WO2004076182A1 - Liquid drop ejector - Google Patents

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WO2004076182A1
WO2004076182A1 PCT/JP2004/002401 JP2004002401W WO2004076182A1 WO 2004076182 A1 WO2004076182 A1 WO 2004076182A1 JP 2004002401 W JP2004002401 W JP 2004002401W WO 2004076182 A1 WO2004076182 A1 WO 2004076182A1
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WO
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droplet
discharge
ejection
residual vibration
ink
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PCT/JP2004/002401
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Sakagami
Osamu Shinkawa
Original Assignee
Seiko Epson Corporation
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    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/09Ink jet technology used for manufacturing optical filters

Definitions

  • the present invention relates to a night drop ejection device.
  • An ink jet printer which is one of the droplet discharge devices, forms an image on a predetermined sheet by discharging ink droplets (droplets) from a plurality of nozzles.
  • the print head (ink-jet head) of an ink-jet printer has a large number of nozzles. May be clogged and ink drops cannot be ejected. If the nozzles are clogged, missing dots will occur in the printed image, which may cause a deterioration in image quality.
  • missing dot a state in which an ink droplet is not ejected from the nozzle of the ink jet head (ink droplet ejection abnormal state) is used.
  • a method of optically detecting each nozzle of the head has been devised (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-30963). With this method, it is possible to identify the nozzle that has a missing dot (abnormal ejection).
  • a detector including a light source and an optical sensor is attached to a droplet ejection device (for example, an ink jet printer).
  • a light source and a light source are arranged so that a droplet ejected from a nozzle of a droplet ejection head (ink jet head) passes between the light source and the optical sensor and blocks light between the light source and the optical sensor.
  • the optical sensor must be set (installed) with high precision (high accuracy).
  • such a detector is usually expensive, and there is a problem that the manufacturing cost of the ink jet printer is increased.
  • light is generated by ink mist from the nozzles and paper dust such as printing paper.
  • the output section of the source and the detection section of the optical sensor may become dirty, and the reliability of the detector may become an issue.
  • the droplet discharge apparatus that performs the above-described optical dot missing detection method detects missing dots of a nozzle (abnormal droplet ejection) during non-recording, and records the droplet on a droplet receiver such as printing paper. Since it cannot be detected during (printing), there is a problem that it is not possible to know (detect) whether a missing dot (pixel loss) has actually occurred in a printed image or the like. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a droplet discharge device capable of detecting whether or not a dot missing (pixel loss) actually exists in a formed image.
  • a droplet discharge device is configured such that a drive circuit drives an actuator to change a pressure in a cavity filled with a liquid, so that the nozzle communicates with the cavity.
  • a plurality of droplet discharge heads for discharging the liquid as droplets, wherein the droplets are discharged from the nozzles while scanning (moving) the droplet discharge head relative to a droplet receiver.
  • a discharge abnormality detecting unit that detects a discharge abnormality of the droplet from the nozzle; when the droplet discharge head is discharging a droplet to the droplet receiver, the droplet should be discharged from the nozzle; An ejection abnormality is detected by the ejection abnormality detection means for the ejection operation of each droplet.
  • the droplet discharge device of the present invention further includes a counting unit that counts the number of ejection abnormalities detected by the ejection abnormality detection unit.
  • the image quality of the formed image can be detected (determined) based on the number of missing dots (pixel loss) generated in the image formed on the droplet receiver.
  • the droplet discharge device of the present invention further comprises a notifying unit,
  • the notification is performed by the notification unit.
  • the droplet discharge device of the present invention further includes a droplet receptor conveying means for discharging and supplying the droplet receptor,
  • the droplet If the number of abnormal discharges for the droplet receiver counted by the counting means while discharging the droplet to the droplet receiver exceeds a preset reference value, the droplet The discharge of the droplets to the receptor is stopped, the droplet receiver is discharged by operating the droplet receptor transport means, and the next droplet receptor is supplied, and the supplied droplet receptor is supplied. It is preferable to newly discharge droplets in the same manner.
  • the image forming operation is re-executed on a new droplet receiver until a droplet receiver having an image satisfying the image quality standard based on the reference value is obtained. ) Can surely obtain the desired image quality.
  • the droplet discharge head further includes a recovery unit that performs recovery processing for eliminating a cause of the abnormal discharge of the droplet, and the same applies to the newly supplied droplet receiver. It is preferable to perform a recovery process by the recovery unit before discharging the droplets.
  • the recovery unit is configured such that nozzles of the droplet discharge head are arranged.
  • a wiping unit for wiping a nozzle surface with a wiper, a flushing unit for performing a flushing process for driving the actuator and preliminary discharging the droplet from the nozzle, Bombing means for performing a pump suction process by a pump connected to a cap covering the nozzle surface.
  • the reference value can be changed, and it is more preferable that the droplet discharge device has a plurality of operation modes in which the reference value is different, and that the operation mode can be selected. .
  • droplets can be ejected in accordance with the image quality desired by the operator (user) of the droplet ejection device so as to obtain an image of sufficient and sufficient image quality.
  • An image forming operation can be performed.
  • the droplet discharge head has a diaphragm that is displaced by driving of the work piece
  • the discharge abnormality detection means is configured to detect residual vibration of the diaphragm, and to detect abnormality of discharge of the droplet based on the detected vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm. Is also good. In this case, it is preferable that the discharge abnormality detecting means determines whether or not there is a discharge abnormality of the droplets of the droplet discharge head based on a vibration pattern of residual vibration of the diaphragm, and When it is determined that there is a discharge abnormality of the head droplet, a determination means for determining a cause of the discharge abnormality is included.
  • the residual vibration of the vibrating plate means that the actuator performs a droplet ejection operation by a drive signal (voltage signal) of the drive circuit, and then receives a next drive signal and receives a droplet again.
  • a drive signal voltage signal
  • a state in which the diaphragm continues to vibrate while being attenuated by the droplet discharging operation before the discharging operation is performed.
  • the vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm may include a period of the residual vibration.
  • the determination unit may determine that the period of the residual vibration of the diaphragm is a predetermined period. If the period is shorter than the range, it is determined that air bubbles are mixed in the capty. If the period of the residual vibration of the diaphragm is longer than a predetermined threshold, the liquid in the vicinity of the nozzle is thickened by drying. When the cycle of the residual vibration of the diaphragm is longer than the cycle of the predetermined range and shorter than the predetermined threshold, It is determined that paper dust has adhered to the vicinity of the outlet of the nozzle.
  • the discharge abnormality detecting means includes an oscillation circuit, and the oscillation circuit oscillates based on a capacitance component of the actuator that changes due to residual vibration of the diaphragm. It may be configured. In this case, it is preferable that the oscillation circuit forms a CR oscillation circuit including a capacitance component of the actuator and a resistance component of a resistance element connected to the actuator.
  • the droplet discharge device of the present invention detects the residual vibration waveform of the diaphragm as a time-series minute change (change in oscillation cycle) of the capacitance component of the actuator. When a piezoelectric element is used in the evening, the residual vibration waveform of the diaphragm can be accurately detected without depending on the magnitude of the electromotive force.
  • the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to be higher than the oscillation frequency of the residual vibration of the diaphragm by about one digit or more. In this way, by setting the oscillation frequency of the oscillation circuit to about several tens of times the oscillation frequency of the residual vibration of the diaphragm, the residual vibration of the diaphragm can be detected more accurately. As a result, it is possible to more accurately detect a droplet ejection abnormality.
  • the discharge abnormality detection means generates a voltage waveform of residual vibration of the diaphragm using a predetermined signal group generated based on a change in oscillation frequency in an output signal of the oscillation circuit. Includes / V conversion circuit.
  • the detection sensitivity can be set to be large when detecting the residual vibration waveform without affecting the driving of the actuator.
  • the discharge abnormality detection means may include a waveform shaping circuit that shapes a voltage waveform of the residual vibration of the diaphragm generated by the FZV conversion circuit into a predetermined waveform.
  • the waveform shaping circuit includes a DC component removing unit configured to remove a DC component from a voltage waveform of a residual vibration of the diaphragm generated by the FZV conversion circuit.
  • a comparator for comparing the voltage waveform from which the DC component has been removed by the DC component removing means with a predetermined voltage value, wherein the comparator generates and outputs a square wave based on the voltage comparison May be configured.
  • the discharge abnormality detecting means includes a measuring means for measuring a period of the residual vibration of the diaphragm from the rectangular wave generated by the waveform shaping circuit.
  • the measuring means has a counter, and the counter counts a pulse of the reference signal, thereby detecting a time between rising edges of the rectangular wave or between rising edges and falling edges.
  • the period of the residual vibration may be measured by measuring the interval. By measuring the period of the rectangular wave using the counter in this way, the period of the residual vibration of the diaphragm can be detected more easily and more accurately.
  • the droplet discharge device of the present invention is preferably configured such that after the droplet ejection operation by driving the actuator, switching means for switching a connection with the actuator from the drive circuit to the discharge abnormality detecting means.
  • the droplet discharge device of the present invention includes a plurality of the discharge abnormality detection means and the switching means, and the switching means corresponding to the droplet discharge head that has performed the droplet discharge operation is the liquid ejection apparatus.
  • the connection with the actuator is switched from the driving circuit to the corresponding ejection abnormality detection means, and the switched ejection abnormality detection means is configured to detect an abnormality in ejection of the droplet. Good.
  • the actuation may be an electrostatic actuation or a piezoelectric actuation utilizing a piezo effect of a piezoelectric element.
  • the droplet discharge device of the present invention may further include a storage unit that stores a cause of the droplet discharge abnormality detected by the discharge abnormality detection unit in association with a nozzle to be detected.
  • the droplet discharge device includes an ink jet printer.
  • FIG. 1 shows the configuration of an ink jet printing apparatus, which is one type of the droplet discharge device of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a main part of the ink jet printer of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a head unit (ink jet head) in the ink jet printing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the head unit of FIG.
  • FIG. 5 is an example of a nozzle arrangement pattern of a nozzle plate of a head unit using four color inks.
  • FIG. 6 is a state diagram showing each state at the time of input of a drive signal in the III-III section of FIG.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a simple vibration calculation model assuming residual vibration of the diaphragm shown in FIG.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the experimental value and the calculated value of the residual vibration in the case of normal ejection of the diaphragm in FIG.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle when bubbles are mixed in the cavity of FIG.
  • FIG. 10 is a graph showing calculated values and experimental values of residual vibration in a state where ink droplets are not ejected due to air bubbles entering the cavity.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle when the ink near the nozzle of FIG. 3 is fixed by drying.
  • FIG. 12 is a graph showing calculated values and experimental values of residual vibration in a state where the ink near the nozzle is in a dry and thickened state.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle when paper dust adheres near the nozzle outlet of FIG.
  • FIG. 14 is a graph showing calculated values and experimental values of the residual vibration in a state where paper dust adheres to the nozzle outlet.
  • FIG. 15 is a photograph showing the state of the nozzle before and after the paper dust adheres to the vicinity of the nozzle.
  • FIG. 16 is a schematic block diagram of the discharge abnormality detecting means.
  • Fig. 17 is a conceptual diagram when the electrostatic factory of Fig. 3 is a parallel plate capacitor. It is.
  • FIG. 18 is a circuit diagram of an oscillator circuit including a capacitor composed of the electrostatic function shown in FIG.
  • FIG. 19 is a circuit diagram of the FZV conversion circuit of the ejection abnormality detecting means shown in FIG.
  • FIG. 20 is a timing chart showing the timing of the output signal of each unit based on the oscillation frequency output from the oscillation circuit.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining a method of setting the fixed times tr and t1.
  • FIG. 22 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the waveform shaping circuit of FIG.
  • FIG. 23 is a block diagram schematically showing the switching means for switching between the drive circuit and the detection circuit.
  • FIG. 24 is a flowchart showing a discharge abnormality detection / determination process.
  • FIG. 25 is a flowchart showing the residual vibration detection processing.
  • FIG. 26 is a flowchart showing the discharge abnormality determination process.
  • FIG. 27 shows an example of the timing of detecting the ejection abnormality of a plurality of inkjet heads (when there is one ejection abnormality detection unit).
  • FIG. 28 shows an example of the timing of detecting ejection failures of a plurality of inkjet heads (when the number of ejection failure detection means is the same as the number of ink jet heads).
  • Fig. 29 shows an example of the timing of detecting abnormal ejection of multiple ink jet heads (when the number of ejection abnormality detecting means is the same as the number of ink jet heads and the abnormal ejection is detected when there is print data). It is.
  • FIG. 30 shows an example of the timing of detecting the ejection failure of a plurality of inkjet heads (when the number of ejection failure detection means is the same as the number of ink jet heads and the ejection failure detection is performed by circulating through each ink jet head). ).
  • FIG. 31 is a flowchart showing the timing of detecting a discharge abnormality during the flushing operation of the ink jet printing shown in FIG.
  • FIG. 32 is a flowchart showing the timing of detecting a discharge abnormality during the flushing operation of the ink jet printing shown in FIGS. 28 and 29.
  • FIG. 33 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection failure during the flushing operation of the ink jet printer shown in FIG.
  • FIG. 34 is a flowchart showing the timing of detecting a discharge abnormality during the printing operation of the ink jet printer shown in FIGS. 28 and 29.
  • FIG. 35 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection failure during the printing operation of the ink jet printer shown in FIG.
  • FIG. 36 shows a schematic structure (partially omitted) of the ink jet pudding shown in FIG. 1 as viewed from above.
  • FIG. 037 is a diagram showing the positional relationship between the wiper and the head unit shown in FIG.
  • FIG. 38 is a diagram showing a relationship between the head unit, the cap, and the pump during the pump suction process.
  • FIG. 39 is a schematic diagram showing the configuration of the tube pump shown in FIG.
  • FIG. 40 is a flowchart showing an ejection failure recovery process in the ink jet printer of the present invention.
  • FIG. 41 is a flowchart showing an example of processing when an ejection failure is detected during image formation.
  • FIG. 42 is a flowchart showing another example of the processing when an ejection failure is detected during image formation.
  • FIG. 43 is a flowchart showing still another example of the processing when an ejection failure is detected during image formation.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of the ink jet head according to the present invention.
  • FIG. 45 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the ink jet head according to the present invention.
  • FIG. 46 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the ink jet head according to the present invention.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of the ink jet head according to the present invention.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION a preferred embodiment of the droplet discharge device of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Note that this embodiment is given as an example, and the content of the present invention should not be interpreted in a limited manner.
  • the present embodiment as an example of the liquid droplet discharging apparatus of the present invention, an ink jet printer that discharges ink (liquid material) and prints an image on a recording paper (droplet receptor) will be described. I do.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an ink jet printer 1 which is a kind of a droplet discharge device according to a first embodiment of the present invention.
  • the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper”, and the lower side is referred to as “lower”.
  • the configuration of the ink jet pudding 1 will be described.
  • An ink jet printer 1 shown in FIG. 1 includes an apparatus main body 2, a tray 21 for placing recording paper P at the upper rear, a discharge roller 22 for discharging the recording paper P to a lower front, and an upper surface.
  • An operation panel 7 is provided.
  • the operation panel 7 includes, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED lamp, and the like.
  • a display unit (not shown) for displaying an error message and the like, and an operation unit (see FIG. (Not shown).
  • the display section of the operation panel 7 functions as a notification unit.
  • a printing apparatus (printing means) 4 including a reciprocating printing means (moving body) 3 and a paper feeding apparatus for supplying and discharging recording paper P to the printing apparatus 4 are mainly provided inside the apparatus main body 2.
  • the paper feeding device 5 intermittently feeds the recording paper P one by one.
  • This recording paper P passes near the lower part of the printing means 3.
  • the printing means 3 reciprocates in a direction substantially orthogonal to the feed direction of the recording paper P, and printing on the recording paper P is performed. That is, the reciprocating movement of the printing means 3 and the intermittent feeding of the recording paper P become main scanning and sub-scanning in printing, and ink jet printing is performed.
  • the printer 4 moves the printing means 3 and the printing means 3 in the main scanning direction (reciprocating movement).
  • a carriage motor 41 as a drive source and a reciprocating mechanism 42 for reciprocating the printing means 3 in response to the rotation of the carriage motor 41 are provided.
  • the printing means 3 includes a plurality of head units 35 and an ink cartridge (I / O 31) for supplying ink to each head unit 35.
  • the ink cartridge 31 is installed in a different location without being mounted on the cartridge 32, and the ink cartridge 31 is connected to the head unit 35 with a tube. It may be configured to be connected and supplied with an ink (not shown).
  • FIG. 1 shows four ink cartridges 31 corresponding to the four color inks, but the printing means 3 uses other colors, such as light cyan, light magenta, dark yellow, and special color ink.
  • the ink cartridge 31 may be further provided.
  • the reciprocating mechanism 42 has a carriage guide shaft 42 2 having both ends supported by a frame (not shown), and a timing belt 4 21 extending in parallel with the carriage guide shaft 4 22. are doing.
  • the carriage 32 is reciprocally supported by a carriage guide shaft 42 of the reciprocating mechanism 42 and is fixed to a part of the timing belt 421.
  • the printing means 3 is guided by the carriage guide shafts 4 22 and reciprocates. During this reciprocating movement, ink droplets are ejected from each ink jet head 100 of the head unit 35 appropriately in accordance with the image data (print data) to be printed. Printing is performed.
  • the paper feeding device 5 has a paper feeding motor 51 serving as a driving source thereof, and a paper feeding roller 52 rotated by the operation of the paper feeding motor 51.
  • the paper feed rollers 52 face up and down with the recording paper P transport path (recording paper P) in between.
  • the driving roller 52b is connected to a sheet feeding motor 51.
  • the driven roller 52a includes a driven roller 52a and a driving roller 52b.
  • the paper feed roller 52 feeds a large number of recording papers P set in the tray 21 one by one toward the printing device 4 or discharges one by one from the printing device 4. I have.
  • the paper feed motor 51 also feeds the recording paper P according to the resolution of the image in conjunction with the reciprocating operation of the printing means 3.
  • the paper feeding operation and the paper feeding operation can be performed by different motors, respectively, or can be performed by the same motor by using a component that switches torque transmission such as an electromagnetic clutch.
  • the control unit 6 controls the printing device 4 and the paper feeding device 5 on the basis of print data input from a host computer 8 such as a personal computer (PC) or a digital camera (DC), thereby controlling the recording paper P.
  • Print processing The control unit 6 displays an error message or the like on the display unit of the operation panel 7 or turns on / flashes an LED lamp or the like, and responds to various switch press signals input from the operation unit. Based on this, the corresponding processing is executed by each unit. Further, the control unit 6 may transfer information such as an error message and a discharge abnormality to the host combination 8 as needed.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a main part of the ink jet printing of the present invention.
  • the ink jet printer 1 of the present invention includes an interface unit (IF: Interface) 9 for receiving a print data input from a host computer 8, a control unit 6, and a printer.
  • IF Interface
  • Carriage motor driver 4 3 for driving and controlling Carriage mosquitoes 4
  • Paper feed motor 5 1 and Drive control for paper feed motor 5
  • Lined paper motor dryer 5 3 Head unit
  • Head driver 33 for driving and controlling the head unit 35; a discharge abnormality detecting means 10; a recovery means 24;
  • the details of the ejection abnormality detection means 10, the recovery means 24, and the head driver 33 will be described later.
  • the control unit 6 includes a CPU (Central Processing Unit) 61 for executing various processes such as a printing process and a discharge abnormality detection process, EEPR ⁇ M (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) (storage means) 62, which is a type of nonvolatile semiconductor memory that stores print data input via F9 in a data storage area (not shown), and discharge described later. Temporarily stores various data when executing abnormality detection processing, etc., or temporarily develops application programs for printing processing, etc. (RAM CRandom Access Memory) 63, and stores control programs for controlling each unit PROMO 64, which is a type of non-volatile semiconductor memory.
  • the components of the control section 6 are electrically connected via a bus (not shown).
  • the printing unit 3 includes the plurality of headunits 35 corresponding to each color ink.
  • each head unit 35 includes a plurality of nozzles 110 and an electrostatic actuator 120 corresponding to each of the nozzles 110. That is, the head unit 35 includes a plurality of ink jet heads 100 (droplet discharge heads) each having a set of nozzles 110 and an electrostatic actuator 120. It has become.
  • the head driver 33 includes a drive circuit 18 that drives the electrostatic actuator 120 of each inkjet head 100 to control the ink ejection timing, and switching means 23. (See Figure 16). The configuration of the electrostatic actuator 120 will be described later.
  • control unit 6 is electrically connected to various sensors that can detect the remaining amount of ink in the ink cartridge 31, the position of the printing unit 3, the printing environment such as temperature and humidity, and the like. Have been.
  • the control unit 6 When obtaining the print data from the host computer 8 via the IF 9, the control unit 6 stores the print data in the EEPROM 62. Then, the CPU 61 executes a predetermined process on the print data, and outputs a drive signal to each of the drivers 33, 43, 53 based on the process data and the input data from various sensors. Is output. When these drive signals are input via the respective drivers 33, 43, 53, a plurality of electrostatic actuators 120 of the head unit 35, the carriage motor 41 of the printing device 4, and the power supply Paper unit 5 is activated. Thus, the printing process is performed on the recording paper P. Next, the structure of each head unit 35 in the printing means 3 will be described. Figure 3 FIG.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the head unit 35 (inkjet head 100) shown in FIG. 4, and FIG. 4 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the head unit 35 corresponding to one color ink;
  • FIG. 5 is a plan view showing an example of the nozzle surface of the printing means 3 to which the head unit 35 shown in FIGS. 3 and 4 is applied. 3 and 4 are shown upside down from the state of normal use.
  • the head unit 35 has an ink inlet 1 31 and a damper chamber.
  • the damper chamber 130 is provided with a damper 132 made of rubber.
  • the damper chamber 130 absorbs fluctuations in ink and ink pressure when the carriage 32 reciprocates, thereby stably supplying a predetermined amount of ink to the head unit 35. be able to.
  • the head unit 35 has a silicon nozzle 140 on the upper side with the silicon substrate 140 interposed therebetween, and a borosilicate glass substrate (glass substrate) on the lower side having a thermal expansion coefficient close to that of silicon. 16 have a three-layer structure in which they are stacked.
  • the central silicon substrate 140 has a plurality of independent cavities (pressure chambers) 14 1 (seven cavities are shown in Fig. 4) and a single reservoir (common ink chamber) 144.
  • Ink supply port (orifice) that connects the reservoir 1 4 3 to each cavity 1 4 1
  • Each groove can be formed, for example, by performing an etching process from the surface of the silicon substrate 140.
  • the nozzle plate 150, the silicon substrate 140, and the glass substrate 160 are joined in this order, and the cavities 144, the reservoirs 144, and the ink supply ports 144 are partitioned and formed. ing.
  • Each of these cavities 14 1 is formed in a strip shape (a rectangular parallelepiped shape), and its volume is variable by vibration (displacement) of a diaphragm 121 described later. It is configured to eject ink (liquid material).
  • nozzles 110 are formed at positions corresponding to the front end portions of the cavities 141, and these are communicated with the cavities 141, respectively.
  • the portion of the glass substrate 160 where the reservoir 144 is located is connected to the reservoir 144.
  • An ink inlet 1 3 1 through which the ink flows is formed. Ink is supplied from the ink cartridge 31 through the ink supply tube 311 and the damper chamber 130 to the reservoir 144 through the ink inlet 1131.
  • the ink supplied to the reservoirs 144 is supplied to the independent cavities 144 through the respective ink supply ports 142.
  • Each cavity 144 is defined by a nozzle plate 150, a side wall (partition wall) 144, and a bottom wall 121.
  • Each of the independent cavities 1 4 1 has its bottom wall 1 2 1 formed thin, and its bottom wall 1 2 1 is elastically deformed in its out-of-plane direction (thickness direction), that is, in the vertical direction in FIG. It is configured to function as a diaphragm (diaphragm) capable of (elastic displacement). Therefore, the bottom wall 121 may be referred to as the diaphragm 121 for the sake of convenience in the following description (that is, hereinafter, both the “bottom wall” and the “diaphragm”). Use the symbol 1 2 1).
  • shallow concave portions 161 are formed at positions corresponding to the cavities 141 of the silicon substrate 140, respectively. Therefore, the bottom wall 121 of each cavity 141 faces the surface of the opposite wall 162 of the glass substrate 160 in which the concave portion 161 is formed, with a predetermined gap therebetween. That is, a gap having a predetermined thickness (for example, about 0.2 ⁇ m) exists between the bottom wall 121 of the cavity 144 and a segment electrode 122 described later.
  • the recess 161 can be formed, for example, by etching or the like.
  • each of the diaphragms 121 of each of the cavities 14 1 also serves as one of the counter electrodes (the counter electrodes of the capacitors) of the corresponding electrostatic actuator 120 described later.
  • the segment electrode which is the electrode facing the common electrode 12 4, respectively, faces the bottom wall 12 1 of each captivity 14 1. 1 2 2 is formed. Further, as shown in FIG.
  • each cavit The bottom wall 1 2 1 of 1 4 1, that is, the diaphragm 1 2 1 and the corresponding segment electrodes 1 2 2 are the lower surface in FIG. 3 of the bottom wall 1 2 1 of the cavity 1 4 1
  • a counter electrode (a counter electrode of the capacitor) is formed (configured) through the insulating layer 12 3 formed in the substrate and the gap in the recess 16 1. Therefore, the main part of the electrostatic actuator 120 is constituted by the diaphragm 122, the segment electrode 122, the insulating layer 123 and the gap therebetween.
  • a head driver 33 including a drive circuit 18 for applying a drive voltage between these counter electrodes is provided according to a print signal (print data) input from the control unit 6. Charge and discharge between these opposed electrodes is performed.
  • One output terminal of the head driver (voltage application means) 33 is connected to each segment electrode 122, and the other output terminal is connected to the common electrode 124 formed on the silicon substrate 140. Connected to terminal 124a. Since the silicon substrate 140 has impurities implanted therein and has conductivity, the input terminal 124 a of the common electrode 124 and the common electrode 1 of the bottom wall 121 are formed. 24 can supply voltage. Further, for example, a thin film of a conductive material such as gold or copper may be formed on one surface of the silicon substrate 140.
  • This thin film may be formed by, for example, vapor deposition or sputtering.
  • the silicon substrate 140 and the glass substrate 160 are bonded (joined) by anodic bonding, so that the conductive film used as an electrode in the anodic bonding is a silicon substrate 140.
  • the input terminal 124 a of the common electrode 124 may be omitted, and the bonding method between the silicon substrate 140 and the glass substrate 160 may be anodic bonding. Not limited.
  • the head unit 35 includes a nozzle plate 150 having a plurality of nozzles 110 formed therein, a plurality of cavities 144, a plurality of ink supply ports 144, and one reservoir. It has a silicon substrate (ink chamber substrate) 140 on which a cover 144 is formed and an absolutely green layer 123, which are housed in a base 170 including a glass substrate 160.
  • the base 170 is made of, for example, various resin materials, various metal materials, and the like, and the silicon substrate 140 is fixed and supported on the base 170.
  • the nozzles 110 formed in the nozzle plate 150 are linearly arranged substantially in parallel with the reservoirs 144 for simplicity in FIG. 4, but the nozzle arrangement pattern is Not limited to the configuration, usually, for example, as shown in a nozzle arrangement pattern shown in FIG. Further, the pitch between the nozzles 110 can be appropriately set in accordance with the print resolution (dpi: dot per inch).
  • FIG. 5 shows an arrangement pattern of the nozzles 110 when four color inks (ink cartridges 31) are applied.
  • FIG. 6 shows each state at the time of inputting the drive signal in the section taken along the line III-III of FIG.
  • the diaphragm 1 2 1 of each cavity 1 4 1 receives the next drive signal (drive voltage) by this series of operations (ink discharge operation by the drive signal of the head driver 3 3) and discharges ink droplets again. Until then, it is damping.
  • this damped vibration is also referred to as residual vibration.
  • the residual vibration of the diaphragm 1 2 1 includes the acoustic resistance r due to the shape of the nozzle 1 10 and the ink supply port 1 4 or the ink viscosity, the inertance m due to the ink weight in the flow path, and the diaphragm It is assumed that it has a natural vibration frequency determined by the compliance C m of 121.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a simple vibration calculation model assuming residual vibration of diaphragm 122.
  • the calculation model of the residual vibration of the diaphragm 122 can be expressed by the sound pressure P, the above-mentioned inertia m, the compliance Cm, and the acoustic resistance r. Then, when the step response when sound pressure P is applied to the circuit of FIG. 7 is calculated for the volume velocity u, the following equation is obtained. '
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the experimental value and the calculated value of the residual vibration of diaphragm 121. As can be seen from the graph shown in Fig. 8, the two waveforms, the experimental value and the calculated value, generally agree.
  • the causes of the discharge abnormality are as follows: (1) mixing of air bubbles into the cavity 141; (2) drying and thickening (fixation) of ink near the nozzle 110; 3) Adhesion of paper powder near the nozzle 110 exit.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle 110 when bubbles B are mixed in the cavity 14 1 of FIG. As shown in FIG. 9, it is assumed that the generated bubble B is generated and adhered to the wall surface of the capital 141 (FIG. 9 shows an example of the position at which the bubble B is attached. This shows the case where it is attached near the nozzle 110).
  • the bubbles B when the bubbles B are mixed into the cavity 141, it is considered that the total weight of the ink filling the cavity 141 decreases and the inertia m decreases.
  • the bubble B since the bubble B is attached to the wall surface of the cavity 141, it is considered that the diameter of the nozzle 110 increases as much as its diameter, and the acoustic resistance r decreases. .
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle 110 when the ink near the nozzle 110 of FIG. 3 is fixed by drying. As shown in FIG. 11, when the ink near the nozzle 110 is dried and fixed, the ink in the cavity 141 is trapped in the cavity 141. Thus, when the ink near the nozzle 110 dries and thickens, the acoustic resistance r is considered to increase. Can be
  • the acoustic resistance r was set to be large and matched with the experimental value of the residual vibration at the time of ink drying and sticking (thickening) near the nozzle 110.
  • the result (graph) shown in Fig. 12 was obtained.
  • the experimental values shown in Fig. 12 are based on the fact that the head unit 35 was left unattended for several days without a cap (not shown), and the ink near the nozzle 110 was dried and thickened, and the ink was ejected. This is a measurement of the residual vibration of the diaphragm 121 in a state where the ink cannot be applied (the ink is fixed).
  • FIG. 13 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle 110 when paper powder adheres to the vicinity of the nozzle 110 exit of FIG.
  • Fig. 13 if paper dust adheres to the vicinity of the outlet of nozzle 110, ink exudes from inside cavity 141 via the paper dust, and ink is discharged from nozzle 110. Discharge becomes impossible.
  • the inside of the cavity 144 and the amount of seeping out are seen from the diaphragm 121. It is considered that the increase in the number of inks from the normal state increases the amount of ina overnight m.
  • the acoustic resistance r increases due to the fibers of the paper powder attached near the outlet of the nozzle 110.
  • FIG. 15 is a photograph showing the state of the nozzle 110 before and after the adhesion of the paper dust. When paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110, it can be seen from FIG. 15 (b) that the ink oozes along the paper dust.
  • the frequency of damped vibration is low.
  • a predetermined threshold value is set for the frequency, period, and phase of the damped vibration. They can be compared with each other, or can be specified based on the residual vibration, the damping rate of the (damped vibration) period change, and the amplitude change.
  • a change in the residual vibration of the diaphragm 121 when ink droplets are ejected from the nozzle 110 in each ink jet head 100 causes a change in each ink jet head. It is possible to detect ejection failure of the nozzle 100. In addition, by comparing the frequency of the residual vibration in that case with the frequency of the residual vibration during normal ejection, it is possible to identify the cause of the ejection abnormality.
  • FIG. 16 is a schematic block diagram of the ejection abnormality detecting means 10 shown in FIG.
  • the discharge abnormality detecting means 10 includes a residual vibration detecting means 16 including an oscillation circuit 11, an F / V conversion circuit 12, and a waveform shaping circuit 15.
  • a measuring means 17 for measuring a period, an amplitude, and the like from the residual vibration waveform data detected by the residual vibration detecting means 16, and an inkjet head 100 based on the period measured by the measuring means 17.
  • determination means 20 for determining whether or not there is a discharge abnormality.
  • the residual vibration detecting means 16 oscillates the oscillating circuit 11 based on the residual vibration of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120, and calculates the oscillation frequency from the oscillating frequency.
  • the F / V conversion circuit 12 and the waveform shaping circuit 15 form and detect a vibration waveform.
  • the measuring means 17 detects Based on the measured vibration waveform, the cycle of the residual vibration is measured, and the judging means 20 determines, based on the measured cycle of the residual vibration, etc., each inkjet provided in each head unit 35 in the printing means 3. A discharge abnormality of the head 100 is detected and determined.
  • each component of the discharge abnormality detection means 10 will be described.
  • FIG. 17 is a conceptual diagram when the electrostatic actuator 120 of Fig. 3 is a parallel plate capacitor, and Fig. 18 is a capacitor composed of the electrostatic actuator 120 of Fig. 3.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of an oscillation circuit 11 including the above.
  • the oscillation circuit 11 shown in FIG. 18 is a CR oscillation circuit using the hysteresis characteristic of the Schmitt trigger, but the present invention is not limited to such a CR oscillation circuit. Any oscillation circuit may be used as long as the oscillation circuit uses the capacitance component (capacitor C).
  • the oscillation circuit 11 may be configured to use, for example, an LC oscillation circuit. Further, in the present embodiment, an example using the Schmitt trigger is described. However, for example, a CR oscillation circuit using three stages of the inverter may be configured.
  • This electrostatic actuator 120 can be considered as a parallel plate capacitor as shown in FIG. The capacitance of this capacitor is C, the surface area of each of the diaphragm 121 and the segment electrode 122 is S, the distance (gap length) between the two electrodes 121, 122 is g, and both electrodes are sandwiched.
  • x in Expression (4) indicates the amount of displacement of the diaphragm 121 from the reference position caused by residual vibration of the diaphragm 121, as shown in FIG.
  • the size of the discharged ink droplets becomes smaller. Higher density and smaller size.
  • the surface area S of the diaphragm 121 of the ink jet head 100 is reduced, and a small electrostatic actuator 120 is formed.
  • the gap length g of the electrostatic actuator 120 that changes due to the residual vibration caused by ink droplet ejection is the initial gap g. Therefore, as can be seen from equation (4), the amount of change in the capacitance of the electrostatic actuator 120 is a very small value.
  • the oscillation circuit 11 shown in FIG. 18 includes a capacitor (C) composed of an electrostatic actuator 120, a Schmitt trigger inverter 111, and a resistance element (R) 112. When the output signal of the Schmitt trigger invertor 11 is at the Hig level, the capacitor C is charged through the resistor element 112.
  • the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 is The oscillation frequency must be set so that the frequency of the residual vibration, which is the highest when bubbles are mixed (see Fig. 10), can be detected. Therefore, the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 must be, for example, several times to several tens times or more of the frequency of the residual vibration to be detected, that is, a frequency that is about one digit or more higher than the frequency when bubbles are mixed. .
  • the time constant of CR of the oscillation circuit 11 is set according to the oscillation frequency.
  • the pulse is counted using a measurement count pulse (counter), and the initial gap g.
  • a measurement count pulse counter
  • digital information of the residual oscillation waveform for each oscillation frequency can be obtained.
  • D./A digital Z-analog
  • a rough residual vibration waveform can be generated.
  • a count pulse (counter) for measurement is used. Therefore, a high frequency (high resolution) that can measure a small change in the oscillation frequency is required.
  • the discharge abnormality detection means 10 uses the FZV conversion circuit 12 shown in FIG.
  • FIG. 19 is a circuit diagram of the F / V conversion circuit 12 of the ejection abnormality detecting means 10 shown in FIG.
  • the FZV conversion circuit 12 includes three switches SW1, SW2, and SW3, two capacitors C1 and C2, a resistance element R1, and a constant current source that outputs a constant current Is. 13 and a buffer 14.
  • the operation of the FZV conversion circuit 12 will be described with reference to the timing chart of FIG. 20 and the graph of FIG. First, a method of generating the charge signal, the hold signal, and the clear signal shown in the timing chart of FIG. 20 will be described.
  • the charging signal is generated such that a fixed time tr is set from the rising edge of the oscillation pulse of the oscillation circuit 11, and the charge signal is at the High level during the fixed time tr.
  • the hold signal rises in synchronization with the rising edge of the charge signal, is held at the High level for a predetermined fixed time, and is generated so as to fall to the Low level.
  • the clear signal rises in synchronization with the falling edge of the hold signal, is held at the High level for a predetermined fixed time, and is generated so as to fall to the Low level.
  • the transfer of charge from the capacitor C1 to the capacitor C2 and the discharge of the capacitor C1 are performed instantaneously, so that the pulses of the hold signal and the clear signal are output next to the output signal of the oscillation circuit 11. It is sufficient that one pulse is included before the rising edge of the signal, and the present invention is not limited to the rising edge and the falling edge as described above.
  • Fixed time tr is electrostatic Akuchiyue Ichita 12 0 is adjusted periodically or these oscillation pulse oscillated by an electrostatic capacitance C at the time of the initial gap length g Q
  • charging range of the charging potential by the charging time t 1 is C 1 Is set to be around 1Z2 of Also, the gradient of the charging potential between the charging time t2 at the position where the gap length g is the maximum (Max) and the charging time t3 at the position where the gap length g is the minimum (Min) does not exceed the charging range of the capacitor C1. Is set.
  • the output constant current Is of the constant current source 13 may be set to an appropriate value.
  • the output constant current Is of the constant current source 13 As high as possible within the range, a minute change in the capacitance of the capacitor formed by the electrostatic actuator 120 can be detected with high sensitivity. It is possible to detect a minute change of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120.
  • FIG. 22 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the waveform shaping circuit 15 of FIG.
  • the waveform shaping circuit 15 outputs the residual vibration waveform to the determination means 20 as a rectangular wave.
  • the waveform shaping circuit 15 includes two capacitors C 3 (DC component removing means) and C 4, two resistance elements R 2 and R 3, and two DC voltage sources V ref 1 and V ref 2, an amplifier (op-amp) 151, and a comparator (comparator) 152.
  • the detected peak value may be output as it is to measure the amplitude of the residual vibration waveform. .
  • the output of the buffer 14 of the F / V conversion circuit 12 includes a capacitance component of the initial gap g Q based on the DC component of the electrostatic Akuchiyue Isseki 120 (DC component). Since the DC component varies depending on each ink jet head 100, the capacitor C3 removes the DC component of the capacitance. Then, the capacitor C3 removes the DC component in the output signal of the buffer 14, and outputs only the AC component of the residual vibration to the inverting input terminal of the operational amplifier 151.
  • the operational amplifier 151 inverts and amplifies the output signal of the buffer 14 of the FZV conversion circuit 12 from which the DC component has been removed, and constitutes a low-pass filter for removing a high band of the output signal. It is assumed that the operational amplifier 151 is a single power supply circuit.
  • the operational amplifier 151 constitutes an inverting amplifier composed of two resistance elements R2 and R3, and the input residual vibration (AC component) is amplified by one R3 / R2 times.
  • the operational amplifier 151 due to the single power supply operation of the operational amplifier 151, the amplified residual vibration waveform of the vibration plate 121, which oscillates around the potential set by the DC voltage source Vref1 connected to the non-inverting input terminal, is generated. Is output.
  • the DC voltage source Vref1 is The amplifier 151 is set to about 1/2 of the voltage range that can be operated with a single power supply.
  • the operational amplifier 151 forms a one-pass filter having a cutoff frequency of 1 / (27CXC4XR3) by the two capacitors C3 and C4. Then, the residual vibration waveform of the diaphragm 121 amplified after removing the DC component is, as shown in the evening chart of FIG.
  • the F / V conversion circuit 12 shown in FIG. 19 operates based on the charging signal, the clear signal, and the hold signal generated as described above.
  • the electrostatic actuator 120 when the drive signal of the electrostatic actuator 120 is input to the ink jet head 100 via the head driver 33, as shown in FIG. 6 (b), the electrostatic actuator 120 The diaphragm 121 is attracted to the segment electrode 122 side, and contracts rapidly upward in FIG. 6 in synchronization with the falling edge of the drive signal (see FIG. 6 (c)).
  • the drive / detection switch signal for switching between the drive circuit 18 and the ejection abnormality detection means 10 becomes High level.
  • the drive / detection switching signal is held at the High level during the drive suspension of the corresponding ink jet head 100, and goes to the Low level before the next drive signal is input. While the drive / detection switching signal is at the High level, the oscillation circuit 11 in FIG. 18 oscillates while changing the oscillation frequency in response to the residual vibration of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120.
  • a fixed preset value is set so that the waveform of the residual vibration does not exceed the range where the capacitor C1 can be charged from the falling edge of the drive signal, that is, the rising edge of the output signal of the oscillation circuit 11.
  • the charging signal is held at the High level.
  • the switch SW1 is off.
  • the switch SW1 is turned on in synchronization with the falling edge of the charging signal (see Figure 19).
  • the constant current source 13 and the capacitor C1 are connected, and the capacitor C1 is charged with the slope IssCl as described above.
  • the capacitor C1 is charged while the charge signal is at the Low level, that is, until the output signal of the oscillation circuit 11 reaches the IIigh level in synchronization with the rising edge of the next pulse of the output signal.
  • the switch SW1 When the charge signal becomes High level, the switch SW1 is turned off (open), and the constant current source 13 and the capacitor C1 are disconnected. At this time, the capacitor C1 stores the potential charged during the low-level period t1 of the charge signal (ie, ideally, Isxt1 / C1 (V)). In this state, when the hold signal becomes High level, the switch SW2 is turned on (see FIG. 19), and the capacitor C1 and the capacitor C2 are connected via the resistance element R1. After the connection of switch SW2, charging and discharging are performed by the charging potential difference between the two capacitors C1 and C2, and capacitors C1 and C2 are connected from capacitor C1 so that the potential difference between the two capacitors C1 and C2 is approximately equal. The charge moves to C2.
  • the capacitance of the capacitor C2 is set to about 1/10 or less of the capacitance of the capacitor C1. Therefore, the amount of charge that moves (used) due to charge and discharge caused by the potential difference between the two capacitors C1 and C2 is less than 1/10 of the charge stored in the capacitor C1. Therefore, even after the electric charge is transferred from the capacitor C1 to the capacitor C2, the potential difference of the capacitor C1 does not change much (it does not decrease so much).
  • the F / V conversion circuit 12 shown in FIG. 19 when the capacitor C2 is charged, a resistance is set so that the charging potential does not jump up due to the inductance of the wiring of the F / V conversion circuit 12 or the like.
  • the element R 1 and the capacitor C 2 form the primary mouth-to-pass fill.
  • the hold signal becomes low level, and the capacitor C1 is disconnected from the capacitor C2.
  • the clear signal becomes the High level and the switch SW 3 is turned on, the capacitor C 1 is connected to the ground GND, and the capacitor C 1
  • the discharging operation is performed so that the electric charge stored in PT / JP2004 / 002401 becomes zero.
  • the clear signal goes to L0w level and switch SW3 turns off, causing the capacitor to clear.
  • the upper electrode in Fig. 19 of Fig. 1 is disconnected from the ground GND, and waits until the next charging signal is input, that is, until the charging signal becomes Low level.
  • the potential held in the capacitor C 2 is updated at each rising timing of the charging signal, that is, every time the charging of the capacitor C 2 is completed, and the residual vibration of the diaphragm 1 2 1 is transmitted through the buffer 14. It is output as a waveform to the waveform shaping circuit 15 in FIG. Therefore, the capacitance of the electrostatic actuator 120 (in this case, the fluctuation width of the capacitance due to the residual vibration must be taken into consideration) and the resistance element 1 so that the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 becomes higher. If the resistance value of 1 2 is set, each step (step) of the potential of capacitor C 2 (output of buffer 14) shown in the timing chart of Fig. 20 becomes more detailed, and the residual of diaphragm 1 2 1 It is possible to detect the change of the capacitance with time due to vibration in more detail.
  • the charging signal repeats from low level to high level to low level.
  • the potential held in the capacitor C2 passes through the buffer 14 and the waveform shaping circuit 1 Output to 5.
  • the waveform shaping circuit 15 the DC component of the voltage signal (the potential of the capacitor C 2 in the timing chart of FIG. 20) input from the buffer 14 is removed by the capacitor C 3, and the operational amplifier is connected via the resistor R 2. 15 1 Input to the 1 inverted input terminal.
  • the input AC (A C) component of the residual vibration is inverted and amplified by the operational amplifier 151, and is output to one input terminal of the comparator 152.
  • the comparator 15 2 compares the potential (reference voltage) preset by the DC voltage source V ref 2 with the potential of the residual vibration waveform (AC component) and outputs a square wave (see the timing in FIG. 20). Output of comparison circuit in chart).
  • FIG. 23 is a block diagram schematically showing the switching means 23 for switching between the drive circuit 18 and the discharge abnormality detection means 10. What In FIG. 23, the drive circuit 18 in the head driver 33 shown in FIG. 16 will be described as a drive circuit for the inkjet head 100. As also shown in the timing chart of FIG. 20, the ejection abnormality detection process is executed between the drive signals of the inkjet head 100, that is, during the drive suspension period.
  • the switching means 23 is initially connected to the drive circuit 18 in order to drive the electrostatic actuator 120.
  • a drive signal voltage signal
  • the electrostatic actuator 120 is driven, and the diaphragm 122 is connected to the segment electrode.
  • the applied voltage is reduced to 0, it is suddenly displaced away from the segment electrode 122 and vibration (residual vibration) starts.
  • ink droplets are ejected from the nozzle 110 of the ink jet head 100.
  • a drive / detection switching signal (see the timing chart in FIG. 20) is input to the switching means 23 in synchronization with the falling edge, and the switching means 23 outputs the drive circuit 1 From 8 the discharge abnormality detection means (detection circuit) 10 is switched to the side, and the electrostatic work 120 (used as a capacitor of the oscillation circuit 11) is connected to the discharge abnormality detection means 10.
  • the ejection abnormality detection means 10 executes the above-described ejection abnormality (missing dot) detection processing, and the residual of the diaphragm 12 1 output from the comparator 15 2 of the waveform shaping circuit 15 Vibration waveform data (rectangular wave data), are digitized by the measuring means 17 into the period and amplitude of the residual vibration waveform.
  • the measuring means 17 measures a specific vibration period from the residual vibration waveform data, and outputs the measurement result (numerical value) to the judging means 20. Specifically, the measuring means 17 measures the time from the first rising edge of the waveform (rectangular wave) of the output signal of the comparator 152 to the next rising edge (period of the residual vibration).
  • the pulses of the reference signal are counted, and the period of the residual vibration (specific vibration period) is measured from the force point value.
  • the measuring means 17 measures the time from the first rising edge to the next falling edge, and outputs a time twice as long as the measured time to the determining means 20 as the cycle of the residual vibration. Good.
  • the cycle of the residual vibration obtained in this manner is referred to as Tw. You.
  • the determining means 20 determines whether there is a nozzle discharge abnormality, the cause of the discharge abnormality, the amount of comparison deviation, etc., based on the specific vibration period (measurement result) of the residual vibration waveform measured by the measuring means 17. Then, the determination result is output to the control unit 6.
  • the control unit 6 saves the determination result in a predetermined storage area of the EEPROM (storage means) 62. Then, at the timing when the next drive signal from the drive circuit 18 is input, the drive Z detection switching signal is input again to the switching means 23, and the drive circuit 18 and the electrostatic actuator 120 are connected to each other. Connecting.
  • the drive circuit 18 maintains the ground (GND) level once the drive voltage is applied, so that the above-described switching is performed by the switching means 23 (see the timing chart of FIG. 20).
  • the residual vibration waveform of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120 can be accurately detected without being affected by disturbance from the drive circuit 18 or the like.
  • the residual vibration waveform data is not limited to a rectangular waveform generated by the comparator 152.
  • the residual vibration amplitude data output from the operational amplifier 1551 is digitized as needed by the measuring means 17 that performs A / D conversion without performing comparison processing by the comparator 152, and the numerical value is obtained.
  • the determination means 20 may determine whether or not there is a discharge abnormality based on the converted data, and the determination result may be stored in the storage means 62. .
  • the meniscus of the nozzle 110 (the surface where the ink in the nozzle 110 comes into contact with the atmosphere) vibrates in synchronization with the residual vibration of the diaphragm 121, so that the ink jet head 100 ejects ink droplets.
  • the apparatus waits for the residual vibration of the meniscus to attenuate in a time substantially determined by the acoustic resistance r (waits for a predetermined time), and then performs the next ejection operation.
  • the residual vibration of the diaphragm 121 is detected by effectively utilizing the standby time, it is possible to detect a discharge abnormality that does not affect the driving of the ink jet head 100. That is, it is possible to execute the discharge abnormality detection processing of the nozzle 110 of the ink jet head 100 without lowering the throughput of the ink jet printer 1 (droplet discharge device).
  • the frequency is higher than the residual vibration waveform of the diaphragm 122 during normal discharge, the period is shorter than the period of the residual vibration during normal discharge. Also, if the ink near the nozzle 110 thickens and sticks due to drying, the residual vibration will be over-attenuated and the frequency will be considerably lower than the residual vibration waveform during normal ejection. Is much longer than the cycle of the residual vibration during normal ejection. When paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110, the frequency of the residual vibration is lower than the frequency of the residual vibration during normal ejection, but is lower than the frequency of the residual vibration when the ink is dried. Since the period becomes higher, the period is longer than the period of the residual vibration during normal ejection and shorter than the period of the residual vibration during ink drying.
  • a predetermined range T r is set as the period of the residual vibration during normal ejection, and the period of the residual vibration when paper dust adheres to the exit of the nozzle 110 and the ink near the exit of the nozzle 110
  • a predetermined threshold value (predetermined threshold value) T1 to distinguish the cycle of the residual vibration when the ink is dried.
  • the determination means 20 determines whether the cycle Tw of the residual vibration waveform detected by the above-described discharge abnormality detection processing is a cycle in a predetermined range, and is longer than a predetermined threshold. Then, the cause of the discharge abnormality is determined.
  • FIG. 24 is a flowchart showing a discharge abnormality detection / determination process.
  • print data to be printed discharge data in a flushing operation
  • this discharge abnormality detection processing is executed at a predetermined timing.
  • the flowchart shown in FIG. 24 shows an ejection abnormality detection process corresponding to the ejection operation of one inkjet head 100, that is, one nozzle 110.
  • a driving signal corresponding to the printing data is input from the driving circuit 18 of the head driver 33, and as a result, as shown in the timing chart of FIG.
  • a drive signal (voltage signal) is applied between both electrodes of the electrostatic actuator 120 based on the timing of the drive signal (step S 10 Do).
  • the driving / detection switching signal is the driving signal of the driving signal. It goes to the High level in synchronization with the falling edge (see FIG. 20), and is input from the control unit 6 to the switching means 23.
  • the switching means 23 disconnects the electrostatic actuator 120, that is, the capacitor constituting the oscillation circuit 11 from the drive circuit 18.
  • the discharge abnormality detecting means 10 detection circuit
  • the measuring means 17 measures a predetermined numerical value from the residual vibration waveform data detected in the residual vibration detection process (step S104). 105).
