누락이 발생하여, 화질을 열화시키는 원인으로 되고 있다.

종래, 이러한 잉크 방울의 토출 이상(이하, 「도트 누락」이라고도 함)을 검출하는 방법으로서, 일본 특허 공개 평성 제8-309963호 공보에는, 잉크젯 헤드의 노즐로부터 잉크 방울이 토출되지 않는 상태(잉크 방울 토출 이상 상태)를 잉크젯 헤드의 노즐마다 광학적으로 검출하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의해, 도트 누락 (토출 이상)을 발생시키고 있는 노즐을 특정하는 것이 가능해지고 있다.

그러나, 상술한 광학식의 도트 누락(액적 토출 이상) 검출 방법에서는, 광원 및 광학 센서를 포함하는 검출기가 액적 토출 장치(예컨대, 잉크젯 프린터)에 마련되어 있다. 이 검출 방법에서는, 일반적으로, 액적 토출 헤드(잉크젯 헤드)의 노즐로부터 토출하는 액적이 광원과 광학 센서 사이를 통과하여, 광원과 광학 센서 사이의 광을 차단하도록, 광원 및 광학 센서를 정밀한 정밀도로(고정밀도로) 설정(설치)해야 한다는 문제가 있다. 또한, 이러한 검출기는 통상 고가이며, 잉크젯 프린터의 제조 비용이 증대한다는 문제도 있다. 또한, 노즐로부터의 잉크 미스트나 인쇄 용지 등의 지분에 의해, 광원의 출력부나 광학 센서의 검출부가 오염되어, 검출기의 신뢰성이 문제로 될 가능성도 있다.

또한, 상술한 광학식의 도트 누락 검출 방법에서는, 노즐의 도트 누락, 즉, 잉크 방울의 토출 이상(비토출)을 검출할 수는 있지만, 그 검출 결과에 근거해서, 도트 누락(토출 이상)의 원인을 특정(판정)할 수 없어, 도트 누락의 원인에 대응하는 적절한 회복 처리를 선택해서, 실행하는 것이 불가능하다고 하는 문제도 있다. 그 때문에, 종래의 도트 누락 검출 방법에서는, 도트 누락의 원인에 관계없이 순차의 회복 처리가 실행되고, 예컨대, 와이핑 처리로 회복 가능한 상태임에도 불구하고, 잉크젯 헤드로부터 잉크를 펌프 흡인 등을 행함으로써, 잉크 배출(불필요한 잉크)이 증가하거나, 적절한 회복 처리가 행해지지 않으므로 복수의 회복 처리를 실시함으로써, 잉크젯 프린터(액적 토출 장치)의 스루풋을 저하 또는 악화시킨다.

그런데, 통상, 액적 토출 장치(잉크젯 헤드)는 복수의 노즐 및 그것에 대응하는 액추에이터를 갖고 있지만, 이러한 복수의 노즐을 갖는 액적 토출 장치에서, 장치의 스루풋을 저하 또는 악화시키는 일없이, 액적(잉크 방울)의 토출 이상(비토출), 즉, 인쇄(기록) 동작 시의 도트 누락을 검출하는 것은 곤란하다.

본 발명의 하나의 목적은, 액적 토출 헤드부터의 토출에 이상이 있는 경우, 종래와 같은 순차적인 회복 처리가 아니라, 그 토출 이상의 원인이 특정된 경우, 그 원인에 따라 적절한 회복 처리를 실행할 수 있는 액적 토출 장치 및 토출 이상 회복 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 있어서, 본 발명의 액적 토출 장치는, 구동 회로에 의해 액추에이터를 구동하여, 캐비티 내의 액체를 노즐로부터 액적으로서 토출하는 복수의 액적 토출 헤드로 이루어지는 헤드 유닛을 갖는 액적 토출 장치로서,

상기 액적 토출 헤드의 토출 이상을 그 원인과 함께 검출하는 토출 이상 검출 수단과,

상기 노즐로부터 액적을 토출했을 때, 상기 토출 이상 검출 수단에 의해 토출의 이상이 검출된 경우에는, 그 토출 이상의 원인에 따라, 회복 처리를 실행하는 회복 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액적 토출 장치에 따르면, 액적 토출 헤드의 토출 이상과 그 원인을 검출하고, 그 검출된 원인에 따라, 적절한 회복 처리를 실행하고 있으므로, 종래의 액적 토출 장치에서의 순차적인 회복 처리와는 달리, 회복 처리 시의 불필요한 잉크 배출을 감소시켜, 액적 토출 장치의 스루풋의 저하 또는 악화를 방지할 수 있다.

여기서, 바람직하게는, 상기 회복 수단은 상기 액적 토출 헤드의 노즐이 배열되는 노즐면을 와이퍼에 의해 와이핑 처리하는 와이핑 수단과, 상기 액추에이터를 구동하여 노즐로부터 상기 액적을 예비적으로 토출하는 플러싱 처리를 실행하는 플러싱 수단과, 상기 액적 토출 헤드의 노즐면을 덮는 캡에 접속하는 펌프에 의해 펌프 흡인 처리를 행하는 펌핑 수단을 포함한다.

또한, 바람직하게는, 상기 토출 이상 검출 수단이 검출할 수 있는 토출 이상의 원인은 상기 캐비티로의 기포 혼입과, 상기 노즐 부근의 액체의 건조에 의한 증점과, 상기 노즐 출구 부근으로의 지분 부착을 포함하고,

상기 회복 수단은, 기포 혼입의 경우에는 상기 펌핑 수단에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하고, 건조 증점일 경우에는 상기 플러싱 수단에 의한 플러싱 처리 또는 상기 펌핑 수단에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하며, 지분 부착일 경우에는 적어도 상기 와이퍼에 의한 와이핑 처리를 실행한다. 또, 본 발명에 있어서, 「지분」이란, 단지 기록 용지 등으로부터 발생한 지분에만 한하지 않고, 예컨대, 급지 롤러 등의 고무의 자투리나, 공기 중에 부유하는 먼지 등을 포함하는 노즐 부근에 부착되어 액적 토출을 방해하는 모든 것을 말한다. 이 경우에, 바람직하게는, 상기 회복 수단은 상기 토출 이상 검출 수단이 상기 헤드 유닛 내의 복수의 액적 토출 헤드에 상기 펌프 흡인 처리가 필요한 기포 혼입과 건조 증점을 검출한 경우에는, 상기 기포 혼입과 건조 증점으로 된 액적 토출 헤드에 대하여 한번에 펌프 흡인 처리를 실행하도록 구성하여도 좋다.

여기서, 본 발명의 액적 토출 장치에 있어서, 상기 액적 토출 헤드는 상기 액추에이터의 구동에 의해 변위되는 진동판을 갖고,

상기 토출 이상 검출 수단은, 상기 진동판의 잔류 진동을 검출하고, 해당 검출된 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 상기 액적의 토출 이상을 검출하도록 구성되어도 좋다. 이 경우, 바람직하게는, 상기 토출 이상 검출 수단은, 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 상기 액적 토출 헤드의 액 적의 토출 이상 유무를 판정하고, 또한 상기 액적 토출 헤드의 액적 토출 이상이 있다고 판정했을 때, 그 토출 이상의 원인을 판정하는 판정 수단을 포함한다. 여기서, 상기 진동판의 잔류 진동이란, 상기 액추에이터가 상기 구동 회로의 구동 신호(전압 신호)에 의해 액적 토출 동작을 행한 후, 다음 구동 신호가 입력되어 재차 액적 토출 동작을 실행하기까지의 동안에, 이 액적 토출 동작에 의해 상기 진동판이 감쇠하면서 진동을 계속하고 있는 상태를 말한다.

또한, 바람직하게는, 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴은 상기 잔류 진동의 주기를 포함하여도 좋고, 이 경우, 바람직하게는, 상기 판정 수단은, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 소정 범위의 주기보다도 짧을 때에는, 상기 캐비티 내에 기포가 혼입된 것으로 판정하고, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 소정의 임계값보다도 길 때에는, 상기 노즐 부근의 액체가 건조에 의해 증점한 것으로 판정하고, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 상기 소정 범위의 주기보다도 길고, 상기 소정의 임계값보다도 짧을 때에는, 상기 노즐의 출구 부근에 지분이 부착된 것으로 판정한다. 이에 따라, 광학식 검출 장치 등 종래의 도트 누락을 검출할 수 있는 액적 토출 장치에서는 판정 불가능한 액적의 토출 이상의 원인을 판정할 수 있고, 그것에 의해, 필요에 따라, 그 원인에 대하여 적절한 회복 처리를 상기한 바와 같이 선택해서 실행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 토출 이상 검출 수단은 발진 회로를 구비하고, 상기 진동판의 잔류 진동에 의해 변화하는 상기 액추에이터의 정전 용량 성분에 근거해서, 해당 발진 회로가 발진하도록 구성되어도 좋다. 이 경우, 바람 직하게는, 상기 발진 회로는 상기 액추에이터의 정전 용량 성분과, 상기 액추에이터에 접속되는 저항 소자의 저항 성분에 의한 CR 발진 회로를 구성한다. 이와 같이, 본 발명의 액적 토출 장치는 진동판의 잔류 진동 파형(잔류 진동의 전압 파형)을 액추에이터의 정전 용량 성분의 시계열적인 미소 변화(발진 주기의 변화)로서 검출하고 있으므로, 액추에이터에 압전 소자를 이용한 경우에는, 그 발전압(압력)의 대소에 의존하는 일 없이, 진동판의 잔류 진동 파형을 정확하게 검출할 수 있다.

여기서, 바람직하게는, 상기 발진 회로의 발진 주파수는 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 주파수보다도 대략 1자릿수 이상 높은 주파수가 되도록 구성된다. 이와 같이, 발진 회로의 발진 주파수를, 진동판의 잔류 진동의 진동 주파수의 수십 배정도의 주파수로 설정함으로써, 이 진동판의 잔류 진동을 보다 정확하게 검출할 수 있고, 그에 따라, 액적의 토출 이상을 보다 정확하게 검출할 수 있다.

그리고, 바람직하게는, 상기 토출 이상 검출 수단은 상기 발진 회로의 출력 신호에서의 발진 주파수의 변화에 근거해서 생성되는 소정의 신호 그룹에 의해, 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형을 생성하는 F/V 변환 회로를 포함한다. 이와 같이, F/V 변환 회로를 이용하여 전압 파형을 생성함으로써, 액추에이터의 구동에 영향을 미치는 일없이, 잔류 진동 파형을 검출할 때, 그 검출 감도를 크게 설정할 수 있다. 그것에 부가하여, 바람직하게는, 상기 토출 이상 검출 수단은 상기 F/V 변환 회로에 의해 생성된 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형을 소정의 파형으로 정형하는 파형 정형 회로를 포함하여도 좋다.

여기서, 바람직하게는, 상기 파형 정형 회로는 상기 F/V 변환 회로에 의해 생성된 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형으로부터 직류 성분을 제거하는 DC 성분 제거 수단과, 이 DC 성분 제거 수단에 의해 직류 성분을 제거한 전압 파형과 소정 전압값을 비교하는 비교기를 포함하고, 해당 비교기는, 해당 전압 비교에 근거해서, 구형파를 생성하여 출력하도록 구성하여도 좋다. 이 경우, 더욱 바람직하게는, 상기 토출 이상 검출 수단은 상기 파형 정형 회로에 의해 생성된 상기 구형파로부터 상기 진동판의 잔류 진동의 주기를 계측하는 계측 수단을 포함한다. 그리고, 바람직하게는, 상기 계측 수단은 카운터를 갖고, 해당 카운터가 기준 신호의 펄스를 카운트함으로써, 상기 구형파의 상승 에지간 또는 상승 에지와 하강 에지간의 시간을 계측함으로써, 상기 잔류 진동의 주기를 계측하여도 좋다. 이와 같이 카운터를 이용하여 구형파의 주기를 계측함으로써, 진동판의 잔류 진동 주기를 보다 간단하고, 또한 보다 정확하게 검출할 수 있다.

또한, 본 발명의 액적 토출 장치는, 바람직하게는, 상기 액추에이터의 구동에 의한 상기 액적의 토출 동작 후, 상기 액추에이터와의 접속을 상기 구동 회로로부터 상기 토출 이상 검출 수단으로 전환하는 전환 수단을 더 구비한다. 그리고, 바람직하게는, 본 발명의 액적 토출 장치는 상기 토출 이상 검출 수단 및 상기 전환 수단을 각각 복수 구비하고, 액적 토출 동작을 행한 상기 액적 토출 헤드에 대응하는 상기 전환 수단이 상기 액추에이터와의 접속을 상기 구동 회로로부터 대응하는 상기 토출 이상 검출 수단으로 전환하고, 해당 전환된 토출 이상 검출 수단은 상기 액적의 토출 이상을 검출하도록 구성되어도 좋다. 그것과는 달리, 바람직하 게는, 상기 전환 수단은 상기 액적 토출 헤드에 각각 대응하는 복수의 단위 전환 수단으로 구성되고, 본 발명의 액적 토출 장치는, 상기 토출 이상 검출 수단이 상기 복수 노즐 중 어느 하나의 노즐에 대해 상기 액적의 토출 이상을 검출하는가를 결정하는 검출 결정 수단을 더 구비하여도 좋고, 이 경우, 상기 전환 수단은 상기 검출 결정 수단에 의해 결정된 상기 액적 토출 헤드의 노즐에 대응하는 상기 액추에이터의 구동에 의한 상기 액적의 토출 동작 후, 상기 액추에이터와의 접속을 상기 구동 회로로부터 상기 토출 이상 검출 수단으로 전환하여도 좋다.

또, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 토출 이상 검출 수단은 검출 대상으로 되는 상기 노즐의 플러싱 처리에서의 액적 토출 동작 시 또는 인자 동작에서의 액적 토출 동작 시 중 어느 타이밍에서 상기 액적의 토출 이상을 검출하도록 구성되어도 좋다. 이와 같이, 본 발명의 액적 토출 장치는 인쇄(기록) 동작, 즉, 인자 동작에서의 액적 토출 동작 시에도 액적의 토출 이상을 검출할 수 있으므로, 액적 토출 장치의 스루풋을 저하 또는 악화시키는 일이 없다.

또한, 상기 액추에이터는 정전식 액추에이터이더라도 좋고, 압전 소자의 피에조 효과를 이용한 압전 액추에이터이더라도 좋다. 그리고, 바람직하게는, 본 발명의 액적 토출 장치는 상기 토출 이상 검출 수단에 의해 검출된 상기 액적의 토출 이상의 원인을 검출 대상 노즐과 관련지어 기억하는 기억 수단을 더 구비하여도 좋다.

또한, 본 발명의 또 하나의 목적은, 액적 토출 헤드의 토출 이상이 검출된 경우, 그 토출 이상의 원인을 특정하여, 종래와 같은 순차적인 회복 처리가 아니 라, 그 원인에 따른 적절한 회복 처리를 실행할 수 있고, 또한, 회복 처리에 의해 액적 토출 헤드가 정상 상태로 회복되었는지 여부를 효율적으로 확인할 수 있는 액적 토출 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 별도의 형태에 있어서, 본 발명의 액적 토출 장치는 구동 회로에 의해 액추에이터를 구동하여 액체가 충전된 캐비티 내의 압력을 변화시킴으로써 상기 캐비티에 연통되는 노즐로부터 상기 액체를 액적으로서 토출하는 복수의 액적 토출 헤드를 구비하고, 상기 액적 토출 헤드를 액적 수용물에 대하여 상대적으로 주사하면서 상기 노즐로부터 액적을 토출하여 상기 액적 수용물에 착탄시키는 액적 토출 장치로서,

상기 노즐로부터의 액적의 토출 이상을 그 원인과 함께 검출하는 토출 이상 검출 수단과,

상기 액적 토출 헤드에 대하여, 액적의 토출 이상의 원인을 해소시키는 회복 처리를 행하는 회복 수단과,

상기 토출 이상 검출 수단에 의해 토출 이상이 검출된 노즐을 그 원인과 관련지어 기억하는 기억 수단을 구비하며,

상기 전체 노즐에 대하여 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 행한 경우, 토출 이상이 발생한 이상 노즐이 있었을 때에는, 그 토출 이상의 원인에 따른 회복 처리를 적어도 상기 이상 노즐에 대하여 상기 회복 수단에 의해 실행하고, 그 후, 상기 이상 노즐에 대해서만 액적 토출 동작을 행하여 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 재차 실행하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 액적 토출 헤드의 토출 이상이 검출된 경우, 그 이상 노즐의 토출 이상의 원인에 따라, 적절한 회복 처리를 실행하므로, 종래의 액적 토출 장치에 있어서의 순차적인 회복 처리와는 달리, 회복 처리 시에, 예컨대, 잉크 등의 토출 대상액을 불필요하게 배출하는 것을 방지할 수 있으므로, 토출 대상액의 소비량을 감소시킬 수 있다. 또한, 필요하지 않은 종류의 회복 처리를 행하지 않으므로, 회복 처리에 요하는 시간을 단축할 수 있고, 액적 토출 장치의 스루풋(단위 시간당 인쇄 매수)의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 회복 처리 후, 이상 노즐에 대하여 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 재차 행하여 정상 상태로 회복했는지 여부를 확인하므로, 그 후의 인쇄 동작에서 토출 이상이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 여기서는, 이상 노즐에만 액적 토출 동작을 행하여 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 행하므로, 전회의 검출에서 정상이던 노즐로부터는 액적을 토출하지 않게 된다. 따라서, 토출 대상액을 불필요하게 토출하는 것을 회피하게 되어, 토출 대상액의 소비량을 더욱 감소시킬 수 있다. 또한, 토출 이상 검출 수단 등의 부담도 경감시킬 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 회복 수단은 상기 액적 토출 헤드의 노즐이 배열되는 노즐면을 와이퍼에 의해 닦아내는 와이핑 처리를 행하는 와이핑 수단과, 상기 액추에이터를 구동하여 상기 노즐로부터 액적을 예비적으로 토출하는 플러싱 처리를 실행하는 플러싱 수단과, 상기 액적 토출 헤드의 노즐면을 덮는 캡에 접속하는 펌프에 의해 펌프 흡인 처리를 행하는 펌핑 수단을 포함하는 것이 바 람직하다.

이에 따라, 회복 수단은 토출 이상의 원인에 따라, 와이핑 처리, 플러싱 처리, 펌프 흡인 처리 중 적절하고 또한 낭비가 없는 회복 처리를 선택하여 실행할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 토출 이상 검출 수단이 검출할 수 있는 토출 이상의 원인은 상기 캐비티로의 기포 혼입과, 상기 노즐 부근의 액체의 건조에 의한 증점과, 상기 노즐 출구 부근으로의 지분 부착을 포함하고,

상기 회복 수단은, 상기 이상 노즐의 토출 이상의 원인이, 기포 혼입의 경우에는 상기 펌핑 수단에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하고, 건조 증점일 경우에는 상기 플러싱 수단에 의한 플러싱 처리 또는 상기 펌핑 수단에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하고, 지분 부착일 경우에는 적어도 상기 와이퍼에 의한 와이핑 처리를 실행하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 토출 이상의 원인으로서, 캐비티로의 기포 혼입, 노즐 부근에서의 액체의 건조·증점, 노즐 출구 부근으로의 지분 부착의 각각에 따라 적절하고 또한 낭비가 없는 회복 처리를 행할 수 있다. 또, 본 발명에 있어서, 「지분」이란, 단지 기록 용지 등으로부터 발생한 지분에만 한하지 않고, 예컨대, 급지 롤러 등의 고무의 자투리나, 공기 중에 부유하는 먼지 등을 포함하는 노즐 부근에 부착하여 액적 토출의 방해로 되는 모든 것을 말한다.

본 발명의 액적 토출 장치는, 구동 회로에 의해 액추에이터를 구동하여 액체가 충전된 캐비티 내의 압력을 변화시킴으로써 상기 캐비티에 연통되는 노즐로부터 상기 액체를 액적으로서 토출하는 복수의 액적 토출 헤드를 구비하고, 상기 액적 토출 헤드를 액적 수용물에 대하여 상대적으로 주사하면서 상기 노즐로부터 액적을 토출하여 상기 액적 수용물에 착탄시키는 액적 토출 장치로서,

상기 토출 이상 검출 수단에 의해 토출 이상이 검출된 노즐을 그 원인과 관련지어 기억하는 기억 수단을 구비하되,

상기 회복 수단은, 상기 액추에이터를 구동하여 상기 노즐로부터 액적을 예비적으로 토출하는 플러싱 처리를 실행하는 플러싱 수단을 포함하고,

상기 전체 노즐에 대해 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 행한 경우, 토출 이상이 발생한 이상 노즐이 있었을 때에는, 상기 이상 노즐에 대해서만 플러싱 처리를 실행한 후, 상기 이상 노즐에 대해서만 액적 토출 동작을 행하여 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 재차 실행하고, 토출 이상이 해소되지 않는 재 이상 노즐이 있었을 때에는, 해당 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인에 따른 회복 처리를 적어도 상기 재 이상 노즐에 대하여 상기 회복 수단에 의해 실행하고, 그 후, 상기 재 이상 노즐에 대해서만 액적 토출 동작을 행하여 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 재차 실행하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 액적 토출 헤드의 토출 이상이 검출된 경우, 그 이상 노즐의 토 출 이상의 원인이 경미한 것인 경우 등에는, 플러싱 처리에 의해 이상 노즐을 정상적인 상태로 신속히 회복시킬 수 있다. 또한, 이 때, 정상이던 노즐로부터는 액적을 토출하지 않으므로, 예컨대, 잉크 등의 토출 대상액을 불필요하게 소비하지 않는다.

또한, 플러싱 처리 후, 이상 노즐에 대하여 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 재차 행하여 정상 상태로 회복했는지 여부를 확인하므로, 그 후의 인쇄 동작에서 토출 이상이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 여기서는, 이상 노즐에만 액적 토출 동작을 행하여 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 행하므로, 전회의 검출에서 정상이던 노즐로부터는 액적을 토출하지 않게 된다. 따라서, 토출 대상액을 불필요하게 토출하는 것을 회피하게 되어, 토출 대상액의 소비량을 더욱 감소시킬 수 있다.

또한, 이상 노즐이 회복했는지 여부를 확인한 결과, 토출 이상이 해소되지 않는 재 이상 노즐이 있었을 때에는, 그 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인에 따라, 적절한 회복 처리를 실행하므로, 종래의 액적 토출 장치에 있어서의 순차적인 회복 처리와는 달리, 회복 처리 시에 토출 대상액을 불필요하게 배출하는 것을 방지할 수 있으므로, 토출 대상액의 소비량을 더욱 감소시킬 수 있다. 또한, 불필요한 종류의 회복 처리를 행하지 않으므로, 회복 처리에 요하는 시간을 단축할 수 있고, 액적 토출 장치의 스루풋(단위 시간당의 인쇄 매수)의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 재 이상 노즐에 대한 회복 처리 후, 재 이상 노즐에 대하여 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 재차 행하여 정상 상태로 회복했는지 여부를 확인하므로, 그 후의 인쇄 동작에서 토출 이상이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 여기서는, 재 이상 노즐에만 액적 토출 동작을 행하여 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 행하므로, 전회의 검출에서 정상이던 노즐로부터는 액적을 토출하지 않게 된다. 따라서, 토출 대상액을 불필요하게 토출하는 것을 회피하게 되어, 토출 대상액의 소비량을 더욱 감소시킬 수 있다. 또한, 토출 이상 검출 수단 등의 부담도 경감시킬 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 회복 수단은 상기 액적 토출 헤드의 노즐이 배열되는 노즐면을 와이퍼에 의해 닦아내는 와이핑 처리를 행하는 와이핑 수단과, 상기 액적 토출 헤드의 노즐면을 덮는 캡에 접속되는 펌프에 의해 펌프 흡인 처리를 행하는 펌핑 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 회복 수단은, 상기 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인이 기포 혼입 또는 건조 증점일 경우에는 상기 펌핑 수단에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하고, 지분 부착일 경우에는 적어도 상기 와이퍼에 의한 와이핑 처리를 실행하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 토출 이상의 원인으로서, 캐비티로의 기포 혼입, 노즐 부근에서의 액체의 건조·증점, 노즐 출구 부근으로의 지분 부착의 각각에 따라 적절하고 또한 낭비가 없는 회복 처리를 행할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 회복 수단은 토출 이상의 원인에 따른 회복 처리를 행한 후, 상기 각 노즐에 대하여 플러싱 처리를 실행하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 노즐면에 잔류한 색 등이 다른 각 종류의 토출 대상액이 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 와이핑 수단은 복수 조의 노즐 그룹마다 개별적으로 와이핑 처리할 수 있도록 구성되고, 상기 이상 노즐 또는 상기 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인에 따라 와이핑 처리를 행할 때, 상기 이상 노즐 또는 상기 재 이상 노즐을 포함하는 노즐 그룹에 대해서만 와이핑 처리하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 와이핑 처리가 필요한 노즐을 포함하는 노즐 그룹만을 선택적으로 와이핑 처리를 행할 수 있으므로, 전체 노즐에 대하여 일괄해서 와이핑 처리를 행하는 경우와 비교하여, 낭비 없이, 효율적인 와이핑 처리를 행할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 펌핑 수단은 복수 조의 노즐 그룹마다 개별적으로 펌프 흡인 처리할 수 있도록 구성되고, 상기 이상 노즐 또는 상기 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인에 따라 펌프 흡인 처리할 때, 상기 이상 노즐 또는 상기 재 이상 노즐을 포함하는 노즐 그룹에 대해서만 펌프 흡인 처리를 행하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 펌프 흡인 처리가 필요한 노즐을 포함하는 노즐 그룹만을 선택적으로 펌프 흡인 처리할 수 있으므로, 전체 노즐에 대하여 일괄해서 펌프 흡인 처리를 행하는 경우와 비교하여, 낭비 없이, 효율적인 펌프 흡인 처리를 행할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 복수 조의 노즐 그룹은 토출하는 액적의 종류가 서로 다른 것이 바람직하다.

이에 따라, 종류가 상이한 토출 대상액을 토출하는 노즐 그룹마다 와이핑 처리나 펌프 흡인 처리를 할 수 있으므로, 낭비 없이 효율적인 회복 처리를 실행할 수 있고, 또한 종류가 다른 토출 대상액이 혼합되는 것을 방지할 수도 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 행한 결과, 토출 이상이 검출된 노즐이 있었을 경우, 그 취지를 통지하는 통지 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 토출 이상의 발생을 사용자(조작자)에게 신속하게 알릴 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 액적 토출 헤드의 액추에이터는, 상기 캐비티 내의 압력을 변화시키도록 변위할 수 있는 진동판을 갖고,

상기 토출 이상 검출 수단은, 상기 진동판의 잔류 진동을 검출하고, 해당 검출된 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 토출 이상을 검출하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 비교적 간단한 구성으로, 토출 이상 및 그 원인을 정확하고 또한 확실하게 검출할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 액추에이터는 정전식 액추에이터인 것이 바람직하다.

이에 따라, 정전식 액추에이터를 이용한 액적 토출 헤드의 경우, 비교적 간단한 구성으로, 토출 이상 및 그 원인을 정확하고 또한 확실하게 검출할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 액추에이터는 압전 소자의 피에조 효과를 이용한 압전 액추에이터인 것이 바람직하다.

이에 따라, 압전 액추에이터를 이용한 액적 토출 헤드의 경우, 비교적 간단한 구성으로, 토출 이상 및 그 원인을 정확하고 또한 확실하게 검출할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 토출 이상 검출 수단은 발진 회로를 구비하고, 상기 진동판의 잔류 진동에 의해 변화하는 상기 액추에이터의 정전 용량 성분에 근거해서, 해당 발진 회로가 발진되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 저렴하고 간단한 구조의 회로 구성으로, 토출 이상을 보다 정확하게 검출할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 발진 회로는 상기 액추에이터의 정전 용량 성분과, 상기 액추에이터에 접속되는 저항 소자의 저항 성분에 따른 CR 발진 회로를 구성하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 진동판의 잔류 진동을 보다 정확하게 검출할 수 있고, 그에 따라, 토출 이상을 보다 정확하게 검출할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 액적 토출 헤드의 액추에이터는 상기 캐비티 내에 충전된 액체를 가열해서 막비등(膜沸騰)을 생기게 하여 얻는 발열체를 갖고,

상기 액적 토출 헤드는 상기 캐비티 내의 압력 변화에 따라 탄성적으로 변위하는 진동판과, 상기 진동판과 대향하도록 설치된 전극을 더 구비하되,

상기 토출 이상 검출 수단은 상기 진동판의 잔류 진동을 검출하여, 해당 검출된 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 토출 이상을 검출하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 더말 제트(thermal jet) 방식의 액적 토출 헤드의 경우, 비교적 간단한 구성으로, 토출 이상 및 그 원인을 정확하고 또한 확실하게 검출할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 토출 이상 검출 수단은 발진 회로를 구비하고, 상기 진동판과 상기 전극으로 구성되는 콘덴서의 정전 용량의, 상기 진동판의 잔류 진동에 따른 시간 경과적 변동에 근거해서, 해당 발진 회로가 발진되는 것이 바람직하다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 발진 회로는 상기 콘덴서의 정전 용량 성분과, 저항 소자의 저항 성분에 따른 CR 발진 회로를 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴은 상기 잔류 진동의 주기를 포함하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 토출 이상을 보다 높은 정밀도로 검출할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 토출 이상 검출 수단은 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 상기 액적 토출 헤드의 액적의 토출 이상 유무를 판정하고, 또한 상기 액적 토출 헤드의 액적의 토출 이상이 있다고 판정했을 때, 그 토출 이상의 원인을 판정하는 판정 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 토출 이상의 유무 및 원인을 보다 확실하게 판정할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 판정 수단은 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 소정 범위의 주기보다도 짧을 때에는, 상기 캐비티 내에 기포가 혼입된 것으로 판정하고, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 소정의 임계값보다도 길 때에는, 상기 노즐 부근의 액체가 건조에 의해 증점한 것으로 판정하고, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 상기 소정의 범위의 주기보다도 길고, 상기 소정의 임계값보다도 짧을 때에는, 상기 노즐의 출구 부근에 지분이 부착된 것으로 판정하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 토출 이상의 원인으로서, 캐비티 내로의 기포 혼입, 노즐 부근에서의 액체의 건조·증점, 노즐의 출구 부근으로의 지분 부착을 판별할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 토출 이상 검출 수단은 상기 발진 회로의 출력 신호에서의 발진 주파수의 변화에 근거해서 생성되는 소정의 신호 그룹에 의해, 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형을 생성하는 F/V 변환 회로를 포함 하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 잔류 진동 파형을 검출할 때, 그 검출 감도를 크게 설정할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 토출 이상 검출 수단은 상기 F/V 변환 회로에 의해 생성된 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형을 소정의 파형으로 정형하는 파형 정형 회로를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 파형 정형 회로는 상기 F/V 변환 회로에 의해 생성된 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형으로부터 직류 성분을 제거하는 DC 성분 제거 수단과, 이 DC 성분 제거 수단에 의해 직류 성분을 제거한 전압 파형과 소정의 전압값을 비교하는 비교기를 포함하고, 해당 비교기는, 해당 전압 비교에 근거해서, 구형파를 생성하고 출력하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 토출 이상 검출 수단은 상기 파형 정형 회로에 의해 생성된 상기 구형파로부터 상기 진동판의 잔류 진동의 주기를 계측하는 계측 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 진동판의 잔류 진동의 주기를 보다 간단하게, 그리고 보다 정확하게 검출할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 상기 계측 수단은 카운터를 갖고, 해당 카운터가 기준 신호의 펄스를 카운트함으로써, 상기 구형파의 상승 에지간 또는 상승 에지와 하강 에지간의 시간을 계측하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 별도의 형태에 있어서, 본 발명의 액적 토출 장치의 토출 이상 회복 방법은,

구동 회로에 의해 액추에이터를 구동하여, 캐비티 내의 액체를 노즐로부터 액적으로서 토출하는 복수의 액적 토출 헤드로 이루어지는 헤드 유닛을 갖는 액적 토출 장치의 토출 이상의 회복 방법으로서,

상기 액적 토출 헤드의 토출 이상을 그 원인과 함께 검출하여, 상기 노즐로부터 액적을 토출했을 때, 토출 이상이 검출된 경우에는, 그 토출 이상의 원인에 따라, 회복 처리를 실행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액적 토출 장치의 토출 이상의 회복 방법에 의해, 상기 액적 토출 장치에 있어서의 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.

이하, 도 1 내지 도 49를 참조하여 본 발명의 액적 토출 장치 및 토출 이상 회복 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 또, 본 실시예는 예시로서 드는 것이고, 이에 따라 본 발명의 내용을 한정적으로 해석하면 안 된다. 또, 이하, 본 실시예에서는, 본 발명의 액적 토출 장치의 일례로서, 잉크(액체 형상 재료)를 토출하여 기록 용지(액적 수용물)에 화상을 프린트하는 잉크젯 프린터를 이용하여 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 액적 토출 장치의 일종인 잉크젯 프린터(1)의 구성을 나타내는 개략도이다. 또, 이하의 설명에서는, 도 1 중 상측을 「상부」, 하측을 「하부」라고 한다. 우선, 이 잉크젯 프린터(1)의 구성에 대하여 설명한다.

도 1에 나타내는 잉크젯 프린터(1)는 장치 본체(2)를 구비하고 있고, 상부 후방에 기록 용지 P를 설치하는 트레이(21)와, 하부 전방에 기록 용지 P를 배출하는 배지구(22)와, 상부면에 조작 패널(7)이 마련된다.

조작 패널(7)은, 예컨대, 액정 모니터, 유기 EL 디스플레이, LED 램프 등으로 구성되고, 에러 메시지 등을 표시하는 표시부(도시하지 않음)와, 각종 스위치 등으로 구성되는 조작부(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 이 조작 패널(7)의 표시부는 통지 수단으로서 기능한다.

또한, 장치 본체(2)의 내부에는, 주로, 왕복 운동하는 인자 수단(이동체)(3)을 구비하는 인쇄 장치(인쇄 수단)(4)와, 기록 용지 P를 인쇄 장치(4)에 대하여 공 급·배출하는 급지 장치(액적 수용물 반송 수단)(5)와, 인쇄 장치(4) 및 급지 장치(5)를 제어하는 제어부(제어 수단)(6)를 갖고 있다.

제어부(6)의 제어에 의해, 급지 장치(5)는 기록 용지 P를 한 장씩 간헐적으로 보낸다. 이 기록 용지 P는 인자 수단(3)의 하부 근방을 통과한다. 이 때, 인자 수단(3)이 기록 용지 P의 반송 방향과 거의 직교하는 방향으로 왕복 이동하여, 기록 용지 P로의 인쇄가 행해진다. 즉, 인자 수단(3)의 왕복 운동과 기록 용지 P의 간헐적인 반송이 인쇄에서의 주주사 및 부주사로 되어, 잉크젯 방식의 인쇄가 행해진다.

인쇄 장치(4)는 인자 수단(3)과, 인자 수단(3)을 주주사 방향으로 이동(왕복 운동)시키는 구동원으로 되는 캐리지 모터(41)와, 캐리지 모터(41)의 회전을 받아, 인자 수단(3)을 왕복 운동시키는 왕복 운동 기구(42)를 구비하고 있다.

인자 수단(3)은 다수의 노즐(110)을 구비하는 잉크의 종류에 대응한 복수의 헤드 유닛(35)과, 각 헤드 유닛(35)에 잉크를 공급하는 잉크 카트리지(I/C)(31)와, 각 헤드 유닛(35) 및 잉크 카트리지(31)를 탑재한 캐리지(32)를 갖고 있다.

또한, 헤드 유닛(35)은, 도 3에서 후술하는 바와 같이, 각각 하나의 노즐(110)과, 진동판(121)과, 정전 액추에이터(120)와, 캐비티(141)와, 잉크 공급구(142) 등으로 구성된 잉크젯식 기록 헤드(잉크젯 헤드 또는 액적 토출 헤드)(100)를 다수 구비하고 있다. 또, 헤드 유닛(35)은 도 1에서는 잉크 카트리지(31)를 포함한 구성을 나타내고 있지만, 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예컨대, 잉크의 소비량이 많은 잉크젯 프린터의 경우에는, 잉크 카트리지(31)를 별도의 장소에 설치하고, 튜브 등에 의해 헤드 유닛(35)에 공급되는 것과 같은 것이라도 좋다. 따라서, 이하에서, 인자 수단(3)과는 별도로, 각각 하나의 노즐(110)과, 진동판(121)과, 정전 액추에이터(120)와, 캐비티(141)와, 잉크 공급구(142) 등으로 구성된 잉크젯 헤드(100)를 복수 마련한 것을 헤드 유닛(35)이라 칭하는 것으로 한다.

또, 잉크 카트리지(31)로서, 황색, 시안색, 진홍색, 검정색의 4색 잉크를 충전한 것을 이용함으로써, 풀 컬러 인쇄가 가능해진다. 이 경우, 인자 수단(3)에는, 각 색에 각각 대응한 헤드 유닛(35)(본 구성에 대해서는 후에 상술함)이 마련되는 것으로 된다. 여기서, 도 1에서는, 4색의 잉크에 대응한 네 개의 잉크 카트리지(31)를 나타내고 있지만, 인자 수단(3)은 그 밖의 색, 예컨대, 밝은 시안색, 밝은 마젠타색, 어두운 황색, 특색 잉크 등의 잉크 카트리지(31)를 더 구비하도록 구성되어도 좋다.

왕복 운동 기구(42)는 그 양단을 프레임(도시하지 않음)에 지지된 캐리지 가이드축(422)과, 캐리지 가이드축(422)과 평행하게 연장하는 타이밍 벨트(421)를 갖고 있다.

캐리지(32)는 왕복 운동 기구(42)의 캐리지 가이드축(422)에 왕복 운동이 자유롭게 지지되고, 또한 타이밍 벨트(421)의 일부에 고정되어 있다.

캐리지 모터(41)의 작동에 의해, 풀리를 거쳐 타이밍 벨트(421)를 역주행시키면, 캐리지 가이드축(422)으로 안내되어, 인자 수단(3)이 왕복 운동한다. 그리고, 이 왕복 운동 시에, 인쇄되는 이미지 데이터(인쇄 데이터)에 대응하여, 헤드 유닛(35)의 각 잉크젯 헤드(100)로부터 적절하게 잉크 방울이 토출되어, 기록 용지 P에의 인쇄가 행해진다.

급지 장치(5)는 그 구동원으로 되는 급지 모터(51)와, 급지 모터(51)의 작동에 의해 회전하는 급지 롤러(52)를 갖고 있다.

급지 롤러(52)는 기록 용지 P의 반송 경로(기록 용지 P)를 사이에 두어 상하에 대향하는 종동(從動) 롤러(52a)와 구동 롤러(52b)로 구성되고, 구동 롤러(52b)는 급지 모터(51)에 연결되어 있다. 이에 따라, 급지 롤러(52)는 트레이(21)에 설치한 여러 장의 기록 용지 P를, 인쇄 장치(4)를 향하여 한 장씩 보내주거나 인쇄 장치(4)로부터 한 장씩 배출하거나 하도록 되어 있다. 또, 트레이(21) 대신, 기록 용지 P를 수용하는 급지 카세트를 착탈이 자유롭게 장착할 수 있는 구성이더라도 좋다.

또한, 급지 모터(51)는 인자 수단(3)의 왕복 동작과 연동하여, 화상의 해상도에 따른 기록 용지 P의 용지 반송도 실행한다. 급지 동작과 용지 반송 동작에 대해서는, 각각 별도의 모터로 실행하는 것도 가능하고, 또한, 전자 클러치 등의 토크 전달이 전환을 행하는 부품에 의해 같은 모터로 실행하는 것도 가능하다.

제어부(6)는, 예컨대, 퍼스널 컴퓨터 PC나 디지털 카메라 DC 등의 호스트 컴퓨터(8)로부터 입력된 인쇄 데이터에 근거해서, 인쇄 장치(4)나 급지 장치(5) 등을 제어함으로써 기록 용지 P에 인쇄 처리를 행하는 것이다. 또한, 제어부(6)는 조작 패널(7)의 표시부에 에러 메시지 등을 표시시키거나, 또는 LED 램프 등을 점등/점멸시키고, 또한 조작부에서 입력된 각종 스위치의 누름 신호에 근거해서, 대응하는 처리를 각 부분에 실행시키는 것이다. 또한, 제어부(6)는 필요에 따라 에러 메시지나 토출 이상 등의 정보를 호스트 컴퓨터(8)에 인터페이스부(9)를 거쳐 전송하도록 구성되어도 좋다.

도 2는 본 발명의 잉크젯 프린터의 주요부를 개략적으로 나타내는 블럭도이다. 이 도 2에서, 본 발명의 잉크젯 프린터(1)는 호스트 컴퓨터(8)로부터 입력된 인쇄 데이터 등을 받아들이는 인터페이스부(IF:인터페이스)(9)와 제어부(6)와 캐리지 모터(41)와 캐리지 모터(41)를 구동 제어하는 캐리지 모터 드라이버(43)와, 급지 모터(51)와 급지 모터(51)를 구동 제어하는 급지 모터 드라이버(53)와, 헤드 유닛(35)과, 헤드 유닛(35)을 구동 제어하는 헤드 드라이버(33)와, 토출 이상 검출 수단(10)과, 회복 수단(24)과, 조작 패널(7)을 구비한다. 또, 토출 이상 검출 수단(10), 회복 수단(24) 및 헤드 드라이버(33)에 대해서는, 상세를 후술한다.

이 도 2에서, 제어부(6)는 인쇄 처리나 토출 이상 검출 처리 등의 각종 처리를 실행하는 CPU(Central Processing Unit)(61)와, 호스트 컴퓨터(8)로부터 IF(9)를 거쳐 입력되는 인쇄 데이터를 도시하지 않은 데이터 저장 영역에 저장하는 비휘발성 반도체 메모리의 일종인 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)(기억 수단)(62)과, 후술하는 토출 이상 검출 처리 등을 실행할 때에 각종 데이터를 일시적으로 저장하거나, 또는 인쇄 처리 등의 어플리케이션 프로그램을 일시적으로 전개하는 RAM(Random Access Memory)(63)과, 각 부분을 제어하는 제어 프로그램 등을 저장하는 비휘발성 반도체 메모리의 일종인 PROM(64)를 구비하고 있다. 또, 제어부(6)의 각 구성 요소는 도시하지 않은 버스를 거쳐 전기적으로 접속되어 있다.

상술한 바와 같이, 인자 수단(3)은 각 색의 잉크에 대응한 복수의 헤드 유닛(35)을 구비한다. 또한, 각 헤드 유닛(35)은 복수의 노즐(110)과, 이들 각 노즐(110)에 각각 대응하는 정전 액추에이터(120)를 구비한다. 즉, 헤드 유닛(35)은 1조의 노즐(110) 및 정전 액추에이터(120)를 가져 이루어지는 잉크젯 헤드(100)(액적 토출 헤드)를 복수개 구비한 구성으로 되어 있다. 그리고, 헤드 드라이버(33)는 각 잉크젯 헤드(100)의 정전 액추에이터(120)를 구동하고, 잉크의 토출 타이밍을 제어하는 구동 회로(18)와, 전환 수단(23)으로 구성된다(도 16 참조). 또, 잉크젯 헤드(100) 및 정전 액추에이터(120)의 구성에 대해서는 후술한다.

또한, 제어부(6)에는, 도시하지 않지만, 예컨대, 잉크 카트리지(31)의 잉크잔량, 인자 수단(3)의 위치, 온도, 습도 등의 인쇄 환경 등을 검출할 수 있는 각종 센서가 각각 전기적으로 접속되어 있다.

제어부(6)는 IF(9)을 거쳐, 호스트 컴퓨터(8)로부터 인쇄 데이터를 제공받을 수 있으면, 그 인쇄 데이터를 EEPROM(62)에 저장한다. 그리고, CPU(61)는 이 인쇄 데이터에 소정의 처리를 실행하고, 이 처리 데이터 및 각종 센서로부터의 입력 데이터에 근거해서, 각 드라이버(33, 43, 53)에 구동 신호를 출력한다. 각 드라이버(33, 43, 53)를 거쳐 이들 구동 신호가 입력되면, 헤드 유닛(35)의 복수 잉크젯 헤드(100)에 대응하는 정전 액추에이터(120), 인쇄 장치(4)의 캐리지 모터(41) 및 급지 장치(5)가 각각 작동한다. 이에 따라, 기록 용지 P에 인쇄 처리가 실행된다.

다음에, 각 헤드 유닛(35) 내의 각 잉크젯 헤드(100)의 구조를 설명한다. 도 3은 도 1에 나타내는 헤드 유닛(35) 내의 하나의 잉크젯 헤드(100)의 개략적인 단면도(잉크 카트리지(31) 등의 공통 부분을 포함)이며, 도 4는 1색의 잉크에 대응하는 헤드 유닛(35)의 개략적인 구성을 나타내는 분해 사시도이며, 도 5는 도 3 및 도 4에 나타내는 헤드 유닛(35)을 적용한 인자 수단(3)의 노즐면의 일례를 나타내는 평면도이다. 또, 도 3 및 도 4는 통상 사용되는 상태와는 상하 역으로 표시되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 헤드 유닛(35)은 잉크 취입구(131), 댐퍼실(130) 및 잉크 공급 튜브(311)를 거쳐, 잉크 카트리지(31)에 접속되어 있다. 여기서, 댐퍼실(130)은 고무로 이루어지는 댐퍼(132)를 구비하고 있다. 이 댐퍼실(130)에 의해, 캐리지(32)가 왕복 주행할 때의 잉크의 요동 및 잉크압(압력)의 변화를 흡수할 수 있고, 그에 따라, 헤드 유닛(35)의 각 잉크젯 헤드(100)에 소정량의 잉크를 안정적으로 공급할 수 있다.

또한, 헤드 유닛(35)은 실리콘 기판(140)을 사이에 두고, 상측에 마찬가지로 실리콘제의 노즐 플레이트(150)와, 하측에 실리콘과 열 팽창률이 가까운 붕소 규산 유리 기판(유리 기판)(160)이 각각 적층된 3층 구조를 하고 있다. 중앙의 실리콘 기판(140)에는, 독립된 복수의 캐비티(압력실)(141)(도 4에서는, 일곱 개의 캐비티를 나타냄)와, 하나의 리저버(공통 잉크실)(143)와, 이 리저버(143)를 각 캐비티(141)에 연결시키는 잉크 공급구(오리피스)(142)로서 각각 기능하는 홈이 형성되어 있다. 각 홈은, 예컨대, 실리콘 기판(140)의 표면에서 에칭 처리를 행함으 로써 형성할 수 있다. 이 노즐 플레이트(150)와 실리콘 기판(140)과 유리 기판(160)이 그 순서로 접합되고, 각 캐비티(141), 리저버(143), 각 잉크 공급구(142)가 구획 형성되어 있다.

이들의 캐비티(141)는 각각 구형(직방체 형상)으로 형성되어 있고, 후술하는 진동판(121)의 진동(변위)에 의해 그 용적이 가변이며, 이 용적 변화에 의해 노즐(110)로부터 잉크(액체 형상 재료)를 토출하도록 구성되어 있다. 노즐 플레이트(150)에는, 각 캐비티(141)의 선단측 부분에 대응하는 위치에, 노즐(110)이 형성되어 있고, 이들이 각 캐비티(141)에 연결되어 있다. 또한, 리저버(143)가 위치하고 있는 유리 기판(160)의 부분에는, 리저버(143)에 연결하는 잉크 취입구(131)가 형성되어 있다. 잉크는 잉크 카트리지(31)로부터 잉크 공급 튜브(311), 댐퍼실(130)을 거쳐 잉크 취입구(131)를 통해, 리저버(143)로 공급된다. 리저버(143)로 공급된 잉크는 각 잉크 공급구(142)를 통해, 독립된 각 캐비티(141)로 공급된다. 또, 각 캐비티(141)는 노즐 플레이트(150)와, 측벽(격벽)(144)과, 저벽(121)을 따라, 구획 형성되어 있다.

독립된 각 캐비티(141)는 그 저벽(121)이 얇은 두께로 형성되어 있고, 저벽(121)은 그 면외 방향(두께 방향), 즉, 도 3에서 상하 방향으로 탄성 변형(탄성 변위) 가능한 진동판(다이어프램)으로서 기능하도록 구성되어 있다. 따라서, 이 저벽(121) 부분을, 이후의 설명의 형편상, 진동판(121)이라 칭하여 설명하는 경우도 있다(즉, 이하, 「저벽」과 「진동판」의 어느 것도 참조 부호 121을 이용함).

유리 기판(160)의 실리콘 기판(140) 측의 표면에는, 실리콘 기판(140)의 각 캐비티(141)에 대응한 위치에 각각 얕은 오목부(161)가 형성되어 있다. 따라서, 각 캐비티(141)의 저벽(121)은 오목부(161)가 형성된 유리 기판(160)의 대향벽(162)의 표면에, 소정의 간격을 거쳐 대치하고 있다. 즉, 캐비티(141)의 저벽(121)과 후술하는 세그먼트 전극(122) 사이에는, 소정의 두께(예컨대, 0.2 미크론 정도)의 공간이 존재한다. 또, 상기 오목부(161)는, 예컨대, 에칭 등으로 형성할 수 있다.

여기서, 각 캐비티(141)의 저벽(진동판)(121)은 헤드 드라이버(33)로부터 공급되는 구동 신호에 의해 각각 전하를 대비하기 위한 각 캐비티(141) 측의 공통 전극(124)의 일부를 구성하고 있다. 즉, 각 캐비티(141)의 진동판(121)은 각각 후술하는 대응하는 정전 액추에이터(120)의 대향 전극(콘덴서의 대향 전극)의 한쪽을 겸하고 있다. 그리고, 유리 기판(160)의 오목부(161) 표면에는, 각 캐비티(141)의 저벽(121)에 대치하도록, 각각, 공통 전극(124)에 대향하는 전극인 세그먼트 전극(122)이 형성되어 있다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 각 캐비티(141)의 저벽(121) 표면은 실리콘의 산화막(SiO₂)으로 이루어지는 절연층(123)에 의해 덮어지고 있다. 이와 같이, 각 캐비티(141)의 저벽(121), 즉, 진동판(121)과 그것에 대응하는 각 세그먼트 전극(122)은 캐비티(141)의 저벽(121)의 도 3 중 하측 표면에 형성된 절연층(123)과 오목부(161) 내의 공간을 거쳐, 대향 전극(콘덴서의 대향 전극)을 형성(구성)하고 있다. 따라서, 진동판(121)과, 세그먼트 전극(122)과, 이 들 사이의 절연층(123) 및 공간에 의해, 정전 액추에이터(120)의 주요부가 구성된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 이들의 대향 전극 사이에 구동 전압을 인가하기 위한 구동 회로(18)를 포함하는 헤드 드라이버(33)는, 제어부(6)로부터 입력되는 인자 신호(인자 데이터)에 따라, 이들 대향 전극 사이의 충방전을 행한다. 헤드 드라이버(전압 인가 수단)(33)의 한쪽 출력 단자는 각각의 세그먼트 전극(122)에 접속되고, 다른 쪽 출력 단자는 실리콘 기판(140)에 형성된 공통 전극(124)의 입력 단자(124a)에 접속되어 있다. 또, 실리콘 기판(140)에는 불순물이 주입되고 있고, 그것 자체가 도전성을 갖기 때문에, 이 공통 전극(124)의 입력 단자(124a)에서 저벽(121)의 공통 전극(124)으로 전압을 공급할 수 있다. 또한, 예컨대, 실리콘 기판(140)의 한쪽의 면에 금이나 동 등의 도전성 재료의 박막을 형성하여도 좋다. 이에 따라, 낮은 전기 저항으로(효율적으로) 공통 전극(124)에 전압(전하)을 공급할 수 있다. 이 박막은, 예컨대, 증착 또는 스퍼터링 등에 의해 형성하면 좋다. 여기서, 본 실시예에서는, 예컨대, 실리콘 기판(140)과 유리 기판(160)을 양극 접합에 의해 결합(접합)시키기 때문에, 그 양극 결합에서 전극으로서 이용하는 도전막을 실리콘 기판(140)의 유로 형성면 측(도 3에 나타내는 실리콘 기판(140)의 상부 측)에 형성하고 있다. 그리고, 이 도전막을 그대로 공통 전극(124)의 입력 단자(124a)로서 이용한다. 또, 본 발명에서는, 예컨대, 공통 전극(124)의 입력 단자(124a)를 생략하여도 좋고, 또한, 실리콘 기판(140)과 유리 기판(160)과의 접합 방법은 양극 접합에 한정되지 않는다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 헤드 유닛(35)은 복수의 노즐(110)이 형성된 노즐 플레이트(150)와, 복수의 캐비티(141), 복수의 잉크 공급구(142), 하나의 리저버(143)가 형성된 실리콘 기판(잉크실 기판)(140)과, 절연층(123)을 구비하고, 이들이 유리 기판(160)을 포함하는 기체(170)에 수납되어 있다. 기체(170)는, 예컨대, 각종 수지 재료, 각종 금속 재료 등으로 구성되어 있고, 이 기체(170)에 실리콘 기판(140)이 고정, 지지되어 있다.

또, 노즐 플레이트(150)에 형성된 노즐(110)은 도 4에서는 간결하게 나타내기 위해 리저버(143)에 대해 대략 병행하게 직선적으로 배열되어 있지만, 노즐의 배열 패턴은 이 구성에 한하지 않고, 통상은, 예컨대, 도 5에 나타내는 노즐 배치 패턴과 같이, 단을 비켜 두어 배치된다. 또한, 이 노즐(110)간 피치는 인쇄 해상도(dpi : dot per inch)에 따라 적절히 설정될 수 있는 것이다. 또, 도 5에서는, 4색의 잉크(잉크 카트리지(31))를 적용한 경우의 노즐(110)의 배치 패턴을 나타내고 있다.

도 6은 도 3의 Ⅲ-Ⅲ선 단면의 구동 신호 입력 시의 각 상태를 나타낸다. 헤드 드라이버(33)로부터 대향 전극 사이에 구동 전압이 인가되면, 대향 전극 사이에 쿨롱력이 발생하고, 저벽(진동판)(121)은 초기 상태(도 6(a))에 대하여, 세그먼트 전극(122) 측으로 휘어, 캐비티(141)의 용적이 확대된다(도 6(b)). 이 상태에서, 헤드 드라이버(33)의 제어에 의해, 대향 전극 사이의 전하를 급격히 방전시키면, 진동판(121)은 그 탄성 복원력에 의해 도면 중 위쪽으로 복원하고, 초기 상태에서의 진동판(121)의 위치를 초과하여 상부로 이동하여, 캐비티(141)의 용적이 급 격히 수축한다(도 6(c)). 이 때 캐비티(141) 내에 발생하는 압축 압력에 의해, 캐비티(141)를 만족하는 잉크(액체 형상 재료)의 일부가 이 캐비티(141)에 연결되어 있는 노즐(110)로부터 잉크 방울로서 토출된다.

각 캐비티(141)의 진동판(121)은 이 일련의 동작(헤드 드라이버(33)의 구동 신호에 의한 잉크 토출 동작)에 의해, 다음 구동 신호(구동 전압)가 입력되고 다시 잉크 방울을 토출하기까지의 동안, 감쇠 진동을 행하고 있다. 이하, 이 감쇠 진동을 잔류 진동이라 칭한다. 진동판(121)의 잔류 진동은 노즐(110)이나 잉크 공급구(142)의 형상, 또는 잉크 점도 등에 의한 음향 저항 r과, 유로 내의 잉크 중량에 의한 이너턴스 m과, 진동판(121)의 컴플라이언스 Cm에 따라 결정되는 고유 진동 주파수를 갖는 것으로 상정된다.