  • the measuring means 17 measures the cycle of the residual vibration from the residual vibration waveform data.
  • the determination means 20 executes a discharge abnormality determination process described later based on the measurement result of the measurement means (step S 106), and stores the determination result in the EEPR M (storage means) 6 of the control unit 6. 2. Save in the predetermined storage area.
  • step S108 it is determined whether or not the inkjet head 100 is in the drive period. That is, it is determined whether or not the next drive signal has been input after the end of the drive suspension period, and the process stands by at step S108 until the next drive signal is input.
  • step S108 When the drive / detection switching signal goes low in synchronization with the rising edge of the drive signal at the timing when the pulse of the next drive signal is input ("yes" in step S108), the switching means 23 Then, the connection with the electrostatic actuator 120 is switched from the discharge abnormality detection means (detection circuit) 10 to the drive circuit 18 (step S109), and the discharge abnormality detection processing ends. '
  • the flowchart shown in FIG. 24 shows a case where the measuring means 17 measures the period from the residual vibration waveform detected by the residual vibration detection processing (residual vibration detecting means 16). It is not limited to such a case.
  • the measuring means 17 From the residual vibration waveform data detected in the residual vibration detection processing, measurement of the phase difference, amplitude, and the like of the residual vibration waveform may be performed.
  • FIG. 25 is a flowchart showing the residual vibration detection process.
  • the oscillation circuit 11 Oscillates based on the change in the capacitance of the electrostatic actuator 120 (residual vibration of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120) (step S201) .
  • a charge signal, a hold signal, and a clear signal are generated in the F / V conversion circuit 12 based on the output signal (pulse signal) of the oscillation circuit 11, and these signals are generated.
  • the F / V converter circuit 12 performs an F / V conversion process of converting the frequency of the output signal of the oscillation circuit 11 into a voltage based on the F / V conversion circuit 12 (step S202).
  • the residual vibration waveform of plate 1 2 1 is output.
  • the DC component DC component
  • the operational amplifier 15 Due to 1
  • the residual vibration waveform (AC component) from which the DC component has been removed is amplified (step S204).
  • the post-amplification residual vibration waveform data is subjected to waveform shaping and pulsed by a predetermined process (step S205). That is, in the present embodiment, the comparator 152 compares the voltage value (predetermined voltage value) set by the DC voltage source Vref2 with the output voltage of the operational amplifier 151. The comparator 152 outputs a binarized waveform (rectangular wave) based on the comparison result. The output signal of the comparator 152 is the output signal of the residual vibration detection means 16 and is output to the measuring means 17 to perform the discharge abnormality determination processing, and the residual vibration detection processing ends. .
  • FIG. 26 is a flowchart showing a discharge abnormality determination process executed by the control unit 6 and the determination unit 20.
  • the judgment means 20 is Based on the measurement data (measurement result) such as the cycle measured by the above-mentioned measuring means 17, it is determined whether or not the ink droplet has been normally ejected from the corresponding ink jet head 100. If not, that is, if the discharge is abnormal, determine the cause.
  • the control unit 6 outputs the predetermined range Tr of the period of the residual vibration and the predetermined threshold T1 of the period of the residual vibration stored in the EEPROM 62 to the determination means 20.
  • the predetermined range Tr of the cycle of the residual vibration is such that the residual vibration cycle at the time of normal ejection has an allowable range that can be determined to be normal.
  • step S105 of FIG. 24 the measurement result measured by the measuring means 17 is input to the judging means 20 (step S301).
  • the measurement result is the period Tw of the residual vibration of the diaphragm 122.
  • step S302 the determination means 20 determines whether or not the residual vibration period Tw exists, that is, whether or not the discharge abnormality detection means 10 has not obtained residual vibration waveform data.
  • the determining means 20 determines that the nozzle 110 of the ink jet head 100 has not discharged an ink droplet in the discharge abnormality detection process. It is determined that the nozzle is a nozzle (step S306).
  • the determination means 20 determines that the cycle Tw is within a predetermined range Tr in which the cycle Tw is recognized as a normal ejection cycle. Is determined.
  • the determination unit 20 sets the period Tw of the residual vibration to the predetermined range Tr. It is determined whether it is shorter than the range Tr.
  • step S308 If it is determined that the cycle Tw of the residual vibration is shorter than the predetermined range Tr, This means that the frequency of the motion is high, and as described above, it is considered that air bubbles are mixed in the cavity 14 1 of the inkjet head 100, and the determination means 20 is connected to the ink jet head. It is determined that air bubbles are mixed in the cavity 1401 of the node 100 (bubble mixing) (step S308).
  • the determining means 20 determines whether the period Tw of the residual vibration is longer than the predetermined threshold T1. It is determined whether or not it is (step S305). When it is determined that the cycle Tw of the residual vibration is longer than the predetermined threshold T1, it is considered that the residual vibration is excessively damped, and the determination means 20 determines whether the ink jet 1 0 0 It is determined that the ink in the vicinity of the nozzle 110 has thickened due to drying (dry) (step S309).
  • step S305 when it is determined that the cycle Tw of the residual vibration is shorter than the predetermined threshold T1, the cycle Tw of the residual vibration satisfies Tr ⁇ Tw ⁇ Tl As described above, it is considered that paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110 having a higher frequency than that of drying, and the determination means 20 determines the ink jet head 100 It is determined that paper dust is attached near the nozzle 110 outlet (paper dust attached) (step S3110).
  • the determination unit 20 determines the normal ejection or the cause of the ejection abnormality of the target inkjet head 100 (steps S306 to S310), the determination result is as follows.
  • the output is output to the control unit 6, and the discharge abnormality determination processing ends.
  • the ejection selection means (nozzle selector) 18 2 in the inkjet printer 1 The timing of the detection and determination of the ejection abnormality of each inkjet head 100 will be described.
  • the head unit 35 will have five head units.
  • the printing head 3 is provided with an ink jet head 100 a to 100 e (that is, five nozzles 110 are provided)
  • the number of , Ink jets included in each head unit 35 The number of heads 100 (nozzles 110) can be any number.
  • 27 to 30 are block diagrams showing some examples of ejection abnormality detection / determination timing in the ink jet printer 1 including the ejection selection means 182.
  • configuration examples of the respective drawings will be sequentially described.
  • FIG. 27 shows an example of the timing of detecting the ejection failure of a plurality (five) of the inkjet heads 100a to 100e (in the case of one ejection failure detection means 10).
  • the ink jet printer 1 having a plurality of ink jet heads 100 a to 100 e outputs a drive waveform generating means 181 for generating a drive waveform, and ejects ink droplets from any of the nozzles 110.
  • the configuration other than the above is the same as that shown in FIG. 2, FIG. 16, and FIG.
  • the drive waveform generation unit 181 and the ejection selection unit 182 are described as being included in the drive circuit 18 of the head driver 33 (in FIG. 27, the drive waveform generation unit 181 and the ejection selection unit 182 are shown as two blocks via the switching unit 23). However, in general, both are configured in the head driver 33), but the present invention is not limited to this configuration.
  • the driving waveform generation unit 181 is configured as a configuration independent of the head driver 33. Is also good.
  • the ejection selection means 182 includes a shift register 182a, a latch circuit 182b, and a driver 182c. To the shift register 182a, print data (discharge data) output from the host computer 8 shown in FIG.
  • the print data is sequentially shifted from the initial stage of the shift register 182a to the subsequent stage according to the input pulse of the clock signal (CLK) (each time the clock signal is input), and is input.
  • the print data corresponding to e is output to the latch circuit 182b.
  • the ejection data at the time of flushing (preliminary ejection) is input instead of printing, but this ejection data is the printing data for all the ink jet heads 100a to 100e. De —It means evening.
  • hardware processing may be performed so that all outputs of the latch circuit 18b are set to values at which ejection is performed.
  • the latch circuit 18 2 b After the latch circuit 18 2 b stores the print data corresponding to the number of nozzles 110 of the head unit 35, that is, the number of ink jet heads 100, in the shift register 18 a, Each output signal of the shift register is latched by the input latch signal.
  • the CLEAR signal when the CLEAR signal is input, the latched state is released, the output signal of the shift register 182a which has been latched becomes 0 (latch output is stopped), and the printing operation is stopped.
  • the print data of the latched shift register 18a is output to the driver 18c.
  • the latch circuit 18 2 b After the print data output from the shift register 18 2 a is latched by the latch circuit 18 2 b, the next print data is input to the shift register 18 2 a, and the latch circuit 18 is synchronized with the print timing.
  • the latch signal of 2b is updated sequentially.
  • the driver 18 c connects the drive waveform generating means 18 1 to the electrostatic actuator 120 of each ink jet head 100, and outputs from the latch circuit 18 b. 120 (Each of inkjet heads 100a to 100e or any of the electrostatic actuators 120) specified (specified) by the latch signal
  • the output signal (drive signal) of the drive waveform generating means 18 1 is input to the controller, whereby the drive signal (voltage signal) is applied between both electrodes of the electrostatic actuator 120.
  • the ink jet printer 1 shown in FIG. 27 has one driving waveform generating means 18 1 for driving a plurality of ink jet heads 100 a to 100 e, and each of the ink jet heads 100 a to 100 e.
  • a discharge abnormality detecting means 10 for detecting a discharge abnormality (ink droplet non-discharge) with respect to any one of the ink jet heads 100e of 0e, and a discharge abnormality obtained by the discharge abnormality detection means 10 It is provided with a storage means 62 for storing (storing) the determination result of the cause and the like, and one switching means 23 for switching between the drive waveform generating means 18 1 and the ejection abnormality detecting means 10.
  • the ink jet printer 1 is configured such that the ink jets 100 a to 100 e selected by the driver 18 c on the basis of the drive signal input from the drive waveform generating means 18 1.
  • the switching means 23 is switched from the drive waveform generation means 18 1 to the ejection abnormality detection means 10 by an inkjet head.
  • the discharge abnormality detecting means 10 detects the ink jet head 100 based on the residual vibration waveform of the diaphragm 121. This is to detect a discharge abnormality (non-discharge of ink droplets) in the nozzle 110, and to determine the cause of the discharge abnormality in the case of discharge abnormality.
  • the ink jet printer 1 detects and determines a discharge abnormality with respect to the nozzle 110 of one ink jet head 100, the ink jet printer 1 then determines a discharge abnormality based on the drive signal input from the drive waveform generating means 18 1. Then, a discharge abnormality is detected and determined for the nozzle 110 of the specified ink jet head 100, and thereafter, similarly, the ink jet head driven by the output signal of the drive waveform generating means 18 1 The ejection abnormality of the nozzle 110 of 100 is sequentially detected and determined. Then, as described above, when the residual vibration detecting means 16 detects the residual vibration waveform of the diaphragm 121, the measuring means 17 measures the period of the residual vibration waveform based on the waveform data and makes a determination.
  • the means 20 determines whether the ejection is normal or abnormal based on the measurement result of the measuring means 17 and, in the case of an abnormal ejection (head abnormality), the cause of the abnormal ejection, and stores the result in the storage means 62. Output the judgment result.
  • the ejection abnormality is sequentially detected. Since it is configured to detect and judge, it is only necessary to provide one ejection abnormality detection means 10 and one switching means 23, and the circuit configuration of the inkjet printer 1 that can detect and judge ejection abnormality can be scaled down. At the same time, an increase in the manufacturing cost can be prevented.
  • FIG. 28 shows an example of the timing of detecting abnormal ejection of the plurality of ink jet heads 100 (when the number of abnormal ejection detecting means 100 is the same as the number of inkjet heads 100).
  • the ink jet printer 1 shown in FIG. 28 has one ejection selection means 18 2, five ejection abnormality detection means 10 a to 10 e, five switching means 23 a to 23 e, and 5
  • One drive waveform generating unit 181 common to one inkjet head 100a to 100e and one storage unit 62 are provided. Each component is described in the explanation of Fig. 27. Since the description has already been given above, the description thereof will be omitted, and these connections will be described. .
  • the ejection selection means 182 corresponds to each ink jet head 100a to 100e based on the print data (ejection data) input from the host computer 8 and the clock signal CLK.
  • the print data is latched by the latch circuit 182, and according to the drive signal (voltage signal) input from the drive waveform generation means 181 to the driver 182c, the static inkjet heads 100a to 100e corresponding to the print data are output.
  • Driving the drive 120 is
  • the drive Z detection switching signal is input to the switching units 23a to 23e corresponding to all the ink jet heads 100a to 100e, respectively.
  • the switching units 23a to 23e output the corresponding print data (ejection Regardless of the presence or absence of data), after a drive signal is input to the electrostatic actuator 120 of the ink jet head 100 based on the drive Z detection switching signal, the ejection abnormality detection means 10a to Switch the connection with the inkjet head 100 to l0e.
  • all the ink jet heads 100a obtained in the detection processing are determined.
  • the determination result of ⁇ 100e is output to the storage means 62, and the storage means 62 stores the presence or absence of the ejection abnormality of each ink jet head 100a ⁇ 100e and the cause of the ejection abnormality in a predetermined storage area. .
  • a plurality of ejection abnormality detecting means 10a to 10e are provided corresponding to each nozzle 110 of the plurality of ink jet heads 100a to 100e, and The switching operation is performed by the plurality of switching units 23a to 23e, and the discharge abnormality detection and the cause determination are performed. Therefore, the discharge abnormality detection and the cause determination are performed for all the nozzles 110 at once in a short time. be able to.
  • Fig. 29 shows an example of the timing of detecting abnormal ejection of a plurality of ink jet heads 100 (when the number of ejection error detecting means 10 is the same as the number of ink jet heads 100 and there is print data, When performing detection).
  • the inset shown in Figure 29 The jet printer 1 is obtained by adding (adding) switching control means 19 to the configuration of the ink jet printer 1 shown in FIG.
  • the switching control means 19 is composed of a plurality of AND circuits (AND circuits) ANDa to ANDe, and is input to each of the ink jet heads 100a to 100e.
  • AND circuits AND circuits
  • the switching control means 19 is not limited to an AND circuit (logical product circuit), and the switching means 23 that matches the output of the latch circuit 18 2 b from which the inkjet head 100 to be driven is selected is selected. What is necessary is just to be comprised so that it may be performed.
  • Each of the switching means 23a to 23e is provided with a corresponding discharge abnormality detecting means from the drive waveform generating means 181, based on the output signal of the corresponding AND circuit ANDa to ANDe of the switching control means 19.
  • the connection between the corresponding inkjet heads 100a to 100e and the electrostatic actuators 120 to 100e to 100e is switched.
  • the switching means 23 a to 23 e corresponding to the AND circuit is The connection to the corresponding inkjet heads 100a to 100e is switched from the drive waveform generating means 181 to the discharge abnormality detecting means 10a to 10e.
  • the ejection failure detection means 10a to 10e corresponding to the ink jet head 100 to which the print data was input determines whether or not each inkjet head 100 has an ejection failure and, if there is a discharge failure, After detecting the cause, the discharge abnormality detection means 10 outputs the determination result obtained in the detection processing to the storage means 62.
  • the storage means 62 stores one or a plurality of determination results input (obtained) in this way in a predetermined storage area.
  • a plurality of ejection abnormality detecting means 10a correspond to the nozzles 110 of the plurality of ink jet heads 100a to 100e, respectively.
  • the number of ejection failure detection means 100 is the same as the number of ink jet heads 100; This is the case where the discharge abnormality is detected by circulating through 0).
  • the ink jet printer 1 shown in FIG. 30 in the configuration of the ink jet printer 1 shown in FIG. 29, one ejection abnormality detecting means 10 is used, and the drive Z detection switching signal is scanned (detection (Ink jet heads 100 for executing the determination process are specified one by one.)
  • the switching selecting means 19 a is added.
  • the switching selection means 19a is connected to the switching control means 19 shown in FIG. 29, and based on a scanning signal (selection signal) input from the control unit 6, a plurality of ink jet heads. This is a selector that scans (selects and switches) the input of the drive detection detection switching signal to the AND circuits ANDa to ANDe corresponding to the nodes 100a to 100e.
  • the scanning (selection) order of the switching selection means 19a may be the order of the print data input to the shift register 18a, that is, the ejection order of a plurality of ink jet heads 100. However, the order of the plurality of inkjet heads 100a to 100e may be simply used.
  • the print data will be The signal is latched by the latch circuit 18b and output to the driver 18c by the input of the latch signal.
  • the output terminal of the switching selection means 19a outputs a low level when not selected.
  • the corresponding AND circuit (switch control means 19) is input from the latch circuit 18b.
  • switch control means 19 By performing a logical AND operation on the print data thus obtained and the drive Z detection switching signal input from the switching selection means 19 a, a high-level output signal is output to the corresponding switching means 23.
  • the switching means 23 to which the high-level output signal has been input from the switching control means 19 connects the corresponding inkjet head 100 to the electrostatic actuator 120 to generate a drive waveform.
  • the ejection failure detecting means 100 detects the ejection failure of the ink jet head 100 to which the print data has been input, determines the cause of the ejection failure if any, and stores the result of the determination. Output to 2.
  • the storage means 62 stores the judgment result thus input (obtained) in a predetermined storage area.
  • the scan order is a simple ink jet head 100a to 100e
  • the printing is performed.
  • the data is latched by the latch circuit 18b, and is output to the dry circuit, 18c by the input of the latch signal.
  • the signal is input to the switching selection means 19 a, and the drive Z detection switching signal is output to the corresponding AND circuit of the switching control means 19.
  • the corresponding AND signal is output.
  • the output signal of the circuit (switching control means 19) becomes High level, and the switching means 23 sets the connection to the corresponding ink jet head 100 and discharges abnormalities from the drive waveform generating means 18 1 Switch to detection means 10.
  • the output signal of the AND circuit is at the low level, and the corresponding switching means 23 does not execute a predetermined switching operation. Therefore, based on the logical product of the selection result of the switching selection means 19a and the result specified by the switching control means 19, the ejection abnormality detection processing of the ink jet 100 is performed.
  • the output unit 100 detects an ejection failure of the inkjet head 100 to which the print data has been input, determines the cause of the ejection failure if any, and stores the determination result.
  • the storage means 62 stores the judgment result thus input (obtained) in a predetermined storage area.
  • the corresponding switching means 23 When there is no print data for the ink jet head 100 specified by the switching selecting means 19a, as described above, the corresponding switching means 23 does not execute the switching operation, and therefore, the discharge abnormality detecting means It is not necessary to execute the ejection abnormality detection process by 10, but such a process may be executed. If the ejection failure detection processing is executed without performing the switching operation, the determination means 20 of the ejection failure detection means 10 will determine the nozzle of the corresponding inkjet head 100 as shown in the flowchart of FIG. It is determined that 110 is a non-ejection nozzle (step S306), and the determination result is stored in a predetermined storage area of the storage means 62.
  • each of a plurality of ink jet heads 100 a to 100 e is provided. Only one ejection abnormality detecting means 10 is provided for the nozzle 110, and print data corresponding to each of the inkjet heads 100a to 100e is sent from the host computer 8 via the control unit 6 Only the switching means 23 corresponding to the ink jet head 100 which is input to the ejection selection means 18 2, is simultaneously specified by the scanning (selection) signal, and performs the ejection driving operation according to the print data.
  • the ejection abnormality detection means 10 since the ejection abnormality detection means 10 circulates the nozzle state separately from the ejection operation, it is possible to grasp the ejection abnormality for each nozzle even during driving printing, and the head unit 35 The state of 10 can be known. This makes it possible to reduce the number of steps for detecting an abnormal discharge for each nozzle during printing stoppage, for example, because the abnormal discharge is periodically detected. As described above, it is possible to efficiently detect the discharge abnormality of the ink jet head 100 and determine the cause thereof.
  • the ink jet printer 1 shown in FIG. 30 only needs to be provided with one ejection abnormality detection means 10.
  • the circuit configuration of the inkjet printer 1 can be scaled down, and an increase in the manufacturing cost can be prevented.
  • Discharge abnormality detection / judgment processing processing for multiple nozzles consists of the vibration plate 1 2 1 when the ink droplet ejection operation of each ink jet 1 0
  • the residual vibration is detected, and based on the period of the residual vibration, whether or not an abnormal ejection (dot missing, ink droplet non-ejection) has occurred for the corresponding ink jet head 100, and whether or not the dot missing (ink drop) has occurred. If a non-discharge occurs, the cause is determined.
  • these detection / determination processes can be performed if an ink droplet (droplet) ejection operation is performed by the ink jet head 100.
  • the ink droplets are ejected not only when actually printing (printing) on the recording paper P, but also during a flashing operation (preliminary ejection or preliminary ejection).
  • the discharge abnormality detection / judgment process multiple nozzles
  • the flushing (preliminary discharge) processing is performed when a cap (not shown in FIG. 1) is attached or at a place where ink droplets (droplets) do not fall on the recording paper P (media).
  • This is a head cleaning operation for ejecting ink droplets from all or target nozzles 110.
  • This flushing process (flushing operation) is performed, for example, when periodically discharging the ink in the cavity 141 to maintain the ink viscosity in the nozzle 110 within a proper range, or It is also performed as a recovery operation when the ink thickens.
  • the flushing process is also performed when the ink is initially filled into each cavity 141 after the ink cartridge 31 is mounted on the printing means 3.
  • Wiping to clean the nozzle plate (nozzle surface) 150 In some cases, processing (a treatment to wipe off deposits (paper dust, dust, etc.) adhering to the head surface of the printing means 3 with a wiper not shown in FIG. 1) may be performed. There is a possibility that the inside will become negative pressure and draw ink of another color (other types of droplets). Therefore, after the wiping process, the flushing process is also performed to discharge a fixed amount of ink droplets from all the nozzles 110 of the head unit 35. Further, the flushing process can be performed in a timely manner in order to maintain the state of the meniscus of the nozzle 110 normally and to ensure good printing.
  • FIG. 31 is a flowchart showing the timing of detecting an abnormal discharge during the flushing operation of the ink jet printer 1 shown in FIG. 27.
  • the controller 6 inputs the discharge data for one nozzle to the shift register 18 a of the discharge selection means 18 2 (step S 401), and the latch signal is input to the latch circuit 18 b. (Step S402), and this discharge data is latched.
  • the switching means 23 connects the electrostatic actuator 120 of the inkjet head 100, which is the object of the ejection data, to the drive waveform generating means 18 1 (step S40) 3).
  • step S404 the control unit 6 performs the ink jetting shown in FIG. 27 based on the ejection data output to the ejection selecting unit 1832. It is determined whether or not the ejection abnormality detection / determination process has been completed for all the nozzle heads 100 a to 100 e of the printer 1. When it is determined that these processes have not been completed for all nozzles 110, the control unit 6 stores the next inkjet head 100 of the next inkjet head 100 into the shift register 182a. Input the discharge data corresponding to (Step S 406), and proceed to Step S 402 to Is repeated.
  • step S405 If it is determined in step S405 that the above-described ejection abnormality detection and determination processing has been completed for all nozzles 110, the control unit 6 sends a CLEAR signal to the latch circuit 18b. Then, the latch state of the latch circuit 18 2 b is released, and the discharge abnormality detection / determination process in the ink jet printer 1 shown in FIG. 27 ends.
  • the detection circuit is composed of one ejection abnormality detection unit 10 and one switching unit 23.
  • the ejection abnormality detection processing and the determination processing are repeated by the number of the ink jets 100, but the circuit constituting the ejection abnormality detection means 100 has an effect that it is not so large.
  • FIG. 32 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection abnormality during the flushing operation of the ink jet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29.
  • the ink jet printer 1 shown in FIG. 28 and the ink jet printer 1 shown in FIG. 29 have slightly different circuit configurations, the number of the ejection abnormality detecting means 10 and the switching means 23 is different from that of the ink jet head 100. Match at (corresponding to) the number of. Therefore, the ejection abnormality detection / judgment process at the time of the flushing operation includes the same steps.
  • the control unit 6 inputs the ejection data of all nozzles to the shift register 18 2 a of the ejection selecting means 18 2. Then (step S501), the latch signal is input to the latch circuit 18b (step S502), and the ejection data is latched. At that time, the switching means 23a to 23e connect all the ink heads 100a to 100e to the drive waveform generating means 181, respectively (step S503). .
  • the ejection abnormality detecting means 100a to 100e corresponding to each of the ink jet heads 100a to 100e provides all the ink jet heads for performing the ink ejection operation.
  • the discharge abnormality detection / determination processing shown in the flowchart of FIG. 24 is executed in parallel (step S504).
  • all ink jets The determination results corresponding to the heads 100a to 100e are stored in a predetermined storage area of the storage means 62 in association with the target inkjet head 100 to be processed (see FIG.
  • Step 24 of step S107
  • step S the control section 6 inputs a CLEAR signal to the latch circuit 18b (step S). 505), the latch state of the latch circuit 18b is released, and the discharge abnormality detection processing and determination processing in the ink jet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29 are terminated.
  • a plurality of (five in this embodiment) ejection abnormality detecting means corresponding to the inkjet heads 100a to 100e are provided. Since the detection and determination circuit is composed of 10 and the plurality of switching means 23, the discharge abnormality detection / determination processing can be executed in a short time for all the nozzles 110 at a time. Having.
  • FIG. 33 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection failure during the flushing operation of the ink jet printing apparatus 1 shown in FIG.
  • the ejection abnormality detection processing and the cause determination processing during the flushing operation will be described.
  • the control unit 6 When the flushing process of the ink jet printer 1 is executed at a predetermined timing, first, the control unit 6 outputs a scanning signal to the switching selection means (selector) 19a, and the switching selection means 19a and First switching means 2 by switching control means 1 9
  • step S601 the ejection data for all nozzles is inputted to the shift register 18 a of the ejection selecting means 18 2 (step S602), and the latch signal is inputted to the latch circuit 18 b (step S602).
  • step S603 the ejection data is latched.
  • the switching means 23a connects the electrostatic actuator 120 of the ink jet head 100a to the drive waveform generating means 181 (step S640).
  • the ejection abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 is performed on the ink jet head 100a that has performed the ink ejection operation (step S600). Five ).
  • the drive / detection switching signal which is the output signal of the switching selection means 19a, and the ejection data output from the latch circuit 182b are ANDed. a, and the output signal of the AND circuit AND a is at the high level, so that the switching means 23 a is connected to the inkjet head 100 a of the electrostatic actuator 120 a with the electrostatic actuator 120 a.
  • the discharge abnormality detecting means 10 is connected.
  • the determination result of the discharge abnormality determination process performed in step S106 of FIG. 24 is associated with the inkjet head 100 (here, 100a) to be processed.
  • the data is stored in a predetermined storage area of the storage means 62 (step S107 in FIG. 24).
  • step S606 the control unit 6 determines whether or not the discharge abnormality detection / determination processing has been completed for all the nozzles. If it is determined that the ejection abnormality detection / determination process has not been completed for all the nozzles 110, the control unit 6 switches the scanning signal to the switching selection means (selector) 19a. The next switching means 23 b and the ink jet head 100 b are set (specified) by the switching selecting means 19 a and the switching control means 19 (step S 607), The process proceeds to step S603 and the same processing is repeated. Hereinafter, this loop is repeated until the ejection abnormality detection-determination process is completed for all the ink jet heads 100.
  • step S606 If it is determined in step S606 that the ejection abnormality detection process and the determination process have been completed for all nozzles 110, they are latched by the latch circuit 182b of the ejection selection unit 182. In order to clear the ejection data, the control unit 6 inputs a CLEAR signal to the latch circuit 18 2 b (step S 609), releases the latch state of the latch circuit 18 2 b, The ejection abnormality detection processing and the determination processing in the ink jet printer 1 shown in FIG. 30 are ended.
  • a detection circuit is composed of a plurality of switching means 23 and one ejection abnormality detection means 10, and the scanning of the switching selection means (selector) 19a is performed. Only the switching means 23 corresponding to the ink head 100, which is specified by the signal and drives the ejection in accordance with the ejection data, performs the switching operation to detect the ejection abnormality of the corresponding ink jet head 100, Since the cause determination is performed, it is possible to more efficiently detect the discharge abnormality of the inkjet head 100 and determine the cause. It can be carried out.
  • step S602 of this flowchart the ejection data corresponding to all the nozzles 110 is input to the shift register 182a.
  • the ejection data to be input to the shift register 18a is input to the corresponding one inkjet head 100, and the one nozzle 1 10
  • the discharge abnormality detection / judgment process may be performed each time.
  • the ink jet printer 1 shown in FIG. 27 is mainly suitable for the ejection abnormality detection processing and the judgment processing at the time of the flushing operation, so the flow chart at the time of the printing operation and the description of the operation are omitted.
  • the ejection abnormality detection / determination process may be performed during the printing operation.
  • FIG. 34 is a flowchart showing the timing of detecting the ejection failure during the printing operation of the ink jet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29.
  • the process of this flowchart is executed (started) by a print (print) instruction from the host computer 8.
  • a print (print) instruction from the host computer 8.
  • the ejection abnormality detection means 10 corresponding to the ink jet head 100 that has performed the ink ejection operation executes the ejection abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 (step S7). 0 4).
  • each determination result corresponding to each inkjet head 100 is stored in a predetermined storage area of the storage unit 62 in association with the target inkjet head 100 to be processed. Is done.
  • the switching means 23 a to 23 e are based on the drive Z detection switching signal output from the control unit 6, and The heads 100a to 100e are connected to the discharge abnormality detecting means 100a to 100e (step S103 in Fig. 24). Therefore, in the inkjet head 100 where print data does not exist, since the electrostatic actuator 120 is not driven, the residual vibration detecting means 16 of the ejection abnormality detecting means 10 is provided with the diaphragm 1 2 Does not detect 1 residual vibration waveform. On the other hand, in the case of the ink jet printer 1 shown in FIG.
  • the switching means 23 a to 23 e are provided by the drive / detection switching signal output from the control unit 6 and the latch circuit 18 2 b. Based on the output signal of the AND circuit to which the print data to be output is input, the inkjet head 100 with the print data is connected to the ejection abnormality detection means 10 (Step S in FIG. 24). 10 3).
  • step S705 the control section 6 determines whether or not the printing operation of the ink jet printing 1 has been completed. When it is determined that the printing operation has not been completed, the control unit 6 proceeds to step S701, inputs the next printing data to the shift register 18a, and performs the same processing. repeat. When it is determined that the printing operation has been completed, the controller 6 clears the CLEAR signal to clear the ejection data latched by the latch circuit 18 2 b of the ejection selection means 18 2. 182b (step S706) to release the latched state of the latch circuit 182b and detect the discharge abnormality in the ink jet printer 1 shown in Figs. 28 and 29. And the judgment processing ends.
  • the ink jet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29 includes a plurality of switching means 23 a to 23 e and a plurality of ejection abnormality detection means 10 a to 10 e. Since the ejection abnormality detection / determination process is performed for all the ink jet heads 100 at a time, these processes can be performed in a short time.
  • the inkjet printer 1 shown in FIG. 29 further includes a switching control means 19, that is, AND circuits AND a to AND e for performing a logical product operation of the drive Z detection switching signal and the print data, and performs a printing operation. Since the switching operation by the switching means 23 is performed only for the ink jet head 100, the ejection abnormality detection processing and the determination processing can be performed without performing useless detection.
  • FIG. 35 shows the print operation of the ink jet printer 1 shown in FIG. 5 is a flowchart showing the timing of detecting abnormal discharge.
  • the processing of this flowchart is executed in the inkjet printer 1 shown in FIG.
  • the switching selection unit 19a sets (specifies) the first switching unit 23a and the inkjet head 100a in advance (step S801).
  • step S802 When print data is input from the host computer 8 via the control unit 6 to the shift register 182a of the ejection selection means 182 (step S802), a latch signal is input to the latch circuit 182b (step S803). The print data is latched.
  • the switching means 23a to 23e connect all the ink jet heads 100a to 100e to the drive waveform generation means 181 (the driver 182c of the ejection selection means 182) at this stage ( Step S804).
  • step S103 the discharge abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 (FIG. 25) is executed (step S805).
  • step S106 of FIG. 24 the determination result of the ejection abnormality determination process executed in step S106 of FIG. 24 is associated with the inkjet head 100 (here, 100a) to be processed and stored in a predetermined storage area of the storage unit 62. It is saved (step S107 in Fig. 24).
  • step S806 the control unit 6 determines whether or not the above-described discharge abnormality detection / determination processing has been completed for all the nozzles 110 (all the inkjet heads 100). Then, when it is determined that the above processing has been completed for all the nozzles 110, the control unit 6 sets the switching means 23a corresponding to the first nozzle 110 based on the scanning signal (Step S). 808), if it is determined that the above processing has not been completed for all the nozzles 110, the switching means 23b corresponding to the next nozzle 110 is set (step S807).
  • step S809 the control unit 6 determines whether or not the predetermined printing operation instructed from the host computer 8 has been completed. If it is determined that the printing operation has not been completed, the next print data is input to the shift register 182a. 802), the same processing is repeated. When it is determined that the printing operation has been completed, the control unit 6 latches the CLE AR signal in order to clear the ejection data latched in the latch circuit 18 2 b of the ejection selection unit 18 2. Input to the circuit 18 2 b (step S 8 10), release the latch state of the latch circuit 18 2 b, and end the discharge abnormality detection and judgment processing in the ink jet printer 1 shown in FIG. 30. I do.
  • the liquid droplet ejection apparatus (inkjet printer 1) of the present invention includes a diaphragm 121, an electrostatic actuator 120 that displaces the diaphragm 121, and a liquid filled therein. Then, the displacement of the diaphragm 12 1 causes the internal pressure to change (increase / decrease).
  • the cavity 14 1 communicates with the cavity 14 1, and the pressure inside the cavity 14 1 changes (increases / decreases).
  • a plurality of inkjet heads (droplet ejection heads) 100 having nozzles 110 for ejecting liquids as droplets, and drive waveforms for driving these electrostatic actuators 120
  • Detecting means 181, generating means 181, discharging selecting means 182 for selecting which one of the plurality of nozzles 110 discharges a droplet, and detecting residual vibration of diaphragm 1 21.
  • the driving is performed based on the drive Z detection switching signal, the print data, or the scanning signal.
  • the ejection failure detection and the cause determination thereof can be performed in a short time.
  • the circuit configuration of the detection circuit including the same can be scaled down, and an increase in the manufacturing cost of the droplet discharge device can be prevented.
  • the electrostatic actuator 120 is driven, it is switched to the discharge abnormality detecting means 10 to perform the discharge abnormality detection and the cause determination, so that it does not affect the drive of the actuator. Therefore, the throughput of the droplet discharge device of the present invention is not reduced or deteriorated.
  • existing droplet discharge devices ink-jet printers
  • the droplet discharge device of the present invention includes a plurality of switching means 23, a switching control means 19, and a plurality of ejection abnormality detections corresponding to one or the number of nozzles 110.
  • the discharge means (printing data) is not input, that is, the switching means corresponding to the electrostatic actuator 120 which is not performing the discharge driving operation performs the switching operation. Since this is not performed, useless detection / judgment processing can be avoided.
  • the switching selection unit 19a the droplet discharge device only needs to include one discharge abnormality detection unit 10, so the circuit configuration of the droplet discharge device must be scaled down. In addition to this, it is possible to prevent an increase in the manufacturing cost of the droplet discharge device.
  • FIG. 36 is a diagram showing a schematic structure (partially omitted) as viewed from above the ink jet printer 1 shown in FIG.
  • a wiper 300 and a cap 310 for performing a recovery process for ink droplet non-ejection (head abnormality) are provided.
  • the recovery process performed by the recovery unit 24 includes a flushing process of preliminary discharging droplets from the nozzle 110 of each inkjet head 100 and a wiper 300 (described below) (see FIG. 37).
  • the recovery means 24 includes a tube pump 320 and a pulse motor for driving the same, a vertical drive mechanism for the wiper 300 and the wiper 300, and a vertical drive mechanism for the cap 310 (see FIG. (Not shown)
  • the power of the head driver 33 and the head unit 35 is used.
  • the carriage motor 41 and the like function as a part of the recovery means 24. Since the flushing process has been described above, the wiping process and the pumping process will be described below.
  • the wiping process refers to a process of wiping foreign matter such as paper powder attached to the nozzle plate 150 (nozzle surface) of the head unit 35 with the wiper 300.
  • the pumping process is a process in which a tube pump 320 described later is driven to suck and discharge ink in the cavities 144 from the nozzles 110 of the head unit 35.
  • the wiping process is an appropriate process as a recovery process in a state where paper dust adheres, which is one of the causes of the abnormal ejection of the droplet of the ink jet 100 as described above.
  • the pump suction process removes air bubbles in the cavity 141 that cannot be removed by the flushing process described above, or the ink in the vicinity of the nozzle 110 is dried or the ink in the cavity 141 deteriorates over time.
  • This is an appropriate process as a recovery process to remove the thickened ink when the viscosity increases. If the viscosity is not so increased and the viscosity is not so large, the above-described recovery process by the flushing process may be performed. In this case, since the amount of ink to be discharged is small, appropriate recovery processing can be performed without reducing throughput / running cost.
  • the plurality of head units 35 are mounted on a carriage 32, guided by two carriage guide shafts 42, and driven by a carriage module 41 via a connecting portion 34 provided at the upper end in the figure.
  • the head unit 35 mounted on the carriage 32 can be moved in the main scanning direction (in conjunction with the timing belt 421) via the timing belt 421 moved by the drive of the carriage motor 41. is there.
  • the carriage 41 plays a role of a pulley for continuously rotating the timing belt 421, and a pulley 44 is similarly provided on the other end side.
  • the cap 310 is used for cabling the nozzle plate 150 of the head unit 35 (see FIG. 5).
  • Cap 310 has its bottom side A hole is formed in the tube, and a flexible tube 321, which is a component of the tube pump 320, is connected to the tube, as described later.
  • the tube pump 320 will be described later with reference to FIG.
  • the recording paper P is moved in the sub-scanning direction, while the predetermined ink jet head 100 G is driven by the electrostatic actuator 120 of the night drop discharge head. That is, the ink jet printer (droplet ejection device) 1 moves downward in FIG. 36, and the printing means 3 moves in the main scanning direction, that is, right and left in FIG. Prints (records) a specified image on recording paper P based on the print data (print data) input from.
  • FIG. 37 is a diagram showing a positional relationship between the wiper 300 shown at 036 and the printing means 3 (head unit 35).
  • the printing means 3 (head unit 35) and the wiper 300 are part of a side view of the ink jet printer 1 shown in FIG. Shown.
  • the wiper 300 is vertically movable so as to be able to contact the nozzle surface of the printing means 3, that is, the nozzle plate 150 of the head unit 35. You.
  • the wiping process which is a recovery process using the wiper 300 will be described.
  • the wiper 300 is driven by a drive unit (not shown) so that the tip of the wiper 300 is located above the nozzle surface (nozzle plate 150). 0 0 is moved upward.
  • the wiping member 301 comes in contact with the nozzle plate 150 (nozzle surface). Will be. Since the wiping member 301 is made of a flexible rubber member or the like, as shown in FIG.
  • the tip of the wiping member 301 that comes into contact with the nozzle plate 150 is The surface of the nozzle plate 150 (nozzle surface) is cleaned (wiped) by the bending and the tip. This makes it possible to remove foreign matter such as paper dust attached to the nozzle plate 150 (nozzle surface) (for example, paper dust, dust floating in the air, scraps of rubber, etc.). Also, according to the state of such foreign matter adhered (when a large amount of foreign matter is adhered), the wiper 300 is attached to the printing means 3 (head unit 35). By reciprocating upward, the wiping process can be performed multiple times.
  • FIG. 38 is a diagram showing a relationship between the head unit 35, the cap 310, and the pump 320 during the pump suction process.
  • the tube 321 forms an ink discharge path in a bombing process (pump suction process), and one end thereof is connected to the bottom of the cap 310 as described above, and the other end is a tube pump. It is connected to the waste ink cartridge 340 via 320.
  • An ink absorber 330 is arranged on the inner bottom surface of the cap 310.
  • the ink absorber 330 absorbs the ink discharged from the nozzle 110 of the ink jet head 100 during the pump suction process and the flushing process, and temporarily stores the ink.
  • the ink absorber 330 can prevent the ejected droplets from splashing back and fouling the nozzle plate 150 during the flushing operation into the cap 310.
  • FIG. 39 is a schematic diagram showing the configuration of the tube pump 320 shown in FIG.
  • the tube pump 320 is a rotary pump, and includes a rotating body 322 and four rollers 3 arranged around the circumference of the rotating body 322. 23 and a guide member 350.
  • the roller 3 23 is supported by a rotating body 3 22, and a flexible tube 3 21 placed in an arc along the guide 3 51 of the guide member 350 is applied. To press.
  • the tube pump 320 is rotated by rotating the rotating body 322 in the direction of the arrow X shown in FIG. 39 around the shaft 32a so that one or two of the tubes 3221 are in contact with the tube 3221. While rotating in the Y direction, the two rollers 3 2 3 sequentially press the tubes 3 2 1 placed on the arcuate guide 3 5 1 of the guide member 3 50. As a result, the tube 3 2 1 is deformed, and the negative pressure generated in the tube 3 2 1 causes the ink (liquid material) in the cavity 14 1 of each ink jet head 1 0 to move the cap 3 10.
  • Unnecessary ink that was sucked through, mixed with air bubbles, or thickened by drying was discharged to the ink absorber 330 through the nozzle 110, and was absorbed by the ink absorber 330.
  • the discharged ink is supplied to the discharged ink cartridge 3400 via the tube pump 320 (see Fig. 38). ).
  • the tube pump 320 is driven by a motor such as a pulse motor (not shown).
  • the pulse motor is controlled by the control unit 6.
  • Drive information for the rotation control of the tube pump 320 for example, a look-up table in which the rotation speed and the number of rotations are described, a control program in which the sequence control is described, and the like, are stored in the PROM 6.4 of the control unit 6, etc.
  • the CPU 61 of the control unit 6 controls the tube pump 320 based on the drive information.
  • FIG. 40 is a front view showing the ejection failure recovery process in the ink jet printer 1 (droplet ejection device) of the present invention.
  • the nozzle 110 having a discharge abnormality is detected, and if the cause is determined, a predetermined operation that does not perform a printing operation (print operation) is performed.
  • the printing unit 3 covers the nozzle plate 150 of the printing unit 3 (head unit 35 in FIG. 36) with the cap 310, or the wiper 300 (A position where the wiping process can be performed by the), and the ejection failure recovery process is executed.
  • the control unit 6 determines the determination result corresponding to each nozzle 110 stored in the EEPROM 62 of the control unit 6 in step S107 in FIG. 24 (where the determination result is The determination result is not limited to 110, but is determined for each inkjet head 100. Therefore, in the following, the nozzle 110 having an abnormal discharge is referred to as an inkjet head 1 having an abnormal discharge. 0 is also read.) (Step S910). In step S902, the control unit 6 determines whether or not the readout determination result includes a nozzle 110 having an ejection failure. Then, when it is determined that there is no ejection failure nozzle 110, that is, when the droplets are normally ejected from all the nozzles 110, the ejection abnormality recovery processing is terminated as it is.
  • step S903 the control unit 6 determines that the nozzle 110 that has been determined to have the discharge abnormality It is determined whether or not it is adhesion. If it is determined that paper dust has not adhered to the vicinity of the outlet of the nozzle 110, the process proceeds to step S905, where paper dust adheres. If it is determined that the nozzle plate 150 is present, the wiping process for the nozzle plate 150 by the wiper 300 described above is executed (step S904).
  • step S905 the control unit 6 subsequently determines whether or not the nozzle 110 determined to have the above-described discharge abnormality is a bubble. If it is determined that air bubbles are mixed, the control unit 6 executes a pump suction process by the tube pump 320 for all the nozzles 110 (step S 906), This discharge abnormality recovery process ends. On the other hand, when it is determined that there is no air bubble, the control unit 6 determines whether the pump by the tube pump 320 is based on the length of the period of the residual vibration of the diaphragm 121 measured by the measuring unit 17. The flushing process is performed on only the nozzle 110 or all the nozzles 110 determined to be the suction process or the discharge abnormality (step S ⁇ b> 907), and the discharge abnormality recovery process ends.
  • each inkjet head 100 of the head unit 35 ejects an ink droplet (droplet) to the recording paper P (droplet receptor).
  • a discharge abnormality is detected by the discharge abnormality detecting means 10 for the discharge operation of each ink droplet to be discharged from each of the nozzles 110. That is, when forming an image on the recording paper P, the inkjet printer 1 performs the operation while detecting whether all the ink droplets to be ejected from each of the nozzles 110 have been ejected normally.
  • the inkjet printer 1 can detect whether or not there is any dot missing (pixel loss) in the formed image, so it is possible to actually detect whether or not there is any defect in the formed image. can do.
  • the ink jet printer 1 detects the presence or absence of a discharge abnormality for each of the ink droplets to be discharged from each nozzle 110, the discharge abnormality detection for the plurality of nozzles 110 is performed in parallel.
  • the present invention may have a configuration as shown in FIG. 27 or FIG. 30 described above.
  • FIG. 27 or FIG. 30 when forming an image on the recording paper P, instead of ejecting ink droplets from each nozzle 110 at the same time, timing from each nozzle 110 is used. By shifting the ink droplets sequentially to eject ink droplets, the ejection Presence or absence can be detected.
  • the control unit 6 includes an abnormal counter (counting unit) that counts the number of ejection abnormalities detected by the ejection abnormality detecting unit 10.
  • the inkjet printer 1 forms an image by ejecting ink droplets onto the recording paper P, and the number of ejection abnormalities occurring on the recording paper P, ie, the image formed on the recording paper P. It is possible to count the number of missing dots (pixel loss) that occurred inside. Therefore, the inkjet printer 1 can also detect (determine) the image quality of the image formed on the recording paper P based on the number of missing dots.
  • This abnormality counter (counting means) may be configured as software as a part of the control program of the control unit 6, or may be configured as a circuit as a hardware.
  • FIG. 41 is a flowchart showing a process when an ejection failure is detected during image formation.
  • an example of an error process when an ejection failure is detected during image formation in the inkjet printer 1 will be described with reference to FIG.
  • the ink jet printer 1 When printing is started, the ink jet printer 1 first checks whether or not the head unit 35 is in a normal state (step S1001). In this initial confirmation, the ejection abnormality is detected by the ejection abnormality detection means 10 for each nozzle 110 while performing the flushing operation, and it is confirmed that the head unit 35 is in a normal state. When an abnormal discharge is detected, the recovery process is performed by the recovery unit 24 to recover.
  • control unit 6 sets a reference value (allowable value) Z of the number of missing dots allowed in an image formed on the recording paper P (step S1005).
  • the reference value Z is set to 5.
  • the reference value Z may be a fixed value, or may be changed by operating the host computer 8 or the operation panel 7 and inputting an arbitrary numerical value.
  • the reference value Z may be determined (calculated) from an allowable ratio of missing dots with respect to the total number of pixels of an image to be formed.
  • the allowable ratio may be a fixed value or may be changed by operating the host computer 8 or the operation panel 7 and inputting an arbitrary numerical value.
  • the control unit 6 drives each of the inkjet heads 100 to perform an ejection operation, and ejects ink droplets from each of the nozzles 110, whereby the inkjet printer 1 Then, a recording operation is performed on the recording paper P (step S106).
  • the ejection abnormality detecting means 10 detects the ejection abnormality by the ejection abnormality detecting means 10 for the ejection operation of each ink droplet to be ejected from each nozzle 110 (step S100). 7).
  • the control unit 6 determines whether or not the number N of ejection abnormalities counted by the abnormal force counter has exceeded the reference value Z (step S11010). If the number N of ejection errors has not reached the reference value Z, it is determined whether printing based on the print data has been completed (step S 101). Returning to step S106, the recording operation is continued.
  • the inkjet printer 1 ends the printing.
  • the image formed on the printed recording paper P satisfies the image quality standard based on the standard value Z.
  • control unit 6 determines that the number N of abnormal discharges exceeds the reference value Z in step S11010 during printing, the control unit 6 displays the fact on the display unit of the operation panel 7. (Step S 1 0 1 2). As a result, the operator of the ink jet printer 1 confirms that the image formed on the recording paper P does not satisfy the image quality standard based on the standard value Z. (User).
  • the display on the operation panel 7 may display, for example, the number of occurrences N of discharge abnormalities and the reference value Z, or only display that the image quality has not reached the reference.
  • the notifying means is not limited to the display on the display unit, and may be, for example, a sound, an alarm sound, a lighting of a lamp, or a host computer 8 via the interface 9. Or any device that transmits ejection abnormality information to a print server or the like via a network. If the controller 6 determines in step S1010 that the number N of ejection failures has exceeded the reference value Z, the controller 6 stops printing. Alternatively, printing may be completed to the end without stopping printing.
  • FIG. 42 is a flowchart showing another example of the process when an ejection failure is detected during image formation.
  • the ink jet printer 1 performs a recording operation on the recording paper P (step S1106).
  • the discharge abnormality detecting means 10 detects the discharge abnormality by the discharge abnormality detection means 10 for the discharge operation of each ink droplet to be discharged from each nozzle 110 (step S1107).
  • the control unit 6 determines whether or not the counted number N of discharge abnormalities exceeds the reference value Z (step S111). If the number N of ejection errors has not reached the reference value Z, it is determined whether printing based on the print data has been completed (step S111). Returning to step S1106, the recording operation is continued. If the printing based on the print data is completed without the number of ejection failures N reaching the reference value Z, the inkjet printer 1 ends the printing. In this case, the image formed on the printed recording paper p satisfies the image quality standard based on the standard value ⁇ .
  • control unit 6 determines that the number of abnormal discharge occurrences ⁇ exceeds the reference value ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ in step S11110 during printing, the control unit 6 prints (ink droplets) on the recording paper ⁇ . Is stopped, and the flow returns to step S1104 to operate the paper feeder 5 to discharge the recording paper ⁇ and supply the next recording paper ⁇ , and perform steps S1105 and below. .
  • the recovery means 24 must first reset the ink jet head 100 (head unit 35). Recovery processing may be performed. As a result, the cause of the ejection failure of the ink jet head 100 (head unit 35) is reliably eliminated, so that the ejection failure can be prevented from occurring again in the reprinting of new recording paper ⁇ . can do.
  • FIG. 43 is a flowchart showing still another example of the processing performed when an ejection failure is detected during image formation. It is a low chart.
  • FIG. 43 shows another example of the error processing when an ejection failure is detected during image formation in the inkjet printer 1 .
  • the explanation is focused on the points, and the explanation of the same items is omitted.
  • the ink jet printer 1 has three operation modes having different reference values of the number of allowable dropouts, that is, a high-quality mode, a medium-quality mode, and a low-quality mode.
  • the control unit 6 has a control program corresponding to each of these operation modes, and the operator (user) of the inkjet printer 1 operates the host computer 8 or the operation panel 7 to operate any one of the operation modes. Mode can be selected.
  • the high quality mode is an operation mode for forming an image having no missing dots in all pixels.
  • the medium-quality mode is an operation mode that allows dots to be skipped up to 0.1% of the total number of pixels
  • the low-quality mode is one in which dots are missing up to 1% of the total number of pixels. This is an operation mode that allows generation.
  • step S123 the reference value Z of the allowable number of missing dots is set according to the allowable dot missing ratio in each of the operation modes described above.
  • the print data received in step S122 prints an image mainly composed of characters in which the total number of pixels is 20000 pixels.
  • the reference value Z of the allowable number of missing dots is 1% of 2000 pixels, so that Z is set to 2000.
  • the high-quality mode, medium-quality mode, and low-quality mode use the reference value Z as described above. Is not limited to the ratio defined with respect to the total number of pixels, but may be defined as an absolute number. In addition, in the high-quality mode, the medium-quality mode, and the low-quality mode, not only the reference value Z is operated so as to be different, but also other control methods may be different. It may be different.
  • step S123 the reference value Z of the number of missing dots is set in accordance with the selected operation mode. Therefore, when the high-quality mode is selected, if even one ejection error (missing dot) is detected, replace the recording paper P with a new one and reprint (reprint). .
  • the medium-quality mode printing is continued while allowing up to 20 detected ejection abnormalities (missing dots). Replace recording paper P with a new one and reprint.
  • the low-quality mode printing is continued while permitting up to 200 detected ejection abnormalities (missing dots). Replace the recording paper P with a new one and print again.
  • the operator (user) of the ink jet printer 1 can perform printing so as to obtain a printed matter having an image quality that is not excessive or insufficient according to a desired image quality. Without) printing operation can be performed.
  • the droplet discharge device of the present embodiment requires other components (for example, an optical dot missing detection device, etc.) as compared with the conventional droplet discharge device capable of detecting a discharge abnormality. Because of this, it is possible to detect a droplet discharge abnormality without increasing the size of the droplet discharge head, and to manufacture a droplet discharge device capable of detecting a discharge abnormality (missing dot). Can be kept low. Further, since the abnormal discharge of the droplet is detected using the residual vibration of the diaphragm after the operation of discharging the droplet, the abnormal discharge of the droplet can be detected even during the recording operation.
  • the discharge abnormality detection means may not determine the cause of the generated discharge abnormality.
  • the ejection failure detection means is not limited to the above-described embodiment as long as it can detect the ejection failure while performing the printing operation. Any method may be used. ⁇ Second embodiment>
  • FIG. 44 to FIG. 47 are cross-sectional views each schematically showing another example of the configuration of the ink jet head (head unit).
  • the vibration plate 212 vibrates by driving the piezoelectric element 200, and the ink (liquid) in the cavity 208 is ejected from the nozzle 203. Is what you do.
  • a stainless steel nozzle plate 202 having a nozzle (hole) 203 formed thereon is joined with a stainless steel metal plate 204 via an adhesive film 205.
  • a metal plate 204 made of the same stainless steel is joined on the upper side via an adhesive film 205.
  • a communication port forming plate 206 and a cavity plate 207 are sequentially joined thereon.
  • the nozzle plate 202, the metal plate 204, the adhesive film 205, the communication port forming plate 206 and the cavity plate 200 each have a predetermined shape (shape such that a concave portion is formed).
  • a cavity 208 and a reservoir 209 are formed.
  • the cavity 208 and the reservoir 209 communicate with each other via an ink supply port 210.
  • the reservoir 209 communicates with the ink intake port 211.
  • a vibrating plate 212 is provided at an opening on the upper surface of the cavity plate 207, and a piezoelectric element (piezoelectric element) 200 is provided on the vibrating plate 212 via a lower electrode 21. Joined. An upper electrode 214 is joined to the piezoelectric element 200 on the side opposite to the lower electrode 211.
  • the head driver 33 includes a drive circuit for generating a drive voltage waveform, and applies (supplies) the drive voltage waveform between the upper electrode 214 and the lower electrode 213 to form the piezoelectric element 20. 0 vibrates, and the diaphragm 2 1 2 vibrates to it. Due to the vibration of the vibration plate 212, the volume of the cavity 208 (pressure in the cavity) changes, and the ink (liquid) filled in the cavity 208 is ejected from the nozzle 203 as droplets.
  • the amount of liquid reduced in the cavity 208 due to the ejection of droplets is Is supplied and replenished. Further, ink is supplied to the reservoir 209 from the ink intake port 211.
  • the ink (liquid) in the captivity 21 is discharged from the nozzle by driving the piezoelectric element 200.
  • This ink jet head 100 B has a pair of opposed substrates 220, and a plurality of piezoelectric elements 200 are intermittently arranged at predetermined intervals between the two substrates 220. I have.
  • a cavity 2 21 is formed between adjacent piezoelectric elements 200.
  • a plate (not shown) is installed at the front in FIG. 4 5 of the cavity 2 2 1, and a nozzle plate 2 2 2 is installed at the rear, and a position corresponding to each cavity 2 2 1 of the nozzle play h 2 2
  • a nozzle (hole) 222 is formed.
  • a pair of electrodes 224 is provided on one surface and the other surface of each piezoelectric element 200, respectively. That is, four electrodes 224 are connected to one piezoelectric element 200.
  • the piezoelectric element 200 is deformed in shear mode and vibrates (indicated by an arrow in FIG. 45).
  • the volume of the cavity 222 pressure in the cavity
  • the ink (liquid) filled in the cavity 222 is discharged as droplets from the nozzle 222. That is, in the inkjet head 100B, the piezoelectric element 200 itself functions as a diaphragm.
  • the ink jet head 100C shown in FIG. 46 also discharges the ink (liquid) in the cavity 233 from the nozzle 231 by driving the piezoelectric element 200 in the same manner as described above.
  • the ink jet head 100C includes a nozzle plate 230 on which the nozzles 231 are formed, a spacer 232, and a piezoelectric element 200.
  • the piezoelectric element 200 is installed at a predetermined distance from the nozzle plate 230 via a spacer 232, and the nozzle plate 230, the piezoelectric element 200, and the spacer A cavity 2 33 is formed in a space surrounded by 32.
  • a plurality of electrodes are joined to the upper surface of the piezoelectric element 200 in FIG. That is, a first electrode 234 is joined to a substantially central portion of the piezoelectric element 200, and a second electrode 235 is joined to both sides thereof. 1st electrode 2 3 4 and 2nd electrode 2 3 5
  • the piezoelectric element 200 is deformed in the shear mode and vibrates (indicated by an arrow in FIG. 46), and this vibration causes the volume of the cavity 23 3 (in the cavity)
  • the pressure changes, and the ink (liquid) filled in the cavity 2 33 is ejected from the nozzle 2 31 as droplets. That is, in the inkjet head 100 C, the piezoelectric element 200 itself functions as a diaphragm.
  • the ink (liquid) in the cavity 245 is discharged from the nozzle 241 by driving the piezoelectric element 200 in the same manner as described above.
  • This ink jet head 100D is composed of a nozzle plate 240 on which the nozzles 241 are formed, a cavity plate 242, a vibration plate 243, and a plurality of piezoelectric elements 200. And a multi-layer piezoelectric element 201.
  • the cavity plate 242 is formed in a predetermined shape (shape such that a concave portion is formed), whereby the cavity 245 and the reservoir 246 are formed.
  • the cavity 245 and the reservoir 246 communicate with each other via an ink supply port 247.
  • the reservoir 246 communicates with the ink cartridge 31 via the ink supply tube 311.
  • the middle and lower ends of the laminated piezoelectric element 201 shown in FIG. 47 are connected to the diaphragm 243 via the intermediate layer 244.
  • a plurality of external electrodes 248 and internal electrodes 249 are joined to the laminated piezoelectric element 201. That is, an external electrode 248 is bonded to the outer surface of the multilayer piezoelectric element 201, and is provided between the piezoelectric elements 200 constituting the multilayer piezoelectric element 201 (or inside each piezoelectric element).
  • the internal electrode 249 is installed. In this case, the external electrodes 248 and a part of the internal electrodes 249 are alternately arranged so as to overlap in the thickness direction of the piezoelectric element 200.
  • the multilayer piezoelectric element 201 is deformed as shown by the arrow in FIG. 47. Vibrating (expanding and contracting in the vertical direction in Fig. 47), and the vibration causes the diaphragm 243 to vibrate. Due to the vibration of the vibrating plate 243, the volume of the cavity 245 (the pressure in the cavity) changes, and the ink (liquid) filled in the cavity 245 is ejected from the nozzle 241 as droplets. The amount of the liquid reduced in the cavity 245 due to the ejection of the droplet is supplied by supplying the ink from the reservoir 246. Ink is supplied to the reservoir 246 from the ink cartridge 31 via the ink supply tube 311.
  • a diaphragm or a vibrating plate can be formed in the same manner as the above-described capacitive ink jet head 100. Based on the residual vibration of the functioning piezoelectric element, it is possible to detect an abnormality in droplet ejection or to specify the cause of the abnormality.
  • a diaphragm (a diaphragm for detecting residual vibration) as a sensor is provided at a position facing the cavity to detect residual vibration of the diaphragm. It can also be configured.
  • each part configuring the droplet discharge head or the droplet discharge device includes: Any configuration that can exhibit the same function can be substituted. Further, other arbitrary components may be added to the droplet discharge head or the droplet discharge device of the present invention.
  • the ejection target liquid (droplet) ejected from the droplet ejection head (the ink jet head 100 in the above-described embodiment) of the droplet ejection device of the present invention is not particularly limited. (Including dispersions such as suspensions and emulsions). That is, a filter material (ink) for a color filter, a light emitting material for forming an EL light emitting layer in an organic EL (Electro Luminescence) device, a fluorescent material for forming a phosphor on an electrode in an electron emission device, and a PDP.
  • a filter material (ink) for a color filter a light emitting material for forming an EL light emitting layer in an organic EL (Electro Luminescence) device, a fluorescent material for forming a phosphor on an electrode in an electron emission device, and a PDP.
  • Fluorescent material for forming a phosphor in the device Fluorescent material for forming a phosphor in the device, electrophoretic material for forming the electrophoretic material in the electrophoretic display device, bank material for forming a bank on the surface of the substrate W, various coating materials, electrodes Liquid electrode material to form a micro-lens, liquid material to form a spacer to form a minute cell gap between two substrates, liquid metal material to form metal wiring, and micro lens Lens materials, resist materials, light diffusion materials for forming light diffusers, DNA chips, biochips such as protein chips, etc. Der various test liquid material You.
  • the droplet receiver from which droplets are to be ejected is not limited to paper such as recording paper, but may be other media such as films, woven fabrics and nonwoven fabrics, glass substrates, silicon substrates, Work such as various substrates may be used.

Abstract

A liquid drop ejector capable of detecting a missing dot (loss of a pixel) actually in a formed image. The liquid drop ejector comprises a plurality of liquid ejection heads for ejecting liquid, in the form of a liquid drop, from a nozzle communicating with a cavity filled with the liquid by driving an actuator through a drive circuit thereby varying the pressure in the cavity to eject a liquid drop toward a liquid drop receiving material from the nozzle while moving the liquid ejection head relatively thereto. The liquid drop ejector further comprises means (10) for detecting abnormal ejection of a liquid drop from the nozzle, wherein each means (10) detects abnormal ejecting operation of each liquid drop being ejected from the nozzle while the liquid ejection head is ejecting a liquid drop toward the liquid drop receiving material.

Description

明 細 書 液滴吐出装置 技術分野  Description Droplet ejection device Technical field
本発明は、 ί夜滴吐出装置に関する。 背景技術  The present invention relates to a night drop ejection device. Background art
液滴吐出装置の一つであるィンクジエツトプリンタは、 複数のノズルからインク 滴 (液滴) を吐出して所定の用紙上に画像形成を行っている。 インクジェットプリ ン夕の印刷ヘッド (インクジェットヘッド) には、 多数のノズルが設けられている が、 インクの粘度の増加や、 気泡の混入、 塵や紙粉の付着等の原因によって、 いく つかのノズルが目詰まりしてインク滴を吐出できない場合がある。 ノズルが目詰ま りするとプリントされた画像内にドッ卜抜けが生じ、 画質を劣化させる原因となつ ている。  2. Description of the Related Art An ink jet printer, which is one of the droplet discharge devices, forms an image on a predetermined sheet by discharging ink droplets (droplets) from a plurality of nozzles. The print head (ink-jet head) of an ink-jet printer has a large number of nozzles. May be clogged and ink drops cannot be ejected. If the nozzles are clogged, missing dots will occur in the printed image, which may cause a deterioration in image quality.
従来、 このようなインク滴の吐出異常 (以下、 「ドット抜け」 ともいう) を検出す る方法として、インクジエツトへッドのノズルからインク滴が吐出されない状態(ィ ンク滴吐出異常状態) をインクジエツトへッドのノズル毎に光学的に検出する方法 が考案されている(例えば、特開平 8— 3 0 9 9 6 3号公報など)。この方法により、 ドット抜け(吐出異常)を発生しているノズルを特定することが可能となっている。 しかしながら、 上述の光学式のドット抜け (液滴吐出異常) 検出方法では、 光源 及び光学センサを含む検出器が液滴吐出装置 (例えば、 インクジェットプリンタ) に取付けられている。 この検出方法では、 一般に、 液滴吐出ヘッド (インクジエツ トヘッド) のノズルから吐出する液滴が光源と光学センサの間を通過し、 光源と光 学センサの間の光を遮断するように、 光源及び光学センサを精密な精度で (高精度 に) 設定 (設置) しなければならないという問題がある。 また、 このような検出器 は通常高価であり、 インクジエツ卜プリンタの製造コストが増大してしまうという 問題もある。 さらに、 ノズルからのインクミストや印刷用紙等の紙粉によって、 光 源の出力部や光学センサの検出部が汚れてしまい、 検出器の信頼性が問題となる可 能性もある。 Conventionally, as a method of detecting such an ink droplet ejection abnormality (hereinafter also referred to as “missing dot”), a state in which an ink droplet is not ejected from the nozzle of the ink jet head (ink droplet ejection abnormal state) is used. A method of optically detecting each nozzle of the head has been devised (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-30963). With this method, it is possible to identify the nozzle that has a missing dot (abnormal ejection). However, in the above-described optical dot missing (droplet ejection abnormality) detection method, a detector including a light source and an optical sensor is attached to a droplet ejection device (for example, an ink jet printer). In this detection method, generally, a light source and a light source are arranged so that a droplet ejected from a nozzle of a droplet ejection head (ink jet head) passes between the light source and the optical sensor and blocks light between the light source and the optical sensor. There is a problem that the optical sensor must be set (installed) with high precision (high accuracy). Further, such a detector is usually expensive, and there is a problem that the manufacturing cost of the ink jet printer is increased. In addition, light is generated by ink mist from the nozzles and paper dust such as printing paper. The output section of the source and the detection section of the optical sensor may become dirty, and the reliability of the detector may become an issue.
また、 上述の光学式のドット抜け検出方法を行う液滴吐出装置は、 非記録時にノ ズルのドット抜け (液滴吐出異常) を検出するものであり、 印刷用紙等の液滴受容 物に記録 (印刷) しているときに検出することはできないため、 印刷した画像等に 実際にドット抜け (画素の欠損) が発生しているかどうかを知る (検出する) こと はできない、 という問題がある。 発明の開示  In addition, the droplet discharge apparatus that performs the above-described optical dot missing detection method detects missing dots of a nozzle (abnormal droplet ejection) during non-recording, and records the droplet on a droplet receiver such as printing paper. Since it cannot be detected during (printing), there is a problem that it is not possible to know (detect) whether a missing dot (pixel loss) has actually occurred in a printed image or the like. Disclosure of the invention
本発明の目的は、 形成した画像中に実際にドット抜け (画素の欠損) があるかど うかを検出することができる液滴吐出装置を提供することにある。  An object of the present invention is to provide a droplet discharge device capable of detecting whether or not a dot missing (pixel loss) actually exists in a formed image.
上記課題を解決するために、 本発明の液滴吐出装置は、 駆動回路によりァクチュ ェ一タを駆動して液体が充填されたキヤビティ内の圧力を変化させることにより前 記キヤビティに連通するノズルから前記液体を液滴として吐出する複数の液滴吐出 ヘッドを備え、 前記液滴吐出ヘッドを液滴受容物に対し相対的に走査 (移動) しつ つ前記ノズルから液滴を吐出して前記液滴受容物に着弾させる液滴吐出装置であつ て、  In order to solve the above-mentioned problems, a droplet discharge device according to the present invention is configured such that a drive circuit drives an actuator to change a pressure in a cavity filled with a liquid, so that the nozzle communicates with the cavity. A plurality of droplet discharge heads for discharging the liquid as droplets, wherein the droplets are discharged from the nozzles while scanning (moving) the droplet discharge head relative to a droplet receiver. A droplet discharge device for landing on a droplet receiver,
前記ノズルからの液滴の吐出異常を検出する吐出異常検出手段を備え、 前記液滴吐出へッドが前記液滴受容物に対し液滴を吐出しているとき、 前記ノズ ルから吐出すべき各液滴についての吐出動作に対しそれぞれ前記吐出異常検出手段 により吐出異常を検出することを特徴とする。  A discharge abnormality detecting unit that detects a discharge abnormality of the droplet from the nozzle; when the droplet discharge head is discharging a droplet to the droplet receiver, the droplet should be discharged from the nozzle; An ejection abnormality is detected by the ejection abnormality detection means for the ejection operation of each droplet.
これにより、 液滴受容物に向けて各ノズルから液滴を吐出するとき、 吐出すべき 各液滴についてそれぞれ正常に吐出されたかどうかを検出しながら行うので、 形成 した画像中に実際にドット抜け (画素の欠損) があるかどうかを正確に検出するこ とができる。  In this way, when a droplet is ejected from each nozzle toward the droplet receiver, it is performed while detecting whether or not each droplet to be ejected has been normally ejected, so that a dot is actually missing in the formed image. (Pixel loss) can be accurately detected.
また、 本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出手段により検出された吐出 異常の数をカウントする計数手段を更に備えることが好ましい。  Further, it is preferable that the droplet discharge device of the present invention further includes a counting unit that counts the number of ejection abnormalities detected by the ejection abnormality detection unit.
これにより、 液滴受容物に液滴を吐出することにより画像を形成しながら、 当該 液滴受容物に対して発生した吐出異常の数をカウントすることができる。 よって、 当該液滴受容物に形成した画像中に発生したドット抜け (画素の欠損) の数に基づ いて、 形成した画像の画質をも検出 (判定) することができる。 Thereby, while forming an image by discharging a droplet to the droplet receiver, The number of ejection abnormalities that have occurred with respect to the droplet receiver can be counted. Therefore, the image quality of the formed image can be detected (determined) based on the number of missing dots (pixel loss) generated in the image formed on the droplet receiver.
また、 本発明の液滴吐出装置では、 報知手段を更に備え、  Further, the droplet discharge device of the present invention further comprises a notifying unit,
液滴受容物に対し液滴を吐出しているとき前記計数手段によりカウントされた当 該液滴受容物に対する吐出異常の数が予め設定された基準値を超えた場合には、 そ の旨を前記報知手段により報知することが好ましい。  If the number of ejection abnormalities for the droplet receiver counted by the counting means during ejection of the droplet to the droplet receiver exceeds a preset reference value, this fact is notified. Preferably, the notification is performed by the notification unit.
これにより、 液滴受容物に形成した画像中に発生した吐出異常が基準値を超えた 場合、 その画像が基準値に基づく画質基準を満足していないのを液滴吐出装置の操 作者 (使用者) に報知することができる。  As a result, when an abnormal discharge occurred in an image formed on the droplet receiver exceeds a reference value, it is determined that the image does not satisfy the image quality standard based on the reference value. Person).
また、 本発明の液滴吐出装置では、 液滴受容物の排出及び供給を行う液滴受容物 搬送手段を更に備え、  Further, the droplet discharge device of the present invention further includes a droplet receptor conveying means for discharging and supplying the droplet receptor,
液滴受容物に対し液滴を吐出しているとき前記計数手段によりカウントされた当 該液滴受容物に対する吐出異常の数が予め設定された基準値を超えた場合には、 当 該液滴受容物に対する液滴の吐出を中止し、 前記液滴受容物搬送手段を作動して当 該液滴受容物を排出するとともに次の液滴受容物を供給し、 該供給された液滴受容 物に対して新たに同様に液滴の吐出を行うことが好ましい。  If the number of abnormal discharges for the droplet receiver counted by the counting means while discharging the droplet to the droplet receiver exceeds a preset reference value, the droplet The discharge of the droplets to the receptor is stopped, the droplet receiver is discharged by operating the droplet receptor transport means, and the next droplet receptor is supplied, and the supplied droplet receptor is supplied. It is preferable to newly discharge droplets in the same manner.
これにより、 基準値に基づく画質基準を満足する画像が形成された液滴受容物が 得られるまで、 新たな液滴受容物に画像形成動作をやり直すので、 液滴吐出装置の 操作者 (使用者) は、 所望する画質のものを確実に得ることができる。  As a result, the image forming operation is re-executed on a new droplet receiver until a droplet receiver having an image satisfying the image quality standard based on the reference value is obtained. ) Can surely obtain the desired image quality.
さらに、 この場合には、 前記液滴吐出ヘッドに対し、 液滴の吐出異常の原因を解 消させる回復処理を行う回復手段を更に備え、 前記供給された液滴受容物に対して 新たに同様に液滴の吐出を行う前に、 前記回復手段による回復処理を行うことが好 ましい。  Further, in this case, the droplet discharge head further includes a recovery unit that performs recovery processing for eliminating a cause of the abnormal discharge of the droplet, and the same applies to the newly supplied droplet receiver. It is preferable to perform a recovery process by the recovery unit before discharging the droplets.
これにより、 吐出異常が発生した液滴受容物を排出して新たな液滴受容物に対し て液滴の吐出をやり直す場合、 吐出異常が再発生するのをより確実に防止すること ができる。  This makes it possible to more reliably prevent the discharge abnormality from occurring again when the droplet receiver having the discharge abnormality is discharged and the droplet is discharged again to a new droplet receiver.
ここで、 好ましくは、 前記回復手段は、 前記液滴吐出ヘッドのノズルが配列され るノズル面をワイパによりワイピング処理するワイピング手段と、 前記ァクチユエ 一夕を駆動してノズルから前記液滴を予備的に吐出するフラッシング処理を実行す るフラッシング手段と、 前記液滴吐出へッドのノズル面を覆うキャップに接続する ポンプによりポンプ吸引処理をするボンビング手段とを含む。 In this case, preferably, the recovery unit is configured such that nozzles of the droplet discharge head are arranged. A wiping unit for wiping a nozzle surface with a wiper, a flushing unit for performing a flushing process for driving the actuator and preliminary discharging the droplet from the nozzle, Bombing means for performing a pump suction process by a pump connected to a cap covering the nozzle surface.
また、本発明の液滴吐出装置では、前記基準値を変更可能であることが好ましく、 さらに、 前記基準値が異なる複数の作動モードを有し、 該作動モードを選択可能で あるのがより好ましい。  Further, in the droplet discharge device of the present invention, it is preferable that the reference value can be changed, and it is more preferable that the droplet discharge device has a plurality of operation modes in which the reference value is different, and that the operation mode can be selected. .
これにより、 液滴吐出装置の操作者 (使用者) が所望する画質に応じ、 過不足の ない画質の画像が得られるように液滴の吐出を行うことができ、 合理的な (無駄の ない) 画像の形成動作を行うことができる。  In this way, droplets can be ejected in accordance with the image quality desired by the operator (user) of the droplet ejection device so as to obtain an image of sufficient and sufficient image quality. An image forming operation can be performed.
ここで、 本発明の液滴吐出装置において、 前記液滴吐出ヘッドは、 前記ァクチュ ェ一夕の駆動により変位される振動板を有し、  Here, in the droplet discharge device of the present invention, the droplet discharge head has a diaphragm that is displaced by driving of the work piece,
前記吐出異常検出手段は、 前記振動板の残留振動を検出し、 該検出された前記振 動板の残留振動の振動パターンに基づいて、 前記液滴の吐出の異常を検出するよう に構成されてもよい。 この場合、 好ましくは、 前記吐出異常検出手段は、 前記振動 板の残留振動の振動パターンに基づいて、 前記液滴吐出へッドの液滴の吐出異常の 有無を判定するとともに、 前記液滴吐出へッドの液滴の吐出異常があると判定した 際、 その吐出異常の原因を判定する判定手段を含む。 ここで、 前記振動板の残留振 動とは、 前記ァクチユエ一夕が前記駆動回路の駆動信号 (電圧信号) により液滴吐 出動作を行つた後、 次の駆動信号が入力されて再び液滴吐出動作を実行するまでの 間に、 この液滴吐出動作により前記振動板が減衰しながら振動を続けている状態を いう。  The discharge abnormality detection means is configured to detect residual vibration of the diaphragm, and to detect abnormality of discharge of the droplet based on the detected vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm. Is also good. In this case, it is preferable that the discharge abnormality detecting means determines whether or not there is a discharge abnormality of the droplets of the droplet discharge head based on a vibration pattern of residual vibration of the diaphragm, and When it is determined that there is a discharge abnormality of the head droplet, a determination means for determining a cause of the discharge abnormality is included. Here, the residual vibration of the vibrating plate means that the actuator performs a droplet ejection operation by a drive signal (voltage signal) of the drive circuit, and then receives a next drive signal and receives a droplet again. A state in which the diaphragm continues to vibrate while being attenuated by the droplet discharging operation before the discharging operation is performed.
また、 好ましくは、 前記振動板の残留振動の振動パターンは、 前記残留振動の周 期を含んでもよく、 この場合、 好ましくは、 前記判定手段は、 前記振動板の残留振 動の周期が所定の範囲の周期よりも短いときには、 前記キヤピティ内に気泡が混入 したものと判定し、前記振動板の残留振動の周期が所定の閾値よりも長いときには、 前記ノズル付近の液体が乾燥により増粘したものと判定し、 前記振動板の残留振動 の周期が前記所定の範囲の周期よりも長く、 前記所定の閾値よりも短いときには、 前記ノズルの出口付近に紙粉が付着したものと判定する。 これにより、 光学式検出 装置など従来のドット抜け検出を行うことができる液滴吐出装置では判定不可能で ある液滴の吐出異常の原因を判定することができ、 それによつて、 必要に応じ、 そ の原因に対し適切な回復処理を上記のように選択し、 実行することができる。 Preferably, the vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm may include a period of the residual vibration. In this case, preferably, the determination unit may determine that the period of the residual vibration of the diaphragm is a predetermined period. If the period is shorter than the range, it is determined that air bubbles are mixed in the capty.If the period of the residual vibration of the diaphragm is longer than a predetermined threshold, the liquid in the vicinity of the nozzle is thickened by drying. When the cycle of the residual vibration of the diaphragm is longer than the cycle of the predetermined range and shorter than the predetermined threshold, It is determined that paper dust has adhered to the vicinity of the outlet of the nozzle. As a result, it is possible to determine the cause of a droplet ejection abnormality that cannot be determined by a conventional droplet ejection device such as an optical detection device that can detect missing dots. An appropriate recovery process for the cause can be selected and executed as described above.
本発明の一実施形態において、 前記吐出異常検出手段は、 発振回路を備え、 前記 振動板の残留振動によって変化する前記ァクチユエ一夕の静電容量成分に基づいて、 該発振回路が発振するように構成されてもよい。 この場合、 好ましくは、 前記発振 回路は、 前記ァクチユエ一夕の静電容量成分と、 前記ァクチユエ一夕に接続される 抵抗素子の抵抗成分とによる C R発振回路を構成する。 このように、 本発明の液滴 吐出装置は、 振動板の残留振動波形をァクチユエ一夕の静電容量成分の時系列的な 微小変化 (発振周期の変化) として検出しているので、 ァクチユエ一夕に圧電素子 を用いた場合には、 その起電圧の大小に依存することなく、 振動板の残留振動波形 を正確に検出することができる。  In one embodiment of the present invention, the discharge abnormality detecting means includes an oscillation circuit, and the oscillation circuit oscillates based on a capacitance component of the actuator that changes due to residual vibration of the diaphragm. It may be configured. In this case, it is preferable that the oscillation circuit forms a CR oscillation circuit including a capacitance component of the actuator and a resistance component of a resistance element connected to the actuator. As described above, the droplet discharge device of the present invention detects the residual vibration waveform of the diaphragm as a time-series minute change (change in oscillation cycle) of the capacitance component of the actuator. When a piezoelectric element is used in the evening, the residual vibration waveform of the diaphragm can be accurately detected without depending on the magnitude of the electromotive force.
ここで、 好ましくは、 前記発振回路の発振周波数は、 前記振動板の残留振動の振 動周波数よりもおよそ 1桁以上高い周波数になるよう構成される。 このように、 発 振回路の発振周波数を、 振動板の残留振動の振動周波数の数十倍程度の周波数に設 定することによって、 この振動板の残留振動をより正確に検出することができ、 そ れによって、 液滴の吐出異常をより正確に検出することができる。  Here, it is preferable that the oscillation frequency of the oscillation circuit is set to be higher than the oscillation frequency of the residual vibration of the diaphragm by about one digit or more. In this way, by setting the oscillation frequency of the oscillation circuit to about several tens of times the oscillation frequency of the residual vibration of the diaphragm, the residual vibration of the diaphragm can be detected more accurately. As a result, it is possible to more accurately detect a droplet ejection abnormality.
そして、 好ましくは、 前記吐出異常検出手段は、 前記発振回路の出力信号におけ る発振周波数の変化に基づいて生成される所定の信号群により、 前記振動板の残留 振動の電圧波形を生成する F/V変換回路を含む。 このように、 FZV変換回路を 用いて電圧波形を生成することにより、 ァクチユエ一夕の駆動に影響を与えること なく、 残留振動波形を検出する際、 その検出感度を大きく設定することができる。 それに加えて、 好ましくは、 前記吐出異常検出手段は、 前記 FZV変換回路によつ て生成された前記振動板の残留振動の電圧波形を所定の波形に整形する波形整形回 路を含んでもよい。  Preferably, the discharge abnormality detection means generates a voltage waveform of residual vibration of the diaphragm using a predetermined signal group generated based on a change in oscillation frequency in an output signal of the oscillation circuit. Includes / V conversion circuit. As described above, by generating the voltage waveform using the FZV conversion circuit, the detection sensitivity can be set to be large when detecting the residual vibration waveform without affecting the driving of the actuator. In addition, preferably, the discharge abnormality detection means may include a waveform shaping circuit that shapes a voltage waveform of the residual vibration of the diaphragm generated by the FZV conversion circuit into a predetermined waveform.
ここで、 好ましくは、 前記波形整形回路は、 前記 FZV変換回路によって生成さ れた前記振動板の残留振動の電圧波形から直流成分を除去する D C成分除去手段と、 この D C成分除去手段によつて直流成分を除去された電圧波形と所定の電圧値とを 比較する比較器とを含み、 該比較器は、 該電圧比較に基づいて、 矩形波を生成して 出力するように構成してもよい。 この場合、 さらに好ましくは、 前記吐出異常検出 手段は、 前記波形整形回路によって生成された前記矩形波から前記振動板の残留振 動の周期を計測する計測手段を含む。 そして、 好ましくは、 前記計測手段は、 カウ ン夕を有し、 該カゥン夕が基準信号のパルスをカウントすることによって、 前記矩 形波の立ち上がりエツジ間あるいは立ち上がりエツジと立ち下がりエツジの間の時 間を計測することにより、 前記残留振動の周期を計測してもよい。 このようにカウ ンタを用いて矩形波の周期を計測することにより、 振動板の残留振動の周期をより 簡単に、 そしてより正確に検出することができる。 Here, preferably, the waveform shaping circuit includes a DC component removing unit configured to remove a DC component from a voltage waveform of a residual vibration of the diaphragm generated by the FZV conversion circuit. A comparator for comparing the voltage waveform from which the DC component has been removed by the DC component removing means with a predetermined voltage value, wherein the comparator generates and outputs a square wave based on the voltage comparison May be configured. In this case, more preferably, the discharge abnormality detecting means includes a measuring means for measuring a period of the residual vibration of the diaphragm from the rectangular wave generated by the waveform shaping circuit. Preferably, the measuring means has a counter, and the counter counts a pulse of the reference signal, thereby detecting a time between rising edges of the rectangular wave or between rising edges and falling edges. The period of the residual vibration may be measured by measuring the interval. By measuring the period of the rectangular wave using the counter in this way, the period of the residual vibration of the diaphragm can be detected more easily and more accurately.
また、 本発明の液滴吐出装置は、 好ましくは、 前記ァクチユエ一夕の駆動による 前記液滴の吐出動作後、 前記ァクチユエ一夕との接続を前記駆動回路から前記吐出 異常検出手段に切り替える切替手段を更に備える。 そして、 好ましくは、 本発明の 液滴吐出装置は、 前記吐出異常検出手段及び前記切替手段をそれぞれ複数備え、 液 滴吐出動作を行った前記液滴吐出へッドに対応する前記切替手段が前記ァクチユエ 一夕との接続を前記駆動回路から対応する前記吐出異常検出手段に切り替え、 該切 り替えられた吐出異常検出手段は、 前記液滴の吐出の異常を検出するように構成さ れてもよい。  In addition, the droplet discharge device of the present invention is preferably configured such that after the droplet ejection operation by driving the actuator, switching means for switching a connection with the actuator from the drive circuit to the discharge abnormality detecting means. Is further provided. Preferably, the droplet discharge device of the present invention includes a plurality of the discharge abnormality detection means and the switching means, and the switching means corresponding to the droplet discharge head that has performed the droplet discharge operation is the liquid ejection apparatus. The connection with the actuator is switched from the driving circuit to the corresponding ejection abnormality detection means, and the switched ejection abnormality detection means is configured to detect an abnormality in ejection of the droplet. Good.
また、 前記ァクチユエ一夕は、 静電式ァクチユエ一夕であってもよく、 圧電素子 のピエゾ効果を利用した圧電ァクチユエ一夕であってもよい。そして、好ましくは、 本発明の液滴吐出装置は、 前記吐出異常検出手段によって検出された前記液滴の吐 出異常の原因を検出対象のノズルと関連付けて記憶する記憶手段を更に備えてもよ レ^ なお、 好ましくは、 前記液滴吐出装置は、 インクジェットプリンタを含む。 図面の簡単な説明  Further, the actuation may be an electrostatic actuation or a piezoelectric actuation utilizing a piezo effect of a piezoelectric element. Preferably, the droplet discharge device of the present invention may further include a storage unit that stores a cause of the droplet discharge abnormality detected by the discharge abnormality detection unit in association with a nozzle to be detected. In addition, preferably, the droplet discharge device includes an ink jet printer. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
本発明の前述の並びに他の目的、 特徴及び利点は、 添付図面を参照して進められ る本発明の好適実施形態の以下の詳細な記述から一層容易に明確になるであろう。 · 図 1は、 本発明の液滴吐出装置の一種であるインクジエツトプリン夕の構成を示 す概略図である。 The foregoing and other objects, features and advantages of the invention will be more readily apparent from the following detailed description of a preferred embodiment of the invention which proceeds with reference to the accompanying drawings. · Fig. 1 shows the configuration of an ink jet printing apparatus, which is one type of the droplet discharge device of the present invention. FIG.
図 2は、 本発明のインクジエツトプリンタの主要部を概略的に示すブロック図で あ 。  FIG. 2 is a block diagram schematically showing a main part of the ink jet printer of the present invention.
図 3は、 図 1に示すインクジェットプリン夕におけるヘッドユニット (インクジ エツトヘッド) の概略的な断面図である。  FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a head unit (ink jet head) in the ink jet printing apparatus shown in FIG.
図 4は、 図 3のへッドュニッ卜の構成を示す分解斜視図である。  FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the head unit of FIG.
図 5は、 4色インクを用いるへッドュニットのノズルプレートのノズル配置パ夕 —ンの一例である。  FIG. 5 is an example of a nozzle arrangement pattern of a nozzle plate of a head unit using four color inks.
図 6は、 図 3の III一 III断面の駆動信号入力時の各状態を示す状態図である。 図 7は、 図 3の振動板の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す回路図で ある。  FIG. 6 is a state diagram showing each state at the time of input of a drive signal in the III-III section of FIG. FIG. 7 is a circuit diagram showing a simple vibration calculation model assuming residual vibration of the diaphragm shown in FIG.
図 8は、 図 3の振動板の正常吐出の場合の残留振動の実験値と計算値との関係を 示すグラフである。  FIG. 8 is a graph showing the relationship between the experimental value and the calculated value of the residual vibration in the case of normal ejection of the diaphragm in FIG.
図 9は、図 3のキヤビティ内に気泡が混入した場合のノズル付近の概念図である。 図 1 0は、 キヤビティへの気泡混入によりインク滴が吐出しなくなった状態にお ける残留振動の計算値及び実験値を示すグラフである。  FIG. 9 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle when bubbles are mixed in the cavity of FIG. FIG. 10 is a graph showing calculated values and experimental values of residual vibration in a state where ink droplets are not ejected due to air bubbles entering the cavity.
図 1 1は、 図 3のノズル付近のインクが乾燥により固着した場合のノズル付近の 概念図である。  FIG. 11 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle when the ink near the nozzle of FIG. 3 is fixed by drying.
図 1 2は、 ノズル付近のィンクの乾燥増粘状態における残留振動の計算値及び実 験値を示すグラフである。  FIG. 12 is a graph showing calculated values and experimental values of residual vibration in a state where the ink near the nozzle is in a dry and thickened state.
図 1 3は、 図 3のノズル出口付近に紙粉が付着した場合のノズル付近の概念図で ある。  FIG. 13 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle when paper dust adheres near the nozzle outlet of FIG.
図 1 4は、 ノズル出口に紙粉が付着した状態における残留振動の計算値及び実験 値を示すグラフである。  FIG. 14 is a graph showing calculated values and experimental values of the residual vibration in a state where paper dust adheres to the nozzle outlet.
図 1 5は、 ノズル付近に紙粉が付着した前後におけるノズルの状態を示す写真で ある。  FIG. 15 is a photograph showing the state of the nozzle before and after the paper dust adheres to the vicinity of the nozzle.
図 1 6は、 吐出異常検出手段の概略的なブロック図である。  FIG. 16 is a schematic block diagram of the discharge abnormality detecting means.
図 1 7は、 図 3の静電ァクチユエ一夕を平行平板コンデンサとした場合の概念図 である。 Fig. 17 is a conceptual diagram when the electrostatic factory of Fig. 3 is a parallel plate capacitor. It is.
図 1 8は、 図 3の静電ァクチユエ一夕から構成されるコンデンサを含む発振回路 の回路図である。  FIG. 18 is a circuit diagram of an oscillator circuit including a capacitor composed of the electrostatic function shown in FIG.
図 1 9は、 図 1 6に示す吐出異常検出手段の F ZV変換回路の回路図である。 図 2 0は、 発振回路から出力する発振周波数に基づく各部の出力信号などのタイ ミングを示すタイミングチヤ一トである。  FIG. 19 is a circuit diagram of the FZV conversion circuit of the ejection abnormality detecting means shown in FIG. FIG. 20 is a timing chart showing the timing of the output signal of each unit based on the oscillation frequency output from the oscillation circuit.
図 2 1は、 固定時間 t r及び t 1の設定方法を説明するための図である。  FIG. 21 is a diagram for explaining a method of setting the fixed times tr and t1.
図 2 2は、 図 1 6の波形整形回路の回路構成を示す回路図である。  FIG. 22 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the waveform shaping circuit of FIG.
図 2 3は 駆動回路と検出回路との切替手段の概略を示すブロック図である。 図 2 4は、 吐出異常検出 ·判定処理を示すフローチャートである。  FIG. 23 is a block diagram schematically showing the switching means for switching between the drive circuit and the detection circuit. FIG. 24 is a flowchart showing a discharge abnormality detection / determination process.
図 2 5は、 残留振動検出処理を示すフローチャートである。  FIG. 25 is a flowchart showing the residual vibration detection processing.
図 2 6は、 吐出異常判定処理を示すフローチヤ一トである。  FIG. 26 is a flowchart showing the discharge abnormality determination process.
図 2 7は、 複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例 (吐 出異常検出手段が 1つの場合) である。  FIG. 27 shows an example of the timing of detecting the ejection abnormality of a plurality of inkjet heads (when there is one ejection abnormality detection unit).
図 2 8は、 複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例 (吐 出異常検出手段の数がインクジエツトへッドの数と同じ場合) である。  FIG. 28 shows an example of the timing of detecting ejection failures of a plurality of inkjet heads (when the number of ejection failure detection means is the same as the number of ink jet heads).
図 2 9は、 複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例 (吐 出異常検出手段の数がインクジエツトへッドの数と同じであり、 印字データがある ときに吐出異常検出を行う場合) である。  Fig. 29 shows an example of the timing of detecting abnormal ejection of multiple ink jet heads (when the number of ejection abnormality detecting means is the same as the number of ink jet heads and the abnormal ejection is detected when there is print data). It is.
図 3 0は、 複数のインクジェットヘッドの吐出異常検出のタイミングの一例 (吐 出異常検出手段の数がインクジエツトへッドの数と同じであり、 各インクジエツト ヘッドを巡回して吐出異常検出を行う場合) である。  FIG. 30 shows an example of the timing of detecting the ejection failure of a plurality of inkjet heads (when the number of ejection failure detection means is the same as the number of ink jet heads and the ejection failure detection is performed by circulating through each ink jet head). ).
図 3 1は、 図 2 7に示すインクジエツトプリン夕のフラッシング動作時における 吐出異常検出のタイミングを示すフローチヤ一トである。  FIG. 31 is a flowchart showing the timing of detecting a discharge abnormality during the flushing operation of the ink jet printing shown in FIG.
図 3 2は、 図 2 8及び図 2 9に示すィンクジェットプリン夕のフラッシング動作 時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチヤ一トである。  FIG. 32 is a flowchart showing the timing of detecting a discharge abnormality during the flushing operation of the ink jet printing shown in FIGS. 28 and 29.
図 3 3は、 図 3 0に示すインクジェットプリンタのフラッシング動作時における 吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。 図 3 4は、 図 2 8及び図 2 9に示すィンクジェットプリンタの印字動作時におけ る吐出異常検出のタイミングを示すフローチヤ一トである。 FIG. 33 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection failure during the flushing operation of the ink jet printer shown in FIG. FIG. 34 is a flowchart showing the timing of detecting a discharge abnormality during the printing operation of the ink jet printer shown in FIGS. 28 and 29.
図 3 5は、 図 3 0に示すインクジ Xットプリンタの印字動作時における吐出異常 検出のタイミングを示すフローチヤ一卜である。  FIG. 35 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection failure during the printing operation of the ink jet printer shown in FIG.
図 3 6は、 図 1に示すィンクジェットプリン夕の上部から見た概略的な構造 (一 部省略) を示す図である。  FIG. 36 shows a schematic structure (partially omitted) of the ink jet pudding shown in FIG. 1 as viewed from above.
0 3 7は-. 図 3 6に示すワイパとへッドュニッ卜との位置関係を示す図である。 図 3 8は、 ポンプ吸引処理時における、 ヘッドユニットと、 キャップ及びポンプ との関係を示す図である。  FIG. 037 is a diagram showing the positional relationship between the wiper and the head unit shown in FIG. FIG. 38 is a diagram showing a relationship between the head unit, the cap, and the pump during the pump suction process.
図 3 9は、 図 3 8に示すチューブポンプの構成を示す概略図である。  FIG. 39 is a schematic diagram showing the configuration of the tube pump shown in FIG.
図 4 0は、 本発明のインクジエツトプリンタにおける吐出異常回復処理を示すフ ローチャー卜である。 図 4 1は、 画像形成中に吐出異常を検出した場合の処理の一例を示すフローチヤ 一卜である。  FIG. 40 is a flowchart showing an ejection failure recovery process in the ink jet printer of the present invention. FIG. 41 is a flowchart showing an example of processing when an ejection failure is detected during image formation.
図 4 2は、 画像形成中に吐出異常を検出した場合の処理の他の例を示すフローチ ヤートである。  FIG. 42 is a flowchart showing another example of the processing when an ejection failure is detected during image formation.
図 4 3は、 画像形成中に吐出異常を検出した場合の処理のさらに他の例を示すフ ローチャー卜である。 図 4 4は、 本発明におけるィンクジエツトへッドの他の構成例の概略を示す断面 図である。  FIG. 43 is a flowchart showing still another example of the processing when an ejection failure is detected during image formation. FIG. 44 is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of the ink jet head according to the present invention.
図 4 5は、 本発明におけるインクジエツトへッドの他の構成例の概略を示す断面 図である。  FIG. 45 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the ink jet head according to the present invention.
図 4 6は、 本発明におけるインクジエツトへッドの他の構成例の概略を示す断面 図である。  FIG. 46 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the ink jet head according to the present invention.
図 4 7は、 本発明におけるィンクジエツトへッドの他の構成例の概略を示す断面 図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 図 1〜図 4 7を参照して本発明の液滴吐出装置の好適な実施形態を詳細に 説明する。 なお、 この実施形態は例示として挙げるものであり、 これにより本発明 の内容を限定的に解釈すべきではない。 なお、 以下、 本実施形態では、 本発明の液 滴吐出装置の一例として、 インク (液状材料) を吐出して記録用紙 (液滴受容物) に画像をプリントするインクジエツトプリン夕を用いて説明する。 FIG. 47 is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of the ink jet head according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a preferred embodiment of the droplet discharge device of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Note that this embodiment is given as an example, and the content of the present invention should not be interpreted in a limited manner. Hereinafter, in the present embodiment, as an example of the liquid droplet discharging apparatus of the present invention, an ink jet printer that discharges ink (liquid material) and prints an image on a recording paper (droplet receptor) will be described. I do.
<第 1実施形態 > <First embodiment>
図 1は、 本発明の第 1実施形態における液滴吐出装置の一種であるィンクジエツ トプリン夕 1の構成を示す概略図である。 なお、 以下の説明では、 図 1中、 上側を 「上部」、 下側を 「下部」 という。 まず、 このインクジエツトプリン夕 1の構成につ いて説明する。  FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an ink jet printer 1 which is a kind of a droplet discharge device according to a first embodiment of the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper”, and the lower side is referred to as “lower”. First, the configuration of the ink jet pudding 1 will be described.
図 1に示すインクジェットプリン夕 1は、 装置本体 2を備えており、 上部後方に 記録用紙 Pを設置するトレィ 2 1と、 下部前方に記録用紙 Pを排出する排紙ロ 2 2 と、 上部面に操作パネル 7とが設けられている。  An ink jet printer 1 shown in FIG. 1 includes an apparatus main body 2, a tray 21 for placing recording paper P at the upper rear, a discharge roller 22 for discharging the recording paper P to a lower front, and an upper surface. An operation panel 7 is provided.
操作パネル 7は、 例えば、 液晶ディスプレイ、 有機 E Lディスプレイ、 L E Dラ ンプ等で構成され、 エラ一メッセージ等を表示する表示部 (図示せず) と、 各種ス イッチ等で構成される操作部 (図示せず) とを備えている。 この操作パネル 7の表 示部は、 報知手段として機能する。  The operation panel 7 includes, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED lamp, and the like. A display unit (not shown) for displaying an error message and the like, and an operation unit (see FIG. (Not shown). The display section of the operation panel 7 functions as a notification unit.
また、 装置本体 2の内部には、 主に、 往復動する印字手段 (移動体) 3を備える 印刷装置 (印刷手段) 4と、 記録用紙 Pを印刷装置 4に対し供給,排出する給紙装 置 (液滴受容物搬送手段) 5と、 印刷装置 4及び給紙装置 5を制御する制御部 (制 御手段) 6とを有している。  Further, inside the apparatus main body 2, a printing apparatus (printing means) 4 including a reciprocating printing means (moving body) 3 and a paper feeding apparatus for supplying and discharging recording paper P to the printing apparatus 4 are mainly provided. And a control unit (control means) 6 for controlling the printing device 4 and the paper feeding device 5.
制御部 6の制御により、 給紙装置 5は、 記録用紙 Pを一枚ずつ間欠送りする。 こ の記録用紙 Pは、 印字手段 3の下部近傍を通過する。 このとき、 印字手段 3が記録 用紙 Pの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、 記録用紙 Pへの印刷が行な われる。 すなわち、 印字手段 3の往復動と記録用紙 Pの間欠送りとが、 印刷におけ る主走査及び副走査となって、 インクジエツ卜方式の印刷が行なわれる。  Under the control of the control unit 6, the paper feeding device 5 intermittently feeds the recording paper P one by one. This recording paper P passes near the lower part of the printing means 3. At this time, the printing means 3 reciprocates in a direction substantially orthogonal to the feed direction of the recording paper P, and printing on the recording paper P is performed. That is, the reciprocating movement of the printing means 3 and the intermittent feeding of the recording paper P become main scanning and sub-scanning in printing, and ink jet printing is performed.
印刷装置 4は、 印字手段 3と、 印字手段 3を主走査方向に移動 (往復動) させる 駆動源となるキャリッジモータ 4 1と、 キャリッジモータ 4 1の回転を受けて、 印 字手段 3を往復動させる往復動機構 4 2とを備えている。 The printer 4 moves the printing means 3 and the printing means 3 in the main scanning direction (reciprocating movement). A carriage motor 41 as a drive source and a reciprocating mechanism 42 for reciprocating the printing means 3 in response to the rotation of the carriage motor 41 are provided.
印字手段 3は、 複数のヘッドユニット 3 5と、 各ヘッドユニット 3 5にインクを 供給するインクカートリッジ ( I / O 3 1と.. 各ヘッドユニット 3 5及びインク カートリッジ 3 1を搭載したキャリッジ 3 2とを有している。 なお、 インクの消費 量が多いインクジェットプリン夕の場合には、 インクカートリッジ 3 1がキヤリツ ジ 3 2に搭載されず別な場所に設置され、 チューブでへッドュニット 3 5と連通さ れィンクが供給されるように構成してもよい (図示せず)。  The printing means 3 includes a plurality of head units 35 and an ink cartridge (I / O 31) for supplying ink to each head unit 35. A carriage 3 2 on which each head unit 35 and the ink cartridge 31 is mounted. In the case of an ink-jet printer that consumes a large amount of ink, the ink cartridge 31 is installed in a different location without being mounted on the cartridge 32, and the ink cartridge 31 is connected to the head unit 35 with a tube. It may be configured to be connected and supplied with an ink (not shown).
なお、 インクカートリッジ 3 1として、 イエロ一、 シアン、 マゼン夕、 ブラック (黒) の 4色のインクを充填したものを用いることにより、 フルカラ一印刷が可能 となる。 この場合、 印字手段 3には、 各色にそれぞれ対応したヘッドユニット 3 5 (この構成については、 後に詳述する。) が設けられることになる。 ここで、 図 1で は、 4色のインクに対応した 4つのインクカートリッジ 3 1を示しているが、 印字 手段 3は、その他の色、例えば、 ライトシアン、 ライトマゼンダ、 ダークイェロー、 特色ィンクなどのィンクカートリッジ 3 1を更に備えるように構成されてもよい。 往復動機構 4 2は、 その両端をフレーム (図示せず) に支持されたキャリッジガ ィド軸 4 2 2と、 キヤリッジガイド軸 4 2 2と平行に延在するタイミングベルト 4 2 1とを有している。  By using an ink cartridge 31 filled with four color inks of yellow, cyan, magenta, and black (black), full color printing can be performed. In this case, the printing means 3 is provided with a head unit 35 corresponding to each color (this configuration will be described later in detail). Here, FIG. 1 shows four ink cartridges 31 corresponding to the four color inks, but the printing means 3 uses other colors, such as light cyan, light magenta, dark yellow, and special color ink. The ink cartridge 31 may be further provided. The reciprocating mechanism 42 has a carriage guide shaft 42 2 having both ends supported by a frame (not shown), and a timing belt 4 21 extending in parallel with the carriage guide shaft 4 22. are doing.