상기 상정에 근거하는 진동판(121)의 잔류 진동의 계산 모델에 대해 설명한다. 도 7은 진동판(121)의 잔류 진동을 상정한 단진동의 계산 모델을 나타내는 회로도이다. 이와 같이, 진동판(121)의 잔류 진동의 계산 모델은 소리압(압력) P와, 상술한 이너턴스 m, 컴플라이언스 Cm 및 음향 저항 r로 나타낼 수 있다. 그리고, 도 7의 회로에 소리압(압력) P를 부여했을 때의 단계 응답을 부피 속도 u에 대해 계산하면, 다음 식을 얻을 수 있다.

이 식으로부터 얻어진 계산 결과와, 별도로 행한 잉크 방울 토출 후의 진동판(121)의 잔류 진동의 실험에서의 실험 결과를 비교한다. 도 8은 진동판(121)의 잔류 진동의 실험값과 계산값의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 도 8에 나타내는 그래프로부터 알 수 있듯이, 실험값과 계산값 두 개의 파형은 대략 일치하고 있다.

그런데, 헤드 유닛(35)의 각 잉크젯 헤드(100)에서는, 상술한 바와 같은 토출 동작을 했음에도 불구하고 노즐(110)로부터 잉크 방울이 정상으로 토출되지 않는 현상, 즉, 액적의 토출 이상이 발생하는 경우가 있다. 이 토출 이상이 발생하는 원인으로는, 후술하는 바와 같이, (1) 캐비티(141) 내로의 기포의 혼입, (2) 노즐(110) 부근에서의 잉크의 건조·증점(고착), (3) 노즐(110) 출구 부근으로의 지분 부착 등을 들 수 있다.

이 토출 이상이 발생하면, 그 결과적으로는, 전형적으로는 노즐(110)로부터 액적이 토출되지 않는 것, 즉 액적의 비토출 현상이 나타나고, 그 경우, 기록 용지 P에 인쇄한 화상에서의 화소의 도트 누락을 발생시킨다. 또한, 토출 이상의 경우에는, 노즐(110)로부터 액적이 토출되었다고 해도, 액적의 양이 매우 적거나, 그 액적의 비행 방향(탄도(彈道))이 어긋나거나 적정하게 착탄되지 않으므로, 역시 화 소의 도트 누락으로 나타내어진다. 이러한 것으로부터, 이하의 설명에서는, 액적의 토출 이상을, 단지 「도트 누락」이라고 하는 경우도 있다.

이하에서는, 도 8에 나타내는 비교 결과에 근거해서, 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)에 발생하는 인쇄 처리 시의 도트 누락(토출 이상) 현상(액적 비토출 현상)의 원인 별로, 진동판(121)의 잔류 진동의 계산값과 실험값이 매치(대강 일치)하도록, 음향 저항 r 및/또는 이너턴스 m의 값을 조정한다. 또, 여기서는, 기포 혼입, 건조 증점 및 지분 부착의 세 종류에 대해 검토한다.

우선, 도트 누락의 하나의 원인인 캐비티(141) 내로의 기포의 혼입에 대해 검토한다. 도 9는 도 3의 캐비티(141) 내에 기포 B가 혼입된 경우의 노즐(110) 부근의 개념도이다. 이 도 9에 나타내는 바와 같이, 발생한 기포 B는 캐비티(141)의 벽면에 발생 부착되고 있는 것으로 상정된다(도 9에서는, 기포 B의 부착 위치의 일례로서, 기포 B가 노즐(110) 부근에 부착하고 있는 경우를 나타냄).

이와 같이, 캐비티(141) 내에 기포 B가 혼입된 경우에는, 캐비티(141) 내를 채우는 잉크의 총 중량이 줄어, 이너턴스 m이 저하하는 것으로 생각된다. 또한, 기포 B는 캐비티(141)의 벽면에 부착되어 있으므로, 그 직경의 크기만큼 노즐(110)의 직경이 커진 것과 같은 상태로 되어, 음향 저항 r이 저하하는 것으로 생각된다.

따라서, 잉크가 정상으로 토출된 도 8의 경우에 대해, 음향 저항 r, 이너턴스 m을 모두 작게 설정하고, 기포 혼입 시의 잔류 진동의 실험값과 매칭함으로써, 도 10과 같은 결과(그래프)를 얻을 수 있었다. 도 8 및 도 10의 그래프로부터 알 수 있듯이, 캐비티(141) 내에 기포가 혼입된 경우에는, 정상 토출 시와 비교해서 주파수가 높게 되는 특징적인 잔류 진동 파형을 얻을 수 있다. 또, 음향 저항 r의 저하 등에 의해, 잔류 진동의 진폭의 감쇠율도 작아지고, 잔류 진동은 그 진폭을 천천히 낮추고 있는 것으로도 확인할 수 있다.

다음에, 도트 누락의 또 하나의 원인인 노즐(110) 부근에서의 잉크의 건조(고착, 증점)에 대해 검토한다. 도 11은 도 3의 노즐(110) 부근의 잉크가 건조에 의해 고착된 경우의 노즐(110) 부근의 개념도이다. 이 도 11에 나타내는 바와 같이, 노즐(110) 부근의 잉크가 건조하여 고착된 경우, 캐비티(141) 내의 잉크는 캐비티(141) 내에 가두어지는 것과 같은 상황으로 된다. 이와 같이, 노즐(110) 부근의 잉크가 건조, 증점한 경우에는, 음향 저항 r이 증가하는 것으로 생각된다.

따라서, 잉크가 정상으로 토출된 도 8의 경우에 대하여, 음향 저항 r을 크게 설정하고, 노즐(110) 부근의 잉크 건조 고착(증점) 시의 잔류 진동의 실험값과 매칭함으로써, 도 12와 같은 결과(그래프)를 얻을 수 있었다. 또, 도 12에 나타내는 실험값은 수일 동안 도시하지 않은 캡을 장착하지 않는 상태로 헤드 유닛(35)을 방치하고, 노즐(110) 부근의 잉크가 건조, 증점함으로써 잉크를 토출할 수 없게 된(잉크가 고착된) 상태에서의 진동판(121)의 잔류 진동을 측정한 것이다. 도 8 및 도 12의 그래프로부터 알 수 있듯이, 노즐(110) 부근의 잉크가 건조에 의해 고착된 경우에는, 정상 토출 시에 비해 주파수가 지극히 낮게 되고, 또한 잔류 진동이 지나치게 감쇠되는 특징적인 잔류 진동 파형을 얻을 수 있다. 이것은 잉크 방울을 토출하기 위해 진동판(121)이 도 3 중 아래쪽으로 끌어당겨지는 것에 따라, 캐비티(141) 내에 리저버(143)로부터 잉크가 유입된 후에, 진동판(121)이 도 3 중 위쪽으로 이동할 때에, 캐비티(141) 내의 잉크의 배출구가 없으므로, 진동판(121)이 급격히 진동할 수 없게 되기 때문(과감쇠로 되기 때문)이다.

다음에, 도트 누락의 또 하나의 원인인 노즐(110) 출구 부근으로의 지분 부착에 대해 검토한다. 도 13은 도 3의 노즐(110) 출구 부근에 지분이 부착된 경우의 노즐(110) 부근의 개념도이다. 이 도 13에 나타내는 바와 같이, 노즐(110)의 출구 부근에 지분이 부착된 경우, 캐비티(141) 내에 지분을 거쳐 잉크가 배어 나오고, 또한 노즐(110)로부터 잉크를 토출할 수가 없게 된다. 이와 같이, 노즐(110)의 출구 부근에 지분이 부착되어, 노즐(110)로부터 잉크가 배어 나오고 있는 경우에는, 진동판(121)으로부터 보아 캐비티(141) 내 및 배어 나온 만큼의 잉크가 정상 시보다도 불어남으로써, 이너턴스 m이 증가하는 것으로 생각된다. 또한, 노즐(110)의 출구 부근에 부착된 지분의 섬유에 의해 음향 저항 r이 증대한 것으로 생각된다.

따라서, 잉크가 정상으로 토출된 도 8의 경우에 대하여, 이너턴스 m, 음향 저항 r을 모두 크게 설정하고, 노즐(110)의 출구 부근으로의 지분 부착 시의 잔류 진동의 실험값과 매칭함으로써, 도 14와 같은 결과(그래프)를 얻을 수 있었다. 도 8 및 도 14의 그래프로부터 알 수 있듯이, 노즐(110)의 출구 부근에 지분이 부착된 경우에는, 정상 토출 시와 비교해서 주파수가 낮게 되는 특징적인 잔류 진동 파형을 얻을 수 있다(여기서, 지분 부착일 경우, 잉크 건조의 경우보다는, 잔류 진동의 주파수가 높은 것도, 도 12 및 도 14의 그래프로부터 알 수 있음). 또, 도 15는 이 지분 부착 전후에서의 노즐(110) 상태를 나타내는 사진이다. 노즐(110)의 출구 부근에 지분이 부착되면, 지분에 따라 잉크가 자연스럽게 드러나 있는 상태를, 도 15(b)로부터 알 수 있다.

여기서, 노즐(110) 부근의 잉크가 건조하여 증점된 경우와, 노즐(110)의 출구 부근에 지분이 부착된 경우라고 하면 모두 정상으로 잉크 방울이 토출된 경우에 비해 감쇠 진동의 주파수가 낮게 되어 있다. 이들 두 개의 도트 누락(잉크 비토출 : 토출 이상)의 원인을 진동판(121)의 잔류 진동의 파형으로부터 특정하기 위해, 예컨대, 감쇠 진동의 주파수나 주기, 위상에서 소정의 임계값을 갖고 비교하는지, 또는, 잔류 진동(감쇠 진동)의 주기 변화나 진폭 변화의 감쇠율로부터 특정할 수 있다. 이와 같이 하여, 각 잉크젯 헤드(100)에서의 노즐(110)로부터의 잉크 방울이 토출되었을 때의 진동판(121)의 잔류 진동 변화, 특히, 그 주파수의 변화에 의해, 각 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상을 검출할 수 있다. 또한, 그 경우의 잔류 진동의 주파수를 정상 토출 시의 잔류 진동의 주파수와 비교함으로써, 토출 이상의 원인을 특정할 수도 있다.

다음에, 토출 이상 검출 수단(10)에 대하여 설명한다. 도 16은 도 3에 나타내는 토출 이상 검출 수단(10)의 개략적인 블럭도이다. 이 도 16에 나타내는 바와 같이, 토출 이상 검출 수단(10)은 발진 회로(11)와, F/V 변환 회로(12)와, 파형 정형 회로(15)로 구성되는 잔류 진동 검출 수단(16)과, 이 잔류 진동 검출 수단(16)에 의해 검출된 잔류 진동 파형 데이터로부터 주기나 진폭 등을 계측하는 계측 수단(17)과, 이 계측 수단(17)에 의해 계측된 주기 등에 근거해서 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상을 판정하는 판정 수단(20)을 구비하고 있다. 토출 이상 검출 수단(10)에서는, 잔류 진동 검출 수단(16)은, 정전 액추에이터(120)의 진동판(121)의 잔류 진동에 근거해서, 발진 회로(11)가 발진하고, 그 발진 주파수로부터 F/V 변환 회로(12) 및 파형 정형 회로(15)에서 진동 파형을 형성해서 검출한다. 그리고, 계측 수단(17)은 검출된 진동 파형에 근거해서 잔류 진동의 주기 등을 계측하고, 판정 수단(20)은 계측된 잔류 진동의 주기 등에 근거해서 인자 수단(3) 내의 각 헤드 유닛(35)이 구비하는 각 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상을 검출, 판정한다. 이하, 토출 이상 검출 수단(10)의 각 구성 요소에 대해 설명한다.

우선, 정전 액추에이터(120)의 진동판(121)의 잔류 진동의 주파수(진동수)를 검출하기 위해, 발진 회로(11)를 이용하는 방법을 설명한다. 도 17은 도 3의 정전 액추에이터(120)를 평행 평판 콘덴서로 한 경우의 개념도이며, 도 18은 도 3의 정전 액추에이터(120)로 구성되는 콘덴서를 포함하는 발진 회로(11)의 회로도이다. 또, 도 18에 나타내는 발진 회로(11)는, 슈미트의 히스테리시스 특성을 이용하는 CR 발진 회로이지만, 본 발명은 이러한 CR 발진 회로에 한정되지 않고, 액추에이터(진동판을 포함)의 정전 용량 성분(콘덴서 C)을 이용하는 발진 회로이면 어떤 발진 회로라도 좋다. 발진 회로(11)는, 예컨대, LC 발진 회로를 이용한 구성으로 하여도 좋다. 또한, 본 실시예에서는, 슈미트 인버터를 이용한 예를 나타내고 설명하고 있지만, 예컨대, 인버터를 3단 이용한 CR 발진 회로를 구성하여도 좋다.

도 3에 나타내는 잉크젯 헤드(100)에서는, 상술한 바와 같이, 진동판(121)과 매우 좁은 간격(공극)을 둔 세그먼트 전극(122)이 대향 전극을 형성하는 정전 액추 에이터(120)를 구성하고 있다. 이 정전 액추에이터(120)는 도 17에 나타내는 바와 같은 평행 평판 콘덴서라고 생각할 수 있다. 이 콘덴서의 정전 용량을 C, 진동판(121) 및 세그먼트 전극(122) 각각의 표면적을 S, 두 개의 전극(121, 122)의 거리(갭 길이)를 g, 양 전극 사이의 공간(공극)의 유전율을 ε(진공의 유전율을 ε₀, 공극의 비유전율을 ε_r이라 하면, ε=ε₀·ε_r)이라 하면, 도 17에 나타내는 콘덴서(정전 액추에이터(120))의 정전 용량 C(x)는 다음 식으로 표시된다.

또, 식(4)의 x는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 진동판(121)의 잔류 진동에 의해 발생하는 진동판(121)의 기준 위치로부터의 변위량을 나타내고 있다.

이 식(4)로부터 알 수 있듯이, 갭 길이 g(갭 길이 g-변위량 x)가 작아지면, 정전 용량 C(x)는 커지고, 반대로 갭 길이 g(갭 길이 g-변위량 x)가 커지면, 정전 용량 C(x)는 작아진다. 이와 같이, 정전 용량 C(x)는 (갭 길이 g-변위량 x)(x가 0인 경우에는, 갭 길이 g)에 반비례하고 있다. 또, 도 3에 나타내는 정전 액추에이터(120)에서는, 공간은 공기로 채워져 있으므로, 비유전율 ε_r=1이다.

또한, 일반적으로, 액적 토출 장치(본 실시예에서는, 잉크젯 프린터(1))의 해상도가 높아짐에 따라, 토출되는 잉크 방울(잉크 도트)이 미소화되므로, 이 정전 액추에이터(120)는 고밀도화, 소형화된다. 그에 따라, 잉크젯 헤드(100)의 진동판(121)의 표면적 S가 작아지고, 작은 정전 액추에이터(120)가 구성된다. 또 한, 잉크 방울 토출에 의한 잔류 진동에 의해 변화하는 정전 액추에이터(120)의 갭 길이 g는 초기 갭 g₀의 1할 정도로 되기 때문에, 식(4)로부터 알 수 있듯이, 정전 액추에이터(120)의 정전 용량의 변화량은 매우 작은 값으로 된다.

이 정전 액추에이터(120)의 정전 용량의 변화량(잔류 진동의 진동 패턴에 의해 상이함)을 검출하기 위해, 이하와 같은 방법, 즉, 정전 액추에이터(120)의 정전 용량에 근거한 도 18과 같은 발진 회로를 구성하고, 발진된 신호에 근거해서 잔류 진동의 주파수(주기)를 해석하는 방법을 이용한다. 도 18에 나타내는 발진 회로(11)는 정전 액추에이터(120)로 구성되는 콘덴서 C와, 슈미트 인버터(111)와, 저항 소자(R)(112)로 구성된다.

슈미트 인버터(111)의 출력 신호가 하이 레벨의 경우, 저항 소자(112)를 거쳐 콘덴서 C를 충전한다. 콘덴서 C의 충전 전압(진동판(121)과 세그먼트 전극(122)간의 전위차)이 슈미트 인버터(111)의 입력 스레숄드 전압 V_T+에 도달하면, 슈미트 인버터(111)의 출력 신호가 로우 레벨로 반전한다. 그리고, 슈미트 인버터(111)의 출력 신호가 로우 레벨로 되면, 저항 소자(112)를 거쳐 콘덴서 C에 충전되어 있던 전하가 방전된다. 이 방전에 의해 콘덴서 C의 전압이 슈미트 인버터(111)의 입력 스레숄드 전압 V_T-에 도달하면, 슈미트 인버터(111)의 출력 신호가 다시 하이 레벨로 반전된다. 이후, 이 발진 동작이 반복된다.

여기서, 상술한 각각의 현상(기포 혼입, 건조, 지분 부착 및 정상 토출)에서의 콘덴서 C의 정전 용량의 시간 변화를 검출하기 위해서는, 이 발진 회로(11)에 의한 발진 주파수는 잔류 진동의 주파수가 가장 높은 기포 혼입 시(도 10 참조)의 주파수를 검출할 수 있는 발진 주파수로 설정될 필요가 있다. 그 때문에, 발진 회로(11)의 발진 주파수는, 예컨대, 검출하는 잔류 진동의 주파수의 수배로부터 수십 배 이상, 즉, 기포 혼입 시의 주파수보다 대략 1자릿수 이상 높은 주파수가 되도록 해야만 한다. 이 경우, 바람직하게는, 기포 혼입 시의 잔류 진동의 주파수가 정상 토출인 경우와 비교하여 높은 주파수를 나타내기 때문에, 기포 혼입 시의 잔류 진동 주파수가 검지할 수 있는 발진 주파수로 설정하면 좋다. 그렇게 하지 않으면, 토출 이상 현상에 대하여 정확한 잔류 진동 주파수를 검출할 수 없다. 그 때문에, 본 실시예에서는, 발진 주파수에 따라 발진 회로(11)의 CR 시정수를 설정하고 있다. 이와 같이, 발진 회로(11)의 발진 주파수를 높게 설정함으로써, 이 발진 주파수의 미소 변화에 근거해서, 보다 정확한 잔류 진동 파형을 검출할 수 있다.

또, 발진 회로(11)로부터 출력되는 발진 신호의 발진 주파수의 주기(펄스)마다 측정용 카운트 펄스(카운터)를 이용하여 그 펄스를 카운트하고, 초기 갭 g₀에서의 콘덴서 C의 정전 용량으로 발진시킨 경우의 발진 주파수의 펄스의 카운트 량을 측정한 카운트 량으로부터 감산함으로써, 잔류 진동 파형에 대하여 발진 주파수마다의 디지털 정보를 얻을 수 있다. 이들 디지털 정보에 근거해서, 디지털/아날로그(D/A) 변환을 행함으로써, 개략적인 잔류 진동 파형이 생성될 수 있다. 이러한 방법을 이용하여도 좋지만, 측정용 카운트 펄스(카운터)에는, 발진 주파수의 미소 변화를 측정할 수 있는 높은 주파수(고해상도)의 것이 필요해진다. 이러한 카운트 펄스(카운터)는 비용을 증가시키기 때문에, 토출 이상 검출 수단(10)에서는, 도 19에 나타내는 F/V 변환 회로(12)를 이용하고 있다.

도 19는 도 16에 나타내는 토출 이상 검출 수단(10)의 F/V 변환 회로(12)의 회로도이다. 이 도 19에 나타내는 바와 같이, F/V 변환 회로(12)는 세 개의 스위치 SW1, SW2, SW3과, 두 개의 콘덴서 C1, C2와, 저항 소자 R1과, 정전류 Is를 출력하는 정전류원(13)과, 버퍼(14)로 구성된다. 이 F/V 변환 회로(12)의 동작을 도 20의 타이밍 차트 및 도 21의 그래프를 이용하여 설명한다.

우선, 도 20의 타이밍 차트에 나타내는 충전 신호, 홀드 신호 및 클리어 신호의 생성 방법에 대하여 설명한다. 충전 신호는 발진 회로(11)의 발진 펄스의 상승 에지로부터 고정 시간 tr을 설정하고, 그 고정 시간 tr의 동안 하이 레벨이 되도록 해서 생성된다. 홀드 신호는 충전 신호의 상승 에지에 동기하여 상승하고, 소정의 고정 시간만큼 하이 레벨로 유지되고, 로우 레벨로 하강하도록 하여 생성된다. 클리어 신호는 홀드 신호의 하강 에지에 동기하여 상승하고, 소정의 고정 시간만큼 하이 레벨로 유지되고, 로우 레벨로 하강하도록 하여 생성된다. 또, 후술하는 바와 같이, 콘덴서 C1로부터 콘덴서 C2로의 전하 이동 및 콘덴서 C1의 방전은 순간에 행해지기 때문에, 홀드 신호 및 클리어 신호의 펄스는 발진 회로(11)의 출력 신호의 다음 상승 에지까지 각각 하나의 펄스가 포함되면 좋고, 상기한 바와 같은 상승 에지, 하강 에지에 한정되지 않는다.

아름다운 잔류 진동의 파형(전압 파형)을 얻기 위해, 도 21을 참조하여, 고정 시간 tr 및 t1의 설정 방법을 설명한다. 고정 시간 tr은 정전 액추에이터(120) 가 초기 갭 길이 g₀일 때의 정전 용량 C에서 발진한 발진 펄스의 주기로부터 조정되어, 충전 시간 t1에 의한 충전 전위가 C1의 충전 범위의 대략 1/2 부근이 되도록 설정된다. 또한, 갭 길이 g가 최대(Max)의 위치에 있어서의 충전 시간 t2로부터 최소(Min)의 위치에 있어서의 충전 시간 t3 동안, 콘덴서 C1의 충전 범위를 초과하지 않도록 충전 전위의 경사가 설정된다. 즉, 충전 전위의 경사는 dV/dt=Is/C1에 의해 결정되기 때문에, 정전류원(13)의 출력 정전류 Is를 적당한 값으로 설정하면 좋다. 이 정전류원(13)의 출력 정전류 Is를 그 범위 내에서 될 수 있는 한 높게 설정함으로써, 정전 액추에이터(120)에 의해 구성되는 콘덴서가 미소한 정전 용량의 변화를 고감도로 검출할 수 있어, 정전 액추에이터(120)의 진동판(121)이 미소한 변화를 검출하는 것이 가능해진다.

이어서, 도 22를 참조하여, 도 16에 나타내는 파형 정형 회로(15)의 구성을 설명한다. 도 22는 도 16의 파형 정형 회로(15)의 회로 구성을 나타내는 회로도이다. 이 파형 정형 회로(15)는 잔류 진동 파형을 구형파로서 판정 수단(20)으로 출력하는 것이다. 이 도 22에 나타내는 바와 같이, 파형 정형 회로(15)는 두 개의 콘덴서 C3(DC 성분 제거 수단), C4와, 두 개의 저항 소자 R2, R3과, 두 개의 직류 전압원 Vref1, Vref2와, 증폭기(151)와, 비교기(152)로 구성된다. 또, 잔류 진동 파형의 파형 정형 처리에서, 검출되는 파고값을 그대로 출력하여, 잔류 진동 파형의 진폭을 계측하도록 구성하여도 좋다.

F/V 변환 회로(12)의 버퍼(14)의 출력에는, 정전 액추에이터(120)의 초기 갭 g₀에 근거하는 DC 성분(직류 성분)의 정전 용량 성분이 포함되어 있다. 이 직류 성분은 각 잉크젯 헤드(100)에 의해 편차가 있기 때문에, 콘덴서 C3은 이 정전 용량의 직류 성분을 제거하는 것이다. 그리고, 콘덴서 C3은 버퍼(14)의 출력 신호의 DC 성분을 제거하여, 잔류 진동의 AC 성분만을 증폭기(151)의 반전 입력 단자로 출력한다.

증폭기(151)는 직류 성분이 제거된 F/V 변환 회로(12)의 버퍼(14)의 출력 신호를 반전 증폭하고, 또한 그 출력 신호의 고역을 제거하기 위한 로우패스 필터를 구성하고 있다. 또, 이 증폭기(151)는, 단(單) 전원 회로를 상정하고 있다. 증폭기(151)는 두 개의 저항 소자 R2, R3에 의한 반전 증폭기를 구성하고, 입력된 잔류 진동(교류 성분)은 -R3/R2배로 진폭된다.

또한, 증폭기(151)의 단 전원 동작을 위해, 그 비반전 입력 단자에 접속된 직류 전압원 Vref1에 의해 설정된 전위를 중심으로 진동하는, 증폭된 진동판(121)의 잔류 진동 파형이 출력된다. 여기서, 직류 전압원 Vref1은 증폭기(151)가 단 전원으로 동작 가능한 전압 범위의 1/2정도로 설정되어 있다. 또한, 이 증폭기(151)는 두 개의 콘덴서 C3, C4에 의해 컷오프 주파수 1/(2π×C4×R3)으로 되는 로우패스 필터를 구성하고 있다. 그리고, 직류 성분을 제거한 후에 증폭된 진동판(121)의 잔류 진동 파형은, 도 20의 타이밍 차트에 나타내는 바와 같이, 다음 단의 비교기(152)로 또 하나의 직류 전압원 Vref2의 전위와 비교되고, 그 비교 결과가 구형파로서 파형 정형 회로(15)로부터 출력된다. 또, 직류 전압원 Vref2는 또 하나의 직류 전압원 Vref1을 공용하여도 좋다.

다음에, 도 20에 나타내는 타이밍 차트를 참조하여, 도 19의 F/V 변환 회로(12) 및 파형 정형 회로(15)의 동작을 설명한다. 상술한 바와 같이 생성된 충전 신호, 클리어 신호 및 홀드 신호에 근거해서, 도 19에 나타내는 F/V 변환 회로(12)는 동작한다. 도 20의 타이밍 차트에 있어서, 정전 액추에이터(120)의 구동 신호가 헤드 드라이버(33)를 거쳐 잉크젯 헤드(100)에 입력되면, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 정전 액추에이터(120)의 진동판(121)이 세그먼트 전극(122) 측으로 당겨지고, 이 구동 신호의 하강 에지에 동기하여, 도 6 중 위쪽을 향해서 급격히 수축한다(도 6(c)참조).

이 구동 신호의 하강 에지에 동기하여, 구동 회로(18)와 토출 이상 검출 수단(10)을 전환하는 구동/검출 전환 신호가 하이 레벨로 된다. 이 구동/검출 전환 신호는 대응하는 잉크젯 헤드(100)의 구동 중지 기간 동안, 하이 레벨로 유지되고, 다음 구동 신호가 입력되기 전에 로우 레벨로 된다. 이 구동/검출 전환 신호가 하이 레벨인 동안, 도 18의 발진 회로(11)는 정전 액추에이터(120)의 진동판(121)의 잔류 진동에 대응하여 발진 주파수를 변경하면서 발진하고 있다.

상술한 바와 같이, 구동 신호의 하강 에지, 즉, 발진 회로(11)의 출력 신호의 상승 에지로부터, 잔류 진동의 파형이 콘덴서 C1에 충전할 수 있는 범위를 초과하지 않도록 미리 설정된 고정 시간 tr만큼 경과할 때까지, 충전 신호는 하이 레벨로 유지된다. 또, 충전 신호가 하이 레벨인 동안, 스위치 SW1은 오프 상태이다.

고정 시간 tr이 경과하여, 충전 신호가 로우 레벨로 되면, 그 충전 신호의 하강 에지에 동기하여, 스위치 SW1이 온 상태로 된다(도 19참조). 그리고, 정전류원(13)과 콘덴서 C1이 접속되고, 콘덴서 C1은, 상술한 바와 같이, 경사 Is/C1로 충전된다. 충전 신호가 로우 레벨인 동안, 즉, 발진 회로(11)의 출력 신호의 다음 펄스의 상승 에지에 동기하여 하이 레벨이 되기까지의 동안 콘덴서 C1은 충전된다.

충전 신호가 하이 레벨이 되면, 스위치 SW1은 오프(오픈) 상태로 되고, 정전류원(13)과 콘덴서 C1은 분리된다. 이 때, 콘덴서 C1에는, 충전 신호가 로우 레벨의 기간 t1의 동안에 충전된 전위(즉, 이상적으로는 Is×t1/C1(V))가 보존되어 있다. 이 상태에서, 홀드 신호가 하이 레벨이 되면, 스위치 SW2가 온 상태로 되고(도 19참조), 콘덴서 C1과 콘덴서 C2가, 저항 소자 R1을 거쳐 접속된다. 스위치 SW2의 접속 후, 두 개의 콘덴서 C1, C2의 충전 전위차에 의해 서로 충방전이 행해지고, 두 개의 콘덴서 C1, C2의 전위차가 대강 같게 되도록, 콘덴서 C1로부터 콘덴서 C2로 전하가 이동한다.