キヤリッジ 3 2は、 往復動機構 4 2のキヤリッジガイド軸 4 2 2に往復動自在に 支持されるとともに、 タイミングベルト 4 2 1の一部に固定されている。  The carriage 32 is reciprocally supported by a carriage guide shaft 42 of the reciprocating mechanism 42 and is fixed to a part of the timing belt 421.
キャリッジモータ 4 1の作動により、 プーリを介してタイミングベルト 4 2 1を 正逆走行させると、 キャリッジガイド軸 4 2 2に案内されて、 印字手段 3が往復動 する。 そして、 この往復動の際に、 印刷されるイメージデータ (印刷データ) に対 応して、 へッドュニット 3 5の各インクジエツトへッド 1 0 0から適宜インク滴が 吐出され、 記録用紙 Pへの印刷が行われる。  When the timing belt 4 21 is caused to travel forward and reverse via pulleys by the operation of the carriage motor 41, the printing means 3 is guided by the carriage guide shafts 4 22 and reciprocates. During this reciprocating movement, ink droplets are ejected from each ink jet head 100 of the head unit 35 appropriately in accordance with the image data (print data) to be printed. Printing is performed.
給紙装置 5は、 その駆動源となる給紙モ一夕 5 1と、 給紙モ一夕 5 1の作動によ り回転する給紙ローラ 5 2とを有している。  The paper feeding device 5 has a paper feeding motor 51 serving as a driving source thereof, and a paper feeding roller 52 rotated by the operation of the paper feeding motor 51.
給紙ローラ 5 2は、 記録用紙 Pの搬送経路 (記録用紙 P ) を挟んで上下に対向す る従動ローラ 5 2 aと駆動ローラ 5 2 bとで構成され、 駆動ローラ 5 2 bは給紙モ 一夕 5 1に連結されている。 これにより、 給紙ローラ 5 2は、 トレイ 2 1に設置し た多数枚の記録用紙 Pを、 印刷装置 4に向かって 1枚ずつ送り込んだり印刷装置 4 から 1枚ずつ排出したりようになつている。 なお、 卜レイ 2 1に代えて、 記録用紙 Pを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。 さらに給紙モータ 5 1は、 印字手段 3の往復動作と連動して、 画像の解像度に応 じた記録用紙 Pの紙送りも行う。 給紙動作と紙送り動作については、 それぞれ別の モータで行うことも可能であり、 また、 電磁クラッチなどのトルク伝達の切り替え を行う部品によって同じモータで行うことも可能である。 The paper feed rollers 52 face up and down with the recording paper P transport path (recording paper P) in between. The driving roller 52b is connected to a sheet feeding motor 51. The driven roller 52a includes a driven roller 52a and a driving roller 52b. As a result, the paper feed roller 52 feeds a large number of recording papers P set in the tray 21 one by one toward the printing device 4 or discharges one by one from the printing device 4. I have. Note that, instead of the tray 21, a configuration in which a paper cassette for storing the recording paper P can be detachably mounted may be used. Further, the paper feed motor 51 also feeds the recording paper P according to the resolution of the image in conjunction with the reciprocating operation of the printing means 3. The paper feeding operation and the paper feeding operation can be performed by different motors, respectively, or can be performed by the same motor by using a component that switches torque transmission such as an electromagnetic clutch.
制御部 6は、 例えば、 パーソナルコンピュータ (P C) やディジタルカメラ (D C) 等のホストコンピュータ 8から入力された印刷データに基づいて、 印刷装置 4 や給紙装置 5等を制御することにより記録用紙 Pに印刷処理を行うものである。 ま た、 制御部 6は、 操作パネル 7の表示部にエラーメッセ一ジ等を表示させ、 あるい は L E Dランプ等を点灯/点滅させるとともに、 操作部から入力された各種スィッ チの押下信号に基づいて、 対応する処理を各部に実行させるものである。 さらに、 制御部 6は、 必要に応じてエラーメッセージや吐出異常などの情報をホストコンビ ユー夕 8に転送することもある。  The control unit 6 controls the printing device 4 and the paper feeding device 5 on the basis of print data input from a host computer 8 such as a personal computer (PC) or a digital camera (DC), thereby controlling the recording paper P. Print processing. The control unit 6 displays an error message or the like on the display unit of the operation panel 7 or turns on / flashes an LED lamp or the like, and responds to various switch press signals input from the operation unit. Based on this, the corresponding processing is executed by each unit. Further, the control unit 6 may transfer information such as an error message and a discharge abnormality to the host combination 8 as needed.
図 2は、 本発明のインクジエツトプリン夕の主要部を概略的に示すブロック図で ある。 この図 2において、 本発明のインクジェットプリン夕 1は、 ホストコンピュ 一夕 8から入力された印刷デ一夕などを受け取るィンターフェース部 ( I F : Interface) 9と、 制御部 6と、 キヤリツジモ一夕 4 1と、 キヤリツジモ一夕 4 1を 駆動制御するキヤリッジモータドライバ 4 3と、 給紙モー夕 5 1と、 給紙モータ 5 1を駆動制御する,袷紙モータドライノ 5 3と、 へッドュニット 3 5と、 へッドュニ ット 3 5を駆動制御するヘッドドライバ 3 3と、 吐出異常検出手段 1 0と、 回復手 段 2 4と、 操作パネル 7とを備える。 なお、 吐出異常検出手段 1 0、 回復手段 2 4 及びへッドドライバ 3 3については、 詳細を後述する。  FIG. 2 is a block diagram schematically showing a main part of the ink jet printing of the present invention. In FIG. 2, the ink jet printer 1 of the present invention includes an interface unit (IF: Interface) 9 for receiving a print data input from a host computer 8, a control unit 6, and a printer. 4 1, Carriage motor driver 4 3 for driving and controlling Carriage mosquitoes 4 1, Paper feed motor 5 1, and Drive control for paper feed motor 5 1, Lined paper motor dryer 5 3, Head unit A head driver 33 for driving and controlling the head unit 35; a discharge abnormality detecting means 10; a recovery means 24; The details of the ejection abnormality detection means 10, the recovery means 24, and the head driver 33 will be described later.
この図 2において、 制御部 6は、 印刷処理や吐出異常検出処理などの各種処理を 実行する C P U (Central Processing Unit) 6 1と、 ホストコンピュータ 8から I F 9を介して入力される印刷データを図示しないデータ格納領域に格納する不揮発 性半導体メモリの一種である E E P R〇 M (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) (記憶手段) 6 2と、 後述する吐出異常検出処理などを実行 する際に各種データを一時的に格納し、 あるいは印刷処理などのアプリケーション プログラムを一時的に展開する R AM CRandom Access Memory) 6 3と、 各部を 制御する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリの一種である P R OM 6 4とを備えている。 なお、 制御部 6の各構成要素は、 図示しないバスを介して電 気的に接続されている。 In FIG. 2, the control unit 6 includes a CPU (Central Processing Unit) 61 for executing various processes such as a printing process and a discharge abnormality detection process, EEPR〇M (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) (storage means) 62, which is a type of nonvolatile semiconductor memory that stores print data input via F9 in a data storage area (not shown), and discharge described later. Temporarily stores various data when executing abnormality detection processing, etc., or temporarily develops application programs for printing processing, etc. (RAM CRandom Access Memory) 63, and stores control programs for controlling each unit PROMO 64, which is a type of non-volatile semiconductor memory. The components of the control section 6 are electrically connected via a bus (not shown).
上述のように、 印字手段 3は、 各色のインクに対応した複数のへッドュニッ卜 3 5を備える。 また、 各ヘッドユニット 3 5は、 複数のノズル 1 1 0と、 これらの各 ノズル 1 1 0にそれぞれ対応する静電ァクチユエ一夕 1 2 0とを備える。すなわち、 へッドュニット 3 5は、 1組のノズル 1 1 0及び静電ァクチユエ一夕 1 2 0を有し てなるィンクジエツトへッド 1 0 0 (液滴吐出へッド) を複数個備えた構成になつ ている。 そして、 ヘッドドライバ 3 3は、 各インクジェットヘッド 1 0 0の静電ァ クチユエ一夕 1 2 0を駆動して、 インクの吐出タイミングを制御する駆動回路 1 8 と、 切替手段 2 3とから構成される (図 1 6参照)。 なお、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0の構成については後述する。  As described above, the printing unit 3 includes the plurality of headunits 35 corresponding to each color ink. In addition, each head unit 35 includes a plurality of nozzles 110 and an electrostatic actuator 120 corresponding to each of the nozzles 110. That is, the head unit 35 includes a plurality of ink jet heads 100 (droplet discharge heads) each having a set of nozzles 110 and an electrostatic actuator 120. It has become. The head driver 33 includes a drive circuit 18 that drives the electrostatic actuator 120 of each inkjet head 100 to control the ink ejection timing, and switching means 23. (See Figure 16). The configuration of the electrostatic actuator 120 will be described later.
また、 制御部 6には、 図示しないが、 例えば、 インクカートリッジ 3 1のインク 残量、 印字手段 3の位置、 温度、 湿度等の印刷環境等を検出可能な各種センサが、 それぞれ電気的に接続されている。  Although not shown, the control unit 6 is electrically connected to various sensors that can detect the remaining amount of ink in the ink cartridge 31, the position of the printing unit 3, the printing environment such as temperature and humidity, and the like. Have been.
制御部 6は、 I F 9を介して、 ホストコンピュータ 8から印刷データを入手する と、 その印刷データを E E P R OM 6 2に格納する。 そして、 C P U 6 1は、 この 印刷データに所定の処理を実行して、 この処理デ一夕及び各種センサからの入力デ 一夕に基づいて、 各ドライバ 3 3、 4 3、 5 3に駆動信号を出力する。 各ドライバ 3 3、 4 3、 5 3を介してこれらの駆動信号が入力されると、 へッドュニット 3 5 の複数の静電ァクチユエ一夕 1 2 0、 印刷装置 4のキヤリッジモータ 4 1及び給紙 装置 5がそれぞれ作動する。 これにより、 記録用紙 Pに印刷処理が実行される。 次に、 印字手段 3内の各ヘッドユニット 3 5の構造を説明する。 図 3は、 図 1に 示すへッドユニット 3 5 (インクジェットヘッド 1 0 0 )の概略的な断面図であり、 図 4は、 1色のインクに対応するへッドュニット 3 5の概略的な構成を示す分解斜 視図であり、 図 5は、 図 3及び図 4に示すへッドュニット 3 5を適用した印字手段 3のノズル面の一例を示す平面図である。 なお、 図 3及び図 4は、 通常使用される 状態とは上下逆に示されている。 When obtaining the print data from the host computer 8 via the IF 9, the control unit 6 stores the print data in the EEPROM 62. Then, the CPU 61 executes a predetermined process on the print data, and outputs a drive signal to each of the drivers 33, 43, 53 based on the process data and the input data from various sensors. Is output. When these drive signals are input via the respective drivers 33, 43, 53, a plurality of electrostatic actuators 120 of the head unit 35, the carriage motor 41 of the printing device 4, and the power supply Paper unit 5 is activated. Thus, the printing process is performed on the recording paper P. Next, the structure of each head unit 35 in the printing means 3 will be described. Figure 3 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the head unit 35 (inkjet head 100) shown in FIG. 4, and FIG. 4 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the head unit 35 corresponding to one color ink; FIG. 5 is a plan view showing an example of the nozzle surface of the printing means 3 to which the head unit 35 shown in FIGS. 3 and 4 is applied. 3 and 4 are shown upside down from the state of normal use.
図 3に示すように、 ヘッドユニット 3 5は、 インク取り入れ口 1 3 1、 ダンパ室 As shown in FIG. 3, the head unit 35 has an ink inlet 1 31 and a damper chamber.
1 3 0及びインク供給チューブ 3 1 1を介して、 インクカートリッジ 3 1に接続さ れている。 ここで、 ダンパ室 1 3 0は、 ゴムからなるダンバ 1 3 2を備えている。 このダンパ室 1 3 0により、 キャリッジ 3 2が往復走行する際のインクの揺れ及び インク圧の変化を吸収することができ、 これにより、 ヘッドユニット 3 5に所定量 のィンクを安定的に供給することができる。 It is connected to the ink cartridge 31 via 130 and the ink supply tube 311. Here, the damper chamber 130 is provided with a damper 132 made of rubber. The damper chamber 130 absorbs fluctuations in ink and ink pressure when the carriage 32 reciprocates, thereby stably supplying a predetermined amount of ink to the head unit 35. be able to.
また、 ヘッドユニット 3 5は、 シリコン基板 1 4 0を挟んで、 上側に同じくシリ コン製のノズルプレート 1 5 0と、 下側にシリコンと熱膨張率が近いホウ珪酸ガラ ス基板 (ガラス基板) 1 6 0とがそれぞれ積層された 3層構造をなしている。 中央 のシリコン基板 1 4 0には、 独立した複数のキヤビティ (圧力室) 1 4 1 (図 4で は、 7つのキヤビティを示す) と、 1つのリザーバ (共通インク室) 1 4 3と、 こ のリザーバ 1 4 3を各キヤビティ 1 4 1に連通させるインク供給口 (オリフィス) In addition, the head unit 35 has a silicon nozzle 140 on the upper side with the silicon substrate 140 interposed therebetween, and a borosilicate glass substrate (glass substrate) on the lower side having a thermal expansion coefficient close to that of silicon. 16 have a three-layer structure in which they are stacked. The central silicon substrate 140 has a plurality of independent cavities (pressure chambers) 14 1 (seven cavities are shown in Fig. 4) and a single reservoir (common ink chamber) 144. Ink supply port (orifice) that connects the reservoir 1 4 3 to each cavity 1 4 1
1 4 2としてそれぞれ機能する溝が形成されている。 各溝は、 例えば、 シリコン基 板 1 4 0の表面からエッチング処理を施すことにより形成することができる。 この ノズルプレート 1 5 0と、 シリコン基板 1 4 0と、 ガラス基板 1 6 0とがこの順序 で接合され、 各キヤビティ 1 4 1、 リザーバ 1 4 3、 各インク供給口 1 4 2が区画 形成されている。 Grooves each functioning as 14 2 are formed. Each groove can be formed, for example, by performing an etching process from the surface of the silicon substrate 140. The nozzle plate 150, the silicon substrate 140, and the glass substrate 160 are joined in this order, and the cavities 144, the reservoirs 144, and the ink supply ports 144 are partitioned and formed. ing.
これらのキヤビティ 1 4 1は、 それぞれ短冊状 (直方体状) に形成されており、 後述する振動板 1 2 1の振動 (変位) によりその容積が可変であり、 この容積変化 によりノズル 1 1 0からインク (液状材料) を吐出するよう構成されている。 ノズ ルプレート 1 5 0には、 各キヤビティ 1 4 1の先端側の部分に対応する位置に、 ノ ズル 1 1 0が形成されており、これらが各キヤビティ 1 4 1に連通している。また、 リザ一バ 1 4 3が位置しているガラス基板 1 6 0の部分には、 リザ一バ 1 4 3に連 通するインク取入れ口 1 3 1が形成されている。 インクは、 インクカートリッジ 3 1からインク供給チューブ 3 1 1、 ダンパ室 1 3 0を経てインク取入れ口 1 3 1を 通り、 リザ一バ 1 4 3に供給される。 リザーバ 1 4 3に供給されたィンクは、 各ィ ンク供給口 1 4 2を通って、 独立した各キヤビティ 1 4 1に供給される。 なお、 各 キヤビティ 1 4 1は、 ノズルプレート 1 5 0と、 側壁 (隔壁) 1 4 4と 底壁 1 2 1とによって、 区画形成されている。 Each of these cavities 14 1 is formed in a strip shape (a rectangular parallelepiped shape), and its volume is variable by vibration (displacement) of a diaphragm 121 described later. It is configured to eject ink (liquid material). In the nozzle plate 150, nozzles 110 are formed at positions corresponding to the front end portions of the cavities 141, and these are communicated with the cavities 141, respectively. In addition, the portion of the glass substrate 160 where the reservoir 144 is located is connected to the reservoir 144. An ink inlet 1 3 1 through which the ink flows is formed. Ink is supplied from the ink cartridge 31 through the ink supply tube 311 and the damper chamber 130 to the reservoir 144 through the ink inlet 1131. The ink supplied to the reservoirs 144 is supplied to the independent cavities 144 through the respective ink supply ports 142. Each cavity 144 is defined by a nozzle plate 150, a side wall (partition wall) 144, and a bottom wall 121.
独立した各キヤビティ 1 4 1は、 その底壁 1 2 1が薄肉に形成されており、 底壁 1 2 1は、 その面外方向 (厚さ方向)、 すなわち、 図 3において上下方向に弾性変形 (弾性変位)可能な振動板(ダイャフラム)として機能するように構成されている。 したがって、 この底壁 1 2 1の部分を、 以後の説明の都合上、 振動板 1 2 1と称し て説明することもある (すなわち、 以下、 「底壁」 と 「振動板」 のいずれにも符号 1 2 1を用いる)。  Each of the independent cavities 1 4 1 has its bottom wall 1 2 1 formed thin, and its bottom wall 1 2 1 is elastically deformed in its out-of-plane direction (thickness direction), that is, in the vertical direction in FIG. It is configured to function as a diaphragm (diaphragm) capable of (elastic displacement). Therefore, the bottom wall 121 may be referred to as the diaphragm 121 for the sake of convenience in the following description (that is, hereinafter, both the “bottom wall” and the “diaphragm”). Use the symbol 1 2 1).
ガラス基板 1 6 0のシリコン基板 1 4 0側の表面には、 シリコン基板 1 4 0の各 キヤビティ 1 4 1に対応した位置に、それぞれ、浅い凹部 1 6 1が形成されている。 したがって、 各キヤビティ 1 4 1の底壁 1 2 1は、 凹部 1 6 1が形成されたガラス 基板 1 6 0の対向壁 1 6 2の表面に、所定の間隙を介して対峙している。すなわち、 キヤビティ 1 4 1の底壁 1 2 1と後述するセグメント電極 1 2 2の間には、 所定の 厚さ (例えば、 0 . 2ミクロン程度) の空隙が存在する。なお、 前記凹部 1 6 1は、 例えば、 エツチングなどで形成することができる。  On the surface of the glass substrate 160 on the silicon substrate 140 side, shallow concave portions 161 are formed at positions corresponding to the cavities 141 of the silicon substrate 140, respectively. Therefore, the bottom wall 121 of each cavity 141 faces the surface of the opposite wall 162 of the glass substrate 160 in which the concave portion 161 is formed, with a predetermined gap therebetween. That is, a gap having a predetermined thickness (for example, about 0.2 μm) exists between the bottom wall 121 of the cavity 144 and a segment electrode 122 described later. The recess 161 can be formed, for example, by etching or the like.
ここで、 各キヤビティ 1 4 1の底壁 (振動板) 1 2 1は、 ヘッドドライバ 3 3か ら供給される駆動信号によってそれぞれ電荷を蓄えるための各キヤビティ 1 4 1側 の共通電極 1 2 4の一部を構成している。 すなわち、 各キヤビティ 1 4 1の振動板 1 2 1は、 それぞれ、 後述する対応する静電ァクチユエ一タ 1 2 0の対向電極 (コ ンデンサの対向電極) の一方を兼ねている。 そして、 ガラス基板 1 6 0の凹部 1 6 1の表面には、 各キヤピティ 1 4 1の底壁 1 2 1に対峙するように、 それぞれ、 共 通電極 1 2 4に対向する電極であるセグメント電極 1 2 2が形成されている。また、 図 3に示すように、 各キヤビティ 1 4 1の底壁 1 2 1の表面は、 シリコンの酸化膜 ( S i〇2 ) からなる絶縁層 1 2 3により覆われている。 このように、 各キヤビテ ィ 1 4 1の底壁 1 2 1、 すなわち、 振動板 1 2 1と、 それに対応する各セグメント 電極 1 2 2とは、 キヤビティ 1 4 1の底壁 1 2 1の図 3中下側の表面に形成された 絶縁層 1 2 3と凹部 1 6 1内の空隙とを介し、 対向電極 (コンデンサの対向電極) を形成 (構成) している。 したがって、振動板 1 2 1と、セグメント電極 1 2 2と、 これらの間の絶縁層 1 2 3及び空隙とにより、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0の主要部 が構成される。 Here, the bottom wall (diaphragm) 1 2 1 of each cavity 1 4 1 is a common electrode 1 2 4 on the side of each cavity 1 4 1 for storing electric charge by the drive signal supplied from the head driver 3 3. Constitutes a part of. In other words, each of the diaphragms 121 of each of the cavities 14 1 also serves as one of the counter electrodes (the counter electrodes of the capacitors) of the corresponding electrostatic actuator 120 described later. Then, on the surface of the concave portion 16 1 of the glass substrate 16 0, the segment electrode, which is the electrode facing the common electrode 12 4, respectively, faces the bottom wall 12 1 of each captivity 14 1. 1 2 2 is formed. Further, as shown in FIG. 3, the surface of the bottom wall 121 of each cavity 141 is covered with an insulating layer 123 made of a silicon oxide film (Si 2 ). Thus, each cavit The bottom wall 1 2 1 of 1 4 1, that is, the diaphragm 1 2 1 and the corresponding segment electrodes 1 2 2 are the lower surface in FIG. 3 of the bottom wall 1 2 1 of the cavity 1 4 1 A counter electrode (a counter electrode of the capacitor) is formed (configured) through the insulating layer 12 3 formed in the substrate and the gap in the recess 16 1. Therefore, the main part of the electrostatic actuator 120 is constituted by the diaphragm 122, the segment electrode 122, the insulating layer 123 and the gap therebetween.
図 3に示すように、 これらの対向電極の間に駆動電圧を印加するための駆動回路 1 8を含むへッドドライバ 3 3は、制御部 6から入力される印字信号 (印字データ) に応じて、 これらの対向電極間の充放電を行う。 ヘッドドライバ (電圧印加手段) 3 3の一方の出力端子は、 個々のセグメント電極 1 2 2に接続され、 他方の出力端 子は、 シリコン基板 1 4 0に形成された共通電極 1 2 4の入力端子 1 2 4 aに接続 されている。 なお、 シリコン基板 1 4 0には不純物が注入されており、 それ自体が 導電性をもっために、 この共通電極 1 2 4の入力端子 1 2 4 aから底壁 1 2 1の共 通電極 1 2 4に電圧を供給することができる。 また、 例えば、 シリコン基板 1 4 0 の一方の面に金や銅などの導電性材料の薄膜を形成してもよい。 これにより、 低い 電気抵抗で (効率良く) 共通電極 1 2 4に電圧 (電荷) を供給することができる。 この薄腠は、 例えば、 蒸着あるいはスパッタリング等によって形成すればよい。 こ こで、 本実施形態では、 例えば、 シリコン基板 1 4 0とガラス基板 1 6 0とを陽極 接合によって結合 (接合) させるので、 その陽極結合において電極として用いる導 電膜をシリコン基板 1 4 0の流路形成面側 (図 3に示すシリコン基板 1 4 0の上部 側) に形成している。 そして、 この導電膜をそのまま共通電極 1 2 4の入力端子 1 2 4 aとして用いる。 なお、 本発明では、 例えば、 共通電極 1 2 4の入力端子 1 2 4 aを省略してもよく、 また、 シリコン基板 1 4 0とガラス基板 1 6 0との接合方 法は、 陽極接合に限定されない。  As shown in FIG. 3, a head driver 33 including a drive circuit 18 for applying a drive voltage between these counter electrodes is provided according to a print signal (print data) input from the control unit 6. Charge and discharge between these opposed electrodes is performed. One output terminal of the head driver (voltage application means) 33 is connected to each segment electrode 122, and the other output terminal is connected to the common electrode 124 formed on the silicon substrate 140. Connected to terminal 124a. Since the silicon substrate 140 has impurities implanted therein and has conductivity, the input terminal 124 a of the common electrode 124 and the common electrode 1 of the bottom wall 121 are formed. 24 can supply voltage. Further, for example, a thin film of a conductive material such as gold or copper may be formed on one surface of the silicon substrate 140. As a result, a voltage (charge) can be supplied to the common electrode 124 with a low electric resistance (efficiently). This thin film may be formed by, for example, vapor deposition or sputtering. Here, in the present embodiment, for example, the silicon substrate 140 and the glass substrate 160 are bonded (joined) by anodic bonding, so that the conductive film used as an electrode in the anodic bonding is a silicon substrate 140. On the side of the flow path forming surface (the upper side of the silicon substrate 140 shown in FIG. 3). Then, this conductive film is used as it is as the input terminal 124 a of the common electrode 124. In the present invention, for example, the input terminal 124 a of the common electrode 124 may be omitted, and the bonding method between the silicon substrate 140 and the glass substrate 160 may be anodic bonding. Not limited.
図 4に示すように、 へッドュニット 3 5は、 複数のノズル 1 1 0が形成されたノ ズルプレート 1 5 0と、 複数のキヤビティ 1 4 1、 複数のィンク供給口 1 4 2、 1 つのリザ一バ 1 4 3が形成されたシリコン基板 (インク室基板) 1 4 0と、 絶緑層 1 2 3とを備え、 これらがガラス基板 1 6 0を含む基体 1 7 0に収納されている。 基体 1 7 0は、 例えば、 各種樹脂材料、 各種金属材料等で構成されており、 この基 体 1 7 0にシリコン基板 1 4 0が固定、 支持されている。 As shown in FIG. 4, the head unit 35 includes a nozzle plate 150 having a plurality of nozzles 110 formed therein, a plurality of cavities 144, a plurality of ink supply ports 144, and one reservoir. It has a silicon substrate (ink chamber substrate) 140 on which a cover 144 is formed and an absolutely green layer 123, which are housed in a base 170 including a glass substrate 160. The base 170 is made of, for example, various resin materials, various metal materials, and the like, and the silicon substrate 140 is fixed and supported on the base 170.
なお、 ノズルプレート 1 5 0に形成されたノズル 1 1 0は、 図 4では簡潔に示す ためにリザーバ 1 4 3に対して略並行に直線的に配列されているが、 ノズルの配列 パターンはこの構成に限らず、 通常は、 例えば、 図 5に示すノズル配置パターンの ように、 段をずらして配置される。 また、 このノズル 1 1 0間のピッチは、 印刷解 像度 (d p i : dot per inch) に応じて適宜設定され得るものである。 なお、 図 5 では、 4色のインク (インクカートリッジ 3 1 ) を適用した場合におけるノズル 1 1 0の配置パターンを示している。  The nozzles 110 formed in the nozzle plate 150 are linearly arranged substantially in parallel with the reservoirs 144 for simplicity in FIG. 4, but the nozzle arrangement pattern is Not limited to the configuration, usually, for example, as shown in a nozzle arrangement pattern shown in FIG. Further, the pitch between the nozzles 110 can be appropriately set in accordance with the print resolution (dpi: dot per inch). FIG. 5 shows an arrangement pattern of the nozzles 110 when four color inks (ink cartridges 31) are applied.
図 6は、 図 3の III— III断面の駆動信号入力時の各状態を示す。 ヘッドドライバ 3 3から対向電極間に駆動電圧が印加されると、対向電極間にクーロン力が発生し、 底壁 (振動板) 1 2 1は、 初期状態 (図 6 ( a ) ) に対して、 セグメント電極 1 2 2 側へ撓み、 キヤビティ 1 4 1の容積が拡大する (図 6 ( b ) )。 この状態において、 ヘッドドライバ 3 3の制御により、 対向電極間の電荷を急激に放電させると、 振動 板 1 2 1は、 その弾性復元力によって図中上方に復元し、 初期状態における振動板 1 2 1の位置を越えて上部に移動し、キヤビティ 1 4 1の容積が急激に収縮する(図 6 ( c ) )。 このときキヤビティ 1 4 1内に発生する圧縮圧力により、 キヤビティ 1 4 1を満たすインク (液状材料) の一部が、 このキヤビティ 1 4 1に連通している ノズル 1 1 0からインク滴として吐出される。  FIG. 6 shows each state at the time of inputting the drive signal in the section taken along the line III-III of FIG. When a drive voltage is applied between the opposing electrodes from the head driver 33, a Coulomb force is generated between the opposing electrodes, and the bottom wall (diaphragm) 1 2 1 Then, the segment electrode 122 bends to the side, and the capacity of the cavity 141 increases (FIG. 6 (b)). In this state, when the electric charge between the opposing electrodes is suddenly discharged under the control of the head driver 33, the diaphragm 1 21 is restored upward in the figure by its elastic restoring force, and the diaphragm 1 2 in the initial state is restored. It moves to the top beyond the position of 1 and the volume of the cavity 141 contracts rapidly (Fig. 6 (c)). At this time, a part of the ink (liquid material) that satisfies the cavity 141 is discharged as an ink droplet from the nozzle 110 communicating with the cavity 141 due to the compression pressure generated in the cavity 141 at this time. You.
各キヤビティ 1 4 1の振動板 1 2 1は、 この一連の動作 (ヘッドドライバ 3 3の 駆動信号によるインク吐出動作) により、 次の駆動信号 (駆動電圧) が入力されて 再びインク滴を吐出するまでの間、 減衰振動をしている。 以下、 この減衰振動を残 留振動とも称する。 振動板 1 2 1の残留振動は、 ノズル 1 1 0やインク供給口 1 4 2の形状、 あるいはインク粘度等による音響抵抗 rと、 流路内のインク重量による イナ一夕ンス mと、 振動板 1 2 1のコンプライアンス C mとによって決定される固 有振動周波数を有するものと想定される。  The diaphragm 1 2 1 of each cavity 1 4 1 receives the next drive signal (drive voltage) by this series of operations (ink discharge operation by the drive signal of the head driver 3 3) and discharges ink droplets again. Until then, it is damping. Hereinafter, this damped vibration is also referred to as residual vibration. The residual vibration of the diaphragm 1 2 1 includes the acoustic resistance r due to the shape of the nozzle 1 10 and the ink supply port 1 4 or the ink viscosity, the inertance m due to the ink weight in the flow path, and the diaphragm It is assumed that it has a natural vibration frequency determined by the compliance C m of 121.
上記想定に基づく振動板 1 2 1の残留振動の計算モデルについて説明する。 図 7 は、 振動板 1 2 1の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す回路図である。 このように、 振動板 1 2 1の残留振動の計算モデルは、 音圧 Pと、 上述のイナ一夕 ンス m、 コンプライアンス Cm及び音響抵抗 rとで表せる。 そして、 図 7の回路に 音圧 Pを与えた時のステツプ応答を体積速度 uについて計算すると、 次式が得られ る。 ' A calculation model of the residual vibration of the diaphragm 122 based on the above assumption will be described. FIG. 7 is a circuit diagram showing a simple vibration calculation model assuming residual vibration of diaphragm 122. Thus, the calculation model of the residual vibration of the diaphragm 122 can be expressed by the sound pressure P, the above-mentioned inertia m, the compliance Cm, and the acoustic resistance r. Then, when the step response when sound pressure P is applied to the circuit of FIG. 7 is calculated for the volume velocity u, the following equation is obtained. '
【式 1】  [Equation 1]
P ■OJI P ■ OJI
u ■e sm (1)  u ■ e sm (1)
ω , m  ω, m
Figure imgf000020_0001
この式から得られた計算結果と、 別途行ったインク滴の吐出後の振動板 1 2 1の 残留振動の実験における実験結果とを比較する。 図 8は、 振動板 1 2 1の残留振動 の実験値と計算値との関係を示すグラフである。 この図 8に示すグラフからも分か るように、 実験値と計算値の 2つの波形は、 概ね一致している。
Figure imgf000020_0001
The calculation result obtained from this equation is compared with the experimental result obtained in the experiment on the residual vibration of the diaphragm 121 after the ejection of the ink droplet performed separately. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the experimental value and the calculated value of the residual vibration of diaphragm 121. As can be seen from the graph shown in Fig. 8, the two waveforms, the experimental value and the calculated value, generally agree.
さて、 ヘッドユニット 3 5の各インクジェットヘッド 1 0 0では、 前述したよう な吐出動作を行ったにもかかわらずノズル 1 1 0からインク滴が正常に吐出されな い現象、 すなわち液滴の吐出異常が発生する場合がある。 この吐出異常が発生する 原因としては、 後述するように、 ( 1 ) キヤビティ 1 4 1内への気泡の混入、 ( 2 ) ノズル 1 1 0付近でのインクの乾燥 ·増粘 (固着)、 ( 3 ) ノズル 1 1 0出口付近へ の紙粉付着、 等が挙げられる。  By the way, in each of the inkjet heads 100 of the head unit 35, a phenomenon in which ink droplets are not normally ejected from the nozzles 110 despite the above-described ejection operation, that is, abnormal ejection of droplets. May occur. As described below, the causes of the discharge abnormality are as follows: (1) mixing of air bubbles into the cavity 141; (2) drying and thickening (fixation) of ink near the nozzle 110; 3) Adhesion of paper powder near the nozzle 110 exit.
この吐出異常が発生すると、 その結果としては、 典型的にはノズル 1 1 0から液 滴が吐出されないこと、 すなわち液滴の不吐出現象が現れ、 その場合、 記録用紙 P に印刷 (描画) した画像における画素のドット抜けを生じる。 また、 吐出異常の場 合には、ノズル 1 1 0から液滴が吐出されたとしても、液滴の量が過少であつたり、 その液滴の飛行方向 (弾道) がずれたりして適正に着弾しないので、 やはり画素の ドット抜けとなって現れる。 このようなことから、 以下の説明では、 液滴の吐出異 常のことを単に 「ドット抜け」 と言う場合もある。 When this discharge abnormality occurs, as a result, typically, a droplet is not discharged from the nozzle 110, that is, a non-discharge phenomenon of the droplet appears. In this case, printing (drawing) is performed on the recording paper P. A dot dropout of a pixel in an image occurs. In addition, in the case of a discharge abnormality, even if the droplet is discharged from the nozzle 110, the amount of the droplet is too small or the flight direction (trajectory) of the droplet is deviated. Since it does not land, it still appears as missing pixels. Therefore, in the following description, the ejection Sometimes the usual thing is simply called "missing dot".
以下においては、 図 8に示す比較結果に基づいて、 ィンクジエツトへッド 1 0 0 のノズル 1 1 0に発生する印刷処理時のドット抜け (吐出異常) 現象 (液滴不吐出 現象) の原因別に、振動板 1 2 1の残留振動の計算値と実験値がマッチ(概ね一致) するように、 音響抵抗 r及び/又はイナ一タンス mの値を調整する。  In the following, based on the comparison results shown in FIG. 8, the dot missing (discharge abnormality) phenomenon (discharge failure) phenomenon (droplet non-discharge phenomenon) during the printing process that occurs in nozzle 110 of ink jet head 100 will be described. Adjust the acoustic resistance r and / or inertance m so that the calculated value of the residual vibration of the diaphragm 121 and the experimental value match (approximately match).
まず、 ドット抜けの 1つの原因であるキヤビティ 1 4 1内への気泡の混入につい て検討する。 図 9は、 図 3のキヤビティ 1 4 1内に気泡 Bが混入した場合のノズル 1 1 0付近の概念図である。 この図 9に示すように、 発生した気泡 Bは、 キヤピテ ィ 1 4 1の壁面に発生付着しているものと想定される (図 9では、 気泡 Bの付着位 置の一例として、 気泡 Bがノズル 1 1 0付近に付着している場合を示す)。  First, let us consider the inclusion of bubbles in the cavity 141, which is one of the causes of missing dots. FIG. 9 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle 110 when bubbles B are mixed in the cavity 14 1 of FIG. As shown in FIG. 9, it is assumed that the generated bubble B is generated and adhered to the wall surface of the capital 141 (FIG. 9 shows an example of the position at which the bubble B is attached. This shows the case where it is attached near the nozzle 110).
このように、 キヤビティ 1 4 1内に気泡 Bが混入した場合には、 キヤビティ 1 4 1内を満たすィンクの総重量が減り、イナ一夕ンス mが低下するものと考えられる。 また、 気泡 Bは、 キヤビティ 1 4 1の壁面に付着しているので、 その径の大きさだ けノズル 1 1 0の径が大きくなつたような状態となり、 音響抵抗 rが低下するもの と考えられる。  As described above, when the bubbles B are mixed into the cavity 141, it is considered that the total weight of the ink filling the cavity 141 decreases and the inertia m decreases. In addition, since the bubble B is attached to the wall surface of the cavity 141, it is considered that the diameter of the nozzle 110 increases as much as its diameter, and the acoustic resistance r decreases. .
したがって、 インクが正常に吐出された図 8の場合に対して、 音響抵抗 r、 イナ 一タンス mを共に小さく設定して、 気泡混入時の残留振動の実験値とマッチングす ることにより、 図 1 0のような結果 (グラフ) が得られた。 図 8及び図 1 0のダラ フから分かるように、 キヤビティ 1 4 1内に気泡が混入した場合には、 正常吐出時 に比べて周波数が高くなる特徴的な残留振動波形が得られる。 なお、 音響抵抗 rの 低下などにより、 残留振動の振幅の減衰率も小さくなり、 残留振動は、 その振幅を ゆっくりと下げていることも確認することができる。  Therefore, compared to the case of Fig. 8 in which ink was ejected normally, the acoustic resistance r and the inertance m were both set small and matched with the experimental values of the residual vibration when bubbles were mixed. A result (graph) like 0 was obtained. As can be seen from FIGS. 8 and 10, the characteristic residual vibration waveform having a higher frequency than in normal ejection is obtained when bubbles are mixed in the cavity 141. It should be noted that the attenuation of the amplitude of the residual vibration is also reduced due to a decrease in the acoustic resistance r, and it can be confirmed that the amplitude of the residual vibration is slowly reduced.
次に、ドット抜けのもう 1つの原因であるノズル 1 1 0付近でのィンクの乾燥(固 着、 増粘) について検討する。 図 1 1は、 図 3のノズル 1 1 0付近のインクが乾燥 により固着した場合のノズル 1 1 0付近の概念図である。この図 1 1に示すように、 ノズル 1 1 0付近のインクが乾燥して固着した場合、 キヤビティ 1 4 1内のインク は、 キヤビティ 1 4 1内に閉じこめられたような状況となる。 このように、 ノズル 1 1 0付近のインクが乾燥、 増粘した場合には、 音響抵抗 rが増加するものと考え られる。 Next, the ink drying (adhesion, thickening) near the nozzle 110, which is another cause of missing dots, will be examined. FIG. 11 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle 110 when the ink near the nozzle 110 of FIG. 3 is fixed by drying. As shown in FIG. 11, when the ink near the nozzle 110 is dried and fixed, the ink in the cavity 141 is trapped in the cavity 141. Thus, when the ink near the nozzle 110 dries and thickens, the acoustic resistance r is considered to increase. Can be
したがって、 インクが正常に吐出された図 8の場合に対して、 音響抵抗 rを大き く設定して、 ノズル 1 1 0付近のインク乾燥固着 (増粘) 時の残留振動の実験値と マッチングすることにより、 図 1 2のような結果 (グラフ) が得られた。 なお、 図 1 2に示す実験値は、 数日間図示しないキャップを装着しない状態でへッドュニッ 卜 3 5を放置し、 ノズル 1 1 0付近のインクが乾燥、 増粘したことによりインクを 吐出することができなくなった (インクが固着した) 状態における振動板 1 2 1の 残留振動を測定したものである。 図 8及び図 1 2のグラフから分かるように、 ノズ ル 1 1 0付近のインクが乾燥により固着した場合には、 正常吐出時に比べて周波数 が極めて低くなるとともに、 残留振動が過減衰となる特徴的な残留振動波形が得ら れる。 これは、 インク滴を吐出するために振動板 1 2 1が図 3中下方に引き寄せら れることによって、 キヤビティ 1 4 1内にリザ一バ 1 4 3からインクが流入した後 に、 振動板 1 2 1が図 3中上方に移動するときに、 キヤビティ 1 4 1内のインクの 逃げ道がないために、 振動板 1 2 1が急激に振動できなくなるため (過減衰となる ため) である。  Therefore, compared to the case of Fig. 8 where the ink was ejected normally, the acoustic resistance r was set to be large and matched with the experimental value of the residual vibration at the time of ink drying and sticking (thickening) near the nozzle 110. As a result, the result (graph) shown in Fig. 12 was obtained. The experimental values shown in Fig. 12 are based on the fact that the head unit 35 was left unattended for several days without a cap (not shown), and the ink near the nozzle 110 was dried and thickened, and the ink was ejected. This is a measurement of the residual vibration of the diaphragm 121 in a state where the ink cannot be applied (the ink is fixed). As can be seen from the graphs in Fig. 8 and Fig. 12, when the ink near nozzle 110 is fixed by drying, the frequency becomes extremely lower than during normal ejection, and the residual vibration is overdamped. A typical residual vibration waveform is obtained. This is because the diaphragm 1 2 1 is drawn downward in FIG. 3 to eject ink droplets, and after the ink has flowed into the cavity 1 4 1 from the reservoir 1 4 3, the diaphragm 1 1 This is because, when 21 moves upward in FIG. 3, there is no escape route for the ink in the cavity 141, so that the diaphragm 1 21 cannot vibrate suddenly (because of excessive attenuation).
次に、 ドット抜けのさらにもう 1つの原因であるノズル 1 1 0出口付近への紙粉 付着について検討する。 図 1 3は、 図 3のノズル 1 1 0出口付近に紙粉が付着した 場合のノズル 1 1 0付近の概念図である。 この図 1 3に示すように、 ノズル 1 1 0 の出口付近に紙粉が付着した場合、 キヤビティ 1 4 1内から紙粉を介してインクが 染み出してしまうとともに、 ノズル 1 1 0からインクを吐出することができなくな る。 このように、 ノズル 1 1 0の出口付近に紙粉が付着し、 ノズル 1 1 0からイン クが染み出している場合には、 振動板 1 2 1からみてキヤビティ 1 4 1内及び染み 出し分のィンクが正常時よりも増えることにより、 イナ一夕ンス mが増加するもの と考えられる。 また、 ノズル 1 1 0の出口付近に付着した紙粉の繊維によって音響 抵抗 rが増大するものと考えられる。  Next, the paper dust adhering to the vicinity of the nozzle 110 outlet, which is still another cause of missing dots, will be examined. FIG. 13 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle 110 when paper powder adheres to the vicinity of the nozzle 110 exit of FIG. As shown in Fig. 13, if paper dust adheres to the vicinity of the outlet of nozzle 110, ink exudes from inside cavity 141 via the paper dust, and ink is discharged from nozzle 110. Discharge becomes impossible. In this way, when paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110 and ink is seeping out from the nozzle 110, the inside of the cavity 144 and the amount of seeping out are seen from the diaphragm 121. It is considered that the increase in the number of inks from the normal state increases the amount of ina overnight m. In addition, it is considered that the acoustic resistance r increases due to the fibers of the paper powder attached near the outlet of the nozzle 110.
したがって、 インクが正常に吐出された図 8の場合に対して、 イナ一夕ンス m、 音響抵抗 rを共に大きく設定して、 ノズル 1 1 0の出口付近への紙粉付着時の残留 振動の実験値とマッチングすることにより、 図 1 4のような結果 (グラフ) が得ら れた。 図 8及び図 1 4のグラフから分かるように、 ノズル 1 1 0の出口付近に紙粉 が付着した場合には、 正常吐出時に比べて周波数が低くなる特徴的な残留振動波形 が得られる (ここで、 紙粉付着の場合、 インクの乾燥の場合よりは、 残留振動の周 波数が高いことも、 図 1 2及び図 1 4のグラフから分かる。)。 なお 図 1 5は、 こ の紙粉付着前後におけるノズル 1 1 0の状態を示す写真である。 ノズル 1 1 0の出 口付近に紙粉が付着すると、 紙粉に沿ってインクがにじみ出している状態を、 図 1 5 ( b ) から見出すことができる。 Therefore, compared to the case of Fig. 8 in which ink was ejected normally, both the inertance m and the acoustic resistance r were set to be large, and the residual vibration when paper dust adhered near the outlet of the nozzle 110 was set. By matching with the experimental values, the result (graph) shown in Fig. 14 was obtained. Was. As can be seen from the graphs of Fig. 8 and Fig. 14, when paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110, a characteristic residual vibration waveform whose frequency is lower than that during normal ejection is obtained. It can also be seen from the graphs of FIGS. 12 and 14 that the frequency of the residual vibration is higher in the case of paper dust adhesion than in the case of ink drying.) FIG. 15 is a photograph showing the state of the nozzle 110 before and after the adhesion of the paper dust. When paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110, it can be seen from FIG. 15 (b) that the ink oozes along the paper dust.
ここで、 ノズル 1 1 0付近のインクが乾燥して増粘した場合と、 ノズル 1 1 0の 出口付近に紙粉が付着した場合とでは、 いずれも正常にィンク滴が吐出された場合 に比べて減衰振動の周波数が低くなっている。 これら 2つのドット抜け (インク不 吐出:吐出異常) の原因を振動板 1 2 1の残留振動の波形から特定するために、 例 えば、減衰振動の周波数や周期、位相において所定のしきい値を持って比較するか、 あるいは、 残留振動, (減衰振動) の周期変化や振幅変化の減衰率から特定すること ができる。 このようにして、 各インクジェットヘッド 1 0 0におけるノズル 1 1 0 からのインク滴が吐出されたときの振動板 1 2 1の残留振動の変化、 特に、 その周 波数の変化によって、 各インクジエツトへッド 1 0 0の吐出異常を検出することが できる。 また、 その場合の残留振動の周波数を正常吐出時の残留振動の周波数と比 較することにより、 吐出異常の原因を特定することもできる。  Here, the case where the ink near the nozzle 110 dried and increased the viscosity and the case where paper dust adhered near the outlet of the nozzle 110 were both compared to the case where the ink droplet was normally ejected. The frequency of damped vibration is low. In order to identify the cause of these two missing dots (non-ejection of ink: abnormal ejection) from the waveform of the residual vibration of the diaphragm 121, for example, a predetermined threshold value is set for the frequency, period, and phase of the damped vibration. They can be compared with each other, or can be specified based on the residual vibration, the damping rate of the (damped vibration) period change, and the amplitude change. In this way, a change in the residual vibration of the diaphragm 121 when ink droplets are ejected from the nozzle 110 in each ink jet head 100, in particular, a change in the frequency causes a change in each ink jet head. It is possible to detect ejection failure of the nozzle 100. In addition, by comparing the frequency of the residual vibration in that case with the frequency of the residual vibration during normal ejection, it is possible to identify the cause of the ejection abnormality.
次に、 吐出異常検出手段 1 0について説明する。 図 1 6は、 図 3に示す吐出異常 検出手段 1 0の概略的なブロック図である。 この図 1 6に示すように、 吐出異常検 出手段 1 0は、 発振回路 1 1と、 F /V変換回路 1 2と、 波形整形回路 1 5とから 構成される残留振動検出手段 1 6と、 この残留振動検出手段 1 6によって検出され た残留振動波形データから周期や振幅などを計測する計測手段 1 7と、 この計測手 段 1 7によって計測された周期などに基づいてインクジェットヘッド 1 0 0の吐出 異常を判定する判定手段 2 0とを備えている。 吐出異常検出手段 1 0では、 残留振 動検出手段 1 6は、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0の振動板 1 2 1の残留振動に基づい て、 発振回路 1 1が発振し、 その発振周波数から F /V変換回路 1 2及び波形整形 回路 1 5において振動波形を形成して、 検出する。 そして、 計測手段 1 7は、 検出 された振動波形に基づいて残留振動の周期などを計測し、 判定手段 2 0は、 計測さ れた残留振動の周期などに基づいて、 印字手段 3内の各へッドュニット 3 5が備え る各インクジェットヘッド 1 0 0の吐出異常を検出、 判定する。 以下、 吐出異常検 出手段 1 0の各構成要素について説明する。 Next, the discharge abnormality detecting means 10 will be described. FIG. 16 is a schematic block diagram of the ejection abnormality detecting means 10 shown in FIG. As shown in FIG. 16, the discharge abnormality detecting means 10 includes a residual vibration detecting means 16 including an oscillation circuit 11, an F / V conversion circuit 12, and a waveform shaping circuit 15. A measuring means 17 for measuring a period, an amplitude, and the like from the residual vibration waveform data detected by the residual vibration detecting means 16, and an inkjet head 100 based on the period measured by the measuring means 17. And determination means 20 for determining whether or not there is a discharge abnormality. In the discharge abnormality detecting means 10, the residual vibration detecting means 16 oscillates the oscillating circuit 11 based on the residual vibration of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120, and calculates the oscillation frequency from the oscillating frequency. The F / V conversion circuit 12 and the waveform shaping circuit 15 form and detect a vibration waveform. And the measuring means 17 detects Based on the measured vibration waveform, the cycle of the residual vibration is measured, and the judging means 20 determines, based on the measured cycle of the residual vibration, etc., each inkjet provided in each head unit 35 in the printing means 3. A discharge abnormality of the head 100 is detected and determined. Hereinafter, each component of the discharge abnormality detection means 10 will be described.
まず、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0の振動板 1 2 1の残留振動の周波数 (振動数) を検出するために、 発振回路 1 1を用いる方法を説明する。 図 1 7は、 図 3の静電 アクチユエ一夕 1 2 0を平行平板コンデンサとした場合の概念図であり、図 1 8は、 図 3の静電ァクチユエ一夕 1 2 0から構成されるコンデンサを含む発振回路 1 1の 回路図である。 なお、 図 1 8に示す発振回路 1 1は、 シュミットトリガのヒステリ シス特性を利用する C R発振回路であるが、 本発明はこのような C R発振回路に限 定されず、 ァクチユエ一夕 (振動板を含む) の静電容量成分 (コンデンサ C) を用 いる発振回路であればどのような発振回路でもよい。 発振回路 1 1は、 例えば、 L C発振回路を利用した構成としてもよい。 また、 本実施形態では、 シュミットトリ ガインバ一夕を用いた例を示して説明しているが、 例えば、 インバ一夕を 3段用い た C R発振回路を構成してもよい。  First, a method of using the oscillation circuit 11 to detect the frequency (frequency) of the residual vibration of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120 will be described. Fig. 17 is a conceptual diagram when the electrostatic actuator 120 of Fig. 3 is a parallel plate capacitor, and Fig. 18 is a capacitor composed of the electrostatic actuator 120 of Fig. 3. FIG. 3 is a circuit diagram of an oscillation circuit 11 including the above. The oscillation circuit 11 shown in FIG. 18 is a CR oscillation circuit using the hysteresis characteristic of the Schmitt trigger, but the present invention is not limited to such a CR oscillation circuit. Any oscillation circuit may be used as long as the oscillation circuit uses the capacitance component (capacitor C). The oscillation circuit 11 may be configured to use, for example, an LC oscillation circuit. Further, in the present embodiment, an example using the Schmitt trigger is described. However, for example, a CR oscillation circuit using three stages of the inverter may be configured.
図 3に示すインクジェットヘッド 1 0 0では、 上述のように、 振動板 1 2 1と非 常にわずかな間隔 (空隙) を隔てたセグメント電極 1 2 2とが対向電極を形成する 静電ァクチユエ一夕 1 2 0を構成している。 この静電ァクチユエ一夕 1 2 0は、 図 1 7に示すような平行平板コンデンサと考えることができる。 このコンデンサの静 電容量を C、 振動板 1 2 1及びセグメント電極 1 2 2のそれぞれの表面積を S、 2 つの電極 1 2 1、 1 2 2の距離 (ギャップ長) を g、 両電極に挟まれた空間 (空隙) の誘電率を ε (真空の誘電率を ε。 、 空隙の比誘電率を ε r とすると、 ε = ε 0 · ε r ) とすると、 図 1 7に示すコンデンサ (静電ァクチユエ一夕 1 2 0 ) の静電容 量 C ( X ) は、 次式で表される。 In the inkjet head 100 shown in FIG. 3, as described above, the diaphragm 121 and the segment electrodes 122 separated from each other by a very small space (gap) form an opposing electrode. 1 2 0 is constituted. This electrostatic actuator 120 can be considered as a parallel plate capacitor as shown in FIG. The capacitance of this capacitor is C, the surface area of each of the diaphragm 121 and the segment electrode 122 is S, the distance (gap length) between the two electrodes 121, 122 is g, and both electrodes are sandwiched. the dielectric constant of the space (gap) epsilon (dielectric constant of vacuum epsilon., when the relative dielectric constant of the space and ε r, ε = ε 0 · ε r) when to the capacitor (electrostatic shown in FIG. 1 7 The capacitance C (X) of the electric device (120) is expressed by the following equation.
【式 2】 S [Equation 2] S
C(x) = sQ - er (4) C (x) = s Q -e r (4)
なお、 式 (4) の xは、 図 17に示すように、 振動板 121の残留振動によって生 じる振動板 121の基準位置からの変位量を示している。 Note that x in Expression (4) indicates the amount of displacement of the diaphragm 121 from the reference position caused by residual vibration of the diaphragm 121, as shown in FIG.
この式 (4) から分かるように、 ギャップ長 g (ギャップ長 g—変位量 X) が小 さくなれば、 静電容量 C (x) は大きくなり、 逆にギャップ長 g (ギャップ長 g— 変位量 X) が大きくなれば、 静電容量 C (x) は小さくなる。 このように、 静電容 量 C (x) は、 (ギャップ長 g—変位量 X) (Xが 0の場合は、 ギャップ長 g) に反 比例している。 なお、 図 3に示す静電ァクチユエ一夕 120では、 空隙は空気で満 たされているので、 比誘電率 =1である。  As can be seen from this equation (4), when the gap length g (gap length g—displacement X) decreases, the capacitance C (x) increases, and conversely, the gap length g (gap length g—displacement) As the quantity X) increases, the capacitance C (x) decreases. Thus, the capacitance C (x) is inversely proportional to (gap length g—displacement X) (if X is 0, gap length g). Note that, in the electrostatic factory 120 shown in FIG. 3, since the air gap is filled with air, the relative dielectric constant is = 1.
また、 一般に、 液滴吐出装置 (本実施形態では、 インクジェットプリン夕 1) の 解像度が高まるにつれて、 吐出されるインク滴 (インクドット) が微小化されるの で、 この静電ァクチユエ一夕 120は、 高密度化、 小型化される。 それによつて、 インクジェットヘッド 100の振動板 121の表面積 Sが小さくなり、 小さな静電 ァクチユエ一夕 120が構成される。 さらに、 インク滴吐出による残留振動によつ て変化する静電ァクチユエ一夕 120のギャップ長 gは、 初期ギャップ g。 の 1割 程度となるため、 式 (4) から分かるように、 静電ァクチユエ一タ 120の静電容 量の変化量は非常に小さな値となる。  In general, as the resolution of a droplet discharge device (in the present embodiment, the ink jet printing device 1) increases, the size of the discharged ink droplets (ink dots) becomes smaller. Higher density and smaller size. As a result, the surface area S of the diaphragm 121 of the ink jet head 100 is reduced, and a small electrostatic actuator 120 is formed. Furthermore, the gap length g of the electrostatic actuator 120 that changes due to the residual vibration caused by ink droplet ejection is the initial gap g. Therefore, as can be seen from equation (4), the amount of change in the capacitance of the electrostatic actuator 120 is a very small value.
この静電ァクチユエ一夕 120の静電容量の変化量 (残留振動の振動パターンに より異なる) を検出するために、 以下のような方法、 すなわち、 静電ァクチユエ一 夕 120の静電容量に基づいた図 18のような発振回路を構成し、 発振された信号 に基づいて残留振動の周波数 (周期) を解析する方法を用いる。 図 18に示す発振 回路 11は、 静電ァクチユエ一夕 120から構成されるコンデンサ (C) と、 シュ ミットトリガインバ一夕 1 11と、 抵抗素子 (R) 112とから構成される。 シュミツトトリガインバ一夕 1 11の出力信号が H i g レベルの場合、 抵抗素 子 112を介してコンデンサ Cを充電する。 コンデンサ Cの充電電圧 (振動板 12 1とセグメント電極 1 2 2との間の電位差) が、 シュミツトトリガインバ一夕 1 1 1の入カスレッショルド電圧 VT 十に達すると、 シュミットトリガインバー夕 1 1 1の出力信号が L o wレベルに反転する。 そして、 シュミツ卜トリガインバー夕 1 1 1の出力信号が L o wレベルとなると、 抵抗素子 1 1 2を介してコンデンサ Cに 充電されていた電荷が放電される。 この放電によりコンデンサ Cの電圧がシュミツ トトリガインバータ 1 1 1の入カスレッショルド電圧 ντ —に達すると、 シュミツ トトリガインバ一夕 1 1 1の出力信号が再び H i g hレベルに反転する。 以降、 こ の発振動作が繰り返される。 In order to detect the amount of change in the capacitance of the electrostatic actuator 120 (depending on the vibration pattern of the residual vibration), the following method is used, that is, based on the capacitance of the electrostatic actuator 120. An oscillation circuit as shown in Fig. 18 is constructed, and the method of analyzing the frequency (period) of the residual vibration based on the oscillated signal is used. The oscillation circuit 11 shown in FIG. 18 includes a capacitor (C) composed of an electrostatic actuator 120, a Schmitt trigger inverter 111, and a resistance element (R) 112. When the output signal of the Schmitt trigger invertor 11 is at the Hig level, the capacitor C is charged through the resistor element 112. Charge voltage of capacitor C (diaphragm 12 1 and the potential difference between the segment electrode 1 2 2), shoe Mitsuto trigger inverter when Isseki reached 1 1 1 borrowing threshold voltage V T tens, Schmitt trigger inverter evening 1 1 1 of the output signal is L ow level Flip to Then, when the output signal of the Schmitt trigger inverter 111 becomes low level, the electric charge charged in the capacitor C via the resistance element 112 is discharged. When this discharge causes the voltage of the capacitor C to reach the input threshold voltage ν τ — of the Schmitt trigger inverter 111, the output signal of the Schmitt trigger inverter 111 is inverted again to the High level. Thereafter, this oscillation operation is repeated.
ここで、 上述のそれぞれの現象 (気泡混入、 乾燥、 紙粉付着、 及び正常吐出) に おけるコンデンサ Cの静電容量の時間変化を検出するためには、 この発振回路 1 1 による発振周波数は、 残留振動の周波数が最も高い気泡混入時 (図 1 0参照) の周 波数を検出することができる発振周波数に設定される必要がある。 そのため、 発振 回路 1 1の発振周波数は、 例えば、 検出する残留振動の周波数の数倍から数十倍以 上、 すなわち、 気泡混入時の周波数よりおよそ 1桁以上高い周波数となるようにし なければならない。 この場合、 好ましくは、 気泡混入時の残留振動の周波数が正常 吐出の場合と比較して高い周波数を示すため、 気泡混入時の残留振動周波数が検知 可能な発振周波数に設定するとよい。 そうしなければ、 吐出異常の現象に対して正 確な残留振動の周波数を検出することができない。 そのため、 本実施形態では、 発 振周波数に応じて、 発振回路 1 1の C Rの時定数を設定している。 このように、 発 振回路 1 1の発振周波数を高く設定することにより、 この発振周波数の微小変化に 基づいて、 より正確な残留振動波形を検出することができる。  Here, in order to detect the time change of the capacitance of the capacitor C in each of the above phenomena (bubble mixing, drying, paper powder adhesion, and normal ejection), the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 is The oscillation frequency must be set so that the frequency of the residual vibration, which is the highest when bubbles are mixed (see Fig. 10), can be detected. Therefore, the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 must be, for example, several times to several tens times or more of the frequency of the residual vibration to be detected, that is, a frequency that is about one digit or more higher than the frequency when bubbles are mixed. . In this case, it is preferable to set the oscillation frequency at which the residual vibration frequency at the time of air bubble mixing can be detected because the frequency of the residual vibration at the time of air bubble mixing is higher than that at the time of normal ejection. Otherwise, the frequency of the residual vibration cannot be detected accurately for the phenomenon of abnormal discharge. Therefore, in the present embodiment, the time constant of CR of the oscillation circuit 11 is set according to the oscillation frequency. By setting the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 high as described above, a more accurate residual oscillation waveform can be detected based on the minute change in the oscillation frequency.
なお、発振回路 1 1から出力される発振信号の発振周波数の周期(パルス)毎に、 測定用のカウントパルス (カウンタ) を用いてそのパルスをカウントし、 初期ギヤ ップ g。 におけるコンデンサ Cの静電容量で発振させた場合の発振周波数のパルス のカウント量を測定したカウント量から減算することにより、 残留振動波形につい て発振周波数毎のデジタル情報が得られる。 これらのデジタル情報に基づいて、 デ ジ夕ル Zアナログ (D./A) 変換を行うことにより、 概略的な残留振動波形が生成 され得る。 このような方法を用いてもよいが、測定用のカウントパルス (カウンタ) には、 発振周波数の微小変化を測定することができる高い周波数 (高解像度) のも のが必要となる。 このようなカウントパルス (カウン夕) は、 コストをアップさせ るため、 吐出異常検出手段 10では、 図 19に示す FZV変換回路 12を用いてい る。 In addition, for each period (pulse) of the oscillation frequency of the oscillation signal output from the oscillation circuit 11, the pulse is counted using a measurement count pulse (counter), and the initial gap g. By subtracting the count value of the pulse of the oscillation frequency when oscillating with the capacitance of the capacitor C from the measured count amount, digital information of the residual oscillation waveform for each oscillation frequency can be obtained. By performing digital Z-analog (D./A) conversion based on these digital information, a rough residual vibration waveform can be generated. Although such a method may be used, a count pulse (counter) for measurement is used. Therefore, a high frequency (high resolution) that can measure a small change in the oscillation frequency is required. In order to increase the cost of such a count pulse (counter pulse), the discharge abnormality detection means 10 uses the FZV conversion circuit 12 shown in FIG.
図 19は、 図 16に示す吐出異常検出手段 10の F/V変換回路 12の回路図で ある。 この図 19に示すように、 FZV変換回路 12は、 3つのスィッチ SW1、 SW2、 SW3と、 2つのコンデンサ C 1、 C 2と、 抵抗素子 R 1と、 定電流 I s を出力する定電流源 13と、 バッファ 14とから構成される。 この FZV変換回路 12の動作を図 20のタイミングチヤ一ト及び図 21のグラフを用いて説明する。 まず、 図 20のタイミングチャートに示す充電信号、 ホールド信号及びクリァ信 号の生成方法について説明する。 充電信号は、 発振回路 1 1の発振パルスの立ち上 がりエッジから固定時間 t rを設定し、 その固定時間 t rの間 H i ghレベルとな るようにして生成される。 ホールド信号は、 充電信号の立ち上がりエッジに同期し て立ち上がり、 所定の固定時間だけ H i ghレベルに保持され、 Lowレベルに立 ち下がるようにして生成される。 クリア信号は、 ホールド信号の立ち下がりエッジ に同期して立ち上がり、 所定の固定時間だけ H i ghレベルに保持され、 Lowレ ベルに立ち下がるようにして生成される。 なお、 後述するように、 コンデンサ C 1 からコンデンサ C 2への電荷の移動及びコンデンサ C 1の放電は瞬時に行われるの で、 ホールド信号及びクリア信号のパルスは、 発振回路 11の出力信号の次の立ち 上がりエッジまでにそれぞれ 1つのパルスが含まれればよく、 上記のような立ち上 がりエッジ、 立ち下がりエッジに限定されない。  FIG. 19 is a circuit diagram of the F / V conversion circuit 12 of the ejection abnormality detecting means 10 shown in FIG. As shown in FIG. 19, the FZV conversion circuit 12 includes three switches SW1, SW2, and SW3, two capacitors C1 and C2, a resistance element R1, and a constant current source that outputs a constant current Is. 13 and a buffer 14. The operation of the FZV conversion circuit 12 will be described with reference to the timing chart of FIG. 20 and the graph of FIG. First, a method of generating the charge signal, the hold signal, and the clear signal shown in the timing chart of FIG. 20 will be described. The charging signal is generated such that a fixed time tr is set from the rising edge of the oscillation pulse of the oscillation circuit 11, and the charge signal is at the High level during the fixed time tr. The hold signal rises in synchronization with the rising edge of the charge signal, is held at the High level for a predetermined fixed time, and is generated so as to fall to the Low level. The clear signal rises in synchronization with the falling edge of the hold signal, is held at the High level for a predetermined fixed time, and is generated so as to fall to the Low level. As will be described later, the transfer of charge from the capacitor C1 to the capacitor C2 and the discharge of the capacitor C1 are performed instantaneously, so that the pulses of the hold signal and the clear signal are output next to the output signal of the oscillation circuit 11. It is sufficient that one pulse is included before the rising edge of the signal, and the present invention is not limited to the rising edge and the falling edge as described above.
きれいな残留振動の波形 (電圧波形) を得るために、 図 21を参照して、 固定時 間 t r及び t 1の設定方法を説明する。 固定時間 t rは、 静電ァクチユエ一タ 12 0が初期ギャップ長 gQ のときにおける静電容量 Cで発振した発振パルスの周期か ら調整され、 充電時間 t 1による充電電位が C 1の充電範囲のおよそ 1Z 2付近と なるように設定される。 また、 ギャップ長 gが最大 (Max) の位置における充電 時間 t 2から最小 (M i n) の位置における充電時間 t 3の間で、 コンデンサ C 1 の充電範囲を超えないように充電電位の傾きが設定される。 すなわち、 充電電位の 傾きは、 d VZd t == I sZC 1によって決定されるため、 定電流源 13の出力定 電流 I sを適当な値に設定すればよい。 この定電流源 13の出力定電流 I sをその 範囲内でできるだけ高く設定することによって、 静電ァクチユエ一夕 120によつ て構成されるコンデンサの微小な静電容量の変化を高感度で検出することができ-, 静電ァクチユエ一夕 120の振動板 121の微小な変化を検出することが可能とな る。 In order to obtain a clean residual vibration waveform (voltage waveform), a method of setting the fixed times tr and t1 will be described with reference to FIG. Fixed time tr is electrostatic Akuchiyue Ichita 12 0 is adjusted periodically or these oscillation pulse oscillated by an electrostatic capacitance C at the time of the initial gap length g Q, charging range of the charging potential by the charging time t 1 is C 1 Is set to be around 1Z2 of Also, the gradient of the charging potential between the charging time t2 at the position where the gap length g is the maximum (Max) and the charging time t3 at the position where the gap length g is the minimum (Min) does not exceed the charging range of the capacitor C1. Is set. In other words, the charging potential Since the slope is determined by d VZd t == IsZC1, the output constant current Is of the constant current source 13 may be set to an appropriate value. By setting the output constant current Is of the constant current source 13 as high as possible within the range, a minute change in the capacitance of the capacitor formed by the electrostatic actuator 120 can be detected with high sensitivity. It is possible to detect a minute change of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120.
次いで、 図 22を参照して、 図 16に示す波形整形回路 15の構成を説明する。 図 22は、 図 16の波形整形回路 15の回路構成を示す回路図である。 この波形整 形回路 15は、 残留振動波形を矩形波として判定手段 20に出力するものである。 この図 22に示すように、 波形整形回路 15は、 2つのコンデンサ C 3 (DC成分 除去手段)、 C4と、 2つの抵抗素子 R 2、 R3と、 2つの直流電圧源 V r e f 1、 V r e f 2と、 増幅器 (オペアンプ) 151と、 比較器 (コンパレータ) 152と から構成される。 なお、 残留振動波形の波形整形処理において、 検出される波高値 をそのまま出力して、 残留振動波形の振幅を計測するように構成してもよい。 . F/V変換回路 12のバッファ 14の出力には、 静電ァクチユエ一夕 120の初 期ギャップ gQ に基づく DC成分 (直流成分) の静電容量成分が含まれている。 こ の直流成分は各インクジエツトへッド 100によりばらつきがあるため、 コンデン サ C 3は、 この静電容量の直流成分を除去するものである。 そして、 コンデンサ C 3は、 バッファ 14の出力信号における DC成分を除去し、 残留振動の AC成分の みをオペアンプ 151の反転入力端子に出力する。 Next, the configuration of the waveform shaping circuit 15 shown in FIG. 16 will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the waveform shaping circuit 15 of FIG. The waveform shaping circuit 15 outputs the residual vibration waveform to the determination means 20 as a rectangular wave. As shown in FIG. 22, the waveform shaping circuit 15 includes two capacitors C 3 (DC component removing means) and C 4, two resistance elements R 2 and R 3, and two DC voltage sources V ref 1 and V ref 2, an amplifier (op-amp) 151, and a comparator (comparator) 152. In the waveform shaping process of the residual vibration waveform, the detected peak value may be output as it is to measure the amplitude of the residual vibration waveform. . The output of the buffer 14 of the F / V conversion circuit 12 includes a capacitance component of the initial gap g Q based on the DC component of the electrostatic Akuchiyue Isseki 120 (DC component). Since the DC component varies depending on each ink jet head 100, the capacitor C3 removes the DC component of the capacitance. Then, the capacitor C3 removes the DC component in the output signal of the buffer 14, and outputs only the AC component of the residual vibration to the inverting input terminal of the operational amplifier 151.
オペアンプ 151は、 直流成分が除去された FZV変換回路 12のバッファ 14 の出力信号を反転増幅するとともに、 その出力信号の高域を除去するためのローパ スフィルタを構成している。 なお、 このオペアンプ 151は、 単電源回路を想定し ている。 オペアンプ 151は、 2つの抵抗素子 R2、 R3による反転増幅器を構成 し、 入力された残留振動 (交流成分) は、 一 R3/R2倍に振幅される。  The operational amplifier 151 inverts and amplifies the output signal of the buffer 14 of the FZV conversion circuit 12 from which the DC component has been removed, and constitutes a low-pass filter for removing a high band of the output signal. It is assumed that the operational amplifier 151 is a single power supply circuit. The operational amplifier 151 constitutes an inverting amplifier composed of two resistance elements R2 and R3, and the input residual vibration (AC component) is amplified by one R3 / R2 times.
また、 オペアンプ 151の単電源動作のために、 その非反転入力端子に接続され た直流電圧源 Vr e f 1によって設定された電位を中心に振動する、 増幅された振 動板 121の残留振動波形が出力される。 ここで、 直流電圧源 Vr e f 1は、 オペ アンプ 1 51が単電源で動作可能な電圧範囲の 1/2程度に設定されている。 さら に、 このオペアンプ 1 51は、 2つのコンデンサ C 3、 C4により、 カットオフ周 波数 1/ (27CXC4XR3) となる口一パスフィル夕を構成している。 そして、 直流成分を除去された後に増幅された振動板 121の残留振動波形は、 図 20の夕 イミングチヤ一トに示すように、 次段の比較器 (コンパレー夕) 1 52でもう一つ の直流電圧源 Vr e f 2の電位と比較され、 その比較結果が矩形波として波形整形 回路 1 5から出力される。 なお、 直流電圧源 Vr e f 2は、 もう一つの直流電圧源 V r e f 1を共用してもよい。 In addition, due to the single power supply operation of the operational amplifier 151, the amplified residual vibration waveform of the vibration plate 121, which oscillates around the potential set by the DC voltage source Vref1 connected to the non-inverting input terminal, is generated. Is output. Here, the DC voltage source Vref1 is The amplifier 151 is set to about 1/2 of the voltage range that can be operated with a single power supply. Further, the operational amplifier 151 forms a one-pass filter having a cutoff frequency of 1 / (27CXC4XR3) by the two capacitors C3 and C4. Then, the residual vibration waveform of the diaphragm 121 amplified after removing the DC component is, as shown in the evening chart of FIG. 20, another DC comparator 152 in the next stage. It is compared with the potential of the voltage source Vref2, and the comparison result is output from the waveform shaping circuit 15 as a rectangular wave. Note that the DC voltage source Vref2 may share another DC voltage source Vref1.
次に、 図 20に示すタイミングチャートを参照して、 図 19の F/V変換回路 1 2及び波形整形回路 1 5の動作を説明する。 上述のように生成された充電信号、 ク リア信号及びホールド信号に基づいて、 図 19に示す F/V変換回路 12は動作す る。 図 20のタイミングチャートにおいて、 静電ァクチユエ一夕 120の駆動信号 がへッドドライバ 33を介してインクジエツトへッド 100に入力されると、 図 6 (b) に示すように、 静電ァクチユエ一夕 120の振動板 121がセグメント電極 122側に引きつけられ、 この駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、 図 6中上 方に向けて急激に収縮する (図 6 (c) 参照)。  Next, operations of the F / V conversion circuit 12 and the waveform shaping circuit 15 of FIG. 19 will be described with reference to a timing chart shown in FIG. The F / V conversion circuit 12 shown in FIG. 19 operates based on the charging signal, the clear signal, and the hold signal generated as described above. In the timing chart of FIG. 20, when the drive signal of the electrostatic actuator 120 is input to the ink jet head 100 via the head driver 33, as shown in FIG. 6 (b), the electrostatic actuator 120 The diaphragm 121 is attracted to the segment electrode 122 side, and contracts rapidly upward in FIG. 6 in synchronization with the falling edge of the drive signal (see FIG. 6 (c)).
この駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、 駆動回路 18と吐出異常検出手段 10とを切り替える駆動/検出切替信号が H i g hレベルとなる。 この駆動/検出 切替信号は、 対応するィンクジエツトへッド 100の駆動休止期間中、 H i g hレ ベルに保持され、 次の駆動信号が入力される前に、 Lowレベルになる。 この駆動 /検出切替信号が H i ghレベルの間、 図 18の発振回路 1 1は、 静電ァクチユエ —夕 120の振動板 121の残留振動に対応して発振周波数を変えながら発振して いる。  In synchronization with the falling edge of the drive signal, the drive / detection switch signal for switching between the drive circuit 18 and the ejection abnormality detection means 10 becomes High level. The drive / detection switching signal is held at the High level during the drive suspension of the corresponding ink jet head 100, and goes to the Low level before the next drive signal is input. While the drive / detection switching signal is at the High level, the oscillation circuit 11 in FIG. 18 oscillates while changing the oscillation frequency in response to the residual vibration of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120.
上述のように、 駆動信号の立ち下がりエッジ、 すなわち、 発振回路 1 1の出力信 号の立ち上がりエッジから、 残留振動の波形がコンデンサ C 1に充電可能な範囲を 超えないように予め設定された固定時間 t 1-だけ経過するまで、 充電信号は、 H i ghレベルに保持される。 なお、 充電信号が H i ghレベルである間、 スィッチ S W1はオフの状態である。 固定時間 t r経過し、 充電信号が L owレベルになると、 その充電信号の立ち下 がりエッジに同期して、 スィッチ SW1がオンされる (図 19参照)。 そして、 定電 流源 13とコンデンサ C 1とが接続され、 コンデンサ C 1は、 上述のように、 傾き I sZC lで充電される。 充電信号が L owレベルである期間、 すなわち、 発振回 路 1 1の出力信号の次のパルスの立ち上がりエツジに同期して I-I i g hレベルにな るまでの間、 コンデンサ C 1は充電される。 As described above, a fixed preset value is set so that the waveform of the residual vibration does not exceed the range where the capacitor C1 can be charged from the falling edge of the drive signal, that is, the rising edge of the output signal of the oscillation circuit 11. Until the time t 1- elapses, the charging signal is held at the High level. Note that, while the charge signal is at the High level, the switch SW1 is off. When the fixed time tr elapses and the charging signal goes low, the switch SW1 is turned on in synchronization with the falling edge of the charging signal (see Figure 19). Then, the constant current source 13 and the capacitor C1 are connected, and the capacitor C1 is charged with the slope IssCl as described above. The capacitor C1 is charged while the charge signal is at the Low level, that is, until the output signal of the oscillation circuit 11 reaches the IIigh level in synchronization with the rising edge of the next pulse of the output signal.
充電信号が H i g hレベルになると、スィツチ SW1はオフ (オープン)となり、 定電流源 13とコンデンサ C 1は切り離される。 このとき、 コンデンサ C 1には、 充電信号が Lowレベルの期間 t 1の間に充電された電位 (すなわち、 理想的には I s X t 1/C 1 (V)) が保存されている。 この状態で、 ホールド信号が H i gh レベルになると、 スィッチ SW 2がオンされ(図 19参照)、 コンデンサ C 1とコン デンサ C 2が、 抵抗素子 R 1を介して接続される。 スィッチ SW2の接続後、 2つ のコンデンサ C l、 C 2の充電電位差によって互いに充放電が行われ、 2つのコン デンサ C l、 C 2の電位差が概ね等しくなるように、 コンデンサ C 1からコンデン サ C 2に電荷が移動する。  When the charge signal becomes High level, the switch SW1 is turned off (open), and the constant current source 13 and the capacitor C1 are disconnected. At this time, the capacitor C1 stores the potential charged during the low-level period t1 of the charge signal (ie, ideally, Isxt1 / C1 (V)). In this state, when the hold signal becomes High level, the switch SW2 is turned on (see FIG. 19), and the capacitor C1 and the capacitor C2 are connected via the resistance element R1. After the connection of switch SW2, charging and discharging are performed by the charging potential difference between the two capacitors C1 and C2, and capacitors C1 and C2 are connected from capacitor C1 so that the potential difference between the two capacitors C1 and C2 is approximately equal. The charge moves to C2.
ここで、 コンデンサ C 1の静電容量に対してコンデンサ C 2の静電容量は、 約 1 /10以下程度に設定されている。 そのため、 2つのコンデンサ C l、 C2間の電 位差によって生じる充放電で移動する (使用される) 電荷量は、 コンデンサ C 1に 充電されている電荷の 1/10以下となる。 したがって、 コンデンサ C 1からコン デンサ C 2へ電荷が移動した後においても、 コンデンサ C 1の電位差は、 それほど 変化しない (それほど下がらない)。 なお、 図 19の F/V変換回路 12では、 コン デンサ C 2に充電されるとき F/V変換回路 12の配線のィンダク夕ンス等により 充電電位が急激に跳ね上がらないようにするために、 抵抗素子 R 1とコンデンサ C 2により一次の口一パスフィル夕を構成している。  Here, the capacitance of the capacitor C2 is set to about 1/10 or less of the capacitance of the capacitor C1. Therefore, the amount of charge that moves (used) due to charge and discharge caused by the potential difference between the two capacitors C1 and C2 is less than 1/10 of the charge stored in the capacitor C1. Therefore, even after the electric charge is transferred from the capacitor C1 to the capacitor C2, the potential difference of the capacitor C1 does not change much (it does not decrease so much). In the F / V conversion circuit 12 shown in FIG. 19, when the capacitor C2 is charged, a resistance is set so that the charging potential does not jump up due to the inductance of the wiring of the F / V conversion circuit 12 or the like. The element R 1 and the capacitor C 2 form the primary mouth-to-pass fill.
コンデンサ C 2にコンデンサ C 1の充電電位と概ね等しい充電電位が保持された 後、 ホ一ルド信号が L owレベルとなり、 コンデンサ C 1はコンデンサ C 2から切 り離される。 さらに、 クリァ信号が H i g hレベルとなり、 スィッチ SW 3がオン することにより、 コンデンサ C 1がグラウンド GNDに接続され、 コンデンサ C 1 P T/JP2004/002401 に充電されていた電荷が 0となるように放電動作が行なわれる。 コンデンサ C 1の 放電後、クリァ信号は L 0 wレベルとなり、スィッチ S W 3がオフすることにより、 コンデンサ。 1の図 1 9中上部の電極がグラウンド G N Dから切り離され、 次の充 電信号が入力されるまで、 すなわち、 充電信号が L o wレベルになるまで待機して いる。 After the charge potential of the capacitor C2 is substantially equal to the charge potential of the capacitor C1, the hold signal becomes low level, and the capacitor C1 is disconnected from the capacitor C2. Further, when the clear signal becomes the High level and the switch SW 3 is turned on, the capacitor C 1 is connected to the ground GND, and the capacitor C 1 The discharging operation is performed so that the electric charge stored in PT / JP2004 / 002401 becomes zero. After the discharge of capacitor C1, the clear signal goes to L0w level and switch SW3 turns off, causing the capacitor to clear. The upper electrode in Fig. 19 of Fig. 1 is disconnected from the ground GND, and waits until the next charging signal is input, that is, until the charging signal becomes Low level.
コンデンサ C 2に保持されている電位は、充電信号の立ち上がりのタイミング毎、 すなわち、 コンデンサ C 2への充電完了の夕イミング毎に更新され、 バッファ 1 4 を介して振動板 1 2 1の残留振動波形として図 2 2の波形整形回路 1 5に出力され る。 したがって、 発振回路 1 1の発振周波数が高くなるように静電ァクチユエ一夕 1 2 0の静電容量 (この場合、 残留振動による静電容量の変動幅も考慮しなければ ならない) と抵抗素子 1 1 2の抵抗値を設定すれば、 図 2 0のタイミングチャート に示すコンデンサ C 2の電位 (バッファ 1 4の出力) の各ステップ (段差) がより 詳細になるので、 振動板 1 2 1の残留振動による静電容量の時間的な変化をより詳 細に検出することが可能となる。  The potential held in the capacitor C 2 is updated at each rising timing of the charging signal, that is, every time the charging of the capacitor C 2 is completed, and the residual vibration of the diaphragm 1 2 1 is transmitted through the buffer 14. It is output as a waveform to the waveform shaping circuit 15 in FIG. Therefore, the capacitance of the electrostatic actuator 120 (in this case, the fluctuation width of the capacitance due to the residual vibration must be taken into consideration) and the resistance element 1 so that the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 becomes higher. If the resistance value of 1 2 is set, each step (step) of the potential of capacitor C 2 (output of buffer 14) shown in the timing chart of Fig. 20 becomes more detailed, and the residual of diaphragm 1 2 1 It is possible to detect the change of the capacitance with time due to vibration in more detail.
以下同様に、 充電信号が L o wレベル— H i g hレベル→L o wレベル · · ·と 繰り返し、 上記所定のタイミングでコンデンサ C 2に保持されている電位がバッフ ァ 1 4を介して波形整形回路 1 5に出力される。 波形整形回路 1 5では、 バッファ 1 4から入力された電圧信号 (図 2 0のタイミングチャートにおいて、 コンデンサ C 2の電位) の直流成分がコンデンサ C 3によって除去され、 抵抗素子 R 2を介し てオペアンプ 1 5 1の反転入力端子に入力される。 入力された残留振動の交流 (A C ) 成分は、 このオペアンプ 1 5 1によって反転増幅され、 コンパレータ 1 5 2の 一方の入力端子に出力される。 コンパレータ 1 5 2は、 予め直流電圧源 V r e f 2 によって設定されている電位 (基準電圧) と、 残留振動波形 (交流成分) の電位と を比較し、 矩形波を出力する (図 2 0のタイミングチャートにおける比較回路の出 力)。  Similarly, the charging signal repeats from low level to high level to low level... At the above-mentioned predetermined timing, the potential held in the capacitor C2 passes through the buffer 14 and the waveform shaping circuit 1 Output to 5. In the waveform shaping circuit 15, the DC component of the voltage signal (the potential of the capacitor C 2 in the timing chart of FIG. 20) input from the buffer 14 is removed by the capacitor C 3, and the operational amplifier is connected via the resistor R 2. 15 1 Input to the 1 inverted input terminal. The input AC (A C) component of the residual vibration is inverted and amplified by the operational amplifier 151, and is output to one input terminal of the comparator 152. The comparator 15 2 compares the potential (reference voltage) preset by the DC voltage source V ref 2 with the potential of the residual vibration waveform (AC component) and outputs a square wave (see the timing in FIG. 20). Output of comparison circuit in chart).
次に、 インクジェットヘッド 1 0 0のインク滴吐出動作 (駆動) と吐出異常検出 動作 (駆動休止) との切り替えタイミングについて説明する。 図 2 3は、 駆動回路 1 8と吐出異常検出手段 1 0との切替手段 2 3の概略を示すブロック図である。 な お、 この図 2 3では、 図 1 6に示すヘッドドライバ 3 3内の駆動回路 1 8をインク ジエツトへッド 1 0 0の駆動回路として説明する。 図 2 0のタイミングチャートで も示したように、 吐出異常検出処理は、 インクジェットヘッド 1 0 0の駆動信号と 駆動信号の間、 すなわち、 駆動休止期間に実行されている。 Next, the timing of switching between the ink droplet ejection operation (drive) of the inkjet head 100 and the ejection abnormality detection operation (drive suspension) will be described. FIG. 23 is a block diagram schematically showing the switching means 23 for switching between the drive circuit 18 and the discharge abnormality detection means 10. What In FIG. 23, the drive circuit 18 in the head driver 33 shown in FIG. 16 will be described as a drive circuit for the inkjet head 100. As also shown in the timing chart of FIG. 20, the ejection abnormality detection process is executed between the drive signals of the inkjet head 100, that is, during the drive suspension period.
図 2 3において、静電ァクチユエ一夕 1 2 0を駆動するために、切替手段 2 3は、 最初は駆動回路 1 8側に接続されている。 上述のように、 駆動回路 1 8から駆動信 号 (電圧信号) が振動板 1 2 1に入力されると、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0が駆動 し、 振動板 1 2 1は、 セグメント電極 1 2 2側に引きつけられ、 印加電圧が 0にな るとセグメント電極 1 2 2から離れる方向に急激に変位して振動 (残留振動) を開 始する。 このとき、 インクジエツトへッド 1 0 0のノズル 1 1 0からインク滴が吐 出される。  In FIG. 23, the switching means 23 is initially connected to the drive circuit 18 in order to drive the electrostatic actuator 120. As described above, when a drive signal (voltage signal) is input from the drive circuit 18 to the diaphragm 122, the electrostatic actuator 120 is driven, and the diaphragm 122 is connected to the segment electrode. When the applied voltage is reduced to 0, it is suddenly displaced away from the segment electrode 122 and vibration (residual vibration) starts. At this time, ink droplets are ejected from the nozzle 110 of the ink jet head 100.
駆動信号のパルスが立ち下がると、 その立ち下がりエッジに同期して駆動/検出 切替信号 (図 2 0のタイミングチャート参照) が切替手段 2 3に入力され、 切替手 段 2 3は、駆動回路 1 8から吐出異常検出手段(検出回路) 1 0側に切り替えられ、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0 (発振回路 1 1のコンデンサとして利用) は吐出異常検 出手段 1 0と接続される。  When the drive signal pulse falls, a drive / detection switching signal (see the timing chart in FIG. 20) is input to the switching means 23 in synchronization with the falling edge, and the switching means 23 outputs the drive circuit 1 From 8 the discharge abnormality detection means (detection circuit) 10 is switched to the side, and the electrostatic work 120 (used as a capacitor of the oscillation circuit 11) is connected to the discharge abnormality detection means 10.
そして、 吐出異常検出手段 1 0は、 上述のような吐出異常 (ドット抜け) の検出 処理を実行し、 波形整形回路 1 5の比較器 1 5 2から出力される振動板 1 2 1の残 留振動波形データ (矩形波データ), を計測手段 1 7によって残留振動波形の周期や 振幅などに数値化する。 本実施形態では、 計測手段 1 7は、 残留振動波形データか ら特定の振動周期を測定し、 その計測結果 (数値) を判定手段 2 0に出力する。 具体的には、 計測手段 1 7は、 比較器 1 5 2の出力信号の波形 (矩形波) の最初 の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの時間 (残留振動の周期) を計 測するために、 図示しないカウンタを用いて基準信号 (所定の周波数) のパルスを カウントし、 その力ゥント値から残留振動の周期 (特定の振動周期) を計測する。 なお、 計測手段 1 7は、 最初の立ち上がりエツジから次の立ち下がりェッジまでの 時間を計測し、 その計測された時間の 2倍の時間を残留振動の周期として判定手段 2 0に出力してもよい。 以下、 このようにして得られた残留振動の周期を Twとす る。 Then, the ejection abnormality detection means 10 executes the above-described ejection abnormality (missing dot) detection processing, and the residual of the diaphragm 12 1 output from the comparator 15 2 of the waveform shaping circuit 15 Vibration waveform data (rectangular wave data), are digitized by the measuring means 17 into the period and amplitude of the residual vibration waveform. In the present embodiment, the measuring means 17 measures a specific vibration period from the residual vibration waveform data, and outputs the measurement result (numerical value) to the judging means 20. Specifically, the measuring means 17 measures the time from the first rising edge of the waveform (rectangular wave) of the output signal of the comparator 152 to the next rising edge (period of the residual vibration). Using a counter (not shown), the pulses of the reference signal (predetermined frequency) are counted, and the period of the residual vibration (specific vibration period) is measured from the force point value. Note that the measuring means 17 measures the time from the first rising edge to the next falling edge, and outputs a time twice as long as the measured time to the determining means 20 as the cycle of the residual vibration. Good. Hereinafter, the cycle of the residual vibration obtained in this manner is referred to as Tw. You.
判定手段 2 0は、 計測手段 1 7によって計測された残留振動波形の特定の振動周 期など (計測結果) に基づいて、 ノズルの吐出異常の有無、 吐出異常の原因、 比較 偏差量などを判定し、 その判定結果を制御部 6に出力する。 制御部 6は、 E E P R OM (記憶手段) 6 2の所定の格納領域にこの判定結果を保存する。 そして、 駆動 回路 1 8からの次の駆動信号が入力されるタイミングで、 駆動 Z検出切替信号が切 替手段 2 3に再び入力され、 駆動回路 1 8と静電ァクチユエ一夕 1 2 0とを接続す る。 駆動回路 1 8は、 一旦駆動電圧を印加するとグラウンド (GN D) レベルを維 持するので、 切替手段 2 3によって上記のような切り替えを行っている (図 2 0の タイミングチャート参照)。 これにより、駆動回路 1 8からの外乱などに影響される ことなく、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0の振動板 1 2 1の残留振動波形を正確に検出 することができる。  The determining means 20 determines whether there is a nozzle discharge abnormality, the cause of the discharge abnormality, the amount of comparison deviation, etc., based on the specific vibration period (measurement result) of the residual vibration waveform measured by the measuring means 17. Then, the determination result is output to the control unit 6. The control unit 6 saves the determination result in a predetermined storage area of the EEPROM (storage means) 62. Then, at the timing when the next drive signal from the drive circuit 18 is input, the drive Z detection switching signal is input again to the switching means 23, and the drive circuit 18 and the electrostatic actuator 120 are connected to each other. Connecting. The drive circuit 18 maintains the ground (GND) level once the drive voltage is applied, so that the above-described switching is performed by the switching means 23 (see the timing chart of FIG. 20). As a result, the residual vibration waveform of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120 can be accurately detected without being affected by disturbance from the drive circuit 18 or the like.
なお、 本発明では、 残留振動波形デ一夕は、 比較器 1 5 2により矩形波化したも のに限定されない。 例えば、 オペアンプ 1 5 5 1から出力された残留振動振幅デ一 夕は、 比較器 1 5 2により比較処理を行うことなく、 A/D変換を行う計測手段 1 7によって随時数値化され、 その数値化されたデータに基づいて、 判定手段 2 0に より吐出異常の有無などを判定し、 この判定結果を記憶手段 6 2に記憶するように 構成してもよい。 .  In the present invention, the residual vibration waveform data is not limited to a rectangular waveform generated by the comparator 152. For example, the residual vibration amplitude data output from the operational amplifier 1551 is digitized as needed by the measuring means 17 that performs A / D conversion without performing comparison processing by the comparator 152, and the numerical value is obtained. The determination means 20 may determine whether or not there is a discharge abnormality based on the converted data, and the determination result may be stored in the storage means 62. .
また、ノズル 1 1 0のメニスカス (ノズル 1 1 0内インクが大気と接する面)は、 振動板 1 2 1の残留振動に同期して振動するため、インクジェットヘッド 1 0 0は、 インク滴の吐出動作後、 このメニスカスの残留振動が音響抵抗 rによつて概ね決ま つた時間で減衰するのを待ってから(所定の時間待機して)、次の吐出動作を行って いる。 本発明では、 この待機時間を有効に利用して振動板 1 2 1の残留振動を検出 しているので、 ィンクジエツトへッド 1 0 0の駆動に影響しない吐出異常検出を行 うことができる。 すなわち、 インクジェットプリンタ 1 (液滴吐出装置) のスルー プットを低下させることなく、 インクジエツ卜へッド 1 0 0のノズル 1 1 0の吐出 異常検出処理を実行することができる。  Further, the meniscus of the nozzle 110 (the surface where the ink in the nozzle 110 comes into contact with the atmosphere) vibrates in synchronization with the residual vibration of the diaphragm 121, so that the ink jet head 100 ejects ink droplets. After the operation, the apparatus waits for the residual vibration of the meniscus to attenuate in a time substantially determined by the acoustic resistance r (waits for a predetermined time), and then performs the next ejection operation. In the present invention, since the residual vibration of the diaphragm 121 is detected by effectively utilizing the standby time, it is possible to detect a discharge abnormality that does not affect the driving of the ink jet head 100. That is, it is possible to execute the discharge abnormality detection processing of the nozzle 110 of the ink jet head 100 without lowering the throughput of the ink jet printer 1 (droplet discharge device).
上述のように、 インクジエツトへッド 1 0 0のキヤビティ 1 4 1内に気泡が混入 した場合には、 正常吐出時の振動板 1 2 1の残留振動波形に比べて、 周波数が高く なるので、 その周期は逆に正常吐出時の残留振動の周期よりも短くなる。 また、 ノ ズル 1 1 0付近のインクが乾燥により増粘、 固着した場合には、 残留振動が過減衰 となり、 正常吐出時の残留振動波形に比べて、 周波数が相当低くなるので、 その周 期は正常吐出時の残留振動の周期よりもかなり長くなる。 また ノズル 1 1 0の出 口付近に紙粉が付着した場合には、 残留振動の周波数は、 正常吐出時の残留振動の 周波数よりも低く、 しかし、 ィンクの乾燥時の残留振動の周波数よりも高くなるの で、 その周期は、 正常吐出時の残留振動の周期よりも長く、 インク乾燥時の残留振 動の周期よりも短くなる。 As described above, air bubbles are mixed in the cavities 1 41 of the ink jet head 100. In this case, since the frequency is higher than the residual vibration waveform of the diaphragm 122 during normal discharge, the period is shorter than the period of the residual vibration during normal discharge. Also, if the ink near the nozzle 110 thickens and sticks due to drying, the residual vibration will be over-attenuated and the frequency will be considerably lower than the residual vibration waveform during normal ejection. Is much longer than the cycle of the residual vibration during normal ejection. When paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110, the frequency of the residual vibration is lower than the frequency of the residual vibration during normal ejection, but is lower than the frequency of the residual vibration when the ink is dried. Since the period becomes higher, the period is longer than the period of the residual vibration during normal ejection and shorter than the period of the residual vibration during ink drying.
したがって、正常吐出時の残留振動の周期として、所定の範囲 T rを設け、また、 ノズル 1 1 0出口に紙粉が付着した場合における残留振動の周期と、 ノズル 1 1 0 の出口付近でインクが乾燥した場合における残留振動の周期とを区別するために、 所定のしきい値 (所定の閾値) T 1を設定することにより、 このようなインクジェ ットヘッド 1 0 0の吐出異常の原因を決定することができる。 判定手段 2 0は、 上 記吐出異常検出処理によって検出された残留振動波形の周期 Twが所定の範囲の周 期であるか否か、また、所定のしきい値よりも長いか否かを判定し、それによつて、 吐出異常の原因を判定する。  Therefore, a predetermined range T r is set as the period of the residual vibration during normal ejection, and the period of the residual vibration when paper dust adheres to the exit of the nozzle 110 and the ink near the exit of the nozzle 110 By setting a predetermined threshold value (predetermined threshold value) T1 to distinguish the cycle of the residual vibration when the ink is dried, the cause of such an abnormal ejection of the inkjet head 100 is determined. be able to. The determination means 20 determines whether the cycle Tw of the residual vibration waveform detected by the above-described discharge abnormality detection processing is a cycle in a predetermined range, and is longer than a predetermined threshold. Then, the cause of the discharge abnormality is determined.
次に、 本発明の液滴吐出装置の動作を、 上述のインクジェットプリンタ 1の構成 に基づいて説明する。 まず、 1つのインクジェットヘッド 1 0 0のノズル 1 1 0に 対する吐出異常検出処理 (駆動/検出切替処理を含む) について説明する。 図 2 4 は、 吐出異常検出 ·判定処理を示すフローチャートである。 印刷される印字データ (フラッシング動作における吐出データでもよい) がホストコンピュータ 8からィ ンターフェース (I F ) 9を介して制御部 6に入力されると、 所定のタイミングで この吐出異常検出処理が実行される。 なお、 説明の都合上、 この図 2 4に示すフロ —チャートでは、 1つのインクジェットヘッド 1 0 0、 すなわち、 1つのノズル 1 1 0の吐出動作に対応する吐出異常検出処理を示す。  Next, the operation of the droplet discharge device of the present invention will be described based on the configuration of the above-described inkjet printer 1. First, the discharge abnormality detection process (including the drive / detection switching process) for the nozzle 110 of one inkjet head 100 will be described. FIG. 24 is a flowchart showing a discharge abnormality detection / determination process. When print data to be printed (discharge data in a flushing operation) is input from the host computer 8 to the control unit 6 via the interface (IF) 9, this discharge abnormality detection processing is executed at a predetermined timing. You. For convenience of explanation, the flowchart shown in FIG. 24 shows an ejection abnormality detection process corresponding to the ejection operation of one inkjet head 100, that is, one nozzle 110.
まず、 印字デ一夕 (吐出データ) に対応する駆動信号がヘッドドライバ 3 3の駆 動回路 1 8から入力され、 それにより、 図 2 0のタイミングチャートに示すような 駆動信号のタイミングに基づいて、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0の両電極間に駆動信 号 (電圧信号) が印加される (ステップ S 1 0 D o そして、 制御部 6は、 駆動/検 出切替信号に基づいて、 吐出したインクジエツトへッド 1 0 0が駆動休止期間であ るか否かを判断する (ステップ S 1 0 2 )。 ここで、 駆動/検出切替信号は、 駆動信 号の立ち下がりエツジに同期して H i g hレベルとなり (図 2 0参照)、制御部 6か ら切替手段 2 3に入力される。 First, a driving signal corresponding to the printing data (ejection data) is input from the driving circuit 18 of the head driver 33, and as a result, as shown in the timing chart of FIG. A drive signal (voltage signal) is applied between both electrodes of the electrostatic actuator 120 based on the timing of the drive signal (step S 10 Do). Based on the switching signal, it is determined whether or not the ejected inkjet head 100 is in the driving suspension period (step S102), where the driving / detection switching signal is the driving signal of the driving signal. It goes to the High level in synchronization with the falling edge (see FIG. 20), and is input from the control unit 6 to the switching means 23.
駆動/検出切替信号が切替手段 2 3に入力されると、 切替手段 2 3によって、 静 電ァクチユエ一夕 1 2 0、 すなわち、 発振回路 1 1を構成するコンデンサは、 駆動 回路 1 8から切り離され、 吐出異常検出手段 1 0 (検出回路) 側、 すなわち、 残留 振動検出手段 1 6の発振回路 1 1に接続される (ステップ S 1 0 3 )。そして、後述 する残留振動検出処理を実行し (ステップ S 1 0 4 )、 計測手段 1 7は、 この残留振 動検出処理において検出された残留振動波形データから所定の数値を計測する (ス テツプ S 1 0 5 )。 ここでは、 上述のように、 計測手段 1 7は、 残留振動波形データ からその残留振動の周期を計測する。  When the drive / detection switching signal is input to the switching means 23, the switching means 23 disconnects the electrostatic actuator 120, that is, the capacitor constituting the oscillation circuit 11 from the drive circuit 18. The discharge abnormality detecting means 10 (detection circuit) is connected to the oscillation circuit 11 of the residual vibration detecting means 16 (step S103). Then, a residual vibration detection process described later is executed (step S104), and the measuring means 17 measures a predetermined numerical value from the residual vibration waveform data detected in the residual vibration detection process (step S104). 105). Here, as described above, the measuring means 17 measures the cycle of the residual vibration from the residual vibration waveform data.
次いで、 判定手段 2 0によって、 計測手段の計測結果に基づいて、 後述する吐出 異常判定処理が実行され(ステップ S 1 0 6 )、その判定結果を制御部 6の E E P R 〇M (記憶手段) 6 2の所定の格納領域に保存する。 そして、 ステップ S 1 0 8に おいてインクジエツトへッド 1 0 0が駆動期間であるか否かが判断される。 すなわ ち、 駆動休止期間が終了して、 次の駆動信号が入力されたか否かが判断され、 次の 駆動信号が入力されるまで、 このステップ S 1 0 8で待機している。  Next, the determination means 20 executes a discharge abnormality determination process described later based on the measurement result of the measurement means (step S 106), and stores the determination result in the EEPR M (storage means) 6 of the control unit 6. 2. Save in the predetermined storage area. Then, in step S108, it is determined whether or not the inkjet head 100 is in the drive period. That is, it is determined whether or not the next drive signal has been input after the end of the drive suspension period, and the process stands by at step S108 until the next drive signal is input.
次の駆動信号のパルスが入力されるタイミングで、 駆動信号の立ち上がりエッジ に同期して駆動/検出切替信号が L o wレベルになると (ステップ S 1 0 8で 「y e s」)、 切替手段 2 3は、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0との接続を、 吐出異常検出手 段 (検出回路) 1 0から駆動回路 1 8に切り替えて (ステップ S 1 0 9 )、 この吐出 異常検出処理を終了する。 '  When the drive / detection switching signal goes low in synchronization with the rising edge of the drive signal at the timing when the pulse of the next drive signal is input ("yes" in step S108), the switching means 23 Then, the connection with the electrostatic actuator 120 is switched from the discharge abnormality detection means (detection circuit) 10 to the drive circuit 18 (step S109), and the discharge abnormality detection processing ends. '
なお、 図 2 4に示すフローチャートでは、 計測手段 1 7が残留振動検出処理 (残 留振動検出手段 1 6 ) によって検出された残留振動波形から周期を計測する場合に ついて示したが、本発明はこのような場合に限定されず、例えば、計測手段 1 7は、 残留振動検出処理において検出された残留振動波形データから、 残留振動波形の位 相差や振幅などの計測を行つてもよい。 The flowchart shown in FIG. 24 shows a case where the measuring means 17 measures the period from the residual vibration waveform detected by the residual vibration detection processing (residual vibration detecting means 16). It is not limited to such a case. For example, the measuring means 17 From the residual vibration waveform data detected in the residual vibration detection processing, measurement of the phase difference, amplitude, and the like of the residual vibration waveform may be performed.