여기서, 콘덴서 C1의 정전 용량에 대하여 콘덴서 C2의 정전 용량은 대략 1/10 이하 정도로 설정되고 있다. 그 때문에, 두 개의 콘덴서 C1, C2 사이의 전위차에 의해 발생하는 충방전에서 이동하는(사용되는) 전하량은 콘덴서 C1에 충전되어 있는 전하의 1/10 이하로 된다. 따라서, 콘덴서 C1로부터 콘덴서 C2로 전하가 이동한 후에도, 콘덴서 C1의 전위차는 그 만큼 변화하지 않는다(그 만큼 내려가지 않는다). 또, 도 19의 F/V 변환 회로(12)에서는, 콘덴서 C2에 충전될 때 F/V 변환 회로(12)의 배선의 인덕턴스 등에 의해 충전 전위가 급격히 오르지 않도록 하기 위해, 저항 소자 R1과 콘덴서 C2에 의해 1차의 로우패스 필터를 구성하고 있다.

콘덴서 C2에 콘덴서 C1의 충전 전위와 대강 같은 충전 전위가 유지된 후, 홀드 신호가 로우 레벨로 되고, 콘덴서 C1은 콘덴서 C2로부터 분리된다. 또한, 클리어 신호가 하이 레벨로 되고, 스위치 SW3이 온 상태로 됨으로써, 콘덴서 C1이 접지 GND에 접속되고, 콘덴서 C1에 충전되어 있던 전하가 0으로 되도록 방전 동작이 행해진다. 콘덴서 C1의 방전 후, 클리어 신호는 로우 레벨로 되고, 스위치 SW3이 오프 상태로 됨으로써, 콘덴서 C1의 도 19 중 상부의 전극이 접지 GND에서 분리되고, 다음 충전 신호가 입력될 때까지, 즉, 충전 신호가 로우 레벨이 될 때까지 대기하고 있다.

콘덴서 C2에 유지되어 있는 전위는 충전 신호의 상승 타이밍마다, 즉, 콘덴서 C2에의 충전 완료의 타이밍마다 갱신되어, 버퍼(14)를 거쳐 진동판(121)의 잔류 진동 파형으로서 도 22의 파형 정형 회로(15)로 출력된다. 따라서, 발진 회로(11)의 발진 주파수가 높게 되도록 정전 액추에이터(120)의 정전 용량(이 경우, 잔류 진동에 의한 정전 용량의 변동폭도 고려해야 함)과 저항 소자(112)의 저항값을 설정하면, 도 20의 타이밍 차트에 나타내는 콘덴서 C2의 전위(버퍼(14)의 출력)의 각 단계(단차)가 보다 상세하게 되기 때문에, 진동판(121)의 잔류 진동에 의한 정전 용량의 시간적 변화를 보다 상세하게 검출하는 것이 가능해진다.

이하, 마찬가지로, 충전 신호가 로우 레벨→하이 레벨→로우 레벨…로 반복하고, 상기 소정의 타이밍에서 콘덴서 C2로 유지되어 있는 전위가 버퍼(14)를 거쳐 파형 정형 회로(15)로 출력된다. 파형 정형 회로(15)에서는, 버퍼(14)로부터 입력된 전압 신호(도 20의 타이밍 차트에서, 콘덴서 C2의 전위)의 직류 성분이 콘덴서 C3에 의해 제거되고, 저항 소자 R2를 거쳐 증폭기(151)의 반전 입력 단자에 입력된다. 입력된 잔류 진동의 교류(AC) 성분은 이 증폭기(151)에 의해 반전 증폭되어, 비교기(152)의 한쪽 입력 단자로 출력된다. 비교기(152)는 미리 직류 전압원 Vref2에 의해 설정되어 있는 전위(기준 전압)와, 잔류 진동 파형(교류 성분)의 전위를 비교하여, 구형파를 출력한다(도 20의 타이밍 차트에 있어서의 비교 회로의 출력).

다음에, 잉크젯 헤드(100)의 잉크 방울 토출 동작(구동)과 토출 이상 검출 동작(구동 중지)의 전환 타이밍에 대해 설명한다. 도 23은 구동 회로(18)와 토출 이상 검출 수단(10)과의 전환 수단(23)의 개략을 나타내는 블럭도이다. 또, 이 도 23에서는, 도 16에 나타내는 헤드 드라이버(33) 내의 구동 회로(18)를 잉크젯 헤드(100)의 구동 회로로서 설명한다. 도 20의 타이밍 차트에서도 나타내는 바와 같이, 토출 이상 검출 처리는 잉크젯 헤드(100)의 구동 신호와 구동 신호 사이, 즉, 구동 중지 기간에 실행되어 있다.

도 23에서, 정전 액추에이터(120)를 구동하기 위해, 전환 수단(23)은 처음에는 구동 회로(18) 측에 접속되어 있다. 상술한 바와 같이, 구동 회로(18)로부터 구동 신호(전압 신호)가 진동판(121)에 입력되면, 정전 액추에이터(120)가 구동하고, 진동판(121)은 세그먼트 전극(122) 측으로 당겨지고, 인가 전압이 0으로 되면 세그먼트 전극(122)으로부터 멀어지는 방향으로 급격히 변위하여 진동(잔류 진동)을 개시한다. 이 때, 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)로부터 잉크 방울이 토출된다.

구동 신호의 펄스가 하강하면, 그 하강 에지에 동기하여 구동/검출 전환 신 호(도 20의 타이밍 차트참조)가 전환 수단(23)에 입력되고, 전환 수단(23)은 구동 회로(18)로부터 토출 이상 검출 수단(검출 회로)(10) 측으로 전환되고, 정전 액추에이터(120)(발진 회로(11)의 콘덴서로서 이용)는 토출 이상 검출 수단(10)과 접속된다.

그리고, 토출 이상 검출 수단(10)은, 상술한 바와 같이, 토출 이상(도트 누락)의 검출 처리를 실행하여, 파형 정형 회로(15)의 비교기(152)로부터 출력되는 진동판(121)의 잔류 진동 파형 데이터(구형파 데이터)를 계측 수단(17)에 의해 잔류 진동 파형의 주기나 진폭 등으로 수치화한다. 본 실시예에서는, 계측 수단(17)은 잔류 진동 파형 데이터로부터 특정한 진동 주기를 측정하고, 그 계측 결과(수치)를 판정 수단(20)으로 출력한다.

구체적으로는, 계측 수단(17)은 비교기(152)의 출력 신호의 파형(구형파)의 최초의 상승 에지로부터 다음 상승 에지까지의 시간(잔류 진동의 주기)을 계측하기 위해, 도시하지 않은 카운터를 이용하여 기준 신호(소정의 주파수)의 펄스를 카운트하고, 그 카운트값으로부터 잔류 진동의 주기(특정한 진동 주기)를 계측한다. 또, 계측 수단(17)은 최초의 상승 에지로부터 다음 하강 에지까지의 시간을 계측하여, 그 계측된 시간의 두 배의 시간을 잔류 진동의 주기로서 판정 수단(20)으로 출력하여도 좋다. 이하, 이와 같이 하여 얻어진 잔류 진동의 주기를 Tw라 한다.

판정 수단(20)은 계측 수단(17)에 의해 계측된 잔류 진동 파형의 특정한 진동 주기 등(계측 결과)에 근거해서, 노즐의 토출 이상의 유무, 토출 이상의 원인, 비교 편차량 등을 판정하여, 그 판정 결과를 제어부(6)로 출력한다. 제어부(6)는 EEPROM(기억 수단)(62)의 소정 저장 영역에 이 판정 결과를 보존한다. 그리고, 구동 회로(18)로부터의 다음 구동 신호가 입력되는 타이밍에서, 구동/검출 전환 신호가 전환 수단(23)으로 다시 입력되고, 구동 회로(18)와 정전 액추에이터(120)를 접속한다. 구동 회로(18)는 일단 구동 전압을 가하면 접지(GND) 레벨을 유지하므로, 전환 수단(23)에 의해 상기한 바와 같은 전환을 행한다(도 20의 타이밍 차트 참조). 이에 따라, 구동 회로(18)로부터의 외란 등에 영향 받는 일없이, 정전 액추에이터(120)의 진동판(121)의 잔류 진동 파형을 정확하게 검출할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 잔류 진동 파형 데이터는 비교기(152)에 의해 구형파화한 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 증폭기(1551)로부터 출력된 잔류 진동 진폭 데이터는 비교기(152)에 의해 비교 처리를 행하는 일없이, A/D 변환을 행하는 계측 수단(17)에 의해 수시로 수치화되고, 그 수치화된 데이터에 근거해서, 판정 수단(20)에 의해 토출 이상의 유무 등을 판정하고, 이 판정 결과를 기억 수단(62)에 기억하도록 구성하여도 좋다.

또한, 노즐(110)의 메니스커스(노즐(110) 내 잉크가 대기와 접하는 면)는 진동판(121)의 잔류 진동에 동기해서 진동하기 때문에, 잉크젯 헤드(100)는 잉크 방울의 토출 동작 후, 이 메니스커스의 잔류 진동이 음향 저항 r에 의해 대강 결정된 시간에서 감쇠되는 것을 기다리고 나서(소정 시간 대기하여), 다음 토출 동작을 행하고 있다. 본 발명에서는, 이 대기 시간을 효과적으로 이용하여 진동판(121)의 잔류 진동을 검출하고 있으므로, 잉크젯 헤드(100)의 구동에 영향을 미치지 않는 토출 이상 검출을 행할 수 있다. 즉, 잉크젯 프린터(1)(액적 토출 장치)의 스루풋 을 저하시키는 일없이, 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)의 토출 이상 검출 처리를 실행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 잉크젯 헤드(100)의 캐비티(141) 내에 기포가 혼입된 경우에는, 정상 토출 시의 진동판(121)의 잔류 진동 파형에 비해서, 주파수가 높게 되기 때문에, 그 주기는 역으로 정상 토출 시의 잔류 진동의 주기보다도 줄어든다. 또한, 노즐(110) 부근의 잉크가 건조에 의해 증점, 고착한 경우에는, 잔류 진동이 지나치게 감쇠되어, 정상 토출 시의 잔류 진동 파형에 비해서, 주파수가 상당히 낮게 되기 때문에, 그 주기는 정상 토출 시의 잔류 진동의 주기보다도 상당히 길게 된다. 또한, 노즐(110)의 출구 부근에 지분이 부착된 경우에는, 잔류 진동의 주파수는 정상 토출 시의 잔류 진동의 주파수보다도 낮지만, 잉크의 건조 시의 잔류 진동의 주파수보다도 높게 되기 때문에, 그 주기는 정상 토출 시의 잔류 진동의 주기보다도 길어, 잉크 건조 시의 잔류 진동의 주기보다도 줄어든다.

따라서, 정상 토출 시의 잔류 진동의 주기로서, 소정의 범위 Tr을 마련하고, 또한, 노즐(110) 출구에 지분이 부착된 경우에의 잔류 진동의 주기와, 노즐(110)의 출구 부근에서 잉크가 건조된 경우의 잔류 진동의 주기를 구별하기 위해, 소정 임계값(소정 임계값) T1을 설정함으로써, 이러한 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상의 원인을 결정할 수 있다. 판정 수단(20)은 상기 토출 이상 검출 처리에 의해 검출된 잔류 진동 파형의 주기 Tw가 소정 범위의 주기인지 여부, 또한, 소정의 임계값보다도 긴지 여부를 판정하고, 그에 따라, 토출 이상의 원인을 판정한다.

다음에, 본 발명의 액적 토출 장치의 동작을, 상술한 잉크젯 프린터(1)의 구 성에 근거해서 설명한다. 우선, 하나의 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)에 대한 토출 이상 검출 처리(구동/검출 전환 처리를 포함함)에 대해 설명한다. 도 24는 토출 이상 검출·판정 처리를 나타내는 흐름도이다. 인쇄되는 인자 데이터(플러싱 동작에서의 토출 데이터라도 좋음)가 호스트 컴퓨터(8)로부터 인터페이스(IF)(9)를 거쳐 제어부(6)로 입력되면, 소정 타이밍에서 이 토출 이상 검출 처리가 실행된다. 또, 설명의 형편상, 이 도 24에 나타내는 흐름도에서는, 하나의 잉크젯 헤드(100), 즉, 하나의 노즐(110)의 토출 동작에 대응하는 토출 이상 검출 처리를 나타낸다.

우선, 인자 데이터(토출 데이터)에 대응하는 구동 신호가 헤드 드라이버(33)의 구동 회로(18)로부터 입력되고, 그에 따라, 도 20의 타이밍 차트에 나타내는 바와 같은 구동 신호의 타이밍에 근거해서, 정전 액추에이터(120)의 양 전극 사이에 구동 신호(전압 신호)가 인가된다(단계 S101). 그리고, 제어부(6)는 구동/검출 전환 신호에 근거해서, 토출한 잉크젯 헤드(100)가 구동 중지 기간인지 여부를 판단한다(단계 S102). 여기서, 구동/검출 전환 신호는 구동 신호의 하강 에지에 동기하여 하이 레벨로 되고(도 20 참조), 제어부(6)로부터 전환 수단(23)에 입력된다.

구동/검출 전환 신호가 전환 수단(23)에 입력되면, 전환 수단(23)에 의해, 정전 액추에이터(120), 즉, 발진 회로(11)를 구성하는 콘덴서는 구동 회로(18)로부터 분리되고, 토출 이상 검출 수단(10)(검출 회로) 측, 즉, 잔류 진동 검출 수단(16)의 발진 회로(11)에 접속된다(단계 S103). 그리고, 후술하는 잔류 진동 검출 처리를 실행하고(단계 S104), 계측 수단(17)은 이 잔류 진동 검출 처리에서 검출된 잔류 진동 파형 데이터로부터 소정의 수치를 계측한다(단계 S105). 여기서 는, 상술한 바와 같이, 계측 수단(17)은 잔류 진동 파형 데이터로부터 그 잔류 진동의 주기를 계측한다.

이어서, 판정 수단(20)에 의해, 계측 수단의 계측 결과에 근거해서, 후술하는 토출 이상 판정 처리가 실행되고(단계 S106), 그 판정 결과를 제어부(6)의 EEPROM(기억 수단)(62)의 소정의 저장 영역에 보존한다(단계 S107). 그리고, 단계 S108에서 잉크젯 헤드(100)가 구동 기간인지 여부가 판단된다. 즉, 구동 중지 기간이 종료하고, 다음 구동 신호가 입력되었는지 여부가 판단되고, 다음 구동 신호가 입력될 때까지, 이 단계 S108에서 대기하고 있다.

다음 구동 신호의 펄스가 입력되는 타이밍에서, 구동 신호의 상승 에지에 동기하여 구동/검출 전환 신호가 로우 레벨이 되면(단계 S108에서 「예」), 전환 수단(23)은 정전 액추에이터(120)와의 접속을 토출 이상 검출 수단(검출 회로)(10)으로부터 구동 회로(18)로 전환하고(단계 S109), 이 토출 이상 검출 처리를 종료한다.

또, 도 24에 나타내는 흐름도에서는, 계측 수단(17)이 잔류 진동 검출 처리(잔류 진동 검출 수단(16))에 의해 검출된 잔류 진동 파형으로부터 주기를 계측하는 경우에 대해 나타냈지만, 본 발명은 이와 같은 경우에 한정되지 않고, 예컨대, 계측 수단(17)은 잔류 진동 검출 처리에서 검출된 잔류 진동 파형 데이터로부터, 잔류 진동 파형의 위상차나 진폭 등의 계측을 행하여도 좋다.

다음에, 도 24에 나타내는 흐름도의 단계 S104에서의 잔류 진동 검출 처리(서브루틴)에 대해 설명한다. 도 25는 잔류 진동 검출 처리를 나타내는 흐름도이 다. 상술한 바와 같이, 전환 수단(23)에 의해, 정전 액추에이터(120)와 발진 회로(11)를 접속하면(도 24의 단계 S103), 발진 회로(11)는 CR 발진 회로를 구성하고, 정전 액추에이터(120)의 정전 용량의 변화(정전 액추에이터(120)의 진동판(121)의 잔류 진동)에 근거해서 발진한다(단계 S201).

상술한 타이밍 차트 등으로 나타내는 바와 같이, 발진 회로(11)의 출력 신호(펄스 신호)에 근거해서, F/V 변환 회로(12)에서, 충전 신호, 홀드 신호 및 클리어 신호가 생성되고, 이들 신호에 근거해서 F/V 변환 회로(12)에 의해 발진 회로(11)의 출력 신호의 주파수로부터 전압으로 변환하는 F/V 변환 처리가 행해지고(단계 S202), F/V 변환 회로(12)로부터 진동판(121)의 잔류 진동 파형 데이터가 출력된다. F/V 변환 회로(12)로부터 출력된 잔류 진동 파형 데이터는 파형 정형 회로(15)의 콘덴서 C3에 의해, DC 성분(직류 성분)이 제거되고(단계 S203), 증폭기(151)에 의해, DC 성분이 제거된 잔류 진동 파형(AC 성분)이 증폭된다(단계 S204).

증폭 후의 잔류 진동 파형 데이터는 소정 처리에 의해 파형 정형되고, 펄스화된다(단계 S205). 즉, 본 실시예에서는, 비교기(152)에서, 직류 전압원 Vref2에 의해 설정된 전압값(소정의 전압값)과 증폭기(151)의 출력 전압이 비교된다. 비교기(152)는, 이 비교 결과에 근거해서, 2치화된 파형(구형파)을 출력한다. 이 비교기(152)의 출력 신호는 잔류 진동 검출 수단(16)의 출력 신호이며, 토출 이상 판정 처리를 행하기 위해서, 계측 수단(17)으로 출력되고, 이 잔류 진동 검출 처리가 종료된다.

다음에, 도 24에 나타내는 흐름도의 단계 S106에서의 토출 이상 판정 처리(서브루틴)에 대해 설명한다. 도 26은 제어부(6) 및 판정 수단(20)에 의해 실행되는 토출 이상 판정 처리를 나타내는 흐름도이다. 판정 수단(20)은 상술한 계측 수단(17)에 의해 계측된 주기 등의 계측 데이터(계측 결과)에 근거해서, 해당하는 잉크젯 헤드(100)로부터 잉크 방울이 정상으로 토출됐는지 여부, 정상으로 토출되지 않은 경우, 즉, 토출 이상의 경우에는 그 원인이 무엇인가를 판정한다.

우선, 제어부(6)는 EEPROM(62)에 보존되어 있는 잔류 진동 주기의 소정 범위 Tr 및 잔류 진동의 주기의 소정의 임계값 t1을 판정 수단(20)으로 출력한다. 잔류 진동 주기의 소정 범위 Tr은 정상 토출 시의 잔류 진동 주기에 대해, 정상이라고 판정할 수 있는 허용 범위를 갖게 한 것이다. 이들 데이터는 판정 수단(20)의 도시하지 않은 메모리에 저장되어, 이하의 처리가 실행된다.

도 24의 단계 S105에서 계측 수단(17)에 의해 계측된 계측 결과가 판정 수단(20)에 입력된다(단계 S301). 여기서, 본 실시예에서는, 계측 결과는 진동판(121)의 잔류 진동 주기 Tw이다.

단계 S202에서, 판정 수단(20)은 잔류 진동의 주기 Tw가 존재하는지 여부, 즉, 토출 이상 검출 수단(10)에 의해 잔류 진동 파형 데이터를 얻을 수 있는지 여부를 판정한다. 잔류 진동의 주기 Tw가 존재하지 않는다고 판정된 경우에는, 판정 수단(20)은 그 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)은 토출 이상 검출 처리에서 잉크 방울을 토출하지 않는 미토출 노즐이라고 판정한다(단계 S306). 또한, 잔류 진동 파형 데이터가 존재한다고 판정된 경우에는, 계속해서, 단계 S303에서, 판정 수단(20)은 그 주기 Tw가 정상 토출 시의 주기와 인정을 받는 소정의 범위 Tr 내에 있는지 여부를 판정한다.

잔류 진동의 주기 Tw가 소정의 범위 Tr 내에 있다고 판정된 경우에는, 대응하는 잉크젯 헤드(100)로부터 잉크 방울이 정상으로 토출된 것을 의미하고, 판정 수단(20)은 그 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)은 정상으로 잉크 방울과 토출(정상 토출)했다고 판정한다(단계 S307). 또한, 잔류 진동의 주기 Tw가 소정 범위 Tr 내에 없다고 판정된 경우에는, 계속해서, 단계 S304에서, 판정 수단(20)은 잔류 진동의 주기 Tw가 소정의 범위 Tr보다도 짧은지 여부를 판정한다.

잔류 진동의 주기 Tw가 소정의 범위 Tr보다도 짧다고 판정된 경우에는, 잔류 진동의 주파수가 높은 것을 의미하여, 상술한 바와 같이, 잉크젯 헤드(100)의 캐비티(141) 내에 기포가 혼입되고 있는 것으로 생각되고, 판정 수단(20)은 그 잉크젯 헤드(100)의 캐비티(141)에 기포가 혼입되고 있는 것(기포 혼입)이라고 판정한다(단계 S308).

또한, 잔류 진동의 주기 Tw가 소정의 범위 Tr보다도 길다고 판정된 경우에는, 계속해서, 판정 수단(20)은 잔류 진동의 주기 Tw가 소정 임계값 t1보다도 긴지 여부를 판정한다(단계 S305). 잔류 진동의 주기 Tw가 소정의 임계값 t1보다도 길다고 판정된 경우에는, 잔류 진동이 지나치게 감쇠되었다고 생각되어, 판정 수단(20)은 그 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110) 부근의 잉크가 건조에 의해 증점하고 있는 것(건조)라고 판정한다(단계 S309).

그리고, 단계 S305에서, 잔류 진동의 주기 Tw가 소정의 임계값 t1보다도 짧 다고 판정된 경우에는, 이 잔류 진동의 주기 Tw는 Tr<Tw<T1을 만족하는 범위의 값이며, 상술한 바와 같이, 건조보다도 주파수가 높은 노즐(110)의 출구 부근으로의 지분 부착이라고 생각되고, 판정 수단(20)은 그 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110) 출구 부근에 지분이 부착되고 있는 것(지분 부착)이라고 판정한다(단계 S310).

이와 같이, 판정 수단(20)에 의해, 대상으로 되는 잉크젯 헤드(100)의 정상 토출 또는 토출 이상의 원인 등이 판정되면(단계 S306∼S310), 그 판정 결과는 제어부(6)로 출력되어, 이 토출 이상 판정 처리를 종료한다.

다음에, 복수의 잉크젯 헤드(액적 토출 헤드)(100), 즉, 복수의 노즐(110)을 구비하는 잉크젯 프린터(1)를 상정하여, 그 잉크젯 프린터(1)에서의 토출 선택 수단(노즐 선택기)(182)과, 각 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 검출·판정의 타이밍에 대하여 설명한다.

또, 이하에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 인자 수단(3)이 구비하는 복수의 헤드 유닛(35) 중 하나의 헤드 유닛(35)에 대해 설명하고, 또한, 이 헤드 유닛(35)은 다섯 개의 잉크젯 헤드(100a∼100e)를 구비하는(즉, 다섯 개의 노즐(110)을 구비함) 것으로 하지만, 본 발명에서는, 인자 수단(3)이 구비하는 헤드 유닛(35)의 수량이나, 각 헤드 유닛(35)이 구비하는 잉크젯 헤드(100)(노즐(110))의 수량은 각각 몇 개이더라도 좋다.

도 27 내지 도 30은 토출 선택 수단(182)을 구비하는 잉크젯 프린터(1)에서의 토출 이상 검출·판정 타이밍의 몇 개의 예를 나타내는 블럭도이다. 이하, 각 도면의 구성 예를 순차적으로 설명한다.

도 27은 복수(다섯 개)의 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 토출 이상 검출의 타이밍의 일례(토출 이상 검출 수단(10)이 하나일 경우)이다. 이 도 27에 나타내는 바와 같이, 복수의 잉크젯 헤드(100a∼100e)를 갖는 잉크젯 프린터(1)는 구동 파형을 생성하는 구동 파형 생성 수단(181)과, 어느 쪽의 노즐(110)로부터 잉크 방울을 토출하는가를 선택할 수 있는 토출 선택 수단(182)과, 이 토출 선택 수단(182)에 의해 선택되어, 구동 파형 생성 수단(181)에 의해 구동되는 복수의 잉크젯 헤드(100a∼100e)를 구비하고 있다. 또, 도 27의 구성에서는, 상기 이외의 구성은 도 2, 도 16 및 도 23에 나타낸 것과 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.

또, 본 실시예에서는, 구동 파형 생성 수단(181) 및 토출 선택 수단(182)은 헤드 드라이버(33)의 구동 회로(18)에 포함되는 것으로 해서 설명하지만(도 27에서는, 전환 수단(23)을 거쳐 두 개의 블럭으로서 나타내고 있지만, 일반적으로는, 모두 헤드 드라이버(33) 내에 구성됨), 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고, 예컨대, 구동 파형 생성 수단(181)은 헤드 드라이버(33)와는 독립된 구성으로 하여도 좋다.

이 도 27에 나타내는 바와 같이, 토출 선택 수단(182)은 시프트 레지스터(182a)와, 래치 회로(182b)와, 드라이버(182c)를 구비하고 있다. 시프트 레지스터(182a)에는, 도 2에 나타내는 호스트 컴퓨터(8)로부터 출력되어, 제어부(6)에서 소정의 처리가 행해지는 인자 데이터(토출 데이터)와, 클럭 신호 CLK가 순차적으로 입력된다. 이 인자 데이터는 클럭 신호 CLK의 입력 펄스에 따라(클럭 신호의 입력만큼) 시프트 레지스터(182a)의 초단으로부터 순차적으로 후단 측으로 시프트하여 입력되고, 각 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 대응하는 인자 데 이터로서 래치 회로(182b)로 출력된다. 또, 후술하는 토출 이상 검출 처리에서는, 인자 데이터가 아니라 플러싱(예비 토출) 시의 토출 데이터가 입력되지만, 이 토출 데이터란, 모든 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 대한 인자 데이터를 뜻하고 있다. 또, 플러싱 시에는, 래치 회로(182b)의 모든 출력이 토출로 되는 값으로 설정되도록 하드웨어적으로 처리를 행하여도 좋다.

래치 회로(182b)는, 헤드 유닛(35)의 노즐(110)의 수, 즉, 잉크젯 헤드(100)의 수에 대응하는 인자 데이터가 시프트 레지스터(182a)에 저장된 후, 입력되는 래치 신호에 의해 시프트 레지스터(182a)의 각 출력 신호를 래치한다. 여기서, CLEAR 신호가 입력된 경우에는, 래치 상태가 해제되고, 래치되어 있던 시프트 레지스터(182a)의 출력 신호는 0(래치의 출력 정지)으로 되고, 인자 동작은 정지된다. CLEAR 신호가 입력되어 있지 않은 경우에는, 래치된 시프트 레지스터(182a)의 인자 데이터가 드라이버(182c)로 출력된다. 시프트 레지스터(182a)에서 출력되는 인자 데이터가 래치 회로(182b)에 의해 래치된 후, 다음 인자 데이터를 시프트 레지스터(182a)에 입력하여, 인자 타이밍에 맞춰 래치 회로(182b)의 래치 신호를 순차적으로 갱신하고 있다.

드라이버(182c)는 구동 파형 생성 수단(181)과 각 잉크젯 헤드(100)의 정전 액추에이터(120)를 접속하는 것이고, 래치 회로(182b)에서 출력되는 래치 신호로 지정(특정)된 각 정전 액추에이터(120)(잉크젯 헤드(100a∼100e) 중 어느 또는 모든 정전 액추에이터(120))에 구동 파형 생성 수단(181)의 출력 신호(구동 신호)를 입력하고, 그에 따라, 그 구동 신호(전압 신호)가 정전 액추에이터(120)의 양 전극 사이에 인가된다.