次に、 図 2 4に示すフローチャートのステップ S 1 0 4における残留振動検出処 理 (サブルーチン) について説明する。 図 2 5は., 残留振動検出処理を示すフロー チャートである。 上述のように、 切替手段 2 3によって、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0と発振回路 1 1とを接続すると (図 2 4のステップ S 1 0 3 )、 発振回路 1 1は、 C R発振回路を構成し、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0の静電容量の変化 (静電ァクチ ユエ一夕 1 2 0の振動板 1 2 1の残留振動) に基づいて、 発振する (ステップ S 2 0 1 )。  Next, the residual vibration detection processing (subroutine) in step S104 of the flowchart shown in FIG. 24 will be described. Figure 25 is a flowchart showing the residual vibration detection process. As described above, when the electrostatic actuator 120 is connected to the oscillation circuit 11 by the switching means 23 (step S103 in FIG. 24), the oscillation circuit 11 Oscillates based on the change in the capacitance of the electrostatic actuator 120 (residual vibration of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120) (step S201) .
上述のタイミングチャートなどに示すように、 発振回路 1 1の出力信号 (パルス 信号) に基づいて、 F /V変換回路 1 2において、 充電信号、 ホールド信号及びク リア信号が生成され、 これらの信号に基づいて F ZV変換回路 1 2によって発振回 路 1 1の出力信号の周波数から電圧に変換する F /V変換処理が行われ (ステップ S 2 0 2 )、F /V変換回路 1 2から振動板 1 2 1の残留振動波形デ一夕が出力され る。 F /V変換回路 1 2から出力された残留振動波形デ一夕は、 波形整形回路 1 5 のコンデンサ C 3により、 D C成分 (直流成分) が除去され (ステップ S 2 0 3 )、 オペアンプ 1 5 1により、 D C成分が除去された残留振動波形 (A C成分) が増幅 される (ステップ S 2 0 4 )。  As shown in the above timing chart and the like, a charge signal, a hold signal, and a clear signal are generated in the F / V conversion circuit 12 based on the output signal (pulse signal) of the oscillation circuit 11, and these signals are generated. The F / V converter circuit 12 performs an F / V conversion process of converting the frequency of the output signal of the oscillation circuit 11 into a voltage based on the F / V conversion circuit 12 (step S202). The residual vibration waveform of plate 1 2 1 is output. In the residual vibration waveform output from the F / V conversion circuit 12, the DC component (DC component) is removed by the capacitor C3 of the waveform shaping circuit 15 (step S203), and the operational amplifier 15 Due to 1, the residual vibration waveform (AC component) from which the DC component has been removed is amplified (step S204).
増幅後の残留振動波形データは、 所定の処理により波形整形され、 パルス化され る (ステップ S 2 0 5 )。 すなわち、 本実施形態では、 比較器 1 5 2において、 直流 電圧源 V r e f 2によって設定された電圧値 (所定の電圧値) とオペアンプ 1 5 1 の出力電圧とが比較される。 比較器 1 5 2は、 この比較結果に基づいて、 2値化さ れた波形 (矩形波) を出力する。 この比較器 1 5 2の出力信号は、 残留振動検出手 段 1 6の出力信号であり、 吐出異常判定処理を行うために、 計測手段 1 7に出力さ れ、 この残留振動検出処理が終了する。  The post-amplification residual vibration waveform data is subjected to waveform shaping and pulsed by a predetermined process (step S205). That is, in the present embodiment, the comparator 152 compares the voltage value (predetermined voltage value) set by the DC voltage source Vref2 with the output voltage of the operational amplifier 151. The comparator 152 outputs a binarized waveform (rectangular wave) based on the comparison result. The output signal of the comparator 152 is the output signal of the residual vibration detection means 16 and is output to the measuring means 17 to perform the discharge abnormality determination processing, and the residual vibration detection processing ends. .
次に、 図 2 4に示すフローチヤ一卜のステップ S 1 0 6における吐出異常判定処 理 (サブルーチン) について説明する。 図 2 6は、 制御部 6及び判定手段 2 0によ つて実行される吐出異常判定処理を示すフローチャートである。 判定手段 2 0は、 上述の計測手'段 1 7によって計測された周期などの計測データ (計測結果) に基づ いて、該当するインクジエツトへッド 1 0 0からインク滴が正常に吐出したか否か、 正常に吐出していない場合、 すなわち、 吐出異常の場合にはその原因が何かを判定 する。 Next, the discharge abnormality determination process (subroutine) in step S106 of the flowchart shown in FIG. 24 will be described. FIG. 26 is a flowchart showing a discharge abnormality determination process executed by the control unit 6 and the determination unit 20. The judgment means 20 is Based on the measurement data (measurement result) such as the cycle measured by the above-mentioned measuring means 17, it is determined whether or not the ink droplet has been normally ejected from the corresponding ink jet head 100. If not, that is, if the discharge is abnormal, determine the cause.
まず、 制御部 6は、 E E P R OM 6 2に保存されている残留振動の周期の所定の 範囲 T r及び残留振動の周期の所定のしきい値 T 1を判定手段 2 0に出力する。 残 留振動の周期の所定の範囲 T rは、 正常吐出時の残留振動周期に対して、 正常と判 定できる許容範囲を持たせたものである。 これらのデータは、 判定手段 2 0の図示 しないメモリに格納され、 以下の処理が実行される。  First, the control unit 6 outputs the predetermined range Tr of the period of the residual vibration and the predetermined threshold T1 of the period of the residual vibration stored in the EEPROM 62 to the determination means 20. The predetermined range Tr of the cycle of the residual vibration is such that the residual vibration cycle at the time of normal ejection has an allowable range that can be determined to be normal. These data are stored in a memory (not shown) of the determination means 20, and the following processing is executed.
図 2 4のステップ S 1 0 5において計測手段 1 7によつて計測された計測結果が 判定手段 2 0に入力される (ステップ S 3 0 1 )。 ここで、 本実施形態では、 計測結 果は、 振動板 1 2 1の残留振動の周期 Twである。  In step S105 of FIG. 24, the measurement result measured by the measuring means 17 is input to the judging means 20 (step S301). Here, in the present embodiment, the measurement result is the period Tw of the residual vibration of the diaphragm 122.
ステップ S 3 0 2において、 判定手段 2 0は、 残留振動の周期 Twが存在するか 否か、 すなわち、 吐出異常検出手段 1 0によって残留振動波形データが得られなか つたか否かを判定する。 残留振動の周期 Twが存在しないと判定された場合には、 判定手段 2 0は、 そのィンクジェットヘッド 1 0 0のノズル 1 1 0は吐出異常検出 処理においてインク滴を吐出していない未吐出ノズルであると判定する (ステップ S 3 0 6 )。 また、 残留振動波形データが存在すると判定された場合には、 続いて、 ステップ S 3 0 3において、 判定手段 2 0は、 その周期 Twが正常吐出時の周期と 認められる所定の範囲 T r内にあるか否かを判定する。  In step S302, the determination means 20 determines whether or not the residual vibration period Tw exists, that is, whether or not the discharge abnormality detection means 10 has not obtained residual vibration waveform data. When it is determined that the cycle of the residual vibration Tw does not exist, the determining means 20 determines that the nozzle 110 of the ink jet head 100 has not discharged an ink droplet in the discharge abnormality detection process. It is determined that the nozzle is a nozzle (step S306). When it is determined that the residual vibration waveform data exists, subsequently, in step S303, the determination means 20 determines that the cycle Tw is within a predetermined range Tr in which the cycle Tw is recognized as a normal ejection cycle. Is determined.
残留振動の周期 Twが所定の範囲 T r内にあると判定された場合には、 対応する インクジエツトへッド 1 0 0からインク滴が正常に吐出されたことを意味し、 判定 手段 2 0は、 そのインクジエツトへッド 1 0 0のノズル 1 1 0は正常にインク滴と 吐出した (正常吐出) と判定する (ステップ S 3 0 7 )。 また、 残留振動の周期 Tw が所定の範囲 T r内にないと判定された場合には、 続いて、 ステップ S 3 0 4にお いて、 判定手段 2 0は、 残留振動の周期 Twが所定の範囲 T rよりも短いか否かを 判定する。  If it is determined that the period Tw of the residual vibration is within the predetermined range Tr, it means that the ink droplet has been normally ejected from the corresponding ink jet head 100, and the determination means 20 It is determined that the nozzle 110 of the ink jet head 100 has normally ejected an ink droplet (normal ejection) (step S307). When it is determined that the period Tw of the residual vibration is not within the predetermined range Tr, subsequently, in step S304, the determination unit 20 sets the period Tw of the residual vibration to the predetermined range Tr. It is determined whether it is shorter than the range Tr.
残留振動の周期 Twが所定の範囲 T rよりも短いと判定された場合には、 残留振 動の周波数が高いことを意味し、 上述のように、 インクジェットヘッド 1 0 0のキ ャビティ 1 4 1内に気泡が混入しているものと考えられ、 判定手段 2 0は、 そのィ ンクジエツトへッド 1 0 0のキヤビティ 1 4 1に気泡が混入しているもの (気泡混 入) と判定する (ステップ S 3 0 8 )。 If it is determined that the cycle Tw of the residual vibration is shorter than the predetermined range Tr, This means that the frequency of the motion is high, and as described above, it is considered that air bubbles are mixed in the cavity 14 1 of the inkjet head 100, and the determination means 20 is connected to the ink jet head. It is determined that air bubbles are mixed in the cavity 1401 of the node 100 (bubble mixing) (step S308).
また、 残留振動の周期 Twが所定の範囲 T rよりも長いと判定された場合には、 続いて、 判定手段 2 0は、 残留振動の周期 Twが所定のしきい値 T 1よりも長いか 否かを判定する(ステップ S 3 0 5 )。残留振動の周期 Twが所定のしきい値 T 1よ りも長いと判定された場合には、 残留振動が過減衰であると考えられ、 判定手段 2 0は、 そのインクジエツトへッド 1 0 0のノズル 1 1 0付近のインクが乾燥により 増粘しているもの (乾燥) と判定する (ステップ S 3 0 9 )。  If it is determined that the period Tw of the residual vibration is longer than the predetermined range Tr, then the determining means 20 determines whether the period Tw of the residual vibration is longer than the predetermined threshold T1. It is determined whether or not it is (step S305). When it is determined that the cycle Tw of the residual vibration is longer than the predetermined threshold T1, it is considered that the residual vibration is excessively damped, and the determination means 20 determines whether the ink jet 1 0 0 It is determined that the ink in the vicinity of the nozzle 110 has thickened due to drying (dry) (step S309).
そして、 ステップ S 3 0 5において、 残留振動の周期 Twが所定のしきい値 T 1 よりも短いと判定された場合には、 この残留振動の周期 Twは、 T r <Tw<T l を満たす範囲の値であり、 上述のように、 乾燥よりも周波数が高いノズル 1 1 0の 出口付近への紙粉付着であると考えられ、 判定手段 2 0は、 そのインクジェットへ ッド 1 0 0のノズル 1 1 0出口付近に紙粉が付着しているもの (紙粉付着) と判定 する (ステップ S 3 1 0 )。  Then, in step S305, when it is determined that the cycle Tw of the residual vibration is shorter than the predetermined threshold T1, the cycle Tw of the residual vibration satisfies Tr <Tw <Tl As described above, it is considered that paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110 having a higher frequency than that of drying, and the determination means 20 determines the ink jet head 100 It is determined that paper dust is attached near the nozzle 110 outlet (paper dust attached) (step S3110).
このように、 判定手段 2 0によって、 対象となるインクジェットヘッド 1 0 0の 正常吐出あるいは吐出異常の原因などが判定されると (ステップ S 3 0 6〜S 3 1 0 )、 その判定結果は、 制御部 6に出力され、 この吐出異常判定処理を終了する。 次に、 複数のインクジェットヘッド (液滴吐出ヘッド) 1 0 0、 すなわち、 複数 のノズル 1 1 0を備えるインクジェットプリンタ 1を想定し、 そのインクジェット プリンタ 1における吐出選択手段 (ノズルセレクタ) 1 8 2と、 各インクジェット ヘッド 1 0 0の吐出異常検出 ·判定のタイミングについて説明する。  As described above, when the determination unit 20 determines the normal ejection or the cause of the ejection abnormality of the target inkjet head 100 (steps S306 to S310), the determination result is as follows. The output is output to the control unit 6, and the discharge abnormality determination processing ends. Next, assuming a plurality of inkjet heads (droplet ejection heads) 100, that is, an inkjet printer 1 having a plurality of nozzles 110, the ejection selection means (nozzle selector) 18 2 in the inkjet printer 1 The timing of the detection and determination of the ejection abnormality of each inkjet head 100 will be described.
なお、 以下では、 説明を分かりやすくするため、 印字手段 3が備える複数のへッ ドユニット 3 5のうちの 1つのヘッドユニット 3 5について説明し、 また、 このへ ッドュニッ卜 3 5は、 5つのィンクジエツトへッド 1 0 0 a〜1 0 0 eを備える(す なわち、 5つのノズル 1 1 0を備える) ものとするが、 本発明では、 印字手段 3が 備えるへッドュニット 3 5の数量や、 各へッドュニッ卜 3 5が備えるインクジエツ トヘッド 100 (ノズル 110) の数量は、 それぞれ、 いくつであってもよい。 図 27〜図 30は、 吐出選択手段 182を備えるインクジェットプリンタ 1にお ける吐出異常検出 ·判定夕ィミングのいくつかの例を示すプロック図である。以下、 各図の構成例を順次説明する。 In the following, in order to make the description easy to understand, one head unit 35 among a plurality of head units 35 provided in the printing means 3 will be described, and the head unit 35 will have five head units. Although it is assumed that the printing head 3 is provided with an ink jet head 100 a to 100 e (that is, five nozzles 110 are provided), in the present invention, the number of , Ink jets included in each head unit 35 The number of heads 100 (nozzles 110) can be any number. 27 to 30 are block diagrams showing some examples of ejection abnormality detection / determination timing in the ink jet printer 1 including the ejection selection means 182. Hereinafter, configuration examples of the respective drawings will be sequentially described.
図 27は、 複数 (5つ) のインクジェットヘッド 100 a〜 100 eの吐出異常 検出のタイミングの一例 (吐出異常検出手段 10が 1つの場合) である。 この図 2 7に示すように、 複数のインクジエツトヘッド 100 a〜 100 eを有するインク ジエツトプリンタ 1は、 駆動波形を生成する駆動波形生成手段 181と、 いずれの ノズル 110からィンク滴を吐出するかを選択することができる吐出選択手段 18 2と、 この吐出選択手段 182によって選択され、 駆動波形生成手段 181によつ て駆動される複数のインクジエツトへッド 100 a〜100 eとを備えている。 な お、 図 27の構成では、 上記以外の構成は図 2、 図 16及び図 23に示したものと 同様であるため、 その説明を省略する。  FIG. 27 shows an example of the timing of detecting the ejection failure of a plurality (five) of the inkjet heads 100a to 100e (in the case of one ejection failure detection means 10). As shown in FIG. 27, the ink jet printer 1 having a plurality of ink jet heads 100 a to 100 e outputs a drive waveform generating means 181 for generating a drive waveform, and ejects ink droplets from any of the nozzles 110. And a plurality of ink jet heads 100a to 100e selected by the ejection selection means 182 and driven by the drive waveform generation means 181. I have. In the configuration of FIG. 27, the configuration other than the above is the same as that shown in FIG. 2, FIG. 16, and FIG.
なお、 本実施形態では、 駆動波形生成手段 181及び吐出選択手段 182は、 へ ッドドライバ 33の駆動回路 18に含まれるものとして説明するが (図 27では、 切替手段 23を介して 2つのブロックとして示しているが、 一般的には、 いずれも へッドドライバ 33内に構成される)、本発明はこの構成に限定されず、例えば、駆 動波形生成手段 181は、 ヘッドドライバ 33とは独立した構成としてもよい。 この図 27に示すように、 吐出選択手段 182は、 シフトレジスタ 182 aと、 ラッチ回路 182 bと、 ドライバ 182 cとを備えている。 シフトレジス夕 182 aには、 図 2に示すホストコンピュータ 8から出力され、 制御部 6において所定の 処理をされた印字データ (吐出デ一夕) と、 クロック信号 (CLK) が順次入力さ れる。 この印字データは、 クロック信号 (CLK) の入力パルスに応じて (クロッ ク信号の入力の度に) シフトレジスタ 182 aの初段から順次後段側にシフトして 入力され、 各インクジェットヘッド 100 a〜 100 eに対応する印字データとし てラッチ回路 182 bに出力される。 なお、 後述する吐出異常検出処理では、 印字 デ一夕ではなくフラッシング (予備吐出) 時の吐出データが入力されるが、 この吐 出データとは、 すべてのインクジエツトヘッド 100 a〜 100 eに対する印字デ —夕を意味している。 なお、 フラッシング時は、 ラッチ回路 1 8 2 bのすベての出 力が吐出となる値に設定されるようにハード的に処理をしてもよい。 In the present embodiment, the drive waveform generation unit 181 and the ejection selection unit 182 are described as being included in the drive circuit 18 of the head driver 33 (in FIG. 27, the drive waveform generation unit 181 and the ejection selection unit 182 are shown as two blocks via the switching unit 23). However, in general, both are configured in the head driver 33), but the present invention is not limited to this configuration. For example, the driving waveform generation unit 181 is configured as a configuration independent of the head driver 33. Is also good. As shown in FIG. 27, the ejection selection means 182 includes a shift register 182a, a latch circuit 182b, and a driver 182c. To the shift register 182a, print data (discharge data) output from the host computer 8 shown in FIG. 2 and subjected to predetermined processing by the control unit 6, and a clock signal (CLK) are sequentially input. The print data is sequentially shifted from the initial stage of the shift register 182a to the subsequent stage according to the input pulse of the clock signal (CLK) (each time the clock signal is input), and is input. The print data corresponding to e is output to the latch circuit 182b. In the ejection abnormality detection process described later, the ejection data at the time of flushing (preliminary ejection) is input instead of printing, but this ejection data is the printing data for all the ink jet heads 100a to 100e. De —It means evening. At the time of flushing, hardware processing may be performed so that all outputs of the latch circuit 18b are set to values at which ejection is performed.
ラッチ回路 1 8 2 bは、 へッドュニット 3 5のノズル 1 1 0の数、 すなわち、 ィ ンクジエツトへッド 1 0 0の数に対応する印字データがシフトレジス夕 1 8 2 aに 格納された後、 入力されるラッチ信号によってシフトレジス夕 1 8 2 aの各出力信 号をラッチする。 ここで、 C L E A R信号が入力された場合には、 ラッチ状態が解 除され、 ラッチされていたシフトレジス夕 1 8 2 aの出力信号は 0 (ラッチの出力 停止) となり、 印字動作は停止される。 C L E A R信号が入力されていない場合に は、 ラッチされたシフトレジスタ 1 8 2 aの印字データがドライバ 1 8 2 cに出力 される。 シフトレジスタ 1 8 2 aから出力される印字データがラッチ回路 1 8 2 b によってラッチされた後、 次の印字データをシフトレジスタ 1 8 2 aに入力し、 印 字タイミングに合わせてラッチ回路 1 8 2 bのラッチ信号を順次更新している。  After the latch circuit 18 2 b stores the print data corresponding to the number of nozzles 110 of the head unit 35, that is, the number of ink jet heads 100, in the shift register 18 a, Each output signal of the shift register is latched by the input latch signal. Here, when the CLEAR signal is input, the latched state is released, the output signal of the shift register 182a which has been latched becomes 0 (latch output is stopped), and the printing operation is stopped. When the CLEAR signal is not input, the print data of the latched shift register 18a is output to the driver 18c. After the print data output from the shift register 18 2 a is latched by the latch circuit 18 2 b, the next print data is input to the shift register 18 2 a, and the latch circuit 18 is synchronized with the print timing. The latch signal of 2b is updated sequentially.
ドライバ 1 8 2 cは、 駆動波形生成手段 1 8 1と各インクジエツトへッド 1 0 0 の静電ァクチユエ一夕 1 2 0とを接続するものであり、 ラッチ回路 1 8 2 bから出 力されるラッチ信号で指定 (特定) された各静電ァクチユエ一夕 1 2 0 (インクジ エツ卜へッド 1 0 0 a〜1 0 0 eのいずれかあるいはすべての静電ァクチユエ一夕 1 2 0 ) に駆動波形生成手段 1 8 1の出力信号 (駆動信号) を入力し、 それによつ て、 その駆動信号 (電圧信号) が静電ァクチユエ一夕 1 2 0の両電極間に印加され る。  The driver 18 c connects the drive waveform generating means 18 1 to the electrostatic actuator 120 of each ink jet head 100, and outputs from the latch circuit 18 b. 120 (Each of inkjet heads 100a to 100e or any of the electrostatic actuators 120) specified (specified) by the latch signal The output signal (drive signal) of the drive waveform generating means 18 1 is input to the controller, whereby the drive signal (voltage signal) is applied between both electrodes of the electrostatic actuator 120.
この図 2 7に示すインクジエツ卜プリン夕 1は、 複数のインクジェットヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eを駆動する 1つの駆動波形生成手段 1 8 1と、 各インクジェット ヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eのいずれかのインクジエツトへッド 1 0 0に対して吐出 異常 (インク滴不吐出) を検出する吐出異常検出手段 1 0と、 この吐出異常検出手 段 1 0によって得られた吐出異常の原因などの判定結果を保存 (格納) する記憶手 段 6 2と、 駆動波形生成手段 1 8 1と吐出異常検出手段 1 0とを切り替える 1つの 切替手段 2 3とを備えている。 したがって、 このインクジェットプリンタ 1は、 駆 動波形生成手段 1 8 1から入力される駆動信号に基づいて、 ドライバ 1 8 2 cによ つて選択されたインクジエツトへッド 1 0 0 a〜l 0 0 eのうちの 1つ又は複数を 駆動し、 駆動/検出切替信号が吐出駆動動作後に切替手段 2 3に入力されることに よって、 切替手段 2 3が駆動波形生成手段 1 8 1から吐出異常検出手段 1 0にイン クジエツトへッド 1 0 0の静電ァクチユエ一夕 1 2 0との接続を切り替えた後、 振 動板 1 2 1の残留振動波形に基づいて、 吐出異常検出手段 1 0によって、 そのイン クジェットヘッド 1 0 0のノズル 1 1 0における吐出異常 (インク滴不吐出) を検 出し、 吐出異常の場合にはその原因を判定するものである。 The ink jet printer 1 shown in FIG. 27 has one driving waveform generating means 18 1 for driving a plurality of ink jet heads 100 a to 100 e, and each of the ink jet heads 100 a to 100 e. A discharge abnormality detecting means 10 for detecting a discharge abnormality (ink droplet non-discharge) with respect to any one of the ink jet heads 100e of 0e, and a discharge abnormality obtained by the discharge abnormality detection means 10 It is provided with a storage means 62 for storing (storing) the determination result of the cause and the like, and one switching means 23 for switching between the drive waveform generating means 18 1 and the ejection abnormality detecting means 10. Accordingly, the ink jet printer 1 is configured such that the ink jets 100 a to 100 e selected by the driver 18 c on the basis of the drive signal input from the drive waveform generating means 18 1. One or more of After the drive and the drive / detection switching signal are input to the switching means 23 after the ejection driving operation, the switching means 23 is switched from the drive waveform generation means 18 1 to the ejection abnormality detection means 10 by an inkjet head. After switching the connection between the electrostatic head 120 and the electrostatic head 120 of the nozzle 100, the discharge abnormality detecting means 10 detects the ink jet head 100 based on the residual vibration waveform of the diaphragm 121. This is to detect a discharge abnormality (non-discharge of ink droplets) in the nozzle 110, and to determine the cause of the discharge abnormality in the case of discharge abnormality.
そして、 このィンクジエツトプリンタ 1は、 1つのインクジェットヘッド 1 0 0 のノズル 1 1 0について吐出異常を検出 ·判定すると、 次に駆動波形生成手段 1 8 1から入力される駆動信号に基づいて、 次に指定されたインクジエツトへッド 1 0 0のノズル 1 1 0について吐出異常を検出 ·判定し、 以下同様に、 駆動波形生成手 段 1 8 1の出力信号によって駆動されるインクジエツトへッド 1 0 0のノズル 1 1 0についての吐出異常を順次検出 ·判定する。 そして、 上述のように、 残留振動検 出手段 1 6が振動板 1 2 1の残留振動波形を検出すると、 計測手段 1 7がその波形 データに基づいて残留振動波形の周期などを計測し、 判定手段 2 0が、 計測手段 1 7の計測結果に基づいて、 正常吐出か吐出異常か、 及び、 吐出異常 (ヘッド異常) の場合には吐出異常の原因を判定して、 記憶手段 6 2にその判定結果を出力する。 このように、 この図 2 7に示すインクジェットプリンタ 1では、 複数のインクジ エツトへッド 1 0 0 a〜l 0 0 eの各ノズル 1 1 0についてインク滴吐出駆動動作 の際に順次吐出異常を検出 ·判定する構成としているので、 吐出異常検出手段 1 0 と切替手段 2 3とを 1つずつ備えるだけでよく、 吐出異常を検出 ·判定可能なイン クジエツトプリンタ 1の回路構成をスケールダウンできるとともに、 その製造コス トの増加を防止することができる。  When the ink jet printer 1 detects and determines a discharge abnormality with respect to the nozzle 110 of one ink jet head 100, the ink jet printer 1 then determines a discharge abnormality based on the drive signal input from the drive waveform generating means 18 1. Then, a discharge abnormality is detected and determined for the nozzle 110 of the specified ink jet head 100, and thereafter, similarly, the ink jet head driven by the output signal of the drive waveform generating means 18 1 The ejection abnormality of the nozzle 110 of 100 is sequentially detected and determined. Then, as described above, when the residual vibration detecting means 16 detects the residual vibration waveform of the diaphragm 121, the measuring means 17 measures the period of the residual vibration waveform based on the waveform data and makes a determination. The means 20 determines whether the ejection is normal or abnormal based on the measurement result of the measuring means 17 and, in the case of an abnormal ejection (head abnormality), the cause of the abnormal ejection, and stores the result in the storage means 62. Output the judgment result. As described above, in the ink jet printer 1 shown in FIG. 27, in the ink droplet ejection driving operation of each of the nozzles 110 of the plurality of ink jet heads 100a to 100e, the ejection abnormality is sequentially detected. Since it is configured to detect and judge, it is only necessary to provide one ejection abnormality detection means 10 and one switching means 23, and the circuit configuration of the inkjet printer 1 that can detect and judge ejection abnormality can be scaled down. At the same time, an increase in the manufacturing cost can be prevented.
図 2 8は、 複数のインクジエツトヘッド 1 0 0の吐出異常検出のタイミングの一 例 (吐出異常検出手段 1 0の数がインクジェットヘッド 1 0 0の数と同じ場合) で ある。 この図 2 8に示すインクジェットプリンタ 1は、 1つの吐出選択手段 1 8 2 と、 5つの吐出異常検出手段 1 0 a〜l 0 eと、 5つの切替手段 2 3 a〜2 3 eと、 5つのインクジェットヘッド 1 0 0 a〜1 0 0 eに共通の 1つの駆動波形生成手段 1 8 1と、 1つの記憶手段 6 2とを備えている。 なお、 各構成要素は、 図 2 7の説 明において既に上述しているので、 その説明を省略し、 これらの接続について説明 する。 . FIG. 28 shows an example of the timing of detecting abnormal ejection of the plurality of ink jet heads 100 (when the number of abnormal ejection detecting means 100 is the same as the number of inkjet heads 100). The ink jet printer 1 shown in FIG. 28 has one ejection selection means 18 2, five ejection abnormality detection means 10 a to 10 e, five switching means 23 a to 23 e, and 5 One drive waveform generating unit 181 common to one inkjet head 100a to 100e and one storage unit 62 are provided. Each component is described in the explanation of Fig. 27. Since the description has already been given above, the description thereof will be omitted, and these connections will be described. .
図 27に示す場合と同様に、 吐出選択手段 182は、 ホストコンピュータ 8から 入力される印字データ (吐出データ) とクロック信号 CLKに基づいて、 各インク ジエツトへッド 100 a〜100 eに対応する印字データをラッチ回路 182 に ラッチし、駆動波形生成手段 181からドライバ 182 cに入力される駆動信号 (電 圧信号) に応じて、 印字データに対応するィンクジエツトへッド 100 a〜 100 eの静電ァクチユエ一夕 120を駆動させる。 駆動 Z検出切替信号は、 すべてのィ ンクジェットヘッド 100 a〜 100 eに対応する切替手段 23 a〜 23 eにそれ ぞれ入力され、 切替手段 23 a〜23 eは、 対応する印字データ (吐出データ) の 有無にかかわらず、 駆動 Z検出切替信号に基づいて、 インクジエツトへッド 100 の静電ァクチユエ一夕 120に駆動信号を入力後、 駆動波形生成手段 181から吐 出異常検出手段 10 a〜l 0 eにインクジェットヘッド 100との接続を切り替え る。  As in the case shown in FIG. 27, the ejection selection means 182 corresponds to each ink jet head 100a to 100e based on the print data (ejection data) input from the host computer 8 and the clock signal CLK. The print data is latched by the latch circuit 182, and according to the drive signal (voltage signal) input from the drive waveform generation means 181 to the driver 182c, the static inkjet heads 100a to 100e corresponding to the print data are output. Driving the drive 120. The drive Z detection switching signal is input to the switching units 23a to 23e corresponding to all the ink jet heads 100a to 100e, respectively.The switching units 23a to 23e output the corresponding print data (ejection Regardless of the presence or absence of data), after a drive signal is input to the electrostatic actuator 120 of the ink jet head 100 based on the drive Z detection switching signal, the ejection abnormality detection means 10a to Switch the connection with the inkjet head 100 to l0e.
すべての吐出異常検出手段 10 a〜l 0 eにより、 それぞれのインクジェットへ ッド 100 a〜100 eの吐出異常を検出 ·判定した後、 その検出処理で得られた すべてのィンクジェットヘッド 100 a〜100 eの判定結果が、 記憶手段 62に 出力され、 記憶手段 62は、 各インクジエツトへッド 100 a〜l 00 eの吐出異 常の有無及び吐出異常の原因を所定の保存領域に格納する。  After detecting and judging the ejection abnormality of each of the inkjet heads 100a to 100e by all the ejection abnormality detection means 10a to 10e, all the ink jet heads 100a obtained in the detection processing are determined. The determination result of ~ 100e is output to the storage means 62, and the storage means 62 stores the presence or absence of the ejection abnormality of each ink jet head 100a ~ 100e and the cause of the ejection abnormality in a predetermined storage area. .
このように、 この図 28に示すインクジェットプリンタ 1では、 複数のインクジ エツトヘッド 100 a〜 100 eの各ノズル 110に対応して複数の吐出異常検出 手段 10 a〜l 0 eを設け、 それらに対応する複数の切替手段 23 a〜23 eによ つて切替動作を行って、 吐出異常検出及びその原因判定を行っているので、 一度に すべてのノズル 110について短時間に吐出異常検出及びその原因判定を行うこと ができる。  As described above, in the ink jet printer 1 shown in FIG. 28, a plurality of ejection abnormality detecting means 10a to 10e are provided corresponding to each nozzle 110 of the plurality of ink jet heads 100a to 100e, and The switching operation is performed by the plurality of switching units 23a to 23e, and the discharge abnormality detection and the cause determination are performed. Therefore, the discharge abnormality detection and the cause determination are performed for all the nozzles 110 at once in a short time. be able to.
図 29は、 複数のインクジエツ卜へッド 100の吐出異常検出のタイミングの一 例 (吐出異常検出手段 10の数がインクジエツトへッド 100の数と同じであり、 印字データがあるときに吐出異常検出を行う場合) である。 この図 29に示すイン クジェットプリンタ 1は、 図 2 8に示すインクジェットプリンタ 1の構成に、 切替 制御手段 1 9を追加 (付加) したものである。 本実施形態では、 この切替制御手段 1 9は、 複数の AN D回路 (論理積回路) AN D a〜AN D eから構成され、 各ィ ンクジェットヘッド 1 0 0 a〜l 0 0 eに入力される印字データと、 駆動/検出切 替信号とが入力されると、 対応する切替手段 2 3 a〜2 3 eに H i g hレベルの出 力信号を出力するものである。なお、 切替制御手段 1 9は AND回路(論理積回路) に限定されず、 駆動するインクジエツトへッド 1 0 0が選択されるラッチ回路 1 8 2 bの出力に一致した切替手段 2 3が選択されるように構成されればよい。 Fig. 29 shows an example of the timing of detecting abnormal ejection of a plurality of ink jet heads 100 (when the number of ejection error detecting means 10 is the same as the number of ink jet heads 100 and there is print data, When performing detection). The inset shown in Figure 29 The jet printer 1 is obtained by adding (adding) switching control means 19 to the configuration of the ink jet printer 1 shown in FIG. In the present embodiment, the switching control means 19 is composed of a plurality of AND circuits (AND circuits) ANDa to ANDe, and is input to each of the ink jet heads 100a to 100e. When the print data and the drive / detection switching signal are input, a high-level output signal is output to the corresponding switching means 23a to 23e. The switching control means 19 is not limited to an AND circuit (logical product circuit), and the switching means 23 that matches the output of the latch circuit 18 2 b from which the inkjet head 100 to be driven is selected is selected. What is necessary is just to be comprised so that it may be performed.
各切替手段 2 3 a〜 2 3 eは、 切替制御手段 1 9のそれぞれ対応する A N D回路 AND a ~AND eの出力信号に基づいて、 駆動波形生成手段 1 8 1からそれぞれ 対応する吐出異常検出手段 1 0 a〜l 0 eへ、 対応するインクジエツトへッド 1 0 0 a〜l 0 0 eの静電ァクチユエ一夕 1 2 0との接続を切り替える。 具体的には、 対応する AN D回路 AN D a〜AND eの出力信号が H i g hレベルであるとき、 すなわち、 駆動/検出切替信号が H i g hレベルの状態で対応するィンクジエツト ヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eに入力される印字データがラッチ回路 1 8 2 bからドラ ィバ 1 8 2 cに出力されている場合には、 その AND回路に対応する切替手段 2 3 a〜2 3 eは、 対応するィンクジエツトへッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eへの接続を、 駆 動波形生成手段 1 8 1から吐出異常検出手段 1 0 a〜l 0 eに切り替える。  Each of the switching means 23a to 23e is provided with a corresponding discharge abnormality detecting means from the drive waveform generating means 181, based on the output signal of the corresponding AND circuit ANDa to ANDe of the switching control means 19. The connection between the corresponding inkjet heads 100a to 100e and the electrostatic actuators 120 to 100e to 100e is switched. Specifically, when the output signals of the corresponding AND circuits ANDa to ANDe are at the high level, that is, when the drive / detection switching signal is at the high level, the corresponding inkjet head 100a to If the print data input to 100 e is output from the latch circuit 18 2 b to the driver 18 2 c, the switching means 23 a to 23 e corresponding to the AND circuit is The connection to the corresponding inkjet heads 100a to 100e is switched from the drive waveform generating means 181 to the discharge abnormality detecting means 10a to 10e.
印字データが入力されたインクジエツトへッド 1 0 0に対応する吐出異常検出手 段 1 0 a〜1 0 eにより、 各インクジェットヘッド 1 0 0の吐出異常の有無及び吐 出異常の場合にはその原因を検出した後、 その吐出異常検出手段 1 0は、 その検出 処理で得られた判定結果を記憶手段 6 2に出力する。 記憶手段 6 2は、 このように 入力された (得られた) 1又は複数の判定結果を所定の保存領域に格納する。 このように、 この図 2 9に示すインクジェットプリンタ 1では、 複数のインクジ エツトへッド 1 0 0 a〜1 0 0 eの各ノズル 1 1 0に対応して複数の吐出異常検出 手段 1 0 a〜 1 0 eを設け、 それぞれのィンクジェットヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 e に対応する印字データがホストコンピュータ 8から制御部 6を介して吐出選択手段 1 8 2に入力されたときに、 切替制御手段 1 9によって指定された切替手段 2 3 a 〜2 3 eのみが所定の切替動作を行って、 インクジエツトヘッド 1 0 0の吐出異常 検出及びその原因判定を行っているので、 吐出駆動動作をしていないインクジエツ トヘッド 1 0 0についてはこの検出 ·判定処理を行わない。 したがって、 このイン クジエツトプリンタ 1によって、無駄な検出及び判定処理を回避することができる。 図 3 0は、 複数のインクジェットヘッド 1 0 0の吐出異常検出のタイミングの一 例 (吐出異常検出手段 1 0の数がインクジエツトへッド 1 0 0の数と同じであり、 各インクジェットヘッド 1 0 0を巡回して吐出異常検出を行う場合) である。 この 図 3 0に示すィンクジェットプリン夕 1は、 図 2 9に示すィンクジェッ卜プリン夕 1の構成において吐出異常検出手段 1 0を 1つとし、 駆動 Z検出切替信号を走査す る (検出 ·判定処理を実行するィンクジエツトへッド 1 0 0を 1つずつ特定する) 切替選択手段 1 9 aを追加したものである。 The ejection failure detection means 10a to 10e corresponding to the ink jet head 100 to which the print data was input determines whether or not each inkjet head 100 has an ejection failure and, if there is a discharge failure, After detecting the cause, the discharge abnormality detection means 10 outputs the determination result obtained in the detection processing to the storage means 62. The storage means 62 stores one or a plurality of determination results input (obtained) in this way in a predetermined storage area. Thus, in the ink jet printer 1 shown in FIG. 29, a plurality of ejection abnormality detecting means 10a correspond to the nozzles 110 of the plurality of ink jet heads 100a to 100e, respectively. 110e, and when print data corresponding to each of the ink jet heads 100a e100e is input from the host computer 8 to the ejection selection means 182 via the control unit 6. , The switching means 2 3 a specified by the switching control means 19 Since only 23 to e perform a predetermined switching operation to detect the ejection failure of the inkjet head 100 and determine the cause thereof, this detection is performed for the inkjet head 100 that is not performing the ejection driving operation. · Does not perform judgment processing. Therefore, the inkjet printer 1 can avoid unnecessary detection and determination processing. FIG. 30 shows an example of the timing of detecting the ejection failure of the plurality of inkjet heads 100 (the number of ejection failure detection means 100 is the same as the number of ink jet heads 100; This is the case where the discharge abnormality is detected by circulating through 0). In the ink jet printer 1 shown in FIG. 30, in the configuration of the ink jet printer 1 shown in FIG. 29, one ejection abnormality detecting means 10 is used, and the drive Z detection switching signal is scanned (detection (Ink jet heads 100 for executing the determination process are specified one by one.) The switching selecting means 19 a is added.
この切替選択手段 1 9 aは、 図 2 9に示す切替制御手段 1 9に接続されるもので あり、 制御部 6から入力される走査信号 (選択信号) に基づいて、 複数のインクジ エツトへッド 1 0 0 a〜1 0 0 eに対応する AND回路 AN D a〜AN D eへの駆 動ノ検出切替信号の入力を走査する (選択して切り替える) セレクタである。 この 切替選択手段 1 9 aの走査 (選択) 順は、 シフトレジスタ 1 8 2 aに入力される印 字データの順、 すなわち、 複数のインクジエツトへッド 1 0 0の吐出順であっても よいが、 単純に複数のインクジェットヘッド 1 0 0 a〜l 0 0 eの順であってもよ い。  The switching selection means 19a is connected to the switching control means 19 shown in FIG. 29, and based on a scanning signal (selection signal) input from the control unit 6, a plurality of ink jet heads. This is a selector that scans (selects and switches) the input of the drive detection detection switching signal to the AND circuits ANDa to ANDe corresponding to the nodes 100a to 100e. The scanning (selection) order of the switching selection means 19a may be the order of the print data input to the shift register 18a, that is, the ejection order of a plurality of ink jet heads 100. However, the order of the plurality of inkjet heads 100a to 100e may be simply used.
走査順がシフトレジスタ 1 8 2 aに入力される印字データの順である場合、 吐出 選択手段 1 8 2のシフ卜レジス夕 1 8 2 aに印字デー夕が入力されると、 その印字 データはラッチ回路 1 8 2 bにラッチされ、 ラッチ信号の入力によりドライバ 1 8 2 cに出力される。 印字データのシフトレジスタ 1 8 2 aへの入力、 あるいはラッ チ信号のラッチ回路 1 8 2 bへの入力に同期して、 印字データに対応するインクジ エツトへッ 'ド 1 0 0を特定するための走査信号が切替選択手段 1 9 aに入力され、 対応する AN D回路に駆動/検出切替信号が出力される。 なお、 切替選択手段 1 9 aの出力端子は、 非選択時には L o wレベルを出力する。  If the scan order is the order of the print data input to the shift register 18 2a, if the print data is input to the shift register 18 2a of the ejection selection means 18 2, the print data will be The signal is latched by the latch circuit 18b and output to the driver 18c by the input of the latch signal. To identify the inkjet head 100 corresponding to the print data in synchronization with the input of the print data to the shift register 18a or the input of the latch signal to the latch circuit 18b. Is input to the switching selection means 19a, and the drive / detection switching signal is output to the corresponding AND circuit. The output terminal of the switching selection means 19a outputs a low level when not selected.
その対応する AN D回路 (切替制御手段 1 9 ) は、 ラッチ回路 1 8 2 bから入力 された印字データと、 切替選択手段 1 9 aから入力された駆動 Z検出切替信号とを 論理積演算することにより、 H i g hレベルの出力信号を対応する切替手段 2 3に 出力する。 そして、 切替制御手段 1 9から H i g hレベルの出力信号が入力された 切替手段 2 3は、 対応するインクジエツトへッド 1 0 0の静電ァクチユエ一夕 1 2 0への接続を、 駆動波形生成手段 1 8 1から吐出異常検出手段 1 0に切り替える。 吐出異常検出手段 1 0は、 印字データが入力されたインクジエツトへッド 1 0 0 の吐出異常を検出し、 吐出異常がある場合にはその原因を判定した後、 その判定結 果を記憶手段 6 2に出力する。そして、記憶手段 6 2は、 このように入力された(得 られた) 判定結果を所定の保存領域に格納する。 The corresponding AND circuit (switch control means 19) is input from the latch circuit 18b. By performing a logical AND operation on the print data thus obtained and the drive Z detection switching signal input from the switching selection means 19 a, a high-level output signal is output to the corresponding switching means 23. The switching means 23 to which the high-level output signal has been input from the switching control means 19 connects the corresponding inkjet head 100 to the electrostatic actuator 120 to generate a drive waveform. Switching from the means 18 1 to the discharge abnormality detecting means 10. The ejection failure detecting means 100 detects the ejection failure of the ink jet head 100 to which the print data has been input, determines the cause of the ejection failure if any, and stores the result of the determination. Output to 2. Then, the storage means 62 stores the judgment result thus input (obtained) in a predetermined storage area.
また、走査順が単純なィンクジェットヘッド 1 0 0 a〜1 0 0 eの順である場合、 吐出選択手段 1 8 2のシフトレジスタ 1 8 2 aに印字データが入力されると、 その 印字データはラッチ回路 1 8 2 bにラッチされ、 ラッチ信号の入力によりドライノ、 1 8 2 cに出力される。 印字データのシフトレジスタ 1 8 2 aへの入力、 あるいは ラッチ信号のラッチ回路 1 8 2 bへの入力に同期して、 印字データに対応するイン クジエツトへッド 1 0 0を特定するための走査 (選択) 信号が切替選択手段 1 9 a に入力され、 切替制御手段 1 9の対応する AND回路に駆動 Z検出切替信号が出力 される。  When the scan order is a simple ink jet head 100a to 100e, when print data is input to the shift register 182a of the ejection selecting means 1822, the printing is performed. The data is latched by the latch circuit 18b, and is output to the dry circuit, 18c by the input of the latch signal. Scan to specify the inkjet head 100 corresponding to the print data in synchronization with the input of print data to the shift register 18a or the input of the latch signal to the latch circuit 18b. (Selection) The signal is input to the switching selection means 19 a, and the drive Z detection switching signal is output to the corresponding AND circuit of the switching control means 19.
ここで、 切替選択手段 1 9 aに入力された走査信号により定められたインクジェ ットへッド 1 0 0に対する印字データがシフトレジスタ 1 8 2 aに入力されたとき には、 それに対応する AND回路 (切替制御手段 1 9 ) の出力信号が H i g hレべ ルとなり、 切替手段 2 3は、 対応するインクジエツトへッド 1 0 0への接続を、 駆 動波形生成手段 1 8 1から吐出異常検出手段 1 0に切り替える。 しかしながら、 上 記印字データがシフトレジス夕 1 8 2 aに入力されないときには、 AND回路の出 力信号は L o wレベルであり、 対応する切替手段 2 3は、 所定の切替動作を実行し ない。 したがって、 切替選択手段 1 9 aの選択結果と切替制御手段 1 9によって指 定された結果との論理積に基づいて、 インクジエツトへッド 1 0 0の吐出異常検出 処理が行われる。  Here, when the print data for the inkjet head 100 determined by the scanning signal input to the switch selection means 19a is input to the shift register 18a, the corresponding AND signal is output. The output signal of the circuit (switching control means 19) becomes High level, and the switching means 23 sets the connection to the corresponding ink jet head 100 and discharges abnormalities from the drive waveform generating means 18 1 Switch to detection means 10. However, when the above-described print data is not input to the shift register 18 a, the output signal of the AND circuit is at the low level, and the corresponding switching means 23 does not execute a predetermined switching operation. Therefore, based on the logical product of the selection result of the switching selection means 19a and the result specified by the switching control means 19, the ejection abnormality detection processing of the ink jet 100 is performed.
切替手段 2 3によって切替動作が行われた場合には、 上記と同様に、 吐出異常検 出手段 1 0は、 印字データが入力されたインクジエツトへッド 1 0 0の吐出異常を 検出し、 吐出異常がある場合にはその原因を判定した後、 その判定結果を記憶手段When the switching operation is performed by the switching means 23, similarly to the above, the discharge abnormality detection is performed. The output unit 100 detects an ejection failure of the inkjet head 100 to which the print data has been input, determines the cause of the ejection failure if any, and stores the determination result.
6 2に出力する。 そして、 記憶手段 6 2は、 このように入力された (得られた) 判 定結果を所定の保存領域に格納する。 6 Output to 2. Then, the storage means 62 stores the judgment result thus input (obtained) in a predetermined storage area.
なお、 切替選択手段 1 9 aで特定されたィンクジェットヘッド 1 0 0に対する印 字データがないときには、 上述のように、 対応する切替手段 2 3が切替動作を実行 しないので、 吐出異常検出手段 1 0による吐出異常検出処理を実行する必要はない が、 そのような処理が実行されてもよい。 切替動作が行われずに吐出異常検出処理 が実行された場合、 吐出異常検出手段 1 0の判定手段 2 0は、 図 2 6のフローチヤ ートに示すように、 対応するインクジェットヘッド 1 0 0のノズル 1 1 0を未吐出 ノズルであると判定し(ステップ S 3 0 6 )、その判定結果を記憶手段 6 2の所定の 保存領域に格納する。  When there is no print data for the ink jet head 100 specified by the switching selecting means 19a, as described above, the corresponding switching means 23 does not execute the switching operation, and therefore, the discharge abnormality detecting means It is not necessary to execute the ejection abnormality detection process by 10, but such a process may be executed. If the ejection failure detection processing is executed without performing the switching operation, the determination means 20 of the ejection failure detection means 10 will determine the nozzle of the corresponding inkjet head 100 as shown in the flowchart of FIG. It is determined that 110 is a non-ejection nozzle (step S306), and the determination result is stored in a predetermined storage area of the storage means 62.
このように、 この図 3 0に示すインクジェットプリン夕 1では、 図 2 8又は図 2 9に示すインクジエツトプリンタ 1とは異なり、 複数のインクジエツトへッド 1 0 0 a〜l 0 0 eの各ノズル 1 1 0に対して 1つの吐出異常検出手段 1 0のみを設け、 それぞれのィンクジエツトへッド 1 0 0 a〜1 0 0 eに対応する印字データがホス トコンピュータ 8から制御部 6を介して吐出選択手段 1 8 2に入力され、 それと同 時に走査 (選択) 信号により特定されて、 その印字データに応じて吐出駆動動作を するィンクジエツトへッド 1 0 0に対応する切替手段 2 3のみが切替動作を行って、 対応するィンクジエツトへッド 1 0 0の吐出異常検出及びその原因判定を行ってい るので、 一度に大量の検出結果を処理することがなく制御部 6の C P U 6 1への負 担を軽減することができる。 また、 吐出異常検出手段 1 0が吐出動作とは別にノズ ルの状態を巡回しているため、 駆動印字中でも 1ノズル毎に吐出の異常を把握する ことができ、 へッドュニット 3 5全体のノズル 1 1 0の状態を知ることができる。 これにより、 例えば、 定期的に吐出異常の検出を行っているために、 印刷停止中に 1ノズル毎に吐出の異常を検出する工程を少なくすることができる。 以上から、 効 率的にィンクジエツトへッド 1 0 0の吐出異常検出及びその原因判定を行うことが できる。 また、 図 2 8又は図 2 9に示すインクジェットプリン夕 1とは異なり、 図 3 0に 示すィンクジエツトプリンタ 1は、 吐出異常検出手段 1 0を 1つのみ備えていれば よいので、 図 2 8及び図 2 9に示すインクジェットプリンタ 1に比べ、 インクジェ ットプリン夕 1の回路構成をスケールダウンすることができるとともに、 その製造 コストの増加を防止することができる。 Thus, in the ink jet printer 1 shown in FIG. 30, unlike the ink jet printer 1 shown in FIG. 28 or FIG. 29, each of a plurality of ink jet heads 100 a to 100 e is provided. Only one ejection abnormality detecting means 10 is provided for the nozzle 110, and print data corresponding to each of the inkjet heads 100a to 100e is sent from the host computer 8 via the control unit 6 Only the switching means 23 corresponding to the ink jet head 100 which is input to the ejection selection means 18 2, is simultaneously specified by the scanning (selection) signal, and performs the ejection driving operation according to the print data. Performs a switching operation to detect a discharge abnormality of the corresponding ink jet head 100 and determine the cause thereof, so that a large amount of detection results are not processed at once and the CPU 61 of the control unit 6 is not processed. Can reduce the burden on . In addition, since the ejection abnormality detection means 10 circulates the nozzle state separately from the ejection operation, it is possible to grasp the ejection abnormality for each nozzle even during driving printing, and the head unit 35 The state of 10 can be known. This makes it possible to reduce the number of steps for detecting an abnormal discharge for each nozzle during printing stoppage, for example, because the abnormal discharge is periodically detected. As described above, it is possible to efficiently detect the discharge abnormality of the ink jet head 100 and determine the cause thereof. Also, unlike the ink jet printer 1 shown in FIG. 28 or FIG. 29, the ink jet printer 1 shown in FIG. 30 only needs to be provided with one ejection abnormality detection means 10. Compared with the inkjet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29, the circuit configuration of the inkjet printer 1 can be scaled down, and an increase in the manufacturing cost can be prevented.