이 도 27에 나타내는 잉크젯 프린터(1)는 복수의 잉크젯 헤드(100a∼100e)를 구동하는 하나의 구동 파형 생성 수단(181)과, 각 잉크젯 헤드(100a∼100e) 중 어느 하나의 잉크젯 헤드(100)에 대하여 토출 이상(잉크 방울 비토출)을 검출하는 토출 이상 검출 수단(10)과, 이 토출 이상 검출 수단(10)에 의해 얻어진 토출 이상의 원인 등의 판정 결과를 보존(저장)하는 기억 수단(62)과, 구동 파형 생성 수단(181)과 토출 이상 검출 수단(10)을 전환하는 하나의 전환 수단(23)을 구비하고 있다. 따라서, 이 잉크젯 프린터(1)는, 구동 파형 생성 수단(181)으로부터 입력되는 구동 신호에 근거해서, 드라이버(182c)에 의해 선택된 잉크젯 헤드(100a∼100e) 중의 하나 또는 복수를 구동하여, 구동/검출 전환 신호가 토출 구동 동작 후에 전환 수단(23)에 입력되는 것에 따라, 전환 수단(23)이 구동 파형 생성 수단(181)으로부터 토출 이상 검출 수단(10)에 잉크젯 헤드(100)의 정전 액추에이터(120)와의 접속을 전환한 후, 진동판(121)의 잔류 진동 파형에 근거해서, 토출 이상 검출 수단(10)에 의해, 그 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)에서의 토출 이상(잉크 방울 비토출)을 검출하고, 토출 이상의 경우에는 그 원인을 판정하는 것이다.

그리고, 이 잉크젯 프린터(1)는 하나의 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)에 대하여 토출 이상을 검출·판정하면, 다음에 구동 파형 생성 수단(181)으로부터 입력되는 구동 신호에 근거해서, 다음에 지정된 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)에 대해 토출 이상을 검출·판정하고, 이하 마찬가지로, 구동 파형 생성 수단(181)의 출력 신호에 의해 구동되는 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)에 대한 토출 이상을 순차적으로 검출·판정한다. 그리고, 상술한 바와 같이, 잔류 진동 검출 수단(16)이 진동판(121)의 잔류 진동 파형을 검출하면, 계측 수단(17)이 그 파형 데이터에 근거해서 잔류 진동 파형의 주기 등을 계측하고, 판정 수단(20)이 계측 수단(17)의 계측 결과에 근거해서, 정상 토출인지 토출 이상인지, 및 토출 이상(헤드 이상)인 경우에는 토출 이상의 원인을 판정하여, 기억 수단(62)으로 그 판정 결과를 출력한다.

이와 같이, 이 도 27에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서는, 복수의 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 각 노즐(110)에 대해 잉크 방울 토출 구동 동작 시에 순차적으로 토출 이상을 검출·판정하는 구성으로 하고 있으므로, 토출 이상 검출 수단(10)과 전환 수단(23)을 하나씩 구비하는 것만으로 충분하고, 토출 이상을 검출·판정할 수 있는 잉크젯 프린터(1)의 회로 구성을 스케일 다운할 수 있고, 또한 그 제조 비용의 증가를 방지할 수 있다.

도 28은 복수의 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 검출의 타이밍의 일례(토출 이상 검출 수단(10)의 수가 잉크젯 헤드(100)의 수와 같은 경우)이다. 이 도 28에 나타내는 잉크젯 프린터(1)는 하나의 토출 선택 수단(182)과, 다섯 개의 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)과, 다섯 개의 전환 수단(23a∼23e)과, 다섯 개의 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 공통의 하나의 구동 파형 생성 수단(181)과, 하나의 기억 수단(62)을 구비하고 있다. 또, 각 구성 요소는, 도 27의 설명에서 이미 상술하고 있으므로, 그 설명을 생략하고, 이들의 접속에 대하여 설명한다.

도 27에 나타내는 경우와 마찬가지로, 토출 선택 수단(182)은, 호스트 컴퓨 터(8)로부터 입력되는 인자 데이터(토출 데이터)와 클럭 신호 CLK에 근거해서, 각 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 대응하는 인자 데이터를 래치 회로(182b)에 래치하고, 구동 파형 생성 수단(181)으로부터 드라이버(182c)에 입력되는 구동 신호(전압 신호)에 따라, 인자 데이터에 대응하는 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 정전 액추에이터(120)를 구동시킨다. 구동/검출 전환 신호는 모든 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 대응하는 전환 수단(23a∼23e)에 각각 입력되고, 전환 수단(23a∼23e)은 대응하는 인자 데이터(토출 데이터)의 유무에 관계없이, 구동/검출 전환 신호에 근거해서, 잉크젯 헤드(100)의 정전 액추에이터(120)에 구동 신호를 입력한 후, 구동 파형 생성 수단(181)으로부터 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)으로 잉크젯 헤드(100)와의 접속을 전환한다.

모든 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)에 의해, 각각의 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 토출 이상을 검출·판정한 후, 그 검출 처리로 얻어진 모든 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 판정 결과가 기억 수단(62)으로 출력되고, 기억 수단(62)은 각 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 토출 이상의 유무 및 토출 이상의 원인을 소정의 보존 영역에 저장한다.

이와 같이, 이 도 28에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서는, 복수의 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 각 노즐(110)에 대응하여 복수의 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)을 마련하고, 그들에 대응하는 복수의 전환 수단(23a∼23e)에 의해 전환 동작을 행하고, 토출 이상 검출 및 그 원인 판정을 행하고 있으므로, 한번에 모든 노즐(110)에 대하여 단 시간에 토출 이상 검출 및 그 원인 판정을 행할 수 있다.

도 29는 복수의 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 검출의 타이밍의 일례(토출 이상 검출 수단(10)의 수가 잉크젯 헤드(100)의 수와 동일하고, 인자 데이터가 있을 때에 토출 이상 검출을 하는 경우)이다. 이 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)는, 도 28에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 구성에, 전환 제어 수단(19)을 추가(부가)한 것이다. 본 실시예에서는, 이 전환 제어 수단(19)은 복수의 AND 회로(논리곱 회로) ANDa∼ANDe로 구성되어, 각 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 입력되는 인자 데이터와, 구동/검출 전환 신호가 입력되면, 대응하는 전환 수단(23a∼23e)에 하이 레벨의 출력 신호를 출력하는 것이다. 또, 전환 제어 수단(19)은 AND 회로(논리곱 회로)에 한정되지 않고, 구동하는 잉크젯 헤드(100)가 선택되는 래치 회로(182b)의 출력에 일치한 전환 수단(23)이 선택되도록 구성되면 좋다.

각 전환 수단(23a∼23e)은, 전환 제어 수단(19)의 각각에 대응하는 AND 회로 ANDa∼ANDe의 출력 신호에 근거해서, 구동 파형 생성 수단(181)으로부터 각각 대응하는 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)으로, 대응하는 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 정전 액추에이터(120)와의 접속을 전환한다. 구체적으로는, 대응하는 AND 회로 ANDa∼ANDe의 출력 신호가 하이 레벨일 때, 즉, 구동/검출 전환 신호가 하이 레벨인 상태로 대응하는 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 입력되는 인자 데이터가 래치 회로(182b)에서 드라이버(182c)로 출력되고 있는 경우에는, 그 AND 회로에 대응하는 전환 수단(23a∼23e)은 대응하는 잉크젯 헤드(100a∼100e)로의 접속을, 구동 파형 생성 수단(181)으로부터 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)으로 전환한다.

인자 데이터가 입력된 잉크젯 헤드(100)에 대응하는 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)에 의해, 각 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 유무 및 토출 이상의 경우에는 그 원인을 검출한 후, 그 토출 이상 검출 수단(10)은 그 검출 처리로 얻어진 판정 결과를 기억 수단(62)으로 출력한다. 기억 수단(62)은 이와 같이 입력된(얻어진) 1 또는 복수의 판정 결과를 소정의 보존 영역에 저장한다.

이와 같이, 이 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서는, 복수의 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 각 노즐(110)에 대응하여 복수의 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)을 마련하고, 각각의 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 대응하는 인자 데이터가 호스트 컴퓨터(8)로부터 제어부(6)를 거쳐 토출 선택 수단(182)에 입력되었을 때에, 전환 제어 수단(19)에 의해 지정된 전환 수단(23a∼23e)만이 소정의 전환 동작을 행하고, 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 검출 및 그 원인 판정을 행하고 있으므로, 토출 구동 동작을 행하지 않는 잉크젯 헤드(100)에서는 이 검출·판정 처리를 행하지 않는다. 따라서, 이 잉크젯 프린터(1)에 의해, 불필요한 검출 및 판정 처리를 회피할 수 있다.

도 30은 복수의 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 검출의 타이밍의 일례(토출 이상 검출 수단(10)의 수가 잉크젯 헤드(100)의 수와 동일하고, 각 잉크젯 헤드(100)를 순회하여 토출 이상 검출을 하는 경우)이다. 이 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)는 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 구성에서 토출 이상 검출 수단(10)을 하나로 하고, 구동/검출 전환 신호를 주사하는(검출·판정 처리를 실행하는 잉크젯 헤드(100)를 하나씩 특정하는) 전환 선택 수단(19a)을 추가한 것이다.

이 전환 선택 수단(19a)은 도 29에 나타내는 전환 제어 수단(19)에 접속되는 것이고, 제어부(6)로부터 입력되는 주사 신호(선택 신호)에 근거해서, 복수의 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 대응하는 AND 회로 ANDa∼ANDe로의 구동/검출 전환 신호의 입력을 주사하는(선택하여 전환하는) 선택기이다. 이 전환 선택 수단(19a)의 주사(선택) 순서는 시프트 레지스터(182a)에 입력되는 인자 데이터의 순서, 즉, 복수의 잉크젯 헤드(100)의 토출 순서이더라도 좋지만, 단순히 복수의 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 순서이더라도 좋다.

주사 순서가 시프트 레지스터(182a)에 입력되는 인자 데이터의 순서인 경우, 토출 선택 수단(182)의 시프트 레지스터(182a)에 인자 데이터가 입력되면, 그 인자 데이터는 래치 회로(182b)에 래치되고, 래치 신호의 입력에 의해 드라이버(182c)로 출력된다. 인자 데이터의 시프트 레지스터(182a)에의 입력, 또는 래치 신호의 래치 회로(182b)에의 입력에 동기하여, 인자 데이터에 대응하는 잉크젯 헤드(100)를 특정하기 위한 주사 신호가 전환 선택 수단(19a)에 입력되고, 대응하는 AND 회로에 구동/검출 전환 신호가 출력된다. 또, 전환 선택 수단(19a)의 출력 단자는 비선택 시에는 로우 레벨을 출력한다.

그 대응하는 AND 회로(전환 제어 수단(19))는 래치 회로(182b)에서 입력된 인자 데이터와, 전환 선택 수단(19a)에서 입력된 구동/검출 전환 신호를 논리곱 연산함으로써, 하이 레벨의 출력 신호를 대응하는 전환 수단(23)으로 출력한다. 그리고, 전환 제어 수단(19)으로부터 하이 레벨의 출력 신호가 입력된 전환 수단(23)은 대응하는 잉크젯 헤드(100)의 정전 액추에이터(120)로의 접속을 구동 파형 생성 수단(181)으로부터 토출 이상 검출 수단(10)으로 전환한다.

토출 이상 검출 수단(10)은 인자 데이터가 입력된 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상을 검출하고, 토출 이상이 있는 경우에는 그 원인을 판정한 후, 그 판정 결과를 기억 수단(62)으로 출력한다. 그리고, 기억 수단(62)은 이와 같이 입력된(얻어진) 판정 결과를 소정의 보존 영역에 저장한다.

또한, 주사 순서가 단순한 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 순서인 경우, 토출 선택 수단(182)의 시프트 레지스터(182a)에 인자 데이터가 입력되면, 그 인자 데이터는 래치 회로(182b)에 래치되고, 래치 신호의 입력에 의해 드라이버(182c)로 출력된다. 인자 데이터의 시프트 레지스터(182a)로의 입력, 또는 래치 신호의 래치 회로(182b)로의 입력에 동기하여, 인자 데이터에 대응하는 잉크젯 헤드(100)를 특정하기 위한 주사(선택) 신호가 전환 선택 수단(19a)에 입력되고, 전환 제어 수단(19)이 대응하는 AND 회로에 구동/검출 전환 신호가 출력된다.

여기서, 전환 선택 수단(19a)에 입력된 주사 신호에 의해 정해진 잉크젯 헤드(100)에 대한 인자 데이터가 시프트 레지스터(182a)에 입력되었을 때에는, 그것에 대응하는 AND 회로(전환 제어 수단(19))의 출력 신호가 하이 레벨로 되고, 전환 수단(23)은 대응하는 잉크젯 헤드(100)에의 접속을 구동 파형 생성 수단(181)으로부터 토출 이상 검출 수단(10)으로 전환한다. 그러나, 상기 인자 데이터가 시프트 레지스터(182a)에 입력되지 않을 때에는, AND 회로의 출력 신호는 로우 레벨이며, 대응하는 전환 수단(23)은 소정의 전환 동작을 실행하지 않는다. 따라서, 전환 선택 수단(19a)의 선택 결과와 전환 제어 수단(19)에 의해 지정된 결과의 논리곱에 근거해서, 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 검출 처리가 행해진다.

전환 수단(23)에 의해 전환 동작이 행해진 경우에는, 상기와 같이, 토출 이상 검출 수단(10)은 인자 데이터가 입력된 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상을 검출하고, 토출 이상이 있는 경우에는 그 원인을 판정한 후, 그 판정 결과를 기억 수단(62)으로 출력한다. 그리고, 기억 수단(62)은 이와 같이 입력된(얻어진) 판정 결과를 소정의 보존 영역에 저장한다.

또, 전환 선택 수단(19a)에서 특정된 잉크젯 헤드(100)에 대한 인자 데이터가 없을 때에는, 상술한 바와 같이, 대응하는 전환 수단(23)이 전환 동작을 실행하지 않으므로, 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 토출 이상 검출 처리를 실행할 필요는 없지만, 그와 같은 처리가 실행되어도 좋다. 전환 동작이 행해지지 않고서 토출 이상 검출 처리가 실행된 경우, 토출 이상 검출 수단(10)의 판정 수단(20)은, 도 26의 흐름도에 나타내는 바와 같이, 대응하는 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)을 미토출 노즐이라고 판정하고(단계 S306), 그 판정 결과를 기억 수단(62)의 소정 보존 영역에 저장한다.

이와 같이, 이 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서는, 도 28 또는 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)와는 달리, 복수의 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 각 노즐(110)에 대하여 하나의 토출 이상 검출 수단(10)만을 마련하고, 각각의 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 대응하는 인자 데이터가 호스트 컴퓨터(8)로부터 제어부(6)를 거쳐 토출 선택 수단(182)에 입력되고, 그리고, 동시에 주사(선택) 신호에 의해 특정되고, 그 인자 데이터에 따라 토출 구동 동작을 행하는 잉크젯 헤드(100)에 대응하는 전환 수단(23)만이 전환 동작을 행하고, 대응하는 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 검출 및 그 원인 판정을 행하고 있으므로, 한번에 대량의 검출 결과를 처리하지 않아 제어부(6)의 CPU(61)에의 부담을 경감할 수 있다. 또한, 토출 이상 검출 수단(10)이 토출 동작과는 별도로 노즐의 상태를 순회하고 있기 때문에, 구동 인자 그 중에서도 1노즐마다 토출의 이상을 파악할 수 있고, 헤드 유닛(35) 전체의 노즐(110) 상태를 알 수 있다. 이에 따라, 예컨대, 정기적으로 토출 이상의 검출을 행하기 위해, 인쇄 정지 중에 1노즐마다 토출의 이상을 검출하는 공정을 적게 할 수 있다. 이상으로부터, 효율적으로 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 검출 및 그 원인 판정을 할 수 있다.

또한, 도 28 또는 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)와는 달리, 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)는 토출 이상 검출 수단(10)을 하나만 구비하고 있으면 좋으므로, 도 28 및 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)와 비교하여, 잉크젯 프린터(1)의 회로 구성을 삭감할 수 있고, 또한 그 제조 비용의 증가를 방지할 수 있다.

다음에, 도 27 내지 도 30에 나타내는 프린터(1)의 동작, 즉, 복수의 잉크젯 헤드(100)를 구비하는 잉크젯 프린터(1)에서의 토출 이상 검출 처리(주로, 검출 타이밍)에 대해 설명한다. 토출 이상 검출·판정 처리(다수 노즐에서의 처리)는 각 잉크젯 헤드(100)의 정전 액추에이터(120)가 잉크 방울 토출 동작을 행했을 때의 진동판(121)의 잔류 진동을 검출하고, 그 잔류 진동의 주기에 근거해서, 해당하는 잉크젯 헤드(100)에 대해 토출 이상(도트 누락, 잉크 방울 비토출)이 발생하고 있는지 여부, 도트 누락(잉크 방울 비토출)이 발생한 경우에는, 그 원인이 어떤 것인 지를 판정하고 있다. 이와 같이, 본 발명에서는, 잉크젯 헤드(100)에 의한 잉크 방울(액적)의 토출 동작이 행해지면, 이들 검출·판정 처리를 실행할 수 있지만, 잉크젯 헤드(100)가 잉크 방울을 토출하는 것은 실제로 기록 용지 P에 인쇄(프린트)하고 있는 경우뿐만 아니라, 플러싱 동작(예비 토출 또는 예비적 토출)을 행하고있는 경우도 있다. 이하, 이 두 개의 경우에 대하여, 토출 이상 검출·판정 처리(다수 노즐)를 설명한다.

여기서, 플러싱(예비 토출) 처리란, 도 1에서는 도시하지 않는 캡의 장착 시나, 기록 용지 P(미디어)에 잉크 방울(액적)이 걸리지 않는 장소에서, 헤드 유닛(35)의 모든 또는 대상으로 되는 노즐(110)로부터 잉크 방울을 토출하는 헤드 클리닝 동작이다. 이 플러싱 처리(플러싱 동작)는, 예컨대, 노즐(110) 내의 잉크 점도를 적정 범위의 값으로 유지하기 위해, 정기적으로 캐비티(141) 내의 잉크를 배출할 때 실시하거나, 또는, 잉크 증점 시의 회복 동작에서도 실시하거나 한다. 또한, 플러싱 처리는 잉크 카트리지(31)를 인자 수단(3)에 장착한 후에, 잉크를 각 캐비티(141)에 초기 충전하는 경우에도 실시된다.

또한, 노즐 플레이트(노즐면)(150)를 클리닝하기 위해 와이핑 처리(인자 수단(3)의 헤드면에 부착하고 있는 부착물(지분이나 먼지 등)을, 도 1에서는 도시하지 않은 와이퍼로 닦아내는 처치)를 하는 경우가 있지만, 이 때 노즐(110) 내가 부압(負壓)으로 되어, 다른 색의 잉크(다른 종류의 액적)를 흡인할 가능성이 있다. 그 때문에, 와이핑 처리 후에, 헤드 유닛(35)의 모든 노즐(110)로부터 일정량의 잉크 방울을 토출시키기 위해서도 플러싱 처리가 실시된다. 또한, 플러싱 처리는 노 즐(110)의 메니스커스의 상태를 정상으로 유지하여 양호한 인자를 확보하기 위해 적시에 실시될 수 있다.

우선, 도 31 내지 도 33에 나타내는 흐름도를 참조하여, 플러싱 처리 시의 토출 이상 검출·판정 처리에 대해 설명한다. 또, 이들 흐름도는, 도 27 내지 도 30의 블럭도를 참조하면서 설명한다(이하, 인자 동작 시에도 마찬가지). 도 31은 도 27에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 플러싱 동작 시의 토출 이상 검출의 타이밍을 나타내는 흐름도이다.

소정 타이밍에서, 잉크젯 프린터(1)의 플러싱 처리가 실행될 때, 이 도 31에 나타내는 토출 이상 검출·판정 처리가 실행된다. 제어부(6)는 토출 선택 수단(182)의 시프트 레지스터(182a)에 1노즐 분량의 토출 데이터를 입력하고(단계 S401), 래치 회로(182b)에 래치 신호가 입력되어(단계 S402), 그 토출 데이터가 래치된다. 그 때, 전환 수단(23)은 그 토출 데이터의 대상인 잉크젯 헤드(100)의 정전 액추에이터(120)와 구동 파형 생성 수단(181)을 접속한다(단계 S403).

그리고, 토출 이상 검출 수단(10)에 의해, 잉크 토출 동작을 행한 잉크젯 헤드(100)에 대해, 도 24의 흐름도에 나타내는 토출 이상 검출·판정 처리가 실행된다(단계 S404). 단계 S405에서, 제어부(6)는 토출 선택 수단(182)에서 출력한 토출 데이터에 근거해서, 도 27에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 모든 잉크젯 헤드(100a∼100e)의 노즐(110)에 대해 토출 이상 검출·판정 처리가 종료했는지 여부를 판단한다. 그리고, 모든 노즐(110)에 대하여 이들 처리가 끝나지 않았다고 판단되었을 때에는, 제어부(6)는 시프트 레지스터(182a)에 다음 잉크젯 헤드(100) 의 노즐(110)에 대응하는 토출 데이터를 입력하여(단계 S406), 단계 S402로 이행해서 동일한 처리를 반복한다.

또한, 단계 S405에서, 모든 노즐(110)에 대하여 상술의 토출 이상 검출 및 판정 처리가 끝났다고 판단되는 경우에는, 제어부(6)는 래치 회로(182b)에 CLEAR 신호를 입력하고, 래치 회로(182b)의 래치 상태를 해제하여, 도 27에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서의 토출 이상 검출·판정 처리를 종료한다.

상술한 바와 같이, 이 도 27에 나타내는 프린터(1)에서의 토출 이상 검출·판정 처리에서는, 하나의 토출 이상 검출 수단(10)과 하나의 전환 수단(23)으로부터 검출 회로가 구성되어 있으므로, 토출 이상 검출 처리 및 판정 처리는 잉크젯 헤드(100)의 수만 반복되지만, 토출 이상 검출 수단(10)을 구성하는 회로는 그만큼 커지지 않는다고 하는 효과를 갖는다.

이어서, 도 32는 도 28 및 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 플러싱 동작 시의 토출 이상 검출의 타이밍을 나타내는 흐름도이다. 도 28에 나타내는 잉크젯 프린터(1)와 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)와는 회로 구성이 약간 다르지만, 토출 이상 검출 수단(10) 및 전환 수단(23)의 수가 잉크젯 헤드(100)의 수에 대응하는 점에서 일치하고 있다. 그 때문에, 플러싱 동작 시의 토출 이상 검출·판정 처리는 동일한 단계로 구성된다.

소정 타이밍에서, 잉크젯 프린터(1)의 플러싱 처리가 실행될 때, 제어부(6)는 토출 선택 수단(182)의 시프트 레지스터(182a)에 전체 노즐 분량의 토출 데이터를 입력하고(단계 S501), 래치 회로(182b)에 래치 신호가 입력되어(단계 S502), 이 토출 데이터가 래치된다. 그 때, 전환 수단(23a∼23e)은 모든 잉크젯 헤드(100a∼100e)와 구동 파형 생성 수단(181)을 각각 접속한다(단계 S503).

그리고, 각각의 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 대응하는 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)에 의해, 잉크 토출 동작을 행한 모든 잉크젯 헤드(100)에 대하여, 도 24의 흐름도에 나타내는 토출 이상 검출·판정 처리가 병렬적으로 실행된다(단계 S504). 이 경우, 모든 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 대응하는 판정 결과가 처리 대상으로 되는 잉크젯 헤드(100)와 관련지어지고, 기억 수단(62)의 소정 저장 영역에 보존된다(도 24의 단계 S107).

그리고, 토출 선택 수단(182)의 래치 회로(182b)에 래치되어 있는 토출 데이터를 클리어하기 위해, 제어부(6)는 CLEAR 신호를 래치 회로(182b)에 입력하고(단계 S505), 래치 회로(182b)의 래치 상태를 해제하여, 도 28 및 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서의 토출 이상 검출 처리 및 판정 처리를 종료한다.

상술한 바와 같이, 이 도 28 및 도 29에 나타내는 프린터(1)에서의 처리에서는, 잉크젯 헤드(100a∼100e)에 대응하는 복수(본 실시예에서는 다섯 개)의 토출 이상 검출 수단(10)과 복수의 전환 수단(23)으로 검출 및 판정 회로가 구성되어 있으므로, 토출 이상 검출·판정 처리는 한번에 모든 노즐(110)에 대하여 단 시간에 실행될 수 있다고 하는 효과를 갖는다.

이어서, 도 33은 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 플러싱 동작 시의 토출 이상 검출 타이밍을 나타내는 흐름도이다. 이하, 마찬가지로 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 회로 구성을 이용하여, 플러싱 동작 시의 토출 이상 검출 처리 및 원인 판정 처리에 대해 설명한다.

소정 타이밍에서, 잉크젯 프린터(1)의 플러싱 처리가 실행될 때, 우선, 제어부(6)는 주사 신호를 전환 선택 수단(선택기)(19a)으로 출력하고, 이 전환 선택 수단(19a) 및 전환 제어 수단(19)에 의해, 최초의 전환 수단(23a) 및 잉크젯 헤드(100a)를 설정(특정)한다(단계 S601). 그리고, 토출 선택 수단(182)의 시프트 레지스터(182a)에 전체 노즐 분량의 토출 데이터를 입력하고(단계 S602), 래치 회로(182b)에 래치 신호가 입력되어(단계 S603), 이 토출 데이터가 래치된다. 그 때, 전환 수단(23a)은 잉크젯 헤드(100a)의 정전 액추에이터(120)와 구동 파형 생성 수단(181)을 접속하고 있다(단계 S604).

그리고, 잉크 토출 동작을 행한 잉크젯 헤드(100a)에 대하여, 도 24의 흐름도에 나타내는 토출 이상 검출·판정 처리가 실행된다(단계 S605). 이 경우, 도 24의 단계 S103에서, 전환 선택 수단(19a)의 출력 신호인 구동/검출 전환 신호와, 래치 회로(182b)에서 출력된 토출 데이터와가 AND 회로 ANDa에 입력되고, AND 회로 ANDa의 출력 신호가 하이 레벨로 됨으로써, 전환 수단(23a)은 잉크젯 헤드(100a)의 정전 액추에이터(120)와 토출 이상 검출 수단(10)을 접속한다. 그리고, 도 24의 단계 S106에서 실행되는 토출 이상 판정 처리의 판정 결과가 처리 대상으로 되는 잉크젯 헤드(100)(여기서는, 100a)와 관련지어져, 기억 수단(62)의 소정 저장 영역에 보존된다(도 24의 단계 S107).

단계 S606에서, 제어부(6)는 토출 이상 검출·판정 처리가 모든 노즐에 대하여 종료했는지 여부를 판단한다. 그리고, 모든 노즐(110)에 대하여 토출 이상 검 출·판정 처리가 아직 종료하지 않았다고 판단된 경우에는, 제어부(6)는 주사 신호를 전환 선택 수단(선택기)(19a)으로 출력하고, 이 전환 선택 수단(19a) 및 전환 제어 수단(19)에 의해, 다음 전환 수단(23b) 및 잉크젯 헤드(100b)를 설정(특정)하고(단계 S607), 단계 S603에 이행하여, 동일한 처리를 반복한다. 이하, 모든 잉크젯 헤드(100)에 대하여 토출 이상 검출·판정 처리가 종료할 때까지 이 루프를 반복한다.

또한, 단계 S606에서, 모든 노즐(110)에 대하여 토출 이상 검출 처리 및 판정 처리가 종료했다고 판단되는 경우에는, 토출 선택 수단(182)의 래치 회로(182b)에 래치되어 있는 토출 데이터를 클리어하기 위해, 제어부(6)는 CLEAR 신호를 래치 회로(182b)에 입력하고(단계 S609), 래치 회로(182b)의 래치 상태를 해제하여, 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서의 토출 이상 검출 처리 및 판정 처리를 종료한다.