次に、 図 2 7〜図 3 0に示すプリンタ 1の動作、 すなわち、 複数のインクジエツ トヘッド 1 0 0を備えるインクジエツトプリンタ 1における吐出異常検出処理 (主 に、 検出タイミング) について説明する。 吐出異常検出 ·判定処理 (多ノズルにお ける処理) は、 各インクジエツトへッド 1 0 0の静電ァクチユエ一夕 1 2 0がイン ク滴吐出動作を行ったときの振動板 1 2 1の残留振動を検出し、 その残留振動の周 期に基づいて、該当するインクジエツトへッド 1 0 0に対し吐出異常(ドット抜け、 インク滴不吐出) が生じているか否か、 ドット抜け (インク滴不吐出) が生じた場 合には、 その原因が何であるかを判定している。 このように、 本発明では、 インク ジエツトへッド 1 0 0によるインク滴 (液滴) の吐出動作が行われれば、 これらの 検出 ·判定処理を実行できるが、 インクジエツトへッド 1 0 0がインク滴を吐出す るのは、 実際に記録用紙 Pに印刷 (プリント) している場合だけでなく、 フラッシ ング動作 (予備吐出あるいは予備的吐出) をしている場合もある。 以下、 この 2つ の場合について、 吐出異常検出 ·判定処理 (多ノズル) を説明する。  Next, an operation of the printer 1 shown in FIGS. 27 to 30, that is, an ejection failure detection process (mainly, detection timing) in the ink jet printer 1 including the plurality of ink jet heads 100 will be described. Discharge abnormality detection / judgment processing (processing for multiple nozzles) consists of the vibration plate 1 2 1 when the ink droplet ejection operation of each ink jet 1 0 The residual vibration is detected, and based on the period of the residual vibration, whether or not an abnormal ejection (dot missing, ink droplet non-ejection) has occurred for the corresponding ink jet head 100, and whether or not the dot missing (ink drop) has occurred. If a non-discharge occurs, the cause is determined. As described above, according to the present invention, these detection / determination processes can be performed if an ink droplet (droplet) ejection operation is performed by the ink jet head 100. The ink droplets are ejected not only when actually printing (printing) on the recording paper P, but also during a flashing operation (preliminary ejection or preliminary ejection). Hereinafter, the discharge abnormality detection / judgment process (multiple nozzles) will be described for these two cases.
ここで、 フラッシング (予備吐出) 処理とは、 図 1では図示していないキャップ の装着時や、 記録用紙 P (メディア) にインク滴 (液滴) がかからない場所におい て、 へッドュニット 3 5のすベてのあるいは対象となるノズル 1 1 0からインク滴 を吐出するへッドクリーニング動作である。 このフラッシング処理 (フラッシング 動作)は、例えば、ノズル 1 1 0内のインク粘度を適正範囲の値に保持するために、 定期的にキヤビティ 1 4 1内のィンクを排出する際に実施したり、 あるいは、 イン ク増粘時の回復動作としても実施したりされる。 さらに、 フラッシング処理は、 ィ ンクカートリッジ 3 1を印字手段 3に装着した後に、 インクを各キヤビティ 1 4 1 に初期充填する場合にも実施される。  Here, the flushing (preliminary discharge) processing is performed when a cap (not shown in FIG. 1) is attached or at a place where ink droplets (droplets) do not fall on the recording paper P (media). This is a head cleaning operation for ejecting ink droplets from all or target nozzles 110. This flushing process (flushing operation) is performed, for example, when periodically discharging the ink in the cavity 141 to maintain the ink viscosity in the nozzle 110 within a proper range, or It is also performed as a recovery operation when the ink thickens. Further, the flushing process is also performed when the ink is initially filled into each cavity 141 after the ink cartridge 31 is mounted on the printing means 3.
また、 ノズルプレート (ノズル面) 1 5 0をクリ一ニングするためにワイビング 処理 (印字手段 3のヘッド面に付着している付着物 (紙粉やごみなど) を、 図 1で は図示していないワイパで拭き取る処置) を行う場合があるが、 このときノズル 1 1 0内が負圧になって、 他の色のインク (他の種類の液滴) を引込んでしまう可能 性がある。 そのため、 ワイビング処理後に、 へッドュニット 3 5のすベてのノズル 1 1 0から一定量のインク滴を吐出させるためにもフラッシング処理が実施される。 さらに、 フラッシング処理は、 ノズル 1 1 0のメニスカスの状態を正常に保持して 良好な印字を確保するためにも適時に実施され得る。 Wiping to clean the nozzle plate (nozzle surface) 150 In some cases, processing (a treatment to wipe off deposits (paper dust, dust, etc.) adhering to the head surface of the printing means 3 with a wiper not shown in FIG. 1) may be performed. There is a possibility that the inside will become negative pressure and draw ink of another color (other types of droplets). Therefore, after the wiping process, the flushing process is also performed to discharge a fixed amount of ink droplets from all the nozzles 110 of the head unit 35. Further, the flushing process can be performed in a timely manner in order to maintain the state of the meniscus of the nozzle 110 normally and to ensure good printing.
まず、 図 3 1〜図 3 3に示すフローチャートを参照して、 フラッシング処理時に おける吐出異常検出 ·判定処理について説明する。 なお、 これらのフローチャート は、 図 2 7〜図 3 0のブロック図を参照しながら説明する (以下、 印字動作時にお いても同様)。図 3 1は、図 2 7に示すインクジエツ卜プリンタ 1のフラッシング動 作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチヤ一トである。  First, the discharge abnormality detection / judgment process in the flushing process will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. These flowcharts will be described with reference to the block diagrams of FIGS. 27 to 30 (the same applies to the printing operation). FIG. 31 is a flowchart showing the timing of detecting an abnormal discharge during the flushing operation of the ink jet printer 1 shown in FIG. 27.
所定のタイミングにおいて、 インクジエツトプリン夕 1のフラッシング処理が実 行されるとき、 この図 3 1に示す吐出異常検出 ·判定処理が実行される。 制御部 6 は、 吐出選択手段 1 8 2のシフトレジス夕 1 8 2 aに 1ノズル分の吐出デ一夕を入 力し(ステップ S 4 0 1 )、 ラッチ回路 1 8 2 bにラッチ信号が入力されて(ステツ プ S 4 0 2 )、 この吐出デ一夕がラッチされる。 そのとき、 切替手段 2 3は、 その吐 出データの対象であるインクジエツトへッド 1 0 0の静電ァクチユエ一夕 1 2 0と 駆動波形生成手段 1 8 1とを接続する (ステップ S 4 0 3 )。  At a predetermined timing, when the flushing process of the ink jet printer 1 is executed, the ejection abnormality detection / determination process shown in FIG. 31 is executed. The controller 6 inputs the discharge data for one nozzle to the shift register 18 a of the discharge selection means 18 2 (step S 401), and the latch signal is input to the latch circuit 18 b. (Step S402), and this discharge data is latched. At this time, the switching means 23 connects the electrostatic actuator 120 of the inkjet head 100, which is the object of the ejection data, to the drive waveform generating means 18 1 (step S40) 3).
そして、 吐出異常検出手段 1 0によって、 インク吐出動作を行ったインクジエツ トヘッド 1 0 0に対して、 図 2 4のフローチャートに示す吐出異常検出 ·判定処理 が実行される (ステップ S 4 0 4 )。 ステップ S 4 0 5において、 制御部 6は、 吐出 選択手段 1 8 2に出力した吐出データに基づいて、 図 2 7に示すインクジエツトフ。 リンタ 1のすベてのィンウジエツトへッド 1 0 0 a〜1 0 0 eのノズル 1 1 0につ いて吐出異常検出 ·判定処理が終了したか否かを判断する。 そして、 すべてのノズ ル 1 1 0についてこれらの処理が終わっていないと判断されるときには、 制御部 6 は、 シフ卜レジスタ 1 8 2 aに次のインクジエツトへッド 1 0 0のノズル 1 1 0に 対応する吐出データを入力し (ステップ S 4 0 6 )、ステップ S 4 0 2に移行して同 様の処理を繰り返す。 Then, the ejection abnormality detection / determination processing shown in the flowchart of FIG. 24 is performed on the ink jet head 100 that has performed the ink ejection operation by the ejection abnormality detection means 10 (step S404). In step S405, the control unit 6 performs the ink jetting shown in FIG. 27 based on the ejection data output to the ejection selecting unit 1832. It is determined whether or not the ejection abnormality detection / determination process has been completed for all the nozzle heads 100 a to 100 e of the printer 1. When it is determined that these processes have not been completed for all nozzles 110, the control unit 6 stores the next inkjet head 100 of the next inkjet head 100 into the shift register 182a. Input the discharge data corresponding to (Step S 406), and proceed to Step S 402 to Is repeated.
また、 ステップ S 4 0 5において、 すべてのノズル 1 1 0について上述の吐出異 常検出及び判定処理が終わったと判断される場合には、 制御部 6は、 ラッチ回路 1 8 2 bに C L E A R信号を入力し、 ラッチ回路 1 8 2 bのラッチ状態を解除して、 図 2 7に示すインクジエツトプリンタ 1における吐出異常検出 ·判定処理を終了す る。  If it is determined in step S405 that the above-described ejection abnormality detection and determination processing has been completed for all nozzles 110, the control unit 6 sends a CLEAR signal to the latch circuit 18b. Then, the latch state of the latch circuit 18 2 b is released, and the discharge abnormality detection / determination process in the ink jet printer 1 shown in FIG. 27 ends.
上述のように、 この図 2 7に示すプリン夕 1における吐出異常検出 ·判定処理で は、 1つの吐出異常検出手段 1 0と 1つの切替手段 2 3とから検出回路が構成され ているので、 吐出異常検出処理及び判定処理は、 インクジエツトへッド 1 0 0の数 だけ繰り返されるが、 吐出異常検出手段 1 0を構成する回路はそれほど大きくなら ないという効果を有する。  As described above, in the ejection abnormality detection / determination process in the printer 1 shown in FIG. 27, the detection circuit is composed of one ejection abnormality detection unit 10 and one switching unit 23. The ejection abnormality detection processing and the determination processing are repeated by the number of the ink jets 100, but the circuit constituting the ejection abnormality detection means 100 has an effect that it is not so large.
次いで、 図 3 2は、 図 2 8及び図 2 9に示すインクジェットプリン夕 1のフラッ シング動作時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチヤ一トである。 図 2 8に示すインクジエツ卜プリン夕 1と図 2 9に示すインクジエツトプリンタ 1と は回路構成が若干異なるが、 吐出異常検出手段 1 0及び切替手段 2 3の数が、 イン クジェットヘッド 1 0 0の数に対応する (同じである) 点で一致している。 そのた め、 フラッシング動作時における吐出異常検出 ·判定処理は、 同様のステップから 構成される。  Next, FIG. 32 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection abnormality during the flushing operation of the ink jet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29. Although the ink jet printer 1 shown in FIG. 28 and the ink jet printer 1 shown in FIG. 29 have slightly different circuit configurations, the number of the ejection abnormality detecting means 10 and the switching means 23 is different from that of the ink jet head 100. Match at (corresponding to) the number of. Therefore, the ejection abnormality detection / judgment process at the time of the flushing operation includes the same steps.
所定のタイミングにおいて、 インクジエツトプリン夕 1のフラッシング処理が実 行されるとき、 制御部 6は、 吐出選択手段 1 8 2のシフトレジスタ 1 8 2 aに全ノ ズル分の吐出デ一夕を入力し (ステップ S 5 0 1 )、 ラッチ回路 1 8 2 bにラッチ信 号が入力されて (ステップ S 5 0 2 )、 この吐出データがラッチされる。 そのとさ、 切替手段 2 3 a〜2 3 eは、 すべてのインクジエツトへッド 1 0 0 a〜1 0 0 eと 駆動波形生成手段 1 8 1とをそれぞれ接続する (ステップ S 5 0 3 )。  At a predetermined timing, when the flushing process of the ink jet printing 1 is executed, the control unit 6 inputs the ejection data of all nozzles to the shift register 18 2 a of the ejection selecting means 18 2. Then (step S501), the latch signal is input to the latch circuit 18b (step S502), and the ejection data is latched. At that time, the switching means 23a to 23e connect all the ink heads 100a to 100e to the drive waveform generating means 181, respectively (step S503). .
そして、 それぞれのィンクジェットヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eに対応する吐出異 常検出手段 1 0 a〜 l 0 eによって、 インク吐出動作を行つたすベてのィンクジェ ットへッド 1 0 0に対して、 図 2 4のフローチャートに示す吐出異常検出 ·判定処 理が並列的に実行される (ステップ S 5 0 4 )。 この場合、すべてのインクジエツ卜 ヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eに対応する判定結果が、 処理対象となるィンクジエツト へッド 1 0 0と関連付けられて、 記憶手段 6 2の所定の格納領域に保存される (図Then, the ejection abnormality detecting means 100a to 100e corresponding to each of the ink jet heads 100a to 100e provides all the ink jet heads for performing the ink ejection operation. For 100, the discharge abnormality detection / determination processing shown in the flowchart of FIG. 24 is executed in parallel (step S504). In this case, all ink jets The determination results corresponding to the heads 100a to 100e are stored in a predetermined storage area of the storage means 62 in association with the target inkjet head 100 to be processed (see FIG.
2 4のステップ S 1 0 7 )。 Step 24 of step S107).
そして、 吐出選択手段 1 8 2のラッチ回路 1 8 2 bにラッチされている吐出デー 夕をクリアするために、 制御部 6は、 C L E A R信号をラッチ回路 1 8 2 bに入力 して(ステップ S 5 0 5 )、 ラッチ回路 1 8 2 bのラッチ状態を解除して、 図 2 8及 び図 2 9に示すインクジエツ卜プリン夕 1における吐出異常検出処理及び判定処理 を終了する。  Then, in order to clear the ejection data latched in the latch circuit 18b of the ejection selection means 18, the control section 6 inputs a CLEAR signal to the latch circuit 18b (step S). 505), the latch state of the latch circuit 18b is released, and the discharge abnormality detection processing and determination processing in the ink jet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29 are terminated.
上述のように、 この図 2 8及び図 2 9に示すプリンタ 1における処理では、 イン クジェットヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eに対応する複数 (この実施形態では 5つ) の 吐出異常検出手段 1 0と複数の切替手段 2 3とから検出及び判定回路が構成されて いるので、 吐出異常検出 ·判定処理は、 一度にすベてのノズル 1 1 0について短時 間に実行され得るという効果を有する。  As described above, in the processing in the printer 1 shown in FIGS. 28 and 29, a plurality of (five in this embodiment) ejection abnormality detecting means corresponding to the inkjet heads 100a to 100e are provided. Since the detection and determination circuit is composed of 10 and the plurality of switching means 23, the discharge abnormality detection / determination processing can be executed in a short time for all the nozzles 110 at a time. Having.
次いで、 図 3 3は、 図 3 0に示すインクジエツトプリン夕 1のフラッシング動作 時における吐出異常検出のタイミングを示すフローチャートである。 以下同様に、 図 3 0に示すインクジェットプリンタ 1の回路構成を用いて、 フラッシング動作時 における吐出異常検出処理及び原因判定処理について説明する。  Next, FIG. 33 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection failure during the flushing operation of the ink jet printing apparatus 1 shown in FIG. Hereinafter, similarly, using the circuit configuration of the ink jet printer 1 shown in FIG. 30, the ejection abnormality detection processing and the cause determination processing during the flushing operation will be described.
所定のタイミングにおいて、 インクジエツトプリンタ 1のフラッシング処理が実 行されるとき、 まず、 制御部 6は、 走査信号を切替選択手段 (セレクタ) 1 9 aに 出力し、 この切替選択手段 1 9 a及び切替制御手段 1 9により、 最初の切替手段 2 When the flushing process of the ink jet printer 1 is executed at a predetermined timing, first, the control unit 6 outputs a scanning signal to the switching selection means (selector) 19a, and the switching selection means 19a and First switching means 2 by switching control means 1 9
3 a及びインクジエツトへッド 1 0 0 aを設定 (特定) する (ステップ S 6 0 1 )。 そして、 吐出選択手段 1 8 2のシフ卜レジス夕 1 8 2 aに全ノズル分の吐出データ を入力し (ステップ S 6 0 2 )、 ラッチ回路 1 8 2 bにラッチ信号が入力されて(ス テツプ S 6 0 3 )、 この吐出データがラッチされる。 そのとき、 切替手段 2 3 aは、 インクジエツトへッド 1 0 0 aの静電ァクチユエ一タ 1 2 0と駆動波形生成手段 1 8 1とを接続している (ステップ S 6 0 4 )。 3a and the ink jet 100a are set (specified) (step S601). Then, the ejection data for all nozzles is inputted to the shift register 18 a of the ejection selecting means 18 2 (step S602), and the latch signal is inputted to the latch circuit 18 b (step S602). At step S603), the ejection data is latched. At that time, the switching means 23a connects the electrostatic actuator 120 of the ink jet head 100a to the drive waveform generating means 181 (step S640).
そして、 インク吐出動作を行ったインクジエツトヘッド 1 0 0 aに対して、 図 2 4のフローチャートに示す吐出異常検出 ·判定処理が実行される (ステップ S 6 0 5 )。 この場合、 図 2 4のステップ S 1 0 3において、 切替選択手段 1 9 aの出力信 号である駆動/検出切替信号と、 ラッチ回路 1 8 2 bから出力された吐出データと が AND回路 AND aに入力され、 AN D回路 AND aの出力信号が H i g hレべ ルとなることにより、 切替手段 2 3 aは、 インクジエツトへッド 1 0 0 aの静電ァ クチユエ一夕 1 2 0と吐出異常検出手段 1 0とを接続する。 そして、 図 2 4のステ ップ S 1 0 6において実行される吐出異常判定処理の判定結果が、 処理対象となる インクジエツトへッド 1 0 0 (ここでは、 1 0 0 a ) と関連付けられて、 記憶手段 6 2の所定の格納領域に保存される (図 2 4のステップ S 1 0 7 )。 The ejection abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 is performed on the ink jet head 100a that has performed the ink ejection operation (step S600). Five ). In this case, in step S103 of FIG. 24, the drive / detection switching signal, which is the output signal of the switching selection means 19a, and the ejection data output from the latch circuit 182b are ANDed. a, and the output signal of the AND circuit AND a is at the high level, so that the switching means 23 a is connected to the inkjet head 100 a of the electrostatic actuator 120 a with the electrostatic actuator 120 a. The discharge abnormality detecting means 10 is connected. Then, the determination result of the discharge abnormality determination process performed in step S106 of FIG. 24 is associated with the inkjet head 100 (here, 100a) to be processed. The data is stored in a predetermined storage area of the storage means 62 (step S107 in FIG. 24).
ステップ S 6 0 6において、 制御部 6は、 吐出異常検出 ·判定処理がすべてのノ ズルに対して終了したか否かを判断する。 そして、 まだすベてのノズル 1 1 0につ いて吐出異常検出 ·判定処理が終了していないと判断された場合には、制御部 6は、 走査信号を切替選択手段 (セレクタ) 1 9 aに出力し、 この切替選択手段 1 9 a及 び切替制御手段 1 9により、 次の切替手段 2 3 b及びィンクジェットヘッド 1 0 0 bを設定 (特定) し (ステップ S 6 0 7 )、 ステップ S 6 0 3に移行して、 同様の処 理を繰り返す。以下、すべてのインクジエツトヘッド 1 0 0について吐出異常検出- 判定処理が終了するまでこのループを繰り返す。  In step S606, the control unit 6 determines whether or not the discharge abnormality detection / determination processing has been completed for all the nozzles. If it is determined that the ejection abnormality detection / determination process has not been completed for all the nozzles 110, the control unit 6 switches the scanning signal to the switching selection means (selector) 19a. The next switching means 23 b and the ink jet head 100 b are set (specified) by the switching selecting means 19 a and the switching control means 19 (step S 607), The process proceeds to step S603 and the same processing is repeated. Hereinafter, this loop is repeated until the ejection abnormality detection-determination process is completed for all the ink jet heads 100.
また、 ステップ S 6 0 6において、 すべてのノズル 1 1 0について吐出異常検出 処理及び判定処理が終了したと判断される場合には、 吐出選択手段 1 8 2のラッチ 回路 1 8 2 bにラッチされている吐出データをクリアするために、 制御部 6は、 C L E A R信号をラッチ回路 1 8 2 bに入力して(ステップ S 6 0 9 )、 ラッチ回路 1 8 2 bのラッチ状態を解除して、 図 3 0に示すインクジエツトプリンタ 1における 吐出異常検出処理及び判定処理を終了する。  If it is determined in step S606 that the ejection abnormality detection process and the determination process have been completed for all nozzles 110, they are latched by the latch circuit 182b of the ejection selection unit 182. In order to clear the ejection data, the control unit 6 inputs a CLEAR signal to the latch circuit 18 2 b (step S 609), releases the latch state of the latch circuit 18 2 b, The ejection abnormality detection processing and the determination processing in the ink jet printer 1 shown in FIG. 30 are ended.
上述のように、 図 3 0に示すインクジェットプリンタ 1における処理では、 複数 の切替手段 2 3と 1つの吐出異常検出手段 1 0から検出回路が構成され、 切替選択 手段 (セレクタ) 1 9 aの走査信号により特定され、 吐出データに応じて吐出駆動 をするィンクジエツトへッド 1 0 0に対応する切替手段 2 3のみが切替動作を行つ て、 対応するインクジエツトヘッド 1 0 0の吐出異常検出及び原因判定を行つてい るので、 より効率的にインクジエツトヘッド 1 0 0の吐出異常検出及び原因判定を 行うことができる。 As described above, in the processing in the ink jet printer 1 shown in FIG. 30, a detection circuit is composed of a plurality of switching means 23 and one ejection abnormality detection means 10, and the scanning of the switching selection means (selector) 19a is performed. Only the switching means 23 corresponding to the ink head 100, which is specified by the signal and drives the ejection in accordance with the ejection data, performs the switching operation to detect the ejection abnormality of the corresponding ink jet head 100, Since the cause determination is performed, it is possible to more efficiently detect the discharge abnormality of the inkjet head 100 and determine the cause. It can be carried out.
なお、 このフローチャートのステップ S 6 0 2では、 シフトレジスタ 1 8 2 aに すべてのノズル 1 1 0に対応する吐出データを入力しているが、 図 3 1に示すフロ 一チャートのように、 切替選択手段 1 9 aによるインクジエツトへッド 1 0 0の走 査順に合わせて、 シフトレジス夕 1 8 2 aに入力する吐出データを対応する 1つの インクジェットヘッド 1 0 0に入力し、 1ノズル 1 1 0ずつ吐出異常検出 ·判定処 理を行ってもよい。  In step S602 of this flowchart, the ejection data corresponding to all the nozzles 110 is input to the shift register 182a. However, as shown in the flowchart of FIG. In accordance with the scanning order of the ink jet 100 by the selecting means 19a, the ejection data to be input to the shift register 18a is input to the corresponding one inkjet head 100, and the one nozzle 1 10 The discharge abnormality detection / judgment process may be performed each time.
次に、 図 3 4及び図 3 5に示すフローチャートを参照して、 印字動作時における ィンクジエツトプリン夕 1の吐出異常検出 ·判定処理について説明する。 図 2 7に 示すインクジエツトプリン夕 1においては、 主に、 フラッシング動作時における吐 出異常検出処理及び判定処理に適しているので、 印字動作時のフローチヤ一卜及び その動作説明を省略するが、 この図 2 7に示すインクジエツトプリン夕 1において も印字動作時に吐出異常検出 ·判定処理が行われてもよい。  Next, with reference to the flowcharts shown in FIG. 34 and FIG. 35, a process of detecting and judging a discharge abnormality of the ink jet printer 1 during a printing operation will be described. The ink jet printer 1 shown in FIG. 27 is mainly suitable for the ejection abnormality detection processing and the judgment processing at the time of the flushing operation, so the flow chart at the time of the printing operation and the description of the operation are omitted. In ink jet printing 1 shown in FIG. 27, the ejection abnormality detection / determination process may be performed during the printing operation.
図 3 4は、 図 2 8及び図 2 9に示すィンクジェットプリンタ 1の印字動作時にお ける吐出異常検出のタイミングを示すフロ一チャートである。 ホストコンピュータ 8からの印刷 (印字) 指示により、 このフローチャートの処理が実行 (開始) され る。 制御部 6を介してホストコンピュータ 8から印字データが吐出選択手段 1 8 2 のシフトレジス夕 1 8 2 aに入力されると (ステップ S 7 0 1 )、 ラッチ回路 1 8 2 bにラッチ信号が入力されて(ステップ S 7 0 2 )、その印字データがラッチされる。 このとさ、 切替手段 2 3 a〜 2 3 eは、 すべてのインクジエツ卜へッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eと駆動波形生成手段 1 8 1とを接続している (ステップ S 7 0 3 )。  FIG. 34 is a flowchart showing the timing of detecting the ejection failure during the printing operation of the ink jet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29. The process of this flowchart is executed (started) by a print (print) instruction from the host computer 8. When print data is input from the host computer 8 to the shift register 18 a of the ejection selection means 18 2 via the control unit 6 (step S701), a latch signal is input to the latch circuit 18 b. (Step S702), and the print data is latched. At this time, the switching means 23a to 23e connect all the ink heads 100a to 100e to the drive waveform generating means 181 (step S700). 3).
そして、 インク吐出動作を行ったインクジエツトへッド 1 0 0に対応する吐出異 常検出手段 1 0は、 図 2 4のフ口一チャートに示す吐出異常検出 ·判定処理を実行 する (ステップ S 7 0 4 )。 この場合、各インクジエツトへッド 1 0 0に対応するそ れぞれの判定結果が、 処理対象となるィンクジエツトへッド 1 0 0と関連付けられ て、 記憶手段 6 2の所定の格納領域に保存される。  Then, the ejection abnormality detection means 10 corresponding to the ink jet head 100 that has performed the ink ejection operation executes the ejection abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 (step S7). 0 4). In this case, each determination result corresponding to each inkjet head 100 is stored in a predetermined storage area of the storage unit 62 in association with the target inkjet head 100 to be processed. Is done.
ここで、 図 2 8に示すインクジェットプリンタ 1の場合には、 切替手段 2 3 a〜 2 3 eは、 制御部 6から出力される駆動 Z検出切替信号に基づいて、 インクジエツ トへッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eを吐出異常検出手段 1 0 a〜l 0 eに接続する (図 2 4のステップ S 1 0 3 )。そのため、印字データの存在しないインクジエツトへッド 1 0 0では、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0が駆動していないので、 吐出異常検出手段 1 0の残留振動検出手段 1 6は、振動板 1 2 1の残留振動波形を検出しない。一方、 図 2 9に示すィンクジェットプリン夕 1の場合には、 切替手段 2 3 a〜 2 3 eは、 制御部 6から出力される駆動/検出切替信号と、 ラッチ回路 1 8 2 bから出力され る印字データとが入力される AN D回路の出力信号に基づいて、 印字データの存在 するインクジエツトへッド 1 0 0を吐出異常検出手段 1 0に接続する (図 2 4のス テツプ S 1 0 3 )。 Here, in the case of the ink jet printer 1 shown in FIG. 28, the switching means 23 a to 23 e are based on the drive Z detection switching signal output from the control unit 6, and The heads 100a to 100e are connected to the discharge abnormality detecting means 100a to 100e (step S103 in Fig. 24). Therefore, in the inkjet head 100 where print data does not exist, since the electrostatic actuator 120 is not driven, the residual vibration detecting means 16 of the ejection abnormality detecting means 10 is provided with the diaphragm 1 2 Does not detect 1 residual vibration waveform. On the other hand, in the case of the ink jet printer 1 shown in FIG. 29, the switching means 23 a to 23 e are provided by the drive / detection switching signal output from the control unit 6 and the latch circuit 18 2 b. Based on the output signal of the AND circuit to which the print data to be output is input, the inkjet head 100 with the print data is connected to the ejection abnormality detection means 10 (Step S in FIG. 24). 10 3).
ステツプ S 7 0 5において、 制御部 6は、 ィンクジェットプリン夕 1の印字動作 が終了したか否かを判断する。 そして、 印字動作が終わっていないと判断されると きには、 制御部 6は、 ステップ S 7 0 1に移行して、 次の印字データをシフトレジ スタ 1 8 2 aに入力し、 同様の処理を繰り返す。 また、 印字動作が終了したと判断 されるときには、 吐出選択手段 1 8 2のラッチ回路 1 8 2 bにラッチされている吐 出データをクリアするために、 制御部 6は、 C L E A R信号をラッチ回路 1 8 2 b に入力して (ステップ S 7 0 6 )、 ラッチ回路 1 8 2 bのラッチ状態を解除して、 図 2 8及び図 2 9に示すィンクジエツトプリンタ 1における吐出異常検出処理及び判 定処理を終了する。  In step S705, the control section 6 determines whether or not the printing operation of the ink jet printing 1 has been completed. When it is determined that the printing operation has not been completed, the control unit 6 proceeds to step S701, inputs the next printing data to the shift register 18a, and performs the same processing. repeat. When it is determined that the printing operation has been completed, the controller 6 clears the CLEAR signal to clear the ejection data latched by the latch circuit 18 2 b of the ejection selection means 18 2. 182b (step S706) to release the latched state of the latch circuit 182b and detect the discharge abnormality in the ink jet printer 1 shown in Figs. 28 and 29. And the judgment processing ends.
上述のように、 図 2 8及び図 2 9に示すインクジェットプリン夕 1は、 複数の切 替手段 2 3 a〜2 3 eと、 複数の吐出異常検出手段 1 0 a〜 1 0 eとを備え、 一度 にすベてのィンクジエツトヘッド 1 0 0に対して吐出異常検出 .判定処理を行って いるので、 これらの処理を短時間に行うことができる。 また、 図 2 9に示すインク ジェットプリンタ 1は、 切替制御手段 1 9、 すなわち、 駆動 Z検出切替信号と印字 データとを論理積演算する AND回路 AND a〜AND eを更に備え、 印字動作を 行うインクジエツトへッド 1 0 0のみに対して切替手段 2 3による切替動作を行つ ているので、 無駄な検出を行うことなく、 吐出異常検出処理及び判定処理を行うこ とができる。  As described above, the ink jet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29 includes a plurality of switching means 23 a to 23 e and a plurality of ejection abnormality detection means 10 a to 10 e. Since the ejection abnormality detection / determination process is performed for all the ink jet heads 100 at a time, these processes can be performed in a short time. The inkjet printer 1 shown in FIG. 29 further includes a switching control means 19, that is, AND circuits AND a to AND e for performing a logical product operation of the drive Z detection switching signal and the print data, and performs a printing operation. Since the switching operation by the switching means 23 is performed only for the ink jet head 100, the ejection abnormality detection processing and the determination processing can be performed without performing useless detection.
次いで、 図 3 5は、 図 3 0に示すィンクジェットプリンタ 1の印字動作時におけ る吐出異常検出のタイミングを示すフロ一チャートである。 ホストコンピュータ 8 からの印刷指示により、 図 30に示すインクジエツトプリンタ 1においてこのフロ 一チャートの処理が実行される。 まず、 切替選択手段 19 aは、 最初の切替手段 2 3 a及びインクジェットヘッド 100 aを予め設定 (特定) しておく (ステップ S 801)。 Next, FIG. 35 shows the print operation of the ink jet printer 1 shown in FIG. 5 is a flowchart showing the timing of detecting abnormal discharge. In response to a print instruction from the host computer 8, the processing of this flowchart is executed in the inkjet printer 1 shown in FIG. First, the switching selection unit 19a sets (specifies) the first switching unit 23a and the inkjet head 100a in advance (step S801).
制御部 6を介してホストコンピュータ 8から印字データが吐出選択手段 182の シフトレジスタ 182 aに入力されると (ステップ S 802)、 ラッチ回路 182 b にラッチ信号が入力されて (ステップ S 803)、 その印字デー夕がラッチされる。 ここで、 切替手段 23 a〜 23 eは、 この段階では、 すべてのィンクジエツトへッ ド 100 a〜100 eと駆動波形生成手段 181 (吐出選択手段 182のドライバ 182 c) とを接続している (ステップ S 804)。  When print data is input from the host computer 8 via the control unit 6 to the shift register 182a of the ejection selection means 182 (step S802), a latch signal is input to the latch circuit 182b (step S803). The print data is latched. At this stage, the switching means 23a to 23e connect all the ink jet heads 100a to 100e to the drive waveform generation means 181 (the driver 182c of the ejection selection means 182) at this stage ( Step S804).
そして、 制御部 6は、 インクジエツトへッド 100 aに印字デー夕がある場合に は、 切替選択手段 19 aによって吐出動作後静電ァクチユエ一夕 120が吐出異常 検出手段 10に接続され(図 24のステップ S 103)、 図 24 (図 25) のフロー チャートに示す吐出異常検出 ·判定処理を実行する (ステップ S 805)。 そして、 図 24のステップ S 106において実行される吐出異常判定処理の判定結果が、 処 理対象となるインクジェットヘッド 100 (ここでは、 100 a) と関連付けられ て、 記憶手段 62の所定の格納領域に保存される (図 24のステップ S 107)。 ステップ S 806において、 制御部 6は、 すべてのノズル 1 10 (すべてのイン クジェットヘッド 100) について上述の吐出異常検出 ·判定処理を終了したか否 かを判断する。 そして、 すべてのノズル 110について上記処理が終了したと判断 される場合には、 制御部 6は、 走査信号に基づいて、 また最初のノズル 110に対 応する切替手段 23 aを設定し(ステップ S 808)、すべてのノズル 1 10につい て上記処理が終了していないと判断される場合には、 次のノズル 1 10に対応する 切替手段 23 bを設定する (ステップ S 807 )。  Then, when there is print data in the ink jet head 100a, the control unit 6 connects the electrostatic actuator 120 after the discharge operation to the discharge abnormality detection means 10 by the switching selection means 19a (FIG. 24). In step S103), the discharge abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 (FIG. 25) is executed (step S805). Then, the determination result of the ejection abnormality determination process executed in step S106 of FIG. 24 is associated with the inkjet head 100 (here, 100a) to be processed and stored in a predetermined storage area of the storage unit 62. It is saved (step S107 in Fig. 24). In step S806, the control unit 6 determines whether or not the above-described discharge abnormality detection / determination processing has been completed for all the nozzles 110 (all the inkjet heads 100). Then, when it is determined that the above processing has been completed for all the nozzles 110, the control unit 6 sets the switching means 23a corresponding to the first nozzle 110 based on the scanning signal (Step S). 808), if it is determined that the above processing has not been completed for all the nozzles 110, the switching means 23b corresponding to the next nozzle 110 is set (step S807).
ステップ S 809において、 制御部 6は、 ホストコンピュータ 8から指示された 所定の印字動作が終了したか否かを判断する。 そして、 まだ印字動作が終了してい ないと判断された場合には、 次の印字データがシフトレジス夕 182 aに入力され 8 0 2 )、同様の処理を繰り返す。印字動作が終了したと判断された場 合には、 吐出選択手段 1 8 2のラッチ回路 1 8 2 bにラッチされている吐出データ をクリアするために、 制御部 6は、 C L E AR信号をラッチ回路 1 8 2 bに入力し て(ステップ S 8 1 0 )、 ラッチ回路 1 8 2 bのラッチ状態を解除して、 図 3 0に示 すインクジエツトプリンタ 1における吐出異常検出 ·判定処理を終了する。 In step S809, the control unit 6 determines whether or not the predetermined printing operation instructed from the host computer 8 has been completed. If it is determined that the printing operation has not been completed, the next print data is input to the shift register 182a. 802), the same processing is repeated. When it is determined that the printing operation has been completed, the control unit 6 latches the CLE AR signal in order to clear the ejection data latched in the latch circuit 18 2 b of the ejection selection unit 18 2. Input to the circuit 18 2 b (step S 8 10), release the latch state of the latch circuit 18 2 b, and end the discharge abnormality detection and judgment processing in the ink jet printer 1 shown in FIG. 30. I do.
以上のように、 本発明の液滴吐出装置 (インクジェットプリン夕 1 ) は、 振動板 1 2 1と、 振動板 1 2 1を変位させる静電ァクチユエ一夕 1 2 0と、 内部に液体が 充填され、 振動板 1 2 1の変位により、 該内部の圧力が変化 (増減) されるキヤビ ティ 1 4 1と、 キヤビティ 1 4 1に連通し、 キヤビティ 1 4 1内の圧力の変化 (増 減) により液体を液滴として吐出するノズル 1 1 0とを有するインクジェットへッ ド (液滴吐出ヘッド) 1 0 0を複数個備え、 さらに、 これらの静電ァクチユエ一夕 1 2 0を駆動する駆動波形生成手段 1 8 1と、 複数のノズル 1 1 0のうちいずれの ノズル 1 1 0から液滴を吐出するかを選択する吐出選択手段 1 8 2と、 振動板 1 2 1の残留振動を検出し、 この検出された振動板 1 2 1の残留振動に基づいて、 液滴 の吐出の異常を検出する 1つ又は複数の吐出異常検出手段 1 0と、 静電ァクチユエ —夕 1 2 0の駆動による液滴の吐出動作後、 駆動 Z検出切替信号や印字データ、 あ るいは走査信号に基づいて、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0を駆動波形生成手段 1 8 1 から吐出異常検出手段 1 0に切り替える 1つ又は複数の切替手段 2 3とを備え、 一 度 (並列的) にあるいは順次に複数のノズル 1 1 0の吐出異常を検出することとし た。  As described above, the liquid droplet ejection apparatus (inkjet printer 1) of the present invention includes a diaphragm 121, an electrostatic actuator 120 that displaces the diaphragm 121, and a liquid filled therein. Then, the displacement of the diaphragm 12 1 causes the internal pressure to change (increase / decrease). The cavity 14 1 communicates with the cavity 14 1, and the pressure inside the cavity 14 1 changes (increases / decreases). A plurality of inkjet heads (droplet ejection heads) 100 having nozzles 110 for ejecting liquids as droplets, and drive waveforms for driving these electrostatic actuators 120 Detecting means 181, generating means 181, discharging selecting means 182 for selecting which one of the plurality of nozzles 110 discharges a droplet, and detecting residual vibration of diaphragm 1 21. Based on the detected residual vibration of the diaphragm 122, abnormality of droplet ejection is detected. After one or a plurality of ejection abnormality detection means 10 and a droplet discharge operation by the electrostatic actuating device 120, the driving is performed based on the drive Z detection switching signal, the print data, or the scanning signal. One or a plurality of switching means 23 for switching the electrical equipment 120 from the drive waveform generating means 18 1 to the discharge abnormality detecting means 10 0, and a plurality of nozzles at once (in parallel) or sequentially It was decided to detect a discharge abnormality of 110.
したがって、 本発明の液滴吐出装置及び液滴吐出へッドの吐出異常検出 ·判定方 法によって、吐出異常検出及びその原因判定を短時間に行うことができるとともに、 吐出異常検出手段 1 0を含む検出回路の回路構成をスケールダウンすることができ、 液滴吐出装置の製造コストの増加を防止することができる。 また、 静電ァクチユエ 一夕 1 2 0の駆動後、 吐出異常検出手段 1 0に切り替えて吐出異常検出及び原因判 定を行っているので、 ァクチユエ一夕の駆動に影響を与えることがなく、 それによ つて、 本発明の液滴吐出装置のスループットを低下又は悪化させることがない。 ま た、 所定の構成要素を備えている既存の液滴吐出装置 (インクジェットプリン夕) に、 吐出異常検出手段 1 0を装備することも可能である。 Therefore, according to the droplet ejection apparatus and the ejection failure detection / determination method of the droplet ejection head of the present invention, the ejection failure detection and the cause determination thereof can be performed in a short time. The circuit configuration of the detection circuit including the same can be scaled down, and an increase in the manufacturing cost of the droplet discharge device can be prevented. Also, after the electrostatic actuator 120 is driven, it is switched to the discharge abnormality detecting means 10 to perform the discharge abnormality detection and the cause determination, so that it does not affect the drive of the actuator. Therefore, the throughput of the droplet discharge device of the present invention is not reduced or deteriorated. In addition, existing droplet discharge devices (ink-jet printers) equipped with predetermined components In addition, it is also possible to equip the discharge abnormality detecting means 10.
また、 本発明の液滴吐出装置は、 上記構成と異なり、 複数の切替手段 2 3と、 切 替制御手段 1 9と、 1つあるいはノズル 1 1 0の数量と対応する複数の吐出異常検 出手段 1 0とを備え、駆動 Z検出切替信号及び吐出データ(印字デ一夕).あるいは、 走査信号、 駆動 Z検出切替信号及び吐出データ (印字データ) に基づいて、 対応す る静電ァクチユエ一夕 1 2 0を駆動波形生成手段 1 8 1又は吐出選択手段 1 8 2か ら吐出異常検出手段 1 0に切り替えて、 吐出異常検出及び原因判定を行うこととし た。  Further, unlike the above configuration, the droplet discharge device of the present invention includes a plurality of switching means 23, a switching control means 19, and a plurality of ejection abnormality detections corresponding to one or the number of nozzles 110. Means 10 and a corresponding electrostatic actuator based on the drive Z detection switching signal and ejection data (print data) or the scanning signal, drive Z detection switching signal and ejection data (print data). Evening 120 was switched from the drive waveform generation means 18 1 or the ejection selection means 18 2 to the ejection abnormality detection means 10 to perform ejection abnormality detection and cause determination.
したがって、 本発明の液滴吐出装置によって、 吐出データ (印字デ一夕) が入力 されていない、 すなわち、 吐出駆動動作をしていない静電ァクチユエ一夕 1 2 0に 対応する切替手段は切替動作を行わないので、 無駄な検出 ·判定処理を回避するこ とができる。 また、 切替選択手段 1 9 aを利用する場合には、 液滴吐出装置は、 1 つの吐出異常検出手段 1 0のみを備えていればよいので、 液滴吐出装置の回路構成 をスケールダウンすることができるとともに、 液滴吐出装置の製造コストの増加を 防止することができる。  Therefore, according to the droplet discharge device of the present invention, the discharge means (printing data) is not input, that is, the switching means corresponding to the electrostatic actuator 120 which is not performing the discharge driving operation performs the switching operation. Since this is not performed, useless detection / judgment processing can be avoided. In addition, when the switching selection unit 19a is used, the droplet discharge device only needs to include one discharge abnormality detection unit 10, so the circuit configuration of the droplet discharge device must be scaled down. In addition to this, it is possible to prevent an increase in the manufacturing cost of the droplet discharge device.
次に、 本発明の液滴吐出装置におけるインクジエツトへッド 1 0 0 (へッドュニ ット 3 5 ) に対し、 吐出異常 (ヘッド異常) の原因を解消させる回復処理を実行す る構成 (回復手段 2 4 ) について説明する。 図 3 6は、 図 1に示すインクジェット プリンタ 1の上部から見た概略的な構造 (一部省略) を示す図である。 この図 3 6 に示すインクジェットプリンタ 1は、 図 1の斜視図で示した構成以外に、 インク滴 不吐出 (ヘッド異常) の回復処理を実行するためのワイパ 3 0 0とキャップ 3 1 0 とを備える。  Next, the ink jet head 100 (head unit 35) in the droplet discharge apparatus of the present invention is configured to execute a recovery process for eliminating the cause of the discharge abnormality (head abnormality) (recovery means). 24) will be described. FIG. 36 is a diagram showing a schematic structure (partially omitted) as viewed from above the ink jet printer 1 shown in FIG. In the ink jet printer 1 shown in FIG. 36, in addition to the configuration shown in the perspective view of FIG. 1, a wiper 300 and a cap 310 for performing a recovery process for ink droplet non-ejection (head abnormality) are provided. Prepare.
回復手段 2 4が実行する回復処理としては、 各インクジェットヘッド 1 0 0のノ ズル 1 1 0から液滴を予備的に吐出するフラッシング処理と、 後述するワイパ 3 0 0 (図 3 7参照) によるワイピング処理と、 後述するチューブポンプ 3 2 0による ボンピング処理 (ポンプ吸引処理) が含まれる。 すなわち、 回復手段 2 4は、 チュ ーブポンプ 3 2 0及びそれを駆動するパルスモ一夕と、 ワイパ 3 0 0及びワイパ 3 0 0の上下動駆動機構と、キャップ 3 1 0の上下動駆動機構(図示せず)とを備え、 フラッシング処理においてはへッドドライバ 3 3及びへッドュニット 3 5など力 また、 ワイピング処理においてはキヤリッジモー夕 4 1などが回復手段 2 4の一部 として機能する。 フラッシング処理については上述しているので、 以降、 ワイピン グ処理及びポンピング処理について説明する。 The recovery process performed by the recovery unit 24 includes a flushing process of preliminary discharging droplets from the nozzle 110 of each inkjet head 100 and a wiper 300 (described below) (see FIG. 37). This includes a wiping process and a boping process (pump suction process) by a tube pump 320 described later. That is, the recovery means 24 includes a tube pump 320 and a pulse motor for driving the same, a vertical drive mechanism for the wiper 300 and the wiper 300, and a vertical drive mechanism for the cap 310 (see FIG. (Not shown) In the flushing process, the power of the head driver 33 and the head unit 35 is used. In the wiping process, the carriage motor 41 and the like function as a part of the recovery means 24. Since the flushing process has been described above, the wiping process and the pumping process will be described below.
ここで、 ワイピング処理とは、 ヘッドユニット 3 5のノズルプレート 1 5 0 (ノ ズル面) に付着した紙粉などの異物をワイパ 3 0 0により拭き取る処理のことをい う。 また、 ボンピング処理 (ポンプ吸引処理) とは、 後述するチューブポンプ 3 2 0を駆動して、 ヘッドユニット 3 5の各ノズル 1 1 0から、 キヤビティ 1 4 1内の インクを吸引して排出する処理をいう。 このように、 ワイビング処理は、 上述のよ うなィンクジエツトへッド 1 0 0の液滴の吐出異常の原因の 1つである紙粉付着の 状態における回復処理として適切な処理である。 また、 ポンプ吸引処理は、 前述の フラッシング処理では取り除けないキヤビティ 1 4 1内の気泡を除去し、あるいは、 ノズル 1 1 0付近のインクが乾燥により又はキヤビティ 1 4 1内のインクが経年劣 化により増粘した場合に、 増粘したインクを除去する回復処理として適切な処理で ある。 なお、 それほど増粘が進んでおらず粘度がそれほど大きくない場合には、 上 述のフラッシング処理による回復処理も行われ得る。 この場合、 排出するインク量 が少ないので、 スループットゃランニングコストを低下させずに適切な回復処理を 行うことができる。  Here, the wiping process refers to a process of wiping foreign matter such as paper powder attached to the nozzle plate 150 (nozzle surface) of the head unit 35 with the wiper 300. The pumping process (pump suction process) is a process in which a tube pump 320 described later is driven to suck and discharge ink in the cavities 144 from the nozzles 110 of the head unit 35. Say. As described above, the wiping process is an appropriate process as a recovery process in a state where paper dust adheres, which is one of the causes of the abnormal ejection of the droplet of the ink jet 100 as described above. In addition, the pump suction process removes air bubbles in the cavity 141 that cannot be removed by the flushing process described above, or the ink in the vicinity of the nozzle 110 is dried or the ink in the cavity 141 deteriorates over time. This is an appropriate process as a recovery process to remove the thickened ink when the viscosity increases. If the viscosity is not so increased and the viscosity is not so large, the above-described recovery process by the flushing process may be performed. In this case, since the amount of ink to be discharged is small, appropriate recovery processing can be performed without reducing throughput / running cost.
複数のへッドュニット 3 5は、 キャリッジ 3 2に搭載され、 2本のキヤリッジガ イド軸 4 2 2にガイドされてキャリッジモ一夕 4 1により、 図中その上端に備えら れた連結部 3 4を介してタイミングベルト 4 2 1に連結して移動する。 キヤリッジ 3 2に搭載されたへッドュニット 3 5は、 キヤリッジモータ 4 1の駆動により移動 するタイミングベルト 4 2 1を介して (タイミングベルト 4 2 1に連動して) 主走 査方向に移動可能である。 なお、 キヤリッジモ一夕 4 1は、 タイミングベルト 4 2 1を連続的に回転させるためのプーリの役割を果たし、 他端側にも同様にプーリ 4 4が備えられている。  The plurality of head units 35 are mounted on a carriage 32, guided by two carriage guide shafts 42, and driven by a carriage module 41 via a connecting portion 34 provided at the upper end in the figure. To move in connection with the timing belt 4 2 1. The head unit 35 mounted on the carriage 32 can be moved in the main scanning direction (in conjunction with the timing belt 421) via the timing belt 421 moved by the drive of the carriage motor 41. is there. The carriage 41 plays a role of a pulley for continuously rotating the timing belt 421, and a pulley 44 is similarly provided on the other end side.
また、 キヤップ 3 1 0は、 へッドュニット 3 5のノズルブレート 1 5 0 (図 5参 照) のキヤッビングを行うためのものである。 キャップ 3 1 0には、 その底部側面 に孔が形成され、 後述するように、 チューブポンプ 3 2 0の構成要素である可撓性 のチューブ 3 2 1が接続されている。 なお、 チューブポンプ 3 2 0については、 図 3 9において後述する。 The cap 310 is used for cabling the nozzle plate 150 of the head unit 35 (see FIG. 5). Cap 310 has its bottom side A hole is formed in the tube, and a flexible tube 321, which is a component of the tube pump 320, is connected to the tube, as described later. The tube pump 320 will be described later with reference to FIG.
記録(印字) 動作時には、 所定のィンクジエツトヘッド 1 0 0 G夜滴吐出へッド) の静電ァクチユエ一夕 1 2 0を駆動しながら、 記録用紙 Pは、 副走査方向、 すなわ ち、 図 3 6中下方に移動し、 印字手段 3は、 主走査方向、 すなわち、 図 3 6中左右 に移動することにより、 インクジェットプリンタ (液滴吐出装置) 1は、 ホス卜コ ンピュー夕 8から入力された印刷デー夕 (印字データ) に基づいて所定の画像など を記録用紙 Pに印刷 (記録) する。  During the recording (printing) operation, the recording paper P is moved in the sub-scanning direction, while the predetermined ink jet head 100 G is driven by the electrostatic actuator 120 of the night drop discharge head. That is, the ink jet printer (droplet ejection device) 1 moves downward in FIG. 36, and the printing means 3 moves in the main scanning direction, that is, right and left in FIG. Prints (records) a specified image on recording paper P based on the print data (print data) input from.