상술한 바와 같이, 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서의 처리에서는, 복수의 전환 수단(23)과 하나의 토출 이상 검출 수단(10)으로부터 검출 회로가 구성되고, 전환 선택 수단(선택기)(19a)의 주사 신호에 의해 특정되어, 토출 데이터에 따라 토출 구동을 행하는 잉크젯 헤드(100)에 대응하는 전환 수단(23)만이 전환 동작을 행하고, 대응하는 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 검출 및 원인 판정을 하고 있으므로, 보다 효율적으로 잉크젯 헤드(100)의 토출 이상 검출 및 원인 판정을 할 수 있다.

또, 이 흐름도의 단계 S602에서는, 시프트 레지스터(182b)에 모든 노즐(110) 에 대응하는 토출 데이터를 입력하고 있지만, 도 31에 나타내는 흐름도와 같이, 전환 선택 수단(19a)에 의한 잉크젯 헤드(100)의 주사 순서대로 합쳐서, 시프트 레지스터(182a)에 입력하는 토출 데이터를 대응하는 하나의 잉크젯 헤드(100)에 입력하여, 1노즐(110)씩 토출 이상 검출·판정 처리를 행하여도 좋다.

다음에, 도 34 및 도 35에 나타내는 흐름도를 참조하여, 인자 동작 시의 잉크젯 프린터(1)의 토출 이상 검출·판정 처리에 대하여 설명한다. 도 27에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서는, 주로, 플러싱 동작 시의 토출 이상 검출 처리 및 판정 처리에 적합하므로, 인자 동작 시의 흐름도 및 그 동작 설명을 생략하지만, 이 도 27에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서도 인자 동작 시에 토출 이상 검출·판정 처리가 행해지더라도 좋다.

도 34는 도 28 및 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 인자 동작 시의 토출 이상 검출의 타이밍을 나타내는 흐름도이다. 호스트 컴퓨터(8)로부터의 인쇄(인자) 지시에 의해, 이 흐름도의 처리가 실행(개시)된다. 제어부(6)를 거쳐 호스트 컴퓨터(8)로부터 인자 데이터가 토출 선택 수단(182)의 시프트 레지스터(182a)에 입력되면(단계 S701), 래치 회로(182b)에 래치 신호가 입력되고(단계 S702), 그 인자 데이터가 래치된다. 이 때, 전환 수단(23a∼23e)은 모든 잉크젯 헤드(100a∼100e)와 구동 파형 생성 수단(181)을 접속하고 있다(단계 S703).

그리고, 잉크 토출 동작을 행한 잉크젯 헤드(100)에 대응하는 토출 이상 검출 수단(10)은 도 24의 흐름도에 나타내는 토출 이상 검출·판정 처리를 실행한다(단계 S704). 이 경우, 각 잉크젯 헤드(100)에 대응하는 각각의 판정 결과가 처리 대상으로 되는 잉크젯 헤드(100)와 관련지어져, 기억 수단(62)의 소정 저장 영역에 보존된다.

여기서, 도 28에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 경우에는, 전환 수단(23a∼23e)은, 제어부(6)로부터 출력되는 구동/검출 전환 신호에 근거해서, 잉크젯 헤드(100a∼100e)를 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)에 접속한다(도 24의 단계 S103). 그 때문에, 인자 데이터의 존재하지 않는 잉크젯 헤드(100)에서는, 정전 액추에이터(120)가 구동되지 않으므로, 토출 이상 검출 수단(10)의 잔류 진동 검출 수단(16)은 진동판(121)의 잔류 진동 파형을 검출하지 않는다. 한편, 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 경우에는, 전환 수단(23a∼23e)은 제어부(6)로부터 출력되는 구동/검출 전환 신호와, 래치 회로(182b)에서 출력되는 인자 데이터가 입력되는 AND 회로의 출력 신호에 근거해서, 인자 데이터의 존재하는 잉크젯 헤드(100)를 토출 이상 검출 수단(10)에 접속한다(도 24의 단계 S103).

단계 S705에서, 제어부(6)는 잉크젯 프린터(1)의 인자 동작이 종료했는지 여부를 판단한다. 그리고, 인자 동작이 끝나지 않았다고 판단될 때에는, 제어부(6)는 단계 S701로 이행하고, 다음 인자 데이터를 시프트 레지스터(182a)에 입력하여, 동일한 처리를 반복한다. 또한, 인자 동작이 종료했다고 판단될 때에는, 토출 선택 수단(182)의 래치 회로(182b)에 래치되어 있는 토출 데이터를 클리어하기 위해, 제어부(6)는 CLEAR 신호를 래치 회로(182b)에 입력하고(단계 S707), 래치 회로(182b)의 래치 상태를 해제하여, 도 28 및 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서의 토출 이상 검출 처리 및 판정 처리를 종료한다.

상술한 바와 같이, 도 28 및 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)는 복수의 전환 수단(23a∼23e)과, 복수의 토출 이상 검출 수단(10a∼10e)을 구비하여, 한번에 모든 잉크젯 헤드(100)에 대하여 토출 이상 검출·판정 처리를 행하고 있으므로, 이들 처리를 단 시간에 실행할 수 있다. 또한, 도 29에 나타내는 잉크젯 프린터(1)는 전환 제어 수단(19), 즉, 구동/검출 전환 신호와 인자 데이터를 논리곱 연산하는 AND 회로 ANDa∼ANDe를 더 구비하고, 인자 동작을 행하는 잉크젯 헤드(100)에 대해서만 전환 수단(23)에 의한 전환 동작을 행하고 있으므로, 불필요한 검출을 행하는 일없이, 토출 이상 검출 처리 및 판정 처리를 행할 수 있다.

이어서, 도 35는 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 인자 동작 시의 토출 이상 검출의 타이밍을 나타내는 흐름도이다. 호스트 컴퓨터(8)로부터의 인쇄 지시에 의해, 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서 이 흐름도의 처리가 실행된다. 우선, 전환 선택 수단(19a)은 최초의 전환 수단(23a) 및 잉크젯 헤드(100a)를 미리 설정(특정)해 둔다(단계 S801).

제어부(6)를 거쳐 호스트 컴퓨터(8)로부터 인자 데이터가 토출 선택 수단(182)의 시프트 레지스터(182a)에 입력되면(단계 S802), 래치 회로(182b)에 래치 신호가 입력되고(단계 S803), 그 인자 데이터가 래치된다. 여기서, 전환 수단(23a∼23e)은, 이 단계에서는, 모든 잉크젯 헤드(100a∼100e)와 구동 파형 생성 수단(181)(토출 선택 수단(182)의 드라이버(182c))을 접속하고 있다(단계 S804).

그리고, 제어부(6)는, 잉크젯 헤드(100a)에 인자 데이터가 있는 경우에는, 전환 선택 수단(19a)에 의해 토출 동작 후 정전 액추에이터(120)가 토출 이상 검출 수단(10)에 접속되어(도 24의 단계 S103), 도 24(도 25)의 흐름도에 나타내는 토출 이상 검출·판정 처리를 실행한다(단계 S805). 그리고, 도 24의 단계 S106에서 실행되는 토출 이상 판정 처리의 판정 결과가 처리 대상으로 되는 잉크젯 헤드(100)(여기서는, 100a)와 관련지어져, 기억 수단(62)의 소정 저장 영역에 보존된다(도 24의 단계 S107).

단계 S806에서, 제어부(6)는 모든 노즐(110)(모든 잉크젯 헤드(100))에 대하여 상술한 토출 이상 검출·판정 처리를 종료했는지 여부를 판단한다. 그리고, 모든 노즐(110)에 대하여 상기 처리가 종료했다고 판단되는 경우에는, 제어부(6)는, 주사 신호에 근거해서, 또한 최초의 노즐(110)에 대응하는 전환 수단(23a)을 설정하여(단계 S808), 모든 노즐(110)에 대하여 상기 처리가 종료하지 않았다고 판단되는 경우에는, 다음 노즐(110)에 대응하는 전환 수단(23b)을 설정한다(단계 S807).

단계 S809에서, 제어부(6)는 호스트 컴퓨터(8)로부터 지시된 소정의 인자 동작이 종료했는지 여부를 판단한다. 그리고, 아직 인자 동작이 종료하지 않았다고 판단된 경우에는, 다음 인자 데이터가 시프트 레지스터(182a)에 입력되어(단계 S802), 동일한 처리를 반복한다. 인자 동작이 종료했다고 판단된 경우에는, 토출 선택 수단(182)의 래치 회로(182b)에 래치되어 있는 토출 데이터를 클리어하기 위해, 제어부(6)는 CLEAR 신호를 래치 회로(182b)에 입력하고(단계 S811), 래치 회로(182b)의 래치 상태를 해제하여, 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)에서의 토출 이상 검출·판정 처리를 종료한다.

이상과 같이, 본 발명의 액적 토출 장치(잉크젯 프린터(1))는 진동판(121)과, 진동판(121)을 변위시키는 정전 액추에이터(120)와, 내부에 액체가 충전되고, 진동판(121)의 변위에 의해, 해당 내부의 압력이 변화(증감)되는 캐비티(141)와, 캐비티(141)에 연결하여 캐비티(141) 내의 압력의 변화(증감)에 의해 액체를 액적으로서 토출하는 노즐(110)을 갖는 잉크젯 헤드(액적 토출 헤드)(100)를 복수개 구비하고, 또한, 이들의 정전 액추에이터(120)를 구동하는 구동 파형 생성 수단(181)과, 복수의 노즐(110) 중 어느 쪽의 노즐(110)로부터 액적을 토출하는가를 선택하는 토출 선택 수단(182)과, 진동판(121)의 잔류 진동을 검출하고, 이 검출된 진동판(121)의 잔류 진동에 근거해서, 액적의 토출 이상을 검출하는 하나 또는 복수의 토출 이상 검출 수단(10)과, 정전 액추에이터(120)의 구동에 의한 액적의 토출 동작 후, 구동/검출 전환 신호나 인자 데이터, 또는 주사 신호에 근거해서, 정전 액추에이터(120)를 구동 파형 생성 수단(181)으로부터 토출 이상 검출 수단(10)으로 전환하는 하나 또는 복수의 전환 수단(23)을 구비하고, 한 번에(병렬적으로) 또는 순차적으로 복수의 노즐(110)의 토출 이상을 검출하는 것으로 했다.

따라서, 본 발명의 액적 토출 장치에 의해, 토출 이상 검출 및 그 원인 판정을 단 시간에 실행할 수 있고, 또한 토출 이상 검출 수단(10)을 포함하는 검출 회로의 회로 구성을 삭감할 수 있어, 액적 토출 장치의 제조 비용의 증가를 방지할 수 있다. 또한, 정전 액추에이터(120)의 구동 후, 토출 이상 검출 수단(10)으로 전환하여 토출 이상 검출 및 원인 판정을 하고 있으므로, 액추에이터의 구동에 영향을 부여하는 일이 없고, 그에 따라, 본 발명의 액적 토출 장치의 스루풋을 저하 또는 악화시키는 일이 없다. 또한, 소정의 구성 요소를 구비하고 있는 기존의 액적 토출 장치(잉크젯 프린터(1))에, 토출 이상 검출 수단(10)을 장비하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 액적 토출 장치는 상기 구성과 다르고, 복수의 전환 수단(23)과, 전환 제어 수단(19)과, 하나 또는 노즐(110)의 수량에 대응하는 복수의 토출 이상 검출 수단(10)을 구비하고, 구동/검출 전환 신호 및 토출 데이터(인자 데이터), 또는, 주사 신호, 구동/검출 전환 신호 및 토출 데이터(인자 데이터)에 근거해서, 대응하는 정전 액추에이터(120)를 구동 파형 생성 수단(181) 또는 토출 선택 수단(182)으로부터 토출 이상 검출 수단(10)으로 전환하여, 토출 이상 검출 및 원인 판정을 행하는 것으로 했다.

따라서, 본 발명의 액적 토출 장치에 의해, 토출 데이터(인자 데이터)가 입력되어 있지 않은, 즉, 토출 구동 동작을 행하지 않는 정전 액추에이터(120)에 대응하는 전환 수단은 전환 동작을 행하지 않으므로, 불필요한 검출·판정 처리를 회피할 수 있다. 또한, 전환 선택 수단(19a)을 이용하는 경우에는, 액적 토출 장치는 하나의 토출 이상 검출 수단(10)만을 구비하고 있으면 좋으므로, 액적 토출 장치의 회로 구성을 삭감할 수 있고, 또한 액적 토출 장치의 제조 비용의 증가를 방지할 수 있다.

또, 본 실시예 1에서는, 토출 이상 검출의 타이밍을 설명하기 위한 도 27 내지 도 30에 나타내는 잉크젯 프린터(1)는 설명의 편의상, 헤드 유닛(35)에 다섯 개의 잉크젯 헤드(100)(노즐(110))를 구비하는 구성을 나타내고, 또한 그 구성에 대 하여 설명했었지만, 본 발명의 액적 토출 장치에서는, 잉크젯 헤드(액적 토출 헤드)(100)의 수량은 다섯 개에 한하지 않고, 실제로 탑재되어 있는 수량의 노즐(110)을 대상으로 토출 이상의 검출·판정을 행할 수 있다.

다음에, 본 발명의 액적 토출 장치에 있어서의 잉크젯 헤드(100)(헤드 유닛(35))에 대하여, 토출 이상(헤드 이상)의 원인을 해소시키는 회복 처리를 실행하는 구성(회복 수단(24))에 대하여 설명한다. 도 36은, 도 1에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 상부로부터 본 개략적인 구조(일부 생략)를 나타내는 도면이다. 이 도 36에 나타내는 잉크젯 프린터(1)는 도 1의 사시도로 나타낸 구성 이외에, 잉크 방울 비토출(헤드 이상)의 회복 처리를 실행하기 위한 와이퍼(300)와 캡(310)을 구비한다.

회복 수단(24)이 실행하는 회복 처리에서는, 각 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)로부터 액적을 예비적으로 토출하는 플러싱 처리와, 후술하는 와이퍼(300)(도 37 참조)에 의한 와이핑 처리와, 후술하는 튜브 펌프(320)에 의한 펌핑 처리(펌프 흡인 처리)가 포함된다. 즉, 회복 수단(24)은 튜브 펌프(320) 및 그것을 구동하는 펄스 모터와, 와이퍼(300) 및 와이퍼(300)의 상하 이동 구동 장치와, 캡(310)의 상하 이동 구동 장치(도시하지 않음)를 구비하여, 플러싱 처리에서는 헤드 드라이버(33) 및 헤드 유닛(35) 등이, 또한, 와이핑 처리에서는 캐리지 모터(41) 등이 회복 수단(24)의 일부로서 기능한다. 플러싱 처리에 대해서는 상술하고 있으므로, 이후, 와이핑 처리 및 펌핑 처리에 대하여 설명한다.

여기서, 와이핑 처리란, 헤드 유닛(35)의 노즐 플레이트(150)(노즐면)에 부 착한 지분 등의 이물을 와이퍼(300)에 의해 닦아내는 처리를 말한다. 또한, 펌핑 처리(펌프 흡인 처리)란, 후술하는 튜브 펌프(320)를 구동하여, 헤드 유닛(35)의 각 노즐(110)로부터, 캐비티(141) 내의 잉크를 흡인하여 배출하는 처리를 말한다. 이와 같이, 와이핑 처리는, 상술한 바와 같이, 잉크젯 헤드(100)의 액적 토출 이상의 원인의 하나인 지분 부착의 상태에서의 회복 처리로서 적절한 처리이다. 또한, 펌프 흡인 처리는 전술한 플러싱 처리에서는 제거할 수 없는 캐비티(141) 내의 기포를 제거하고, 또는, 노즐(110) 부근의 잉크가 건조에 의해 또는 캐비티(141) 내의 잉크가 경년 열화에 의해 증점한 경우에, 증점한 잉크를 제거하는 회복 처리로서 적절한 처리이다. 또, 그만큼 증점이 진행되고 있지 않고 점도가 그만큼 크지 않은 경우에는, 상술한 플러싱 처리에 의한 회복 처리도 행할 수 있다. 이 경우, 배출하는 잉크량이 적으므로, 스루풋이나 운전 자금을 저하시키지 않고서 적절한 회복 처리를 행할 수 있다.

복수의 잉크젯 헤드(액적 토출 헤드)(100)를 구비하는 헤드 유닛(35)은 캐리지(32)에 탑재되고, 두 개의 캐리지 가이드축(422)에 가이드되어 캐리지 모터(41)에 의해, 도면 중 그 상단에 구비된 연결부(34)를 거쳐 타이밍 벨트(421)에 연결하여 이동한다. 캐리지(32)에 탑재된 헤드 유닛(35)은 캐리지 모터(41)의 구동에 의해 이동하는 타이밍 벨트(421)를 거쳐(타이밍 벨트(421)에 연동하고) 주주사 방향으로 이동 가능하다. 또, 캐리지 모터(41)는 타이밍 벨트(421)를 연속적으로 회전시키기 위한 풀리의 역할을 다하고, 다른 쪽 단부 측에도 마찬가지로 풀리(44)가 구비되어 있다.

또한, 캡(310)은 헤드 유닛(35)의 노즐 플레이트(150)(도 5참조)의 캡핑을 행하기 위한 것이다. 캡(310)에는, 그 바닥부 측면에 구멍이 형성되고, 후술하는 바와 같이, 튜브 펌프(320)의 구성 요소인 가요성의 튜브(321)가 접속되어 있다. 또, 튜브 펌프(320)에 대해서는, 도 39에서 후술한다.

기록(인자) 동작 시에는, 소정의 잉크젯 헤드(100)(액적 토출 헤드)의 정전 액추에이터(120)를 구동하면서, 기록 용지 P는 부주사 방향, 즉, 도 36 중 아래쪽으로 이동하고, 인자 수단(3)은 주주사 방향, 즉, 도 36 중 좌우로 이동함으로써, 잉크젯 프린터(액적 토출 장치)(1)는, 호스트 컴퓨터(8)로부터 입력된 인쇄 데이터(인자 데이터)에 근거해서, 소정 화상 등을 기록 용지 P에 인쇄(기록)한다.

도 37은 도 36에 나타내는 와이퍼(300)와 인자 수단(3)(헤드 유닛(35))과의 위치 관계를 나타내는 도면이다. 이 도 37에서, 헤드 유닛(35)과 와이퍼(300)는 도 36에 나타내는 잉크젯 프린터(1)의 도면 중 하측으로부터 상측을 본 경우의 측면도의 일부로 표시된다. 와이퍼(300)는, 도 37(a)에 나타내는 바와 같이, 인자 수단(3)의 노즐면, 즉, 헤드 유닛(35)의 노즐 플레이트(150)와 접촉 가능하도록, 상하 이동 가능하게 배치된다.

여기서, 와이퍼(300)를 이용하는 회복 처리인 와이핑 처리에 대하여 설명한다. 와이핑 처리를 행할 때, 도 37(a)에 나타내는 바와 같이, 노즐면(노즐 플레이트(150))보다도 와이퍼(300)의 선단이 상측에 위치하도록 도시하지 않은 구동 장치에 의해 와이퍼(300)는 위쪽으로 이동된다. 이 경우에, 캐리지 모터(41)를 구동하여 도면 중 좌측 방향(화살표의 방향)으로 인자 수단(3)(헤드 유닛(35))을 이동시 키면, 와이핑 부재(301)가 노즐 플레이트(150)(노즐면)에 접촉하는 것으로 된다.

또, 와이핑 부재(301)는 가요성의 고무 부재 등으로 구성되므로, 도 37(b)에 나타내는 바와 같이, 와이핑 부재(301)의 노즐 플레이트(150)와 접촉하는 선단 부분은 휘고, 그 앞단부에 의해 노즐 플레이트(150)(노즐면)의 표면을 클리닝한다. 이에 따라, 노즐 플레이트(150)(노즐면)에 부착한 지분 등의 이물(예컨대, 지분, 공기 중에 부유하는 먼지, 고무의 자투리 등)을 제거할 수 있다. 또한, 이러한 이물의 부착 상태에 따라(이물이 많이 부착되어 있는 경우에는), 인자 수단(3)에 와이퍼(300)의 위쪽을 왕복 이동시킴에 따라, 와이핑 처리를 복수 회 실시할 수도 있다.

도 38은 펌프 흡인 처리 시의 헤드 유닛(35)과, 캡(310) 및 펌프(320)의 관계를 나타내는 도면이다. 튜브(321)는 펌핑 처리(펌프 흡인 처리)에서의 잉크 배출로를 형성하는 것으로, 그 일단은, 상술한 바와 같이, 캡(310)의 바닥부에 접속되고, 타단은 튜브 펌프(320)를 거쳐 排 잉크 카트리지(340)에 접속되어 있다.

캡(310)의 내부 저면에는, 잉크 흡수체(330)가 배치되어 있다. 이 잉크 흡수체(330)는 펌프 흡인 처리나 플러싱 처리에서 잉크젯 헤드(100)의 노즐(110)로부터 토출되는 잉크를 흡수하여, 일시 저장한다. 또, 잉크 흡수체(330)에 의해, 캡(310) 내로의 플러싱 동작 시에, 토출된 액적이 튀어 올라 노즐 플레이트(150)를 더럽히는 것을 방지할 수 있다.

도 39는 도 38에 나타내는 튜브 펌프(320)의 구성을 나타내는 개략도이다. 이 도 39(B)에 나타내는 바와 같이, 튜브 펌프(320)는 회전식 펌프이며, 회전체(322)와, 그 회전체(322)의 원주부에 배치된 네 개의 롤러(323)와, 가이드 부재(350)를 구비하고 있다. 또, 롤러(323)는 회전체(322)에 의해 지지되고 있고, 가이드 부재(350)의 가이드(351)에 따라 원호 형상으로 탑재된 가요성의 튜브(321)를 가압하는 것이다.

이 튜브 펌프(320)는 축(322a)을 중심으로 해서 회전체(322)를 도 39에 나타내는 화살표 X 방향으로 회전시킴으로써, 튜브(321)에 접촉하고 있는 하나 또는 두 개의 롤러(323)가 Y 방향으로 회전하면서, 가이드 부재(350)의 원호 형상의 가이드(351)에 탑재된 튜브(321)를 순차적으로 가압한다. 이에 따라, 튜브(321)가 변형되고, 이 튜브(321) 내에 발생한 부압에 의해, 각 잉크젯 헤드(100)의 캐비티(141) 내의 잉크(액체 형상 재료)가 캡(310)을 거쳐 흡인되고, 기포가 혼입되거나 또는 건조에 의해 증점한 불필요한 잉크가 노즐(110)을 거쳐, 잉크 흡수체(330)에 배출되고, 이 잉크 흡수체(330)에 흡수된 잉크 배출이 튜브 펌프(320)를 거쳐 排 잉크 카트리지(340)(도 38참조)로 배출된다.

또, 이 튜브 펌프(320)는 도시하지 않은 펄스 모터 등의 모터에 의해 구동된다. 펄스 모터는 제어부(6)에 의해 제어된다. 튜브 펌프(320)의 회전 제어에 대한 구동 정보, 예컨대, 회전 속도, 회전수가 기술된 룩업 테이블, 순차 제어가 기술된 제어 프로그램 등은 제어부(6)의 PROM(64) 등에 저장되어 있고, 이들 구동 정보에 근거해서, 제어부(6)의 CPU(61)에 의해 튜브 펌프(320)의 제어가 행해지고 있다.

다음에, 회복 수단(24)의 동작(토출 이상 회복 처리)을 설명한다. 도 40은 본 발명의 잉크젯 프린터(1)(액적 토출 장치)에서의 토출 이상 회복 처리를 나타내는 흐름도이다. 상술한 토출 이상 검출·판정 처리(도 24의 흐름도 참조)에서 토출 이상의 노즐(110)이 검출되어, 그 원인이 판정되면, 인쇄 동작(인자 동작) 등을 행하지 않는 소정 타이밍에서, 인자 수단(3)이 소정의 대기 영역(예컨대, 도 36에서 인자 수단(3)의 노즐 플레이트(150)를 캡(310)으로 피복하는 위치 또는 와이퍼(300)에 의한 와이핑 처리를 실시할 수 있는 위치)까지 이동되어, 토출 이상 회복 처리가 실행된다.

우선, 제어부(6)는 도 24의 단계 S107에서 제어부(6)의 EEPROM(62)에 보존된 각 노즐(110)에 대응하는 판정 결과(여기서, 이 판정 결과는 각 노즐(110)에 한정된 내용의 판정 결과가 아니라, 각 잉크젯 헤드(100)에 대한 것이다. 그 때문에, 이하에서, 토출 이상의 노즐(110)이란, 토출 이상이 발생한 잉크젯 헤드(100)도 의미함)를 판독한다(단계 S901). 단계 S902에서, 제어부(6)는 이 판독한 판정 결과에 토출 이상의 노즐(110)이 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 토출 이상의 노즐(110)이 없다고 판정된 경우, 즉, 모든 노즐(110)로부터 정상으로 액적이 토출된 경우에는, 그대로 이 토출 이상 회복 처리를 종료한다.

한편, 어느 하나의 노즐(110)이 토출 이상이었다고 판정된 경우에는, 단계 S903에서, 제어부(6)는 그 토출 이상이라고 판정된 노즐(110)이 지분 부착인지 여부를 판정한다. 그리고, 그 노즐(110)의 출구 부근에 지분이 부착되지 않고 있다고 판정된 경우에는, 단계 S905로 이행하고, 지분이 부착되어 있다고 판정된 경우에는, 상술한 와이퍼(300)에 의한 노즐 플레이트(150)에의 와이핑 처리를 실행한다(단계 S904).

계속해서, 단계 S905에서, 제어부(6)는 상기 토출 이상이라고 판정된 노즐(110)이 기포 혼입인지 여부를 판정한다. 그리고, 기포 혼입이라고 판정된 경우에는, 제어부(6)는 모든 노즐(110)에 대하여 튜브 펌프(320)에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하고(단계 S906), 이 토출 이상 회복 처리를 종료한다. 한편, 기포 혼입이 아니라고 판정된 경우에는, 제어부(6)는, 상기 계측 수단(17)에 의해 계측된 진동판(121)의 잔류 진동 주기의 장단에 근거해서, 튜브 펌프(320)에 의한 펌프 흡인 처리 또는 토출 이상이라고 판정된 노즐(110)만 또는 모든 노즐(110)에 대한 플러싱 처리를 실행하여(단계 S907), 이 토출 이상 회복 처리를 종료한다.

도 41은 와이퍼(와이핑 수단)의 다른 구성예(와이퍼(300'))를 설명하기 위한 도면이며, (a)가 인자 수단(3)(헤드 유닛(35))의 노즐면(노즐 플레이트(150))을 나타내는 도면, (b)가 와이퍼(300')를 나타내는 도면이다. 도 42는 도 41에 나타내는 와이퍼(300')의 작동 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 이들 도면에 따라서, 와이퍼의 다른 구성예인 와이퍼(300')에 대하여 설명하지만, 상술한 와이퍼(300)와의 상이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항은 그 설명을 생략한다.

도 41(a)에 나타내는 바와 같이, 인자 수단(3)의 노즐면에서는, 복수의 노즐(110)은 황색 Y, 진홍색 M, 시안색 C, 검정색 K의 각 색의 잉크에 대응하여, 4조의 노즐 그룹으로 나뉘어져 있다. 본 구성예의 와이퍼(300')는 이하에 기술하는 것과 같은 구성에 의해, 이들 4조의 노즐 그룹에 대하여, 각 색의 노즐 그룹마다 개별적으로 와이핑 처리할 수 있게 되어 있다.

도 41(b)에 나타내는 바와 같이, 와이퍼(300')는 황색의 노즐 그룹용 와이핑 부재(301a)와, 진홍색의 노즐 그룹용 와이핑 부재(301b)와, 시안색의 노즐 그룹용 와이핑 부재(301c)와, 검정색의 노즐 그룹용 와이핑 부재(301d)를 갖고 있다. 도 42에 나타내는 바와 같이, 각 와이핑 부재(301a∼301d)는 도시하지 않은 이동 기구에 의해, 각각 독립하여 부주사 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

상술한 와이퍼(300)는 전체 노즐(110)의 노즐면에 대하여 일괄해서 와이핑 처리를 행하는 것이지만, 본 구성예의 와이퍼(300')에 따르면, 와이핑 처리가 필요한 노즐 그룹만을 와이핑할 수 있으므로, 낭비가 없는 회복 처리를 행할 수 있다.

도 43은 펌핑 수단의 다른 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 이하, 이 도면에 따라, 펌핑 수단의 다른 구성예에 대하여 설명하지만, 상술한 펌핑 수단과의 상이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항은 그 설명을 생략한다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 본 구성예의 펌핑 수단은 황색의 노즐 그룹용 캡(310a)과, 진홍색의 노즐 그룹용 캡(310b)과, 시안색의 노즐 그룹용 캡(310c)과, 검정색의 노즐 그룹용 캡(310d)을 갖고 있다.

튜브 펌프(320)의 튜브(321)는 네 개의 분기 튜브(325a∼325d)에 분기하고 있고, 이 각 분기 튜브(325a∼325d)가 각 캡(310a∼310d)에 각각 접속되어 있다. 각 분기 튜브(325a∼325d)의 도중에는, 각각, 밸브(326a∼326d)가 마련된다.

이상과 같은 본 구성예의 펌핑 수단은 각 밸브(326a∼326d)의 개폐를 선택함으로써, 인자 수단(3)의 4조의 노즐 그룹에 대하여, 각 색의 노즐 그룹마다 개별적 으로 펌프 흡인 처리를 행할 수 있게 되어 있다. 이에 따라, 펌프 흡인 처리가 필요한 노즐 그룹만을 흡인할 수 있으므로, 낭비가 없는 회복 처리를 행할 수 있다. 또, 도 43에서는, 튜브 펌프(320)가 4색만큼 동일 튜브(321)로 흡인하고 있는 예를 나타내었지만, 튜브 펌프(320)에 튜브가 4색 분 별개이더라도 좋다.

그런데, 이상 설명한 바와 같은 본 발명의 잉크젯 프린터(1)는 전체 노즐(110)에 대하여 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 행한 경우, 다음에 설명하는 바와 같은 흐름으로 작동한다. 이하, 본 발명의 잉크젯 프린터(1)에서, 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 행한 경우의, 그 이후의 동작의 흐름에 대하여, 두 개의 패턴을 순차적으로 설명하지만, 우선, 첫 번째의 패턴에 대하여 설명한다.

[1A] 잉크젯 프린터(1)는, 플러싱 처리(플러싱 동작) 시, 또는 인쇄 동작 시에, 상술한 바와 같이 하여, 전체 노즐(110)에 대하여, 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 행한다.

이 검출의 결과, 토출 이상이 발생한 노즐(110)(이하, 「이상 노즐」이라 함)이 있었을 때에는, 잉크젯 프린터(1)는 그 취지를 통지하는 것이 바람직하다. 이 통지의 수단(방법)으로는, 특히 한정되지 않고, 예컨대, 조작 패널(7)에 표시하거나, 음성, 경보음, 램프의 점등에 의한 것, 또는 IF(9)을 거쳐 호스트 컴퓨터(8) 등으로, 또는 네트워크를 경유하여 프린트 서버 등으로 각각 토출 이상 정보를 전달하는 것 등, 어떠한 것이라도 좋다.

[2A] [1A]에서의 검출의 결과, 토출 이상이 발생한 노즐(110)(이상 노즐)이 있었을 때에는, (인쇄 동작 중이었을 경우에는 인쇄 동작을 중단하여) 회복 수단(24)에 의한 회복 처리를 행한다. 이 경우, 회복 수단(24)은 상술한 도 40의 흐름도와 같게 하여, 이상 노즐의 토출 이상의 원인에 따른 종류의 회복 처리를 행한다. 이에 따라, 예컨대, 이상 노즐의 토출 이상의 원인이 지분 부착일 경우, 즉, 펌프 흡인 처리를 행하는 필요가 없는 것 같은 경우에까지 펌프 흡인 처리가 행하여지는 것 같은 일이 없기 때문에, 잉크를 불필요하게 배출하는 것을 방지할 수 있어, 잉크의 소비량을 감소시킬 수 있다. 또한, 불필요한 종류의 회복 처리를 행하지 않으므로, 회복 처리에 요하는 시간을 단축할 수 있어, 잉크젯 프린터(1)의 스루풋(단위 시간당의 인쇄 매수) 향상을 도모할 수 있다.

또한, 이 회복 처리는 전체 노즐(110)에 대하여 행하여도 좋지만, 적어도 이상 노즐에 대하여 실행하면 좋다. 예컨대, 회복 처리로서 플러싱 처리를 행하는 경우, 이상 노즐에만 플러싱 동작을 행하게 하여도 좋다. 또한, 와이핑 수단이나 펌핑 수단이 도 41 내지 도 43에 나타내는 바와 같은 각 색의 노즐 그룹마다 개별적으로 회복 처리를 행할 수 있도록 구성된 것인 경우에는, [1A]에서 검출된 이상 노즐을 포함하는 노즐 그룹에 대해서만 와이핑 처리 또는 펌프 흡인 처리를 행하도록 하여도 좋다.

또한, [1A]에서, 토출 이상의 원인이 다른 복수의 이상 노즐이 검출된 경우에는, 그 모든 토출 이상의 원인을 해소할 수 있듯이, 복수 종류의 회복 처리를 행하는 것이 바람직하다.

[3A] [2A]의 회복 처리를 끝내면, [1A]에서 검출된 이상 노즐에 대해서만 액 적 토출 동작을 행하고, 그 이상 노즐에 대해서만 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 재차 실행한다. 이에 따라, [1A]에서 검출된 이상 노즐이 정상적인 상태로 회복되었는지 여부를 확인할 수 있으므로, 그 후의 인쇄 동작에서 토출 이상이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 여기서는, 이상 노즐에만 액적 토출 동작을 행하여 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 행하므로, [1A]에서 정상이던 노즐(110)로부터는 잉크 방울을 토출하지 않게 된다. 따라서, 불필요하게 잉크를 토출하는 것을 회피하게 되어, 잉크 소비량을 감소시킬 수 있다. 또한, 토출 이상 검출 수단(10)이나 제어부(6)의 부담도 경감시킬 수 있다.

또, [3A]의 검출에서도 토출 이상의 노즐(110)이 있었을 경우에는, 회복 수단(24)에 의한 회복 처리를 재차 실행하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 잉크젯 프린터(1)에서, 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 행한 경우의, 그 이후의 동작의 흐름의 두 번째 패턴에 대하여 설명한다. 즉, 본 발명에서는, 상기 [1A] 내지 [3A] 대신, 이하의 [1B] 내지 [5B]와 같은 흐름으로 제어하여도 좋다.

[1B] 상기 [1A]와 같이, 전체 노즐(110)에 대하여, 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 행한다.

[2B] [1B]에서의 검출의 결과, 토출 이상이 발생한 노즐(110)(이하, 「이상 노즐」이라 함)이 있었을 때에는, (인쇄 동작 중인 경우에는 인쇄 동작을 중단하여) 그 이상 노즐에 대해서만 플러싱 처리를 실행한다. 이상 노즐의 토출 이상의 원인이 경미한 것인 경우 등에는, 이 플러싱 처리에 의해 이상 노즐을 정상적인 상태로 회복시킬 수 있다. 또한, 이 때, 정상이던 노즐(110)로부터는 잉크 방울을 토출하지 않으므로, 잉크를 불필요하게 소비하는 경우도 없다. 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 빈번하게 행할 때 등에는, 토출 이상의 원인이 경미한 경우가 많으므로, 이와 같이 토출 이상의 원인에 관계없이 이상 노즐에 우선 플러싱 처리를 행함으로써, 회복 처리를 효율적으로, 신속하게 실행할 수 있다.

[3B] [2B]의 플러싱 처리를 끝내면, [1B]로 검출된 이상 노즐에 대해서만 액적 토출 동작을 행하여, 그 이상 노즐에 대해서만 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 재차 실행한다. 이에 따라, [1B]에서 검출된 이상 노즐이 정상적인 상태로 회복했는지 여부를 확인할 수 있으므로, 그 후의 인쇄 동작에서 토출 이상이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 여기서는, 이상 노즐에만 액적 토출 동작을 행하여 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 행하므로, [1B]에서 정상이던 노즐(110)로부터는 잉크 방울을 토출하지 않게 된다. 따라서, 불필요하게 잉크를 토출하는 것을 회피하게 되어, 잉크의 소비량을 감소시킬 수 있다. 또한, 토출 이상 검출 수단(10)이나 제어부(6)의 부담도 경감시킬 수 있다.

[4B] [3B]에서의 검출 결과, 토출 이상이 해소되지 않은 노즐(110)(이하, 「재 이상 노즐」이라 함)이 있었을 때에는, 회복 수단(24)에 의한 회복 처리를 행한다. 이 경우, 회복 수단(24)은 상술한 도 40의 흐름도와 같이 하여, 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인에 따른 종류의 회복 처리를 행한다. 이에 따라, 예컨대, 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인이 지분 부착일 경우, 즉, 펌프 흡인 처리를 행할 필요가 없는 경우까지 펌프 흡인 처리가 행해지는 일이 없으므로, 잉크를 불필요하게 배출하는 것을 방지할 수 있어, 잉크의 소비량을 감소시킬 수 있다. 또한, 불필요한 종류의 회복 처리를 행하지 않으므로, 회복 처리에 필요한 시간을 단축할 수 있어, 잉크젯 프린터(1)의 스루풋(단위 시간당 인쇄 매수)의 향상을 도모할 수 있다.

또한, [2B]에서 플러싱 처리를 행하고 있으므로, 이 [4B]에서는 그 이외의 회복 처리를 행하는 것이 바람직하다. 즉, 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인이 기포 혼입 또는 건조 증점일 경우에는 펌프 흡인 처리를 실행하고, 지분 부착일 경우에는 와이퍼(300) 또는 와이퍼(300')에 의한 와이핑 처리를 실행하는 것으로 하는 것이 바람직하다.

또, 이 [4B]에서는 상기함 점 외에는, 상기 [2A]와 마찬가지이다.

[5B] [4B]의 회복 처리를 끝내면, [3B]에서 검출된 재 이상 노즐에 대해서만 액적 토출 동작을 행하고, 그 재 이상 노즐에 대해서만 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 재차 실행한다. 이에 따라, [3B]에서 검출된 재 이상 노즐이 정상적인 상태로 회복되었는지 여부를 확인할 수 있으므로, 그 후의 인쇄 동작에서 토출 이상이 발생하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 여기서는, 재 이상 노즐에만 액적 토출 동작을 행하여 토출 이상 검출 수단(10)에 의한 검출을 행하므로, [1B]나 [3B]에서 정상이던 노즐(110)로부터는 잉크 방울을 토출하지 않게 된다. 따라서, 불필요하게 잉크를 토출하는 것을 회피하게 되어, 잉크의 소비량을 감소시킬 수 있다. 또한, 토출 이상 검출 수단(10)이 나 제어부(6)의 부담도 경감할 수 있다.

이상 설명한 [1A] 내지 [3A] 및 [1B] 내지 [5B]에서는, 토출 이상의 원인에 따른 회복 처리를 행한 후, 각 노즐(110)(전체 노즐(110))에 대하여 플러싱 처리를 실행하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 노즐면(노즐 플레이트(150))에 잔류한 각 색의 잉크가 혼합하는 것을 방지할 수 있어, 잉크의 혼색을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에서의 액적 토출 장치(잉크젯 프린터(1)) 및 액적 토출 장치의 토출 이상 회복 방법에서는, 복수의 액적 토출 헤드(헤드 유닛(35)의 복수의 잉크젯 헤드(100))에 대한 토출 이상 및 그 원인을 검출하는 토출 이상 검출 수단(10)과, 액적 토출 헤드(100)의 노즐(110)로부터 액적의 토출 동작이 행하여졌을 때에, 이 토출 이상 검출 수단(10)에 의해 이 노즐(110)에 대하여 토출 이상이 검출된 경우에는, 그 토출 이상의 원인에 따라, 회복 처리를 실행하는 회복 수단(예컨대, 펌프 흡인 처리에 있어서의 튜브 펌프(320), 와이핑 처리에서의 와이퍼(300) 등)을 구비하는 것으로 했다.

따라서, 본 발명의 액적 토출 장치 및 토출 이상 회복 방법에 의해, 토출 이상의 원인에 대응하는 적절한 회복 처리(플러싱 처리, 펌프 흡인 처리 및 와이핑 처리 중 어느 하나 또는 두 개)를 실행할 수 있으므로, 종래의 액적 토출 장치에서의 순차적인 회복 처리와는 달리, 회복 처리를 했을 때에 발생하는 불필요한 잉크 배출을 감소시킬 수 있고, 그에 따라, 액적 토출 장치 전체의 스루풋 저하 또는 악화를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 액적 토출 장치(잉크젯 프린터(1))는 액적 토출 헤드(잉크 젯 헤드(100))에 정전 액추에이터(120)의 구동에 의해 변위되는 진동판(121)을 마련하고, 토출 이상 검출 수단(10)은 액적 토출 동작 시의 이 진동판(121)의 잔류 진동의 진동 패턴(예컨대, 잔류 진동의 주기)에 근거해서, 액적의 토출 이상을 검출하는 구성으로 하고 있다.

따라서, 본 발명에 의해, 종래의 토출 이상을 검출할 수 있는 액적 토출 장치에 비하여, 다른 부품(예컨대, 광학식 도트 누락 검출 장치 등)을 필요로 하지 않으므로, 액적 토출 헤드의 크기를 크게 하는 일없이 액적의 토출 이상을 검출할 수 있고, 또한 토출 이상(도트 누락) 검출을 할 수 있는 액적 토출 장치의 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다. 또한, 본 발명의 액적 토출 장치에서는, 액적 토출 동작 후의 진동판의 잔류 진동을 이용하여 액적의 토출 이상을 검출하고 있으므로, 인자 동작의 도중에도 액적의 토출 이상을 검출할 수 있다.

(실시예 2)

다음에, 본 발명에 있어서의 잉크젯 헤드의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 44 내지 도 47은 각각 잉크젯 헤드(헤드 유닛)의 다른 구성예의 개략을 나타내는 단면도이다. 이하, 이들 도면에 따라 설명하지만, 상술한 실시예와 서로 다른 점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 44에 나타내는 잉크젯 헤드(100A)는 압전 소자(200)의 구동에 의해 진동판(212)이 진동하고, 캐비티(208) 내의 잉크(액체)가 노즐(203)로부터 토출되는 것이다. 노즐(구멍)(203)이 형성된 스테인리스강제의 노즐 플레이트(202)에는, 스테 인리스강제의 금속 플레이트(204)가 접착 필름(205)을 거쳐 접합되어 있고, 또한 그 위에 동일한 스테인리스강제의 금속 플레이트(204)가 접착 필름(205)을 거쳐 접합되어 있다. 그리고, 그 위에는, 연결구 형성 플레이트(206) 및 캐비티 플레이트(207)가 순차적으로 접합되어 있다.

노즐 플레이트(202), 금속 플레이트(204), 접착 필름(205), 연결구 형성 플레이트(206) 및 캐비티 플레이트(207)는 각각 소정 형상(오목부가 형성되는 것과 같은 형상)으로 성형되어, 이들을 포갬으로써, 캐비티(208) 및 리저버(209)가 형성된다. 캐비티(208)와 리저버(209)는 잉크 공급구(210)를 거쳐 연결하고 있다. 또한, 리저버(209)는 잉크 취입구(211)에 연결되어 있다.

캐비티 플레이트(207)의 상면 개구부에는, 진동판(212)이 설치되고, 이 진동판(212)에는, 하부 전극(213)을 거쳐 압전 소자(피에조 소자)(200)가 접합되어 있다. 또한, 압전 소자(200)의 하부 전극(213)과 반대측에는, 상부 전극(214)이 접합되어 있다. 헤드 드라이브(215)는 구동 전압 파형을 생성하는 구동 회로를 구비하고, 상부 전극(214)과 하부 전극(213) 사이에 구동 전압 파형을 인가(공급)함으로써, 압전 소자(200)가 진동하고, 그것에 접합된 진동판(212)이 진동한다. 이 진동판(212)의 진동에 의해 캐비티(208)의 용적(캐비티 내의 압력)이 변화하여, 캐비티(208) 내에 충전된 잉크(액체)가 노즐(203)로부터 액적으로서 토출된다.

액적의 토출에 의해 캐비티(208) 내에서 감소한 액체 양은 리저버(209)로부터 잉크가 공급되어 보급된다. 또한, 리저버(209)로는, 잉크 취입구(211)로부터 잉크가 공급된다.

도 45에 나타내는 잉크젯 헤드(100B)도 상기와 같이, 압전 소자(200)의 구동에 의해 캐비티(221) 내의 잉크(액체)가 노즐로부터 토출되는 것이다. 이 잉크젯 헤드(100B)는 한 쌍의 대향하는 기판(220)을 갖고, 양 기판(220) 사이에, 복수의 압전 소자(200)가 소정 간격을 두고 간헐적으로 설치되어 있다.

인접하는 압전 소자(200)끼리의 사이에는, 캐비티(221)가 형성되어 있다. 캐비티(221)의 도 45 중 전방에는 플레이트(도시하지 않음), 후방에는 노즐 플레이트(222)가 설치되고, 노즐 플레이트(222)의 각 캐비티(221)에 대응하는 위치에는, 노즐(구멍)(223)이 형성되어 있다.

각 압전 소자(200)의 한쪽의 면 및 다른 쪽의 면에는, 각각, 한 쌍의 전극(224)이 설치되어 있다. 즉, 하나의 압전 소자(200)에 대하여, 네 개의 전극(224)이 접합되어 있다. 이들 전극(224) 중 소정 전극 사이에 소정의 구동 전압 파형을 인가함으로써, 압전 소자(200)가 셰어 모드 변형하여 진동하고(도 45에서 화살표로 나타냄), 이 진동에 의해 캐비티(221)의 용적(캐비티 내의 압력)이 변화하여, 캐비티(221) 내에 충전된 잉크(액체)가 노즐(223)로부터 액적으로서 토출된다. 즉, 잉크젯 헤드(100B)에서는, 압전 소자(200) 자체가 진동판으로서 기능한다.

도 46에 나타내는 잉크젯 헤드(100C)도 상기와 마찬가지로, 압전 소자(200)의 구동에 의해 캐비티(233) 내의 잉크(액체)가 노즐(231)로부터 토출되는 것이다. 이 잉크젯 헤드(100C)는 노즐(231)이 형성된 노즐 플레이트(230)와, 스페이서(232)와, 압전 소자(200)를 구비하고 있다. 압전 소자(200)는 노즐 플레이트(230)에 대 하여 스페이서(232)를 거쳐 소정 거리만큼 간격을 두어 설치되어 있고, 노즐 플레이트(230)와 압전 소자(200)와 스페이서(232)로 둘러싸인 공간에 캐비티(233)가 형성되어 있다.

압전 소자(200)의 도 46 중 상면에는, 복수의 전극이 접합되어 있다. 즉, 압전 소자(200)의 거의 중앙부에는, 제 1 전극(234)이 접합되고, 그 양 측부에는, 각각 제 2 전극(235)이 접합되어 있다. 제 1 전극(234)과 제 2 전극(235) 사이에 소정의 구동 전압 파형을 인가함으로써, 압전 소자(200)가 셰어 모드 변형하여 진동하고(도 46에서 화살표로 나타냄), 이 진동에 의해 캐비티(233)의 용적(캐비티 내의 압력)이 변화하고, 캐비티(233) 내에 충전된 잉크(액체)가 노즐(231)로부터 액적으로서 토출한다. 즉, 잉크젯 헤드(100C)에서는, 압전 소자(200) 자체가 진동판으로서 기능한다.

도 47에 나타내는 잉크젯 헤드(100D)도 상기와 마찬가지로, 압전 소자(200)의 구동에 의해 캐비티(245) 내의 잉크(액체)가 노즐(241)로부터 토출되는 것이다. 이 잉크젯 헤드(100D)는 노즐(241)이 형성된 노즐 플레이트(240)와, 캐비티 플레이트(242)와, 진동판(243)과, 복수의 압전 소자(200)를 적층하여 이루어지는 적층 압전 소자(201)를 구비하고 있다.

캐비티 플레이트(242)는 소정 형상(오목부가 형성되는 것과 같은 형상)으로 성형되고, 이에 따라, 캐비티(245) 및 리저버(246)가 형성된다. 캐비티(245)와 리저버(246)는 잉크 공급구(247)를 거쳐 연결하고 있다. 또한, 리저버(246)는 잉크 공급 튜브(311)를 거쳐 잉크 카트리지(31)와 연결하고 있다.

적층 압전 소자(201)의 도 47 중 하단은 중간층(244)을 거쳐 진동판(243)과 접합되어 있다. 적층 압전 소자(201)에는, 복수의 외부 전극(248) 및 내부 전극(249)이 접합되어 있다. 즉, 적층 압전 소자(201)의 외표면에는, 외부 전극(248)이 접합되고, 적층 압전 소자(201)를 구성하는 각 압전 소자(200)끼리의 사이(또는 각 압전 소자의 내부)에는, 내부 전극(249)이 설치되어 있다. 이 경우, 외부 전극(248)과 내부 전극(249)의 일부가 교대로, 압전 소자(200)의 두께 방향으로 겹치도록 배치된다.

그리고, 외부 전극(248)과 내부 전극(249) 사이에 헤드 드라이버(33)로부터 구동 전압 파형을 인가함으로써, 적층 압전 소자(201)가 도 47 중 화살표로 나타내는 바와 같이 변형하여(도 47 상하 방향으로 신축하여) 진동하고, 이 진동에 의해 진동판(243)이 진동한다. 이 진동판(243)의 진동에 의해 캐비티(245)의 용적(캐비티 내의 압력)이 변화하고, 캐비티(245) 내에 충전된 잉크(액체)가 노즐(241)로부터 액적으로서 토출된다.

액적의 토출에 의해 캐비티(245) 내에서 감소한 액체 양은 리저버(246)로부터 잉크가 공급되어 보급된다. 또한, 리저버(246)에는, 잉크 카트리지(31)로부터 잉크 공급 튜브(311)를 거쳐 잉크가 공급된다.

이상과 같은 압전 소자를 구비하는 잉크젯 헤드(100A∼100D)에서도, 상술한 정전 용량 방식의 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로 하여, 진동판 또는 진동판으로서 기능하는 압전 소자의 잔류 진동에 근거해서, 액적 토출의 이상을 검출하고 또는 그 이상의 원인을 특정할 수 있다. 또, 잉크젯 헤드(100B, 100C)에서는, 캐비티에 면한 위치에 센서로서의 진동판(잔류 진동 검출용 진동판)을 마련하고, 이 진동판의 잔류 진동을 검출하는 것과 같은 구성으로 할 수도 있다.

(실시예 3)

다음에, 본 발명에 있어서의 잉크젯 헤드의 또 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 48은 본 실시예에 있어서의 헤드 유닛(35)의 구성을 나타내는 사시도, 도 49는 도 48에 나타내는 헤드 유닛(35)(잉크젯 헤드(100H))의 단면도이다. 이하, 이들 도면에 따라 설명하지만, 상술한 실시예와 서로 다른 점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 48 및 도 49에 나타내는 헤드 유닛(35)(잉크젯 헤드(100H))은 이른바 막비등 잉크젯 방식(더말 제트 방식)에 의한 것으로, 지지판(410)과, 기판(420)과, 외벽(430) 및 격벽(431)과, 천판(天板)(440)이 도 48 및 도 49 중 하측으로부터 이 순서대로 접합된 구성의 것이다.

기판(420)과 천판(440)은 외벽(430) 및 등간격으로 평행하게 배치된 복수(도시한 예에서는 6장)의 격벽(431)을 거쳐 소정 간격을 두고 설치되어 있다. 그리고, 기판(420)과 천판(440) 사이에는, 격벽(431)에 의해 구획된 복수(도시한 예에서는 다섯 개)의 캐비티(압력실 : 잉크실)(141)가 형성되어 있다. 각 캐비티(141)는 구형(직방체 형상)을 하고 있다.

또한, 도 48 및 도 49에 나타내는 바와 같이, 각 캐비티(141)의 도 49 중 좌측 단부(도 48 중 상단)는 노즐 플레이트(전판)(433)에 의해 덮여지고 있다. 이 노즐 플레이트(433)에는, 각 캐비티(141)에 연결하는 노즐(구멍)(110)이 형성되어 있고, 이 노즐(110)로부터 잉크(액체 형상 재료)가 토출된다.

도 48에서는, 노즐 플레이트(433)에 대하여 노즐(110)이 직선적으로, 즉 열 형상으로 배치되어 있지만, 노즐의 배치 패턴은 이것에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.

또, 노즐 플레이트(433)를 마련하지 않고, 각 캐비티(141)의 도 48 중 상단(도 49 중 좌단)이 개방되어 있고, 이 개방된 개구가 노즐로 되는 것과 같은 구성이라도 좋다.

또한, 천판(440)에는, 잉크 취입구(441)가 형성되고, 해당 잉크 취입구(441)에는, 잉크 공급 튜브(311)를 거쳐, 잉크 카트리지(31)에 접속되어 있다.

기판(420)의 각 캐비티(141)에 대응하는 개소에는, 각각, 발열체(450)가 설치(매설)되어 있다. 각 발열체(450)는 구동 회로(18)를 포함하는 헤드 드라이버(통전 수단)(33)에 의해, 각각 별개로 통전되어 발열한다. 헤드 드라이버(33)는 제어부(6)로부터 입력되는 인쇄 신호(인쇄 데이터)에 따라, 발열체(450)의 구동 신호로서, 예컨대, 펄스 형상의 신호를 출력한다.

또한, 발열체(450)의 캐비티(141) 측의 면은 보호막(내(耐)캐비테이션막)(451)으로 덮여지고 있다. 이 보호막(451)은 발열체(450)가 캐비티(141) 내의 잉크와 직접 접촉하는 것을 방지하기 위해 마련된 것이다. 이 보호막(451)을 마련함으로써, 발열체(450)가 잉크와 접촉함에 따른 변질, 열화 등을 방지할 수 있다.

기판(420)의 각 발열체(450)의 근방에서, 각 캐비티(141)에 대응하는 개소에는, 각각, 오목부(460)가 형성되어 있다. 이 오목부(460)는, 예컨대, 에칭, 블랭킹 등의 방법에 의해 형성할 수 있다.

오목부(460)의 캐비티(141) 측을 차폐하도록 진동판(다이어프램)(461)이 설치되어 있다. 이 진동판(461)은 캐비티(141) 내의 압력(액압) 변화에 따라 도 49 중의 상하 방향으로 탄성 변형(탄성적으로 변위)한다.

이 진동판(461)은 전극으로서도 기능한다. 진동판(461)은 그 전체가 도전성의 것이어도, 도전층과 절연층이 적층된 것이라도 좋다.

한편, 오목부(460)의 다른 쪽 측은 지지판(410)에 의해 덮여져 있고, 해당 지지판(410)의 도 49 중 상면의 각 진동판(461)에 대응하는 개소에는, 각각, 전극(세그먼트 전극)(462)이 설치되어 있다.

진동판(461)과 전극(462)은 소정의 간격 거리를 두고 거의 평행하게 대향하도록 배치되어 있다.

이와 같이, 약간의 간격 거리를 두어 진동판(461)과 전극(462)을 배치함으로써, 평행 평판 콘덴서를 형성할 수 있다. 그리고, 진동판(461)이 캐비티(141) 내의 압력에 따라 도 49 중 상하 방향으로 탄성 변위(변형)하면, 그에 따라 진동판(461)과 전극(462)의 간격 거리가 변화하고, 상기 평행 평판 콘덴서의 정전 용량이 변화한다. 잉크젯 헤드(100H)에서는, 진동판(461) 및 전극(462)은 진동판(461)의 진동(잔류 진동(감쇠 진동))에 따르는 상기 정전 용량의 시간 경과적 변동에 근거해서 해당 잉크젯 헤드(100H)의 이상을 검출하는 센서로서 기능한 다.

기판(420)의 캐비티(141) 밖으로는, 공통 전극(470)이 형성되어 있다. 또한, 지지판(410)의 캐비티(141) 밖으로는, 세그먼트 전극(471)이 형성되어 있다. 전극(462), 공통 전극(470) 및 세그먼트 전극(471)은, 각각, 예컨대, 금속 박의 접합, 도금, 증착, 스퍼터링 등의 방법에 의해 형성할 수 있다.

각 진동판(461)과 공통 전극(470)은 도체(475)에 의해 전기적으로 접속되고, 각 전극(462)과 각 세그먼트 전극(471)은 도체(476)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

도체(475, 476)에서는, 각각, ① 금속선 등의 도선을 배치한 것, ② 기판(420) 또는 지지판(410)의 표면에, 예컨대, 금, 동 등의 도전성 재료로 이루어지는 박막을 형성한 것, 또는, ③ 기판(420) 등의 도체 형성 부분에 이온 도핑 등을 실시하여 도전성을 부여한 것 등을 들 수 있다.

다음에, 잉크젯 헤드(100H)의 작용(작동 원리)에 대해 설명한다.

헤드 드라이버(33)로부터 구동 신호(펄스 신호)가 출력되어 발열체(450)에 통전되면, 발열체(450)는 순간에 300℃ 이상의 온도로 발열한다. 이에 따라, 보호막(451) 상에 막비등에 의한 기포(상술한 토출 이상의 원인으로 되는 캐비티 내에 혼입, 발생하는 기포와는 다름)(480)가 발생하여, 해당 기포(480)는 순간에 팽창한다. 이에 따라, 캐비티(141) 내에 채워진 잉크(액체 형상 재료)의 액압이 증대하여, 잉크의 일부가 노즐(110)로부터 액적으로서 토출된다.

잉크 방울의 토출에 의해 캐비티(141) 내에서 감소한 액체량은 잉크 취입구(441)로부터 새로운 잉크가 캐비티(141) 내로 공급되어 보급된다. 이 잉크는 잉크 카트리지(31)로부터 잉크 공급 튜브(311) 내를 통해 공급된다.

잉크의 액적이 토출된 직후, 기포(480)는 급격히 수축하여, 본래 상태로 되돌아간다. 이 때의 캐비티(141) 내의 압력 변화에 의해 진동판(461)이 탄성적으로 변위(변형)하여, 다음 구동 신호가 입력되어 다시 잉크 방울이 토출되기까지의 사이, 감쇠 진동(잔류 진동)을 발생한다. 진동판(461)이 감쇠 진동을 발생하면, 그에 따라, 진동판(461)과, 이것과 대향하는 전극(462)으로 구성되는 콘덴서의 정전 용량이 변화한다. 본 실시예의 잉크젯 헤드(100H)에서는, 이 정전 용량의 시간 경과적 변동을 이용하여, 상술한 실시예 1의 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 토출 이상을 검출할 수 있다.

이상, 본 발명의 액적 토출 장치 및 액적 토출 장치의 토출 이상 회복 방법을 도시의 각 실시예에 근거해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 액적 토출 헤드 또는 액적 토출 장치를 구성하는 각 부분은 동일한 기능을 발휘할 수 있는 임의의 구성의 것과 치환할 수 있다. 또한, 본 발명의 액적 토출 헤드 또는 액적 토출 장치에, 다른 임의의 구성물이 부가되어 있어도 좋다.

또, 본 발명의 액적 토출 장치의 액적 토출 헤드(상술의 실시예에서는, 잉크젯 헤드(100))로부터 토출하는 토출 대상액(액적)으로는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 이하와 같은 각종 재료를 포함하는 액체(서스펜션, 에멀전 등의 분산액을 포함함)로 할 수 있다. 즉, 컬러 필터의 필터 재료(잉크), 유기 EL(Electro Luminescence) 장치에 있어서의 EL 발광층을 형성하기 위한 발광 재료, 전자 방출 장치에 있어서의 전극 상에 형광체를 형성하기 위한 형광 재료, PDP(Plasma Display Panel) 장치에 있어서의 형광체를 형성하기 위한 형광 재료, 전기 영동 표시 장치에 있어서의 영동체를 형성하는 영동체 재료, 기판 W의 표면에 뱅크를 형성하기 위한 뱅크 재료, 각종 코팅 재료, 전극을 형성하기 위한 액체 형상 전극 재료, 두 장의 기판 사이에 미소한 셀 갭을 구성하기 위한 스페이서를 구성하는 입자 재료, 금속 배선을 형성하기 위한 액체 형상 금속 재료, 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 렌즈 재료, 레지스트 재료, 광 확산체를 형성하기 위한 광 확산 재료, DNA 칩이나 프로틴 칩 등의 바이오 센서에 이용하는 각종 시험 액체 재료 등이다.

또한, 본 발명에서는, 액적을 토출하는 대상으로 되는 액적 수용물은 기록 용지와 같은 종이에 한정되지 않고, 필름, 직포, 부직포 등의 다른 미디어나, 유리 기판, 실리콘 기판 등의 각종 기판과 같은 재료이더라도 좋다.

또한, 본 발명의 액적 토출 장치 및 액적 토출 장치의 토출 이상 회복 방법에서는, 토출 이상과 그 원인을 검출하는 수단 및 방법은, 상술한 바와 같이, 진동판(121)의 잔류 진동의 진동 패턴을 검출하고 해석하는 방법에 한정되지 않고, 어떤 검출 방법을 이용했다고 해도, 토출 이상의 원인이 특정되어 있으면, 적절한 회복 처리를 선택할 수 있다. 토출 이상(도트 누락)의 검출 방법에서는, 예컨대, 레이저 등의 광학 센서를 직접 노즐 내의 잉크 메니스커스에 조사 반사시켜 수광 소자에 의해 메니스커스의 진동 상태를 검지하고, 진동 상태로부터 막힘의 원인을 특 정하는 방법이나, 일반적인 광학식의 도트 누락 검출 장치(비상(飛翔) 액적이 센서의 검지 범위에 들어갔는지 여부를 검출함)와, 토출 동작 후의 시간 경과의 계측 결과로부터, 액적의 유무를 검출하고, 또한 도트 누락이 발생한 경우의 잉크젯 헤드의 시간 경과 데이터를 기초로 건조 시간 내에서 발생한 현상에 대해서는 건조라고 추정하고, 건조 시간 외에 발생한 현상에 대해서는 지분, 또는 기포라고 추정하는 방법이나, 상기한 구성에 진동 센서를 추가하여, 도트 누락이 발생하기 전에 기포가 혼입될 수 있는 진동이 가해졌는지 여부를 판정하여, 가해지고 있었을 경우에는 기포 혼입이라고 추정하는 방법(이 경우, 도트 누락의 검출 수단은 광학식에 한정될 필요는 없고, 예컨대, 잉크 토출을 받아 열 감지부의 온도 변화를 검지하는 열 감지 식이나, 잉크 방울을 대전시켜 토출 착탄한 검출 전극의 전하량의 변화를 검출하는 방법이나, 잉크 방울이 전극 사이를 통과함으로써 변화하는 정전 용량식 검출을 이용하여도 좋음)이나, 지분 부착의 검출 방법으로서, 헤드면의 상태를 카메라 등에 의해 화상 정보로서 검출하거나, 또는 레이저 등의 광학 센서를 헤드면 부근에서 주사하여 지분 부착의 유무를 검출하는 방법 등이 생각된다.

또한, 회복 수단(24)이 실행하는 회복 처리의 하나인 펌프 흡인 회복 처리는 건조 등에 의해 증점이 진행된 경우와 기포 혼입의 경우에 대해 효과적인 처리이며, 어느 쪽의 원인에서도 동일한 회복 처리가 취해질 수 있기 때문에, 헤드 유닛(35) 내에 펌프 흡인 처리가 필요한 기포 혼입과 건조 증점의 잉크젯 헤드(100)를 검출한 경우에는, 도 40의 흐름도의 단계 S905 내지 S907과 같이 개별적으로 처리를 결정하지 않고, 기포 혼입의 잉크젯 헤드(100)와 건조 증점의 잉크 젯 헤드(100)에 대하여 한번에 펌프 흡인 처리를 실행하여도 좋다. 즉, 노즐(110) 부근에 지분이 부착하고 있는지 여부를 판단한 후에는, 기포 혼입인지 건조 증점인지의 판단을 행하지 않고, 펌프 흡인 처리를 실행하여도 좋다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims

구동 회로에 의해 액추에이터를 구동하여, 캐비티 내의 액체를 노즐로부터 액적으로서 토출하는 복수의 액적 토출 헤드로 이루어지는 헤드 유닛을 갖는 액적 토출 장치로서,

상기 액적 토출 헤드의 토출 이상(異常)을 그 원인과 함께 검출하는 토출 이상 검출 수단과,

상기 노즐로부터 액적을 토출했을 때, 상기 토출 이상 검출 수단에 의해 토출의 이상이 검출된 경우에는, 그 토출 이상의 원인에 따라, 회복 처리를 실행하는 회복 수단

을 구비하되,

상기 액적 토출 헤드는 상기 액추에이터의 구동에 의해 변위되는 진동판을 갖고,

상기 토출 이상 검출 수단은, 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 상기 액적 토출 헤드의 액적의 토출 이상의 유무를 판정하고, 또한 상기 액적 토출 헤드의 액적의 토출 이상이 있다고 판정했을 때, 그 토출 이상의 원인을 판정하는 판정 수단을 구비하여, 상기 진동판의 잔류 진동을 검출하여, 해당 검출된 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 상기 액적의 토출 이상을 검출하며,

상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴은, 상기 잔류 진동의 주기를 포함하고,

상기 판정 수단은, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 소정 범위의 주기보다도 짧을 때에는, 상기 캐비티 내에 기포가 혼입된 것으로 판정하고, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 소정의 임계값보다도 길 때에는, 상기 노즐 부근의 액체가 건조에 의해 증점한 것으로 판정하고, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 상기 소정 범위의 주기보다도 길고, 상기 소정의 임계값보다도 짧을 때에는, 상기 노즐의 출구 부근에 지분이 부착된 것으로 판정하는

액적 토출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 회복 수단은,

상기 액적 토출 헤드의 노즐이 배열되는 노즐면을 와이퍼에 의해 와이핑 처리하는 와이핑 수단과,

상기 액추에이터를 구동하여 노즐로부터 상기 액적을 예비적으로 토출하는 플러싱 처리를 실행하는 플러싱 수단과,

상기 액적 토출 헤드의 노즐면을 덮는 캡에 접속하는 펌프에 의해 펌프 흡인 처리를 행하는 펌핑 수단

을 포함하는 액적 토출 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단이 검출할 수 있는 토출 이상의 원인은, 상기 캐비티로의 기포 혼입과, 상기 노즐 부근의 액체의 건조에 의한 증점과, 상기 노즐 출구 부근으로의 지분(紙粉) 부착을 포함하고,

상기 회복 수단은, 기포 혼입의 경우에는 상기 펌핑 수단에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하고, 건조 증점의 경우에는 상기 플러싱 수단에 의한 플러싱 처리 또는 상기 펌핑 수단에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하고, 지분 부착의 경우에는 적어도 상기 와이퍼에 의한 와이핑 처리를 실행하는 액적 토출 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 회복 수단은, 상기 토출 이상 검출 수단이 상기 헤드 유닛 내의 복수의 액적 토출 헤드에 상기 펌프 흡인 처리가 필요한 기포 혼입과 건조 증점을 검출한 경우에는, 상기 기포 혼입과 건조 증점으로 된 액적 토출 헤드에 대해 한번에 펌프 흡인 처리를 실행하는

액적 토출 장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은, 발진 회로를 구비하고, 상기 진동판의 잔류 진동에 의해 변화하는 상기 액추에이터의 정전 용량 성분에 근거해서, 해당 발진 회로가 발진하는 액적 토출 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 발진 회로는, 상기 액추에이터의 정전 용량 성분과, 상기 액추에이터에 접속되는 저항 소자의 저항 성분에 의한 CR 발진 회로를 구성하는

액적 토출 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은, 상기 발진 회로의 출력 신호에서의 발진 주파수의 변화에 근거해서 생성되는 소정의 신호 그룹에 의해, 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형을 생성하는 F/V 변환 회로를 포함하는

액적 토출 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은, 상기 F/V 변환 회로에 의해 생성된 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형을 소정의 파형으로 정형하는 파형 정형 회로를 포함하는

액적 토출 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 파형 정형 회로는,

상기 F/V 변환 회로에 의해 생성된 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형으로부터 직류 성분을 제거하는 DC 성분 제거 수단과, 이 DC 성분 제거 수단에 의해 직류 성분이 제거된 전압 파형과 소정의 전압값을 비교하는 비교기를 포함하고,

해당 비교기는, 해당 전압 비교에 근거해서, 구형파를 생성하여 출력하는

액적 토출 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은, 상기 파형 정형 회로에 의해 생성된 상기 구형파로부터 상기 진동판의 잔류 진동의 주기를 계측하는 계측 수단을 포함하는

액적 토출 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 계측 수단은, 카운터를 갖고, 해당 카운터가 기준 신호의 펄스를 카운트함으로써, 상기 구형파의 상승 에지간 또는 상승 에지와 하강 에지간의 시간을 계측하는

액적 토출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액추에이터의 구동에 의한 상기 액적의 토출 동작 후, 상기 액추에이터와의 접속을 상기 구동 회로로부터 상기 토출 이상 검출 수단으로 전환하는 전환 수단을 더 구비하는

액적 토출 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 액적 토출 장치는, 상기 토출 이상 검출 수단 및 상기 전환 수단을 각각 복수 구비하고,

액적 토출 동작을 행한 상기 액적 토출 헤드에 대응하는 상기 전환 수단이 상기 액추에이터와의 접속을 상기 구동 회로로부터 대응하는 상기 토출 이상 검출 수단으로 전환하고, 해당 전환된 토출 이상 검출 수단은, 상기 액적의 토출 이상을 검출하는

액적 토출 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 전환 수단은, 상기 액적 토출 헤드에 각각 대응하는 복수의 단위 전환 수단으로 구성되고,

상기 토출 이상 검출 수단이 상기 복수 노즐 중 어느 하나의 노즐에 대해 상기 액적의 토출 이상을 검출할지를 결정하는 검출 결정 수단을 더 구비하고,

상기 전환 수단은, 상기 검출 결정 수단에 의해 결정된 상기 액적 토출 헤드의 노즐에 대응하는 상기 액추에이터의 구동에 의한 상기 액적의 토출 동작 후, 상기 액추에이터와의 접속을 상기 구동 회로로부터 상기 토출 이상 검출 수단으로 전환하는

액적 토출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은, 검출 대상으로 되는 상기 노즐의 플러싱 처리에서의 액적 토출 동작 시 또는 인자 동작에서의 액적 토출 동작 시 중 어느 한 타이밍에서 상기 액적의 토출 이상을 검출하는

액적 토출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액추에이터는, 정전식(靜電式) 액추에이터인 액적 토출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액추에이터는, 압전 소자의 피에조 효과를 이용한 압전 액추에이터인 액적 토출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단에 의해 검출된 상기 액적의 토출 이상의 원인을 검출 대상의 노즐과 관련지어 기억하는 기억 수단을 더 구비하는

액적 토출 장치.
구동 회로에 의해 액추에이터를 구동하여 액체가 충전된 캐비티 내의 압력을 변화시킴으로써 상기 캐비티에 연통되는 노즐로부터 상기 액체를 액적으로서 토출하는 복수의 액적 토출 헤드를 구비하고, 상기 액적 토출 헤드를 액적 수용물에 대하여 상대적으로 주사하면서 상기 노즐로부터 액적을 토출하여 상기 액적 수용물에 착탄(着彈)시키는 액적 토출 장치로서,

상기 노즐로부터의 액적의 토출 이상을 그 원인과 함께 검출하는 토출 이상 검출 수단과,

상기 액적 토출 헤드에 대해, 액적의 토출 이상의 원인을 해소시키는 회복 처리를 행하는 회복 수단과,

상기 토출 이상 검출 수단에 의해 토출 이상이 검출된 노즐을 그 원인과 관련지어 기억하는 기억 수단을 구비하되,

상기 전체 노즐에 대하여 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 행한 경우, 토출 이상이 발생한 이상 노즐이 있었을 때에는, 그 토출 이상의 원인에 따른 회복 처리를 적어도 상기 이상 노즐에 대하여 상기 회복 수단에 의해 실행하고, 그 후, 상기 이상 노즐에 대해서만 액적 토출 동작을 행하여 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 재차 행하는 것을 특징으로 하는

액적 토출 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 회복 수단은,

상기 액적 토출 헤드의 노즐이 배열되는 노즐면을 와이퍼에 의해 닦아내는 와이핑 처리를 행하는 와이핑 수단과, 상기 액추에이터를 구동하여 상기 노즐로부터 액적을 예비적으로 토출하는 플러싱 처리를 실행하는 플러싱 수단과, 상기 액적 토출 헤드의 노즐면을 덮는 캡에 접속하는 펌프에 의해 펌프 흡인 처리를 행하는 펌핑 수단을 포함하는

액적 토출 장치.
제 24 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단이 검출할 수 있는 토출 이상의 원인은, 상기 캐비티로의 기포 혼입과, 상기 노즐 부근의 액체의 건조에 의한 증점과, 상기 노즐 출구 부근으로의 지분 부착을 포함하고,

상기 회복 수단은,

상기 이상 노즐의 토출 이상의 원인이, 기포 혼입인 경우에는 상기 펌핑 수단에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하고, 건조 증점인 경우에는 상기 플러싱 수단에 의한 플러싱 처리 또는 상기 펌핑 수단에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하고, 지분 부착의 경우에는 적어도 상기 와이퍼에 의한 와이핑 처리를 실행하는

액적 토출 장치.
구동 회로에 의해 액추에이터를 구동하여 액체가 충전된 캐비티 내의 압력을 변화시킴으로써 상기 캐비티에 연통되는 노즐로부터 상기 액체를 액적으로서 토출하는 복수의 액적 토출 헤드를 구비하고, 상기 액적 토출 헤드를 액적 수용물에 대 해 상대적으로 주사하면서 상기 노즐로부터 액적을 토출하여 상기 액적 수용물에 착탄시키는 액적 토출 장치로서,

상기 노즐로부터의 액적의 토출 이상을 그 원인과 함께 검출하는 토출 이상 검출 수단과,

상기 액적 토출 헤드에 대하여, 액적의 토출 이상의 원인을 해소시키는 회복 처리를 행하는 회복 수단과,

상기 토출 이상 검출 수단에 의해 토출 이상이 검출된 노즐을 그 원인과 관련지어 기억하는 기억 수단

을 구비하되,

상기 회복 수단은, 상기 액추에이터를 구동하여 상기 노즐로부터 액적을 예비적으로 토출하는 플러싱 처리를 실행하는 플러싱 수단을 포함하고,

상기 전체 노즐에 대하여 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 행한 경우, 토출 이상이 발생한 이상 노즐이 있었을 때에는, 상기 이상 노즐에 대해서만 플러싱 처리를 실행한 후, 상기 이상 노즐에 대해서만 액적 토출 동작을 행하여 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 재차 행하고, 토출 이상이 해소되어 있지 않는 재(再) 이상 노즐이 있었을 때에는, 해당 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인에 따른 회복 처리를 적어도 상기 재 이상 노즐에 대해 상기 회복 수단에 의해 실행하고, 그 후, 상기 재 이상 노즐에 대해서만 액적 토출 동작을 행하여 상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 재차 실행하는

것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 회복 수단은,

상기 액적 토출 헤드의 노즐이 배열되는 노즐면을 와이퍼에 의해 닦아내는 와이핑 처리를 행하는 와이핑 수단과, 상기 액적 토출 헤드의 노즐면을 덮는 캡에 접속하는 펌프에 의해 펌프 흡인 처리를 행하는 펌핑 수단을 더 포함하는

액적 토출 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단이 검출할 수 있는 토출 이상의 원인은, 상기 캐비티로의 기포 혼입과, 상기 노즐 부근의 액체의 건조에 의한 증점과, 상기 노즐 출구 부근으로의 지분 부착을 포함하고,

상기 회복 수단은, 상기 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인이, 기포 혼입 또는 건조 증점인 경우에는 상기 펌핑 수단에 의한 펌프 흡인 처리를 실행하고, 지분 부착의 경우에는 적어도 상기 와이퍼에 의한 와이핑 처리를 실행하는

액적 토출 장치.
제 24 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 회복 수단은, 토출 이상의 원인에 따른 회복 처리를 행한 후, 상기 각 노즐에 대해 플러싱 처리를 실행하는

액적 토출 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 와이핑 수단은,

복수 조의 노즐 그룹마다 개별적으로 와이핑 처리할 수 있도록 구성되고, 상기 이상 노즐 또는 상기 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인에 따라 와이핑 처리할 때, 상기 이상 노즐 또는 상기 재 이상 노즐을 포함하는 노즐 그룹에 대해서만 와이핑 처리를 행하는

액적 토출 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 펌핑 수단은,

복수 조의 노즐 그룹마다 개별적으로 펌프 흡인 처리를 행할 수 있도록 구성되고, 상기 이상 노즐 또는 상기 재 이상 노즐의 토출 이상의 원인에 따라 펌프 흡인 처리할 때, 상기 이상 노즐 또는 상기 재 이상 노즐을 포함하는 노즐 그룹에 대해서만 펌프 흡인 처리를 행하는

액적 토출 장치.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,

상기 복수 조의 노즐 그룹은, 토출하는 액적의 종류가 서로 다른 액적 토출 장치.
제 23 항 또는 제 26 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단에 의한 검출을 행한 결과, 토출 이상이 검출된 노즐이 있었을 경우, 그 취지를 통지하는 통지 수단을 더 구비하는

액적 토출 장치.
제 23 항 또는 제 26 항에 있어서,

상기 액적 토출 헤드의 액추에이터는, 상기 캐비티 내의 압력을 변화시키도록 변위할 수 있는 진동판을 갖고,

상기 토출 이상 검출 수단은, 상기 진동판의 잔류 진동을 검출하여, 해당 검출된 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 토출 이상을 검출하는

액적 토출 장치.
제 34 항에 있어서,

상기 액추에이터는, 정전식 액추에이터인 액적 토출 장치.
제 34 항에 있어서,

상기 액추에이터는, 압전 소자의 피에조 효과를 이용한 압전 액추에이터인 액적 토출 장치.
제 34 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은, 발진 회로를 구비하고, 상기 진동판의 잔류 진동에 의해 변화하는 상기 액추에이터의 정전 용량 성분에 근거해서, 해당 발진 회로가 발진되는

액적 토출 장치.
제 37 항에 있어서,

상기 발진 회로는, 상기 액추에이터의 정전 용량 성분과, 상기 액추에이터에 접속되는 저항 소자의 저항 성분에 의한 CR 발진 회로를 구성하는

액적 토출 장치.
제 23 항 또는 제 26 항에 있어서,

상기 액적 토출 헤드의 액추에이터는, 상기 캐비티 내에 충전된 액체를 가열하여 막비등(膜沸騰)을 생기게 할 수 있는 발열체를 갖고,

상기 액적 토출 헤드는, 상기 캐비티 내의 압력의 변화에 따라 탄성적으로 변위하는 진동판과, 상기 진동판과 대향하도록 설치된 전극을 더 구비하고,

상기 토출 이상 검출 수단은, 상기 진동판의 잔류 진동을 검출하여, 해당 검출된 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 토출 이상을 검출하는

액적 토출 장치.
제 39 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은, 발진 회로를 구비하고, 상기 진동판과 상기 전극으로 구성되는 콘덴서의 정전 용량의, 상기 진동판의 잔류 진동에 따른 시간 경과적 변동에 근거해서, 해당 발진 회로가 발진되는

액적 토출 장치.
제 40 항에 있어서,

상기 발진 회로는, 상기 콘덴서의 정전 용량 성분과, 저항 소자의 저항 성분에 의한 CR 발진 회로를 구성하는

액적 토출 장치.
제 34 항에 있어서,

상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴은, 상기 잔류 진동의 주기를 포함하는 액적 토출 장치.
제 34 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은,

상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 상기 액적 토출 헤드의 액적의 토출 이상 유무를 판정하고, 또한 상기 액적 토출 헤드의 액적의 토출 이상이 있다고 판정했을 때, 그 토출 이상의 원인을 판정하는 판정 수단을 포함하는

액적 토출 장치.
제 43 항에 있어서,

상기 판정 수단은,

상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 소정 범위의 주기보다도 짧을 때에는, 상기 캐비티 내에 기포가 혼입된 것으로 판정하고, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 소정의 임계값보다도 길 때에는, 상기 노즐 부근의 액체가 건조에 의해 증점한 것으로 판정하며, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 상기 소정 범위의 주기보다도 길고, 상기 소정의 임계값보다도 짧을 때에는, 상기 노즐의 출구 부근에 지분이 부착된 것으로 판정하는

액적 토출 장치.
제 37 항, 제 38 항, 제 40 항 및 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은,

상기 발진 회로의 출력 신호에 있어서의 발진 주파수의 변화에 근거해서 생성되는 소정의 신호 그룹에 의해, 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형을 생성하는 F/V 변환 회로를 포함하는

액적 토출 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은,

상기 F/V 변환 회로에 의해 생성된 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형을 소정의 파형으로 정형하는 파형 정형 회로를 포함하는

액적 토출 장치.
제 46 항에 있어서,

상기 파형 정형 회로는,

상기 F/V 변환 회로에 의해 생성된 상기 진동판의 잔류 진동의 전압 파형으로부터 직류 성분을 제거하는 DC 성분 제거 수단과, 이 DC 성분 제거 수단에 의해 직류 성분이 제거된 전압 파형과 소정의 전압값을 비교하는 비교기를 포함하고, 해당 비교기는, 해당 전압 비교에 근거해서, 구형파를 생성하여 출력하는

액적 토출 장치.
제 47 항에 있어서,

상기 토출 이상 검출 수단은,

상기 파형 정형 회로에 의해 생성된 상기 구형파로부터 상기 진동판의 잔류 진동의 주기를 계측하는 계측 수단을 포함하는

액적 토출 장치.
제 48 항에 있어서,

상기 계측 수단은,

카운터를 갖고, 해당 카운터가 기준 신호의 펄스를 카운트함으로써, 상기 구형파의 상승 에지간 또는 상승 에지와 하강 에지간의 시간을 계측하는

액적 토출 장치.
구동 회로에 의해 액추에이터를 구동하여, 캐비티 내의 액체를 노즐로부터 액적으로서 토출하는 복수의 액적 토출 헤드로 이루어지는 헤드 유닛을 갖는 액적 토출 장치의 토출 이상의 회복 방법으로서,

토출 이상 검출 수단에 의해 상기 액적 토출 헤드의 토출 이상(異常)을 그 원인과 함께 검출하는 단계와 ,

상기 노즐로부터 액적을 토출했을 때, 상기 토출 이상 검출 수단에 의해 토출의 이상이 검출된 경우에는, 회복 수단에 의해, 그 토출 이상의 원인에 따라, 회복 처리를 실행하는 단계

를 구비하되,

상기 액적 토출 헤드는 상기 액추에이터의 구동에 의해 변위되는 진동판을 갖고,

상기 토출 이상 검출 수단은, 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 상기 액적 토출 헤드의 액적의 토출 이상의 유무를 판정하고, 또한 상기 액적 토출 헤드의 액적의 토출 이상이 있다고 판정했을 때, 그 토출 이상의 원인을 판정하는 판정 수단을 구비하여, 상기 진동판의 잔류 진동을 검출하여, 해당 검출된 상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴에 근거해서, 상기 액적의 토출 이상을 검출하며,

상기 진동판의 잔류 진동의 진동 패턴은, 상기 잔류 진동의 주기를 포함하고,

상기 판정 수단은, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 소정 범위의 주기보다도 짧을 때에는, 상기 캐비티 내에 기포가 혼입된 것으로 판정하고, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 소정의 임계값보다도 길 때에는, 상기 노즐 부근의 액체가 건조에 의해 증점한 것으로 판정하고, 상기 진동판의 잔류 진동의 주기가 상기 소정 범위의 주기보다도 길고, 상기 소정의 임계값보다도 짧을 때에는, 상기 노즐의 출구 부근에 지분이 부착된 것으로 판정하는

액적 토출 장치의 토출 이상의 회복 방법.