図 3 7は、 0 3 6に示すワイパ 3 0 0と印字手段 3 (ヘッドユニット 3 5 ) との 位置関係を示す図である。 この図 3 7において、 印字手段 3 (へッドュニット 3 5 ) とワイパ 3 0 0は、 図 3 6に示すィンクジェットプリンタ 1の図中下側から上側を 見た場合の側面図の一部として示される。 ワイパ 3 0 0は、 図 3 7 ( a ) に示すよ うに、 印字手段 3のノズル面、 すなわち、 ヘッドユニット 3 5のノズルプレート 1 5 0と当接可能なように、 上下移動可能に配置される。  FIG. 37 is a diagram showing a positional relationship between the wiper 300 shown at 036 and the printing means 3 (head unit 35). In FIG. 37, the printing means 3 (head unit 35) and the wiper 300 are part of a side view of the ink jet printer 1 shown in FIG. Shown. As shown in FIG. 37 (a), the wiper 300 is vertically movable so as to be able to contact the nozzle surface of the printing means 3, that is, the nozzle plate 150 of the head unit 35. You.
ここで、 ワイパ 3 0 0を利用する回復処理であるワイピング処理について説明す る。 ワイピング処理を行う際、 図 3 7 ( a ) に示すように、 ノズル面 (ノズルプレ ート 1 5 0 ) よりもワイパ 3 0 0の先端が上側に位置するように図示しない駆動装 置によってワイパ 3 0 0は上方に移動される。 この場合において、 キャリッジモ一 夕 4 1を駆動して図中左方向 (矢印の方向) に印字手段 3を移動させると、 ワイピ ング部材 3 0 1がノズルプレート 1 5 0 (ノズル面) に当接することになる。 なお、 ワイピング部材 3 0 1は可撓性のゴム部材等から構成されるので、 図 3 7 ( b ) に示すように、 ワイピング部材 3 0 1のノズルプレート 1 5 0と当接する先 端部分は撓み、 その先端部によってノズルプレート 1 5 0 (ノズル面) の表面をク リーニング (拭き掃除) する。 これにより、 ノズルプレート 1 5 0 (ノズル面) に 付着した紙粉などの異物 (例えば、 紙粉、 空気中に浮遊するごみ、 ゴムの切れ端な ど) を除去することができる。 また、 このような異物の付着状態に応じて (異物が 多く付着している場合には)、 印字手段 3 (ヘッドユニット 3 5 ) にワイパ 3 0 0の 上方を往復移動させることによって、 ワイピング処理を複数回実施することもでき る。 Here, the wiping process which is a recovery process using the wiper 300 will be described. When performing the wiping process, as shown in FIG. 37 (a), the wiper 300 is driven by a drive unit (not shown) so that the tip of the wiper 300 is located above the nozzle surface (nozzle plate 150). 0 0 is moved upward. In this case, when the carriage unit 41 is driven to move the printing unit 3 to the left (in the direction of the arrow) in the figure, the wiping member 301 comes in contact with the nozzle plate 150 (nozzle surface). Will be. Since the wiping member 301 is made of a flexible rubber member or the like, as shown in FIG. 37 (b), the tip of the wiping member 301 that comes into contact with the nozzle plate 150 is The surface of the nozzle plate 150 (nozzle surface) is cleaned (wiped) by the bending and the tip. This makes it possible to remove foreign matter such as paper dust attached to the nozzle plate 150 (nozzle surface) (for example, paper dust, dust floating in the air, scraps of rubber, etc.). Also, according to the state of such foreign matter adhered (when a large amount of foreign matter is adhered), the wiper 300 is attached to the printing means 3 (head unit 35). By reciprocating upward, the wiping process can be performed multiple times.
図 3 8は、 ポンプ吸引処理時における、 へッドュニット 3 5と、 キャップ 3 1 0 及びポンプ 3 2 0との関係を示す図である。チューブ 3 2 1は、ボンビング処理(ボ ンプ吸引処理) におけるインク排出路を形成するものであり、 その一端は、 上述の ように、 キャップ 3 1 0の底部に接続され、 他端は、 チューブポンプ 3 2 0を介し て排インクカートリッジ 3 4 0に接続されている。  FIG. 38 is a diagram showing a relationship between the head unit 35, the cap 310, and the pump 320 during the pump suction process. The tube 321 forms an ink discharge path in a bombing process (pump suction process), and one end thereof is connected to the bottom of the cap 310 as described above, and the other end is a tube pump. It is connected to the waste ink cartridge 340 via 320.
キャップ 3 1 0の内部底面には、 インク吸収体 3 3 0が配置されている。 このィ ンク吸収体 3 3 0は、 ポンプ吸引処理ゃフラッシング処理においてインクジエツト へッド 1 0 0のノズル 1 1 0から吐出されるインクを吸収して、 一時貯蔵する。 な お、 インク吸収体 3 3 0によって、 キャップ 3 1 0内へのフラッシング動作時に、 吐出された液滴が跳ね返ってノズルプレート 1 5 0を汚すことを防止することがで きる。  An ink absorber 330 is arranged on the inner bottom surface of the cap 310. The ink absorber 330 absorbs the ink discharged from the nozzle 110 of the ink jet head 100 during the pump suction process and the flushing process, and temporarily stores the ink. The ink absorber 330 can prevent the ejected droplets from splashing back and fouling the nozzle plate 150 during the flushing operation into the cap 310.
図 3 9は、 図 3 8に示すチューブポンプ 3 2 0の構成を示す概略図である。 この 図 3 9 ( B) に示すように、 チューブポンプ 3 2 0は、 回転式ポンプであり、 回転 体 3 2 2と、 その回転体 3 2 2の円周部に配置された 4つのローラ 3 2 3と、 ガイ ド部材 3 5 0とを備えている。 なお、 ローラ 3 2 3は、 回転体 3 2 2により支持さ れており、 ガイド部材 3 5 0のガイド 3 5 1に沿って円弧状に載置された可撓性の チューブ 3 2 1を加圧するものである。  FIG. 39 is a schematic diagram showing the configuration of the tube pump 320 shown in FIG. As shown in Fig. 39 (B), the tube pump 320 is a rotary pump, and includes a rotating body 322 and four rollers 3 arranged around the circumference of the rotating body 322. 23 and a guide member 350. The roller 3 23 is supported by a rotating body 3 22, and a flexible tube 3 21 placed in an arc along the guide 3 51 of the guide member 350 is applied. To press.
このチューブポンプ 3 2 0は、 軸 3 2 2 aを中心にして回転体 3 2 2を図 3 9に 示す矢印 X方向に回転させることにより、 チューブ 3 2 1に当接している 1つ又は 2つのローラ 3 2 3が、 Y方向に回転しながら、 ガイド部材 3 5 0の円弧状のガイ ド 3 5 1に載置されたチューブ 3 2 1を順次加圧する。 これにより、 チューブ 3 2 1が変形し、 このチューブ 3 2 1内に発生した負圧により、 各インクジェットへッ ド 1 0 0のキヤビティ 1 4 1内のィンク (液状材料) がキヤップ 3 1 0を介して吸 引され、 気泡が混入し、 あるいは乾燥により増粘した不要なインクがノズル 1 1 0 を介して、 インク吸収体 3 3 0に排出され、 このインク吸収体 3 3 0に吸収された 排インクがチューブポンプ 3 2 0を介して排インクカートリッジ 3 4 0 (図 3 8参 照) に排出される。 The tube pump 320 is rotated by rotating the rotating body 322 in the direction of the arrow X shown in FIG. 39 around the shaft 32a so that one or two of the tubes 3221 are in contact with the tube 3221. While rotating in the Y direction, the two rollers 3 2 3 sequentially press the tubes 3 2 1 placed on the arcuate guide 3 5 1 of the guide member 3 50. As a result, the tube 3 2 1 is deformed, and the negative pressure generated in the tube 3 2 1 causes the ink (liquid material) in the cavity 14 1 of each ink jet head 1 0 to move the cap 3 10. Unnecessary ink that was sucked through, mixed with air bubbles, or thickened by drying was discharged to the ink absorber 330 through the nozzle 110, and was absorbed by the ink absorber 330. The discharged ink is supplied to the discharged ink cartridge 3400 via the tube pump 320 (see Fig. 38). ).
なお、 このチューブポンプ 3 2 0は、 図示しないパルスモー夕などのモータによ り駆動される。 パルスモータは、 制御部 6により制御される。 チューブポンプ 3 2 0の回転制御に対する駆動情報、 例えば、 回転速度、 回転数が記述されたルックァ ップテーブル、 シーケンス制御が記述された制御プログラムなどは、 制御部 6の P R OM 6 4などに格納されており、 これらの駆動情報に基づいて、 制御部 6の C P U 6 1によってチューブポンプ 3 2 0の制御が行われている。  The tube pump 320 is driven by a motor such as a pulse motor (not shown). The pulse motor is controlled by the control unit 6. Drive information for the rotation control of the tube pump 320, for example, a look-up table in which the rotation speed and the number of rotations are described, a control program in which the sequence control is described, and the like, are stored in the PROM 6.4 of the control unit 6, etc. The CPU 61 of the control unit 6 controls the tube pump 320 based on the drive information.
次に、 回復手段 2 4の動作 (吐出異常回復処理) を説明する。 図 4 0は、 本発明 のインクジェットプリンタ 1 (液滴吐出装置) における吐出異常回復処理を示すフ 口一チヤ一卜である。 上述の吐出異常検出 ·判定処理 (図 2 4のフローチャート参 照) において吐出異常のノズル 1 1 0が検出され、 その原因が判定されると、 印刷 動作 (印字動作) などを行っていない所定のタイミングで、 印字手段 3が所定の待 機領域 (例えば、 図 3 6において印字手段 3 (へッドュニット 3 5 ) のノズルプレ ート 1 5 0をキャップ 3 1 0で覆う位置、 あるいは、 ワイパ 3 0 0によるワイピン グ処理を実施可能な位置) まで移動されて、 吐出異常回復処理が実行される。 まず、 制御部 6は、 図 2 4のステップ S 1 0 7において制御部 6の E E P R OM 6 2に保存された各ノズル 1 1 0に対応する判定結果 (ここで、 この判定結果は、 各ノズル 1 1 0に限定した内容の判定結果ではなく、 各インクジエツトへッド 1 0 0に対するものである。 そのため、 以下において、 吐出異常のノズル 1 1 0とは、 吐出異常が発生したインクジエツトヘッド 1 0 0をも意味する。)を読み出す(ステ ップ S 9 0 1 )。ステップ S 9 0 2において、制御部 6は、 この読み出した判定結果 に吐出異常のノズル 1 1 0があるか否かを判定する。 そして、 吐出異常のノズル 1 1 0がないと判定された場合、 すなわち、 すべてのノズル 1 1 0から正常に液滴が 吐出された場合には、 そのまま、 この吐出異常回復処理を終了する。  Next, the operation of the recovery means 24 (discharge abnormality recovery processing) will be described. FIG. 40 is a front view showing the ejection failure recovery process in the ink jet printer 1 (droplet ejection device) of the present invention. In the above-described discharge abnormality detection / determination process (see the flowchart in FIG. 24), the nozzle 110 having a discharge abnormality is detected, and if the cause is determined, a predetermined operation that does not perform a printing operation (print operation) is performed. At the timing, the printing unit 3 covers the nozzle plate 150 of the printing unit 3 (head unit 35 in FIG. 36) with the cap 310, or the wiper 300 (A position where the wiping process can be performed by the), and the ejection failure recovery process is executed. First, the control unit 6 determines the determination result corresponding to each nozzle 110 stored in the EEPROM 62 of the control unit 6 in step S107 in FIG. 24 (where the determination result is The determination result is not limited to 110, but is determined for each inkjet head 100. Therefore, in the following, the nozzle 110 having an abnormal discharge is referred to as an inkjet head 1 having an abnormal discharge. 0 is also read.) (Step S910). In step S902, the control unit 6 determines whether or not the readout determination result includes a nozzle 110 having an ejection failure. Then, when it is determined that there is no ejection failure nozzle 110, that is, when the droplets are normally ejected from all the nozzles 110, the ejection abnormality recovery processing is terminated as it is.
一方、 いずれかのノズル 1 1 0が吐出異常であつたと判定された場合には、 ステ ップ S 9 0 3において、 制御部 6は、 その吐出異常と判定されたノズル 1 1 0が紙 粉付着であるか否かを判定する。 そして、 そのノズル 1 1 0の出口付近に紙粉が付 着していないと判定された場合には、 ステップ S 9 0 5に移行し、 紙粉が付着して いると判定された場合には、 上述のワイパ 3 0 0によるノズルプレート 1 5 0への ワイピング処理を実行する (ステップ S 9 0 4 )。 On the other hand, when it is determined that any of the nozzles 110 has a discharge abnormality, in step S903, the control unit 6 determines that the nozzle 110 that has been determined to have the discharge abnormality It is determined whether or not it is adhesion. If it is determined that paper dust has not adhered to the vicinity of the outlet of the nozzle 110, the process proceeds to step S905, where paper dust adheres. If it is determined that the nozzle plate 150 is present, the wiping process for the nozzle plate 150 by the wiper 300 described above is executed (step S904).
ステップ S 9 0 5において、 続いて、.制御部 6は、 上記吐出異常と判定されたノ ズル 1 1 0が気泡混入であるか否かを判定する。 そして、 気泡混入であると判定さ れた場合には., 制御部 6は、 すべてのノズル 1 1 0に対してチューブポンプ 3 2 0 によるポンプ吸引処理を実行し(ステップ S 9 0 6 )、 この吐出異常回復処理を終了 する。 一方、 気泡混入でないと判定された場合には、 制御部 6は、 上記計測手段 1 7によって計測された振動板 1 2 1の残留振動の周期の長短に基づいて、 チューブ ポンプ 3 2 0によるボンプ吸引処理又は吐出異常と判定されたノズル 1 1 0のみも しくはすべてのノズル 1 1 0に対するフラッシング処理を実行し (ステップ S 9 0 7 )、 この吐出異常回復処理を終了する。  In step S905, the control unit 6 subsequently determines whether or not the nozzle 110 determined to have the above-described discharge abnormality is a bubble. If it is determined that air bubbles are mixed, the control unit 6 executes a pump suction process by the tube pump 320 for all the nozzles 110 (step S 906), This discharge abnormality recovery process ends. On the other hand, when it is determined that there is no air bubble, the control unit 6 determines whether the pump by the tube pump 320 is based on the length of the period of the residual vibration of the diaphragm 121 measured by the measuring unit 17. The flushing process is performed on only the nozzle 110 or all the nozzles 110 determined to be the suction process or the discharge abnormality (step S <b> 907), and the discharge abnormality recovery process ends.
さて、 以上説明したような本発明のインクジェットプリンタ 1では、 ヘッドュニ ット 3 5の各インクジェットヘッド 1 0 0が記録用紙 P (液滴受容物) に対しイン ク滴 (液滴) を吐出しているとき、 それらの各ノズル 1 1 0から吐出すべき各イン ク滴についての吐出動作に対しそれぞれ吐出異常検出手段 1 0により吐出異常を検 出する。 すなわち、 インクジェットプリン夕 1は、 記録用紙 Pに画像を形成すると き、 各ノズル 1 1 0から吐出すべき全インク滴について、 正常に吐出されたかどう かを検出しながら行う。 これにより、 インクジェットプリン夕 1では、 形成した画 像中に実際にドット抜け (画素の欠損) があるかどうかを検出することができるの で、 形成した画像に欠陥がないかどうかを実際に検出することができる。  In the inkjet printer 1 of the present invention as described above, each inkjet head 100 of the head unit 35 ejects an ink droplet (droplet) to the recording paper P (droplet receptor). In this case, a discharge abnormality is detected by the discharge abnormality detecting means 10 for the discharge operation of each ink droplet to be discharged from each of the nozzles 110. That is, when forming an image on the recording paper P, the inkjet printer 1 performs the operation while detecting whether all the ink droplets to be ejected from each of the nozzles 110 have been ejected normally. As a result, the inkjet printer 1 can detect whether or not there is any dot missing (pixel loss) in the formed image, so it is possible to actually detect whether or not there is any defect in the formed image. can do.
このように、 インクジエツ卜プリン夕 1では、 各ノズル 1 1 0から吐出すべき全 インク滴についてそれぞれ吐出異常の有無を検出するので、 複数のノズル 1 1 0に 対する吐出異常検出を平行して行うことができるよう、 前述した図 2 8又は図 2 9 に示すような構成になっているのが好ましい。 ただし、 本発明では、 前述した図 2 7又は図 3 0に示すような構成であってもよい。 図 2 7又は図 3 0に示すような構 成である場合には、 記録用紙 Pに対する画像形成時に、 各ノズル 1 1 0から同時に ィンク滴を吐出するのではなく、 各ノズル 1 1 0からタイミングをずらして順次ィ ンク滴を吐出するように作動することにより、 全インク滴についてそれぞれ吐出異 常の有無を検出することができる。 As described above, since the ink jet printer 1 detects the presence or absence of a discharge abnormality for each of the ink droplets to be discharged from each nozzle 110, the discharge abnormality detection for the plurality of nozzles 110 is performed in parallel. In order to enable this, it is preferable to have the configuration as shown in FIG. 28 or FIG. 29 described above. However, the present invention may have a configuration as shown in FIG. 27 or FIG. 30 described above. In the configuration shown in FIG. 27 or FIG. 30, when forming an image on the recording paper P, instead of ejecting ink droplets from each nozzle 110 at the same time, timing from each nozzle 110 is used. By shifting the ink droplets sequentially to eject ink droplets, the ejection Presence or absence can be detected.
また、 本実施形態のインクジェットプリンタ 1では、 制御部' 6は、 吐出異常検出 手段 1 0により検出された吐出異常の数をカウントする異常カウン夕 (計数手段) を備えている。 これにより、 インクジェットプリン夕 1は、 記録用紙 Pにインク滴 を吐出することにより画像を形成しながら、 当該記録用紙 Pに対して発生した吐出 異常の数、 すなわち、 当該記録用紙 Pに形成した画像中に発生したドット抜け (画 素の欠損) の数をカウントすることができる。 よって、 インクジェットプリンタ 1 は、発生したドット抜け数に基づき、記録用紙 Pに形成した画像の画質をも検出 (判 定) することができる。 なお、 この異常カウンタ (計数手段) は、 制御部 6の制御 プログラムの一部としてソフト的に構成されていてもよく、 また、 回路としてハー ド的に構成されていてもよい。  In addition, in the inkjet printer 1 of the present embodiment, the control unit 6 includes an abnormal counter (counting unit) that counts the number of ejection abnormalities detected by the ejection abnormality detecting unit 10. As a result, the inkjet printer 1 forms an image by ejecting ink droplets onto the recording paper P, and the number of ejection abnormalities occurring on the recording paper P, ie, the image formed on the recording paper P. It is possible to count the number of missing dots (pixel loss) that occurred inside. Therefore, the inkjet printer 1 can also detect (determine) the image quality of the image formed on the recording paper P based on the number of missing dots. This abnormality counter (counting means) may be configured as software as a part of the control program of the control unit 6, or may be configured as a circuit as a hardware.
次に、 このような本発明のインクジェットプリン夕 1において、 記録用紙 Pに対 する画像形成中 (記録用紙 Pへのインク滴の吐出中) に、 吐出異常を検出した場合 の処理 (エラー処理) について説明する。  Next, in such an ink jet printer 1 of the present invention, a process when an abnormal ejection is detected during image formation on the recording paper P (during ejection of ink droplets to the recording paper P) (error processing) Will be described.
図 4 1は、 画像形成中に吐出異常を検出した場合の処理を示すフロ一チャートで ある。 以下、 図 4 1に基づいて、 インクジェットプリン夕 1における画像形成中に 吐出異常を検出した場合のエラ一処理の一例について説明する。  FIG. 41 is a flowchart showing a process when an ejection failure is detected during image formation. Hereinafter, an example of an error process when an ejection failure is detected during image formation in the inkjet printer 1 will be described with reference to FIG.
ィンクジエツトプリンタ 1は、 印刷を開始すると、 まず、 へッドュニット 3 5力 S 正常な状態にあるかどうかを初期確認する(ステップ S 1 0 0 1 )。 この初期確認に おいては、 フラッシング動作をしつつ吐出異常検出手段 1 0により、 各ノズル 1 1 0の吐出異常検出を行い、へッドュニット 3 5が正常な状態にあることを確認する。 吐出異常が検出された場合には、回復手段 2 4による回復処理を行い、回復させる。 制御部 6は、 ホストコンピュータ 8から印刷データを受信すると (ステップ S 1 0 0 2 )、 給紙装置 5を作動させて記録用紙 Pを供給する (ステップ S 1 0 0 3 )。 また、 制御部 6は、 新たな印刷の開始に当たり、 前記異常力ゥン夕がカウントし た吐出異常発生数 Nを N = 0に戻す (ステップ S 1 0 0 4 )。 さらに、 制御部 6は、 記録用紙 Pに形成する画像中に許容されるドット抜け数の基準値 (許容値) Zを設 定する (ステップ S 1 0 0 5 )。 本実施形態では、 基準値 Z = 5と設定する。 なお、 この基準値 Zは、 固定された値であってもよく、 また、 ホストコンピュー タ 8又は操作パネル 7を操作して任意の数値を入力することにより変更可能になつ ていてもよい。 また、 基準値 Zは、 形成する画像の全画素数に対するドット抜けの 許容割合から決定 (算出) されるように構成されていてもよい。 その場合、 その許 容割合も、 固定された値でも、 ホストコンピュータ 8又は操作パネル 7を操作して 任意の数値を入力することにより変更可能であってもよい。 When printing is started, the ink jet printer 1 first checks whether or not the head unit 35 is in a normal state (step S1001). In this initial confirmation, the ejection abnormality is detected by the ejection abnormality detection means 10 for each nozzle 110 while performing the flushing operation, and it is confirmed that the head unit 35 is in a normal state. When an abnormal discharge is detected, the recovery process is performed by the recovery unit 24 to recover. When receiving the print data from the host computer 8 (step S1002), the control section 6 operates the paper feeder 5 to supply the recording paper P (step S1003). Further, at the start of new printing, the control section 6 returns the number N of ejection abnormalities counted by the abnormal force control to N = 0 (step S1004). Further, the control unit 6 sets a reference value (allowable value) Z of the number of missing dots allowed in an image formed on the recording paper P (step S1005). In the present embodiment, the reference value Z is set to 5. The reference value Z may be a fixed value, or may be changed by operating the host computer 8 or the operation panel 7 and inputting an arbitrary numerical value. Further, the reference value Z may be determined (calculated) from an allowable ratio of missing dots with respect to the total number of pixels of an image to be formed. In this case, the allowable ratio may be a fixed value or may be changed by operating the host computer 8 or the operation panel 7 and inputting an arbitrary numerical value.
次いで、 制御部 6は、 入力された印刷データに基づき、 各インクジェットヘッド 1 0 0を駆動して吐出動作を行わせ、 各ノズル 1 1 0からインク滴を吐出し、 これ により、 インクジェットプリンタ 1は、 記録用紙 Pに対する記録動作を行う (ステ ップ S 1 0 0 6 )。 この記録動作において、 吐出異常検出手段 1 0は、各ノズル 1 1 0から吐出すべき各インク滴についての吐出動作に対しそれぞれ吐出異常検出手段 1 0により吐出異常を検出する (ステップ S 1 0 0 7 )。  Next, based on the input print data, the control unit 6 drives each of the inkjet heads 100 to perform an ejection operation, and ejects ink droplets from each of the nozzles 110, whereby the inkjet printer 1 Then, a recording operation is performed on the recording paper P (step S106). In this recording operation, the ejection abnormality detecting means 10 detects the ejection abnormality by the ejection abnormality detecting means 10 for the ejection operation of each ink droplet to be ejected from each nozzle 110 (step S100). 7).
異常カウン夕は、 1つの吐出異常が検出される度に(ステップ S 1 0 0 8 )、 吐出 異常発生数 Nを N = N + 1とすることにより (ステップ S 1 0 0 9 )、 検出 (発生) した吐出異常の総数をカウントする。  The abnormal count is detected (step S1008) every time one discharge abnormality is detected (step S1008), by setting the number of discharge abnormalities N to N = N + 1 (step S1009). Count the total number of discharge abnormalities that occurred.
制御部 6は、 異常力ゥンタによりカウントされた吐出異常発生数 Nが基準値 Zを 超えたか否かを判断する (ステップ S 1 0 1 0 )。そして、 吐出異常発生数 Nが基準 値 Zに達していない場合には、 当該印刷データに基づく印刷が完了しているかどう かを判断し (ステップ S 1 0 1 1 )、未完了であれば、 ステップ S 1 0 0 6に戻って 記録動作を続行する。  The control unit 6 determines whether or not the number N of ejection abnormalities counted by the abnormal force counter has exceeded the reference value Z (step S11010). If the number N of ejection errors has not reached the reference value Z, it is determined whether printing based on the print data has been completed (step S 101). Returning to step S106, the recording operation is continued.
吐出異常発生数 Nが基準値 Zに達することなく当該印刷データに基づく印刷が完 了した場合には、 インクジェットプリン夕 1は、 印刷を終了する。 この場合には、 印刷が完了した記録用紙 Pに形成された画像は、 基準値 Zに基づく画質基準を満足 していることとなる。  If the printing based on the print data is completed without the number of ejection failures N reaching the reference value Z, the inkjet printer 1 ends the printing. In this case, the image formed on the printed recording paper P satisfies the image quality standard based on the standard value Z.
これに対し、 制御部 6は、 印刷の途中、 ステップ S 1 0 1 0において吐出異常発 生数 Nが基準値 Zを超えたと判断した場合には、 その旨を操作パネル 7の表示部に 表示させる (ステップ S 1 0 1 2 )。 これにより、記録用紙 Pに形成された画像が基 準値 Zに基づく画質基準を満足していないのをインクジエツトプリン夕 1の操作者 (使用者) に報知することができる。 On the other hand, when the control unit 6 determines that the number N of abnormal discharges exceeds the reference value Z in step S11010 during printing, the control unit 6 displays the fact on the display unit of the operation panel 7. (Step S 1 0 1 2). As a result, the operator of the ink jet printer 1 confirms that the image formed on the recording paper P does not satisfy the image quality standard based on the standard value Z. (User).
なお、 この場合の操作パネル 7の表示は、 例えば、 吐出異常発生数 Nと基準値 Z とを表示してもよく、また、画質が基準に達しなかった旨を表示するだけでもよい。 さらに、本発明では、報知手段 (報知の方法) としては、表示部への表示に限らず、 例えば、 音声、 警報音、 ランプの点灯によるもの、 あるいはインタ一フェース 9を 経由してホストコンピュータ 8などへ、 又はネットワークを経由してプリントサー バーなどへそれぞれ吐出異常情報を伝達するものなど、 いかなるものでもよい。 また、 制御部 6は、 ステップ S 1010において吐出異常発生数 Nが基準値 Zを 超えたと判断した場合には、 印刷を中止する。 あるいは、 印刷を中止せず、 印刷を 最後まで完了させてもよい。  In this case, the display on the operation panel 7 may display, for example, the number of occurrences N of discharge abnormalities and the reference value Z, or only display that the image quality has not reached the reference. Further, in the present invention, the notifying means (notifying method) is not limited to the display on the display unit, and may be, for example, a sound, an alarm sound, a lighting of a lamp, or a host computer 8 via the interface 9. Or any device that transmits ejection abnormality information to a print server or the like via a network. If the controller 6 determines in step S1010 that the number N of ejection failures has exceeded the reference value Z, the controller 6 stops printing. Alternatively, printing may be completed to the end without stopping printing.
図 42は、 画像形成中に吐出異常を検出した場合の処理の他の例を示すフローチ ヤートである。 以下、 図 42に基づいて、 インクジェットプリン夕 1における画像 形成中に吐出異常を検出した場合のエラ一処理の他の例について説明するが、 図 4 1に示したエラー処理との相違点を中心に説明し、同様の事項は説明を簡略化する。 インクジェットプリンタ 1は、 印刷を開始すると、 まず初期確認を行い (ステツ プ S 1101)、制御部 6は、 ホストコンピュータ 8から印刷データを受信する (ス テツプ S 1102)。 さらに、 制御部 6は、 前記と同様にして、 記録用紙 Pに形成す る画像中に許容されるドット抜け数の基準値 (画像欠陥許容値) Zを設定する (ス テツプ S 1103)。 本実施形態では、 基準値 Z== 5と設定する。  FIG. 42 is a flowchart showing another example of the process when an ejection failure is detected during image formation. Hereinafter, another example of the error processing when an ejection error is detected during image formation in the inkjet printer 1 will be described with reference to FIG. 42. The difference from the error processing shown in FIG. 41 will be mainly described. And similar items simplify the description. When printing starts, the inkjet printer 1 first performs an initial check (Step S1101), and the control unit 6 receives print data from the host computer 8 (Step S1102). Further, the control unit 6 sets the reference value (image defect allowable value) Z of the number of missing dots allowed in the image formed on the recording paper P in the same manner as described above (step S1103). In the present embodiment, the reference value Z == 5 is set.
そして、制御部 6は、給紙装置 5を作動させて記録用紙 Pを供給するとともに(ス テツプ S 1104)、異常カウン夕がカウントした吐出異常発生数 Nを N=0に戻す (ステップ S 1105)。 .  Then, the control unit 6 operates the paper feeder 5 to supply the recording paper P (Step S1104), and returns the number N of ejection errors counted by the abnormal counter to N = 0 (Step S1105). ). .
次いで、 インクジエツトプリン夕 1は、 記録用紙 Pに対する記録動作を行う (ス テツプ S 1106)。 この記録動作において、 吐出異常検出手段 10は、 各ノズル 1 10から吐出すべき各インク滴についての吐出動作に対しそれぞれ吐出異常検出手 段 10により吐出異常を検出する (ステップ S 1107)。  Next, the ink jet printer 1 performs a recording operation on the recording paper P (step S1106). In this recording operation, the discharge abnormality detecting means 10 detects the discharge abnormality by the discharge abnormality detection means 10 for the discharge operation of each ink droplet to be discharged from each nozzle 110 (step S1107).
異常カウンタは、 1つの吐出異常が検出される度に (ステップ S 1108)、 吐出 異常発生数 Nを N = N+ 1とすることにより (ステップ S 1109)、 検出 (発生) した吐出異常の総数をカウントする。 The abnormality counter detects (occurs) each time one ejection abnormality is detected (step S1108) by setting the number N of ejection errors to N = N + 1 (step S1109). The total number of ejection abnormalities counted is counted.
制御部 6は、 カウントされた吐出異常発生数 Nが基準値 Zを超えたか否かを判断 する (ステップ S 1 1 1 0 )。そして、 吐出異常発生数 Nが基準値 Zに達していない 場合には、 当該印刷データに基づく印刷が完了しているかどうかを判断し (ステツ プ S 1 1 1 1 )、未完了であれば、ステップ S 1 1 0 6に戻って記録動作を続行する。 吐出異常発生数 Nが基準値 Zに達することなく当該印刷データに基づく印刷が完 了した場合には、 インクジェットプリン夕 1は、 印刷を終了する。 この場合には、 印刷が完了した記録用紙 pに形成された画像は、 基準値 τに基づく画質基準を満足 していることとなる。  The control unit 6 determines whether or not the counted number N of discharge abnormalities exceeds the reference value Z (step S111). If the number N of ejection errors has not reached the reference value Z, it is determined whether printing based on the print data has been completed (step S111). Returning to step S1106, the recording operation is continued. If the printing based on the print data is completed without the number of ejection failures N reaching the reference value Z, the inkjet printer 1 ends the printing. In this case, the image formed on the printed recording paper p satisfies the image quality standard based on the standard value τ.
これに対し、 制御部 6は、 印刷の途中、 ステップ S 1 1 1 0において吐出異常発 生数 Νが基準値 Ζを超えたと判断した場合には、 当該記録用紙 Ρに対する印刷 (ィ ンク滴の吐出) を中止し、 ステップ S 1 1 0 4に戻って、 給紙装置 5を作動させて 当該記録用紙 Ρを排出するとともに次の記録用紙 Ρを供給し、 ステップ S 1 1 0 5 以下を行う。  On the other hand, if the control unit 6 determines that the number of abnormal discharge occurrences Ζ exceeds the reference value に お い て in step S11110 during printing, the control unit 6 prints (ink droplets) on the recording paper Ρ. Is stopped, and the flow returns to step S1104 to operate the paper feeder 5 to discharge the recording paper Ρ and supply the next recording paper 、, and perform steps S1105 and below. .
すなわち、 図 4 2のエラー処理においては、 印刷の途中でカウントされた吐出異 常発生数 Νが基準値 Ζを超えた場合には、 その記録用紙 Ρを排紙して、 新しい記録 用紙 Ρを給紙し、 この記録用紙 Ρに対して新たに同様の印刷 (インク滴の吐出) を 行う (やり直す) よう作動する。 これにより、 基準値 Ζに基づく画質基準を満足す る画像が形成された記録用紙 Ρが出来上がるまで印刷が継続される (やり直す) の で、 インクジェットプリンタ 1の操作者 (使用者) は、 印刷中に吐出異常が発生し た場合であっても、 所望の画質のものを得ることができる。  In other words, in the error processing of FIG. 42, when the number of discharge abnormalities Ν counted during printing exceeds the reference value Ζ, the recording paper Ρ is discharged and a new recording paper Ρ is replaced. Feeds paper and operates to perform the same printing (ejection of ink droplets) newly on this recording paper 新 た (redo). As a result, printing is continued (re-started) until recording paper Ρ on which an image that satisfies the image quality standard based on the reference value 上 が る is formed (re-starting). Even if a discharge abnormality occurs in the ink, a desired image quality can be obtained.
なお、 印刷の途中で吐出異常発生数 Νが基準値 Ζを超え、 新しい記録用紙 Ρに印 刷をやり直す場合、 その前に、 回復手段 2 4によってインクジェットヘッド 1 0 0 (ヘッドユニット 3 5 ) の回復処理を行うこととしてもよい。 これにより、 インク ジエツトへッド 1 0 0 (へッドュニット 3 5 ) の吐出異常の原因が確実に解消され るので、 新しい記録用紙 Ρに対する再印刷において吐出異常が再発生するのをより 確実に防止することができる。  If the number of discharge abnormalities Ζ exceeds the reference value で during printing and printing is to be performed again on new recording paper Ρ, the recovery means 24 must first reset the ink jet head 100 (head unit 35). Recovery processing may be performed. As a result, the cause of the ejection failure of the ink jet head 100 (head unit 35) is reliably eliminated, so that the ejection failure can be prevented from occurring again in the reprinting of new recording paper Ρ. can do.
図 4 3は、 画像形成中に吐出異常を検出した場合の処理のさらに他の例を示すフ ローチャートである。 以下、 図 4 3に基づいて、 インクジェットプリン夕 1におけ る画像形成中に吐出異常を検出した場合のエラー処理のさらに他の例について説明 するが、 図 4 2に示したエラー処理との相違点を中心に説明し、 同様の事項は説明 を省略する。 FIG. 43 is a flowchart showing still another example of the processing performed when an ejection failure is detected during image formation. It is a low chart. Hereinafter, another example of the error processing when an ejection failure is detected during image formation in the inkjet printer 1 will be described with reference to FIG. 43, but the difference from the error processing shown in FIG. 42 will be described. The explanation is focused on the points, and the explanation of the same items is omitted.
図 4 3に示すエラー処理では、 そのステップ S 1 2 0 1〜S 1 2 1 1のうち、 記 録用紙 Pに形成する画像中に許容されるドッ 1、抜け数の基準値 (画像欠陥許容値) Zを設定するステップ S 1 2 0 3以外は、 図 4 2のステップ S 1 1 0 1〜S 1 1 0 2及び S 1 1 0 4〜S 1 1 1 1と同様である。 よって、 このステップ S 1 2 0 3を 中心に説明する。  In the error processing shown in Fig. 43, the reference values of the number of dots 1 and the number of missing dots (image defect tolerance) that are allowed in the image formed on the recording Value) The steps are the same as steps S1101-S1102 and S1104-S1111 in FIG. Therefore, description will be made focusing on this step S122.
本実施形態のィンクジェットプリン夕 1は、 許容ドッ卜抜け数の基準値が異なる 3つの作動モード、 すなわち高品位モ一ド、 中品位モード及び低品位モ一ドを有し ている。 制御部 6は、 これらの各作動モードに対応する制御プログラムを有してお り、 インクジェットプリンタ 1の操作者 (使用者) は、 ホストコンピュータ 8又は 操作パネル 7を操作して、 いずれかの作動モ一ドを選択することができる。  The ink jet printer 1 according to the present embodiment has three operation modes having different reference values of the number of allowable dropouts, that is, a high-quality mode, a medium-quality mode, and a low-quality mode. The control unit 6 has a control program corresponding to each of these operation modes, and the operator (user) of the inkjet printer 1 operates the host computer 8 or the operation panel 7 to operate any one of the operation modes. Mode can be selected.
高品位モ一ドは、 全画素中に 1つもドット抜けがない画像を形成するための作動 モードである。 これに対し、 中品位モードは、 全画素数の 0 . 1 %までのドット抜 けの発生を許容する作動モードであり、 低品位モードは、 全画素数の 1 %までのド ット抜けの発生を許容する作動モードである。  The high quality mode is an operation mode for forming an image having no missing dots in all pixels. In contrast, the medium-quality mode is an operation mode that allows dots to be skipped up to 0.1% of the total number of pixels, and the low-quality mode is one in which dots are missing up to 1% of the total number of pixels. This is an operation mode that allows generation.
ステップ S 1 2 0 3では、 上記のような各作動モードで許容されるドット抜け発 生割合に応じて、 許容ドット抜け数の基準値 Zが設定される。 ここでは、 ステップ S 1 2 0 2で受信した印刷データが、 全画素数が 2 0 0 0 0画素からなる文字を主 体とした画像を印刷するものとして説明する。 この場合、 高品位モードが選択され ている場合には、 1つのドット抜けも許容しないので、 許容ドット抜け数の基準値 Zは、 Z == 0に設定される。 中品位モードが選択されている場合には、 許容ドット 抜け数の基準値 Zは、 2 0 0 0 0画素の 0 . 1 %であるので、 Z = 2 0と設定され る。 低品位モードが選択されている場合には、 許容ドット抜け数の基準値 Zは、 2 0 0 0 0画素の 1 %であるので、 Z = 2 0 0と設定される。  In step S123, the reference value Z of the allowable number of missing dots is set according to the allowable dot missing ratio in each of the operation modes described above. Here, a description will be given assuming that the print data received in step S122 prints an image mainly composed of characters in which the total number of pixels is 20000 pixels. In this case, when the high-quality mode is selected, even one missing dot is not allowed, so the reference value Z of the number of allowed missing dots is set to Z == 0. When the medium quality mode is selected, the reference value Z of the allowable dot missing number is 0.1% of 20000 pixels, so that Z = 20 is set. When the low-quality mode is selected, the reference value Z of the allowable number of missing dots is 1% of 2000 pixels, so that Z is set to 2000.
なお、 高品位モ一ド、 中品位モード及び低品位モードは、 上記のように基準値 Z が全画素数に対する割合として定められているものに限らず、 絶対的な数として定 められていてもよい。 また、 高品位モード、 中品位モード及び低品位モードの間で は、 基準値 Zが異なるように作動するのみならず、 他の制御方法が異なっていても よく、 例えば、 形成する画像の解像度が異なっていてもよい。 The high-quality mode, medium-quality mode, and low-quality mode use the reference value Z as described above. Is not limited to the ratio defined with respect to the total number of pixels, but may be defined as an absolute number. In addition, in the high-quality mode, the medium-quality mode, and the low-quality mode, not only the reference value Z is operated so as to be different, but also other control methods may be different. It may be different.
以上のように、 ステップ S 1 2 0 3においては、 選択された作動モ一ドに応じて ドッ卜抜け数の基準値 Zが設定される。 よって、 高品位モードが選択されている場 合には、 吐出異常 (ドット抜け) が 1つでも検出された場合には、 記録用紙 Pを新 しいものに取り替えて再印刷する (印刷をやり直す)。 また、 中品位モードが選択さ れている場合には、 検出された吐出異常 (ドット抜け) が 2 0個までは許容して印' 刷を続行し、 2 0個を超えた場合には、 記録用紙 Pを新しいものに取り替えて再印 刷する。そして、低品位モードが選択されている場合には、検出された吐出異常(ド ット抜け) が 2 0 0個までは許容して印刷を続行し、 2 0 0個を超えた場合には、 記録用紙 Pを新しいものに取り替えて再印刷する。  As described above, in step S123, the reference value Z of the number of missing dots is set in accordance with the selected operation mode. Therefore, when the high-quality mode is selected, if even one ejection error (missing dot) is detected, replace the recording paper P with a new one and reprint (reprint). . When the medium-quality mode is selected, printing is continued while allowing up to 20 detected ejection abnormalities (missing dots). Replace recording paper P with a new one and reprint. When the low-quality mode is selected, printing is continued while permitting up to 200 detected ejection abnormalities (missing dots). Replace the recording paper P with a new one and print again.
このように、 本実施形態では、 インクジェットプリンタ 1の操作者 (使用者) が 所望する画質に応じ、 過不足のない画質の印刷物が得られるように印刷を行うこと ができ、 合理的な (無駄のない) 印刷動作を行うことができる。  As described above, according to the present embodiment, the operator (user) of the ink jet printer 1 can perform printing so as to obtain a printed matter having an image quality that is not excessive or insufficient according to a desired image quality. Without) printing operation can be performed.
以上説明したような、 本実施形態の液滴吐出装置では、 従来の吐出異常を検出可 能な液滴吐出装置に比べ、 他の部品 (例えば、 光学式のドット抜け検出装置など) を必要としないので、 液滴吐出へッドのサイズを大きくすることなく液滴の吐出異 常を検出することができるとともに、 吐出異常 (ドット抜け) 検出を行うことがで きる液滴吐出装置の製造コストを低く抑えることができる。 また、 液滴吐出動作後 の振動板の残留振動を用いて液滴の吐出異常を検出しているので、 記録動作の途中 でも液滴の吐出異常を検出することができる。  As described above, the droplet discharge device of the present embodiment requires other components (for example, an optical dot missing detection device, etc.) as compared with the conventional droplet discharge device capable of detecting a discharge abnormality. Because of this, it is possible to detect a droplet discharge abnormality without increasing the size of the droplet discharge head, and to manufacture a droplet discharge device capable of detecting a discharge abnormality (missing dot). Can be kept low. Further, since the abnormal discharge of the droplet is detected using the residual vibration of the diaphragm after the operation of discharging the droplet, the abnormal discharge of the droplet can be detected even during the recording operation.
なお、 本発明では、 吐出異常検出手段は、 発生した吐出異常の原因を判定しない ものであってもよい。 また、 吐出異常検出手段は、 記録動作を行いながら吐出異常 を検出することができるものであれば、 上述した実施形態のものに限らず、 例えば 光学的に検出するもの、音響的に検出するものなど、いかなる方式のものでもよい。 <第 2実施形態 > In the present invention, the discharge abnormality detection means may not determine the cause of the generated discharge abnormality. The ejection failure detection means is not limited to the above-described embodiment as long as it can detect the ejection failure while performing the printing operation. Any method may be used. <Second embodiment>
次に、 本発明におけるインクジェットヘッドの他の構成例について説明する。 図 4 4〜図 4 7は、 それぞれ、 ィンクジエツトへッド (へッドュニット) の他の構成 例の概略を示す断面図である。 以下、 これらの図に基づいて説明するが 前述した 実施形態と相違する点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。 図 4 4に示すインクジエツトへッド 1 0 O Aは、 圧電素子 2 0 0の駆動により振 動板 2 1 2が振動し、 キヤビティ 2 0 8内のインク (液体) がノズル 2 0 3から吐 出するものである。 ノズル (孔) 2 0 3が形成されたステンレス鋼製のノズルプレ 一卜 2 0 2には、 ステンレス鋼製の金属プレート 2 0 4が接着フィルム 2 0 5を介 して接合されており、 さらにその上に同様のステンレス鋼製の金属プレート 2 0 4 が接着フィルム 2 0 5を介して接合されている。 そして、 その上には、 連通口形成 プレート 2 0 6及びキヤビティプレート 2 0 7が順次接合されている。  Next, another configuration example of the inkjet head according to the present invention will be described. FIG. 44 to FIG. 47 are cross-sectional views each schematically showing another example of the configuration of the ink jet head (head unit). Hereinafter, description will be made based on these drawings, but the description will be focused on the points different from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted. In the ink jet head 100A shown in FIG. 44, the vibration plate 212 vibrates by driving the piezoelectric element 200, and the ink (liquid) in the cavity 208 is ejected from the nozzle 203. Is what you do. A stainless steel nozzle plate 202 having a nozzle (hole) 203 formed thereon is joined with a stainless steel metal plate 204 via an adhesive film 205. A metal plate 204 made of the same stainless steel is joined on the upper side via an adhesive film 205. Then, a communication port forming plate 206 and a cavity plate 207 are sequentially joined thereon.
ノズルプレート 2 0 2、 金属プレート 2 0 4、 接着フィルム 2 0 5、 連通口形成 プレート 2 0 6及びキヤビティプレート 2 0 7は、 それぞれ所定の形状 (凹部が形 成されるような形状) に成形され、 これらを重ねることにより、 キヤビティ 2 0 8 及びリザーバ 2 0 9が形成される。 キヤビティ 2 0 8とリザ一バ 2 0 9とは、 イン ク供給口 2 1 0を介して連通している。 また、 リザ一バ 2 0 9は、 インク取り入れ 口 2 1 1に連通している。  The nozzle plate 202, the metal plate 204, the adhesive film 205, the communication port forming plate 206 and the cavity plate 200 each have a predetermined shape (shape such that a concave portion is formed). By molding and stacking these, a cavity 208 and a reservoir 209 are formed. The cavity 208 and the reservoir 209 communicate with each other via an ink supply port 210. In addition, the reservoir 209 communicates with the ink intake port 211.
キヤビティプレート 2 0 7の上面開口部には、 振動板 2 1 2が設置され、 この振 動板 2 1 2には、 下部電極 2 1 3を介して圧電素子 (ピエゾ素子) 2 0 0が接合さ れている。 また、 圧電素子 2 0 0の下部電極 2 1 3と反対側には、 上部電極 2 1 4 が接合されている。 ヘッドドライバ 3 3は、 駆動電圧波形を生成する駆動回路を備 え、 上部電極 2 1 4と下部電極 2 1 3との間に駆動電圧波形を印加 (供給) するこ とにより、 圧電素子 2 0 0が振動し、 それに接合された振動板 2 1 2が振動する。 この振動板 2 1 2の振動によりキヤビティ 2 0 8の容積 (キヤビティ内の圧力) が 変化し、 キヤビティ 2 0 8内に充填されたインク (液体) がノズル 2 0 3より液滴 として吐出する。  A vibrating plate 212 is provided at an opening on the upper surface of the cavity plate 207, and a piezoelectric element (piezoelectric element) 200 is provided on the vibrating plate 212 via a lower electrode 21. Joined. An upper electrode 214 is joined to the piezoelectric element 200 on the side opposite to the lower electrode 211. The head driver 33 includes a drive circuit for generating a drive voltage waveform, and applies (supplies) the drive voltage waveform between the upper electrode 214 and the lower electrode 213 to form the piezoelectric element 20. 0 vibrates, and the diaphragm 2 1 2 vibrates to it. Due to the vibration of the vibration plate 212, the volume of the cavity 208 (pressure in the cavity) changes, and the ink (liquid) filled in the cavity 208 is ejected from the nozzle 203 as droplets.
液滴の吐出によりキヤビティ 2 0 8内で減少した液量は、 リザーバ 2 0 9からィ ンクが供給されて補給される。 また、 リザーバ 2 0 9へは、 インク取り入れ口 2 1 1からインクが供給される。 The amount of liquid reduced in the cavity 208 due to the ejection of droplets is Is supplied and replenished. Further, ink is supplied to the reservoir 209 from the ink intake port 211.
図 4 5に示すインクジエツトへッド 1 0 0 Bも前記と同様に、 圧電素子 2 0 0の 駆動によりキヤピティ 2 2 1内のィンク(液体)がノズルから吐出するものである。 このインクジエツトへッド 1 0 0 Bは、 一対の対向する基板 2 2 0を有し、 両基板 2 2 0間に、 複数の圧電素子 2 0 0が所定間隔をおいて間欠的に設置されている。 隣接する圧電素子 2 0 0同士の間には、 キヤビティ 2 2 1が形成されている。 キ ャビティ 2 2 1の図 4 5中前方にはプレート(図示せず)、後方にはノズルプレート 2 2 2が設置され、 ノズルプレー h 2 2 2の各キヤビティ 2 2 1に対応する位置に は、 ノズル (孔) 2 2 3が形成されている。  In the ink jet head 100B shown in FIG. 45, similarly to the above, the ink (liquid) in the captivity 21 is discharged from the nozzle by driving the piezoelectric element 200. This ink jet head 100 B has a pair of opposed substrates 220, and a plurality of piezoelectric elements 200 are intermittently arranged at predetermined intervals between the two substrates 220. I have. A cavity 2 21 is formed between adjacent piezoelectric elements 200. A plate (not shown) is installed at the front in FIG. 4 5 of the cavity 2 2 1, and a nozzle plate 2 2 2 is installed at the rear, and a position corresponding to each cavity 2 2 1 of the nozzle play h 2 2 A nozzle (hole) 222 is formed.
各圧電素子 2 0 0の一方の面及び他方の面には、 それぞれ、 一対の電極 2 2 4が 設置されている。 すなわち、 1つの圧電素子 2 0 0に対し、 4つの電極 2 2 4が接 合されている。 これらの電極 2 2 4のうち所定の電極間に所定の駆動電圧波形を印 加することにより、 圧電素子 2 0 0がシェアモード変形して振動し (図 4 5におい て矢印で示す)、 この振動によりキヤビティ 2 2 1の容積(キヤビティ内の圧力)が 変化し、 キヤビティ 2 2 1内に充填されたィンク (液体) がノズル 2 2 3より液滴 として吐出する。 すなわち、 インクジェットヘッド 1 0 0 Bでは、 圧電素子 2 0 0 自体が振動板として機能する。  A pair of electrodes 224 is provided on one surface and the other surface of each piezoelectric element 200, respectively. That is, four electrodes 224 are connected to one piezoelectric element 200. By applying a predetermined drive voltage waveform between predetermined electrodes of these electrodes 222, the piezoelectric element 200 is deformed in shear mode and vibrates (indicated by an arrow in FIG. 45). The volume of the cavity 222 (pressure in the cavity) changes due to the vibration, and the ink (liquid) filled in the cavity 222 is discharged as droplets from the nozzle 222. That is, in the inkjet head 100B, the piezoelectric element 200 itself functions as a diaphragm.
図 4 6に示すインクジエツトへッド 1 0 0 Cも前記と同様に、 圧電素子 2 0 0の 駆動によりキヤビティ 2 3 3内のインク (液体) がノズル 2 3 1から吐出するもの である。 このインクジエツトへッド 1 0 0 Cは、 ノズル 2 3 1が形成されたノズル プレート 2 3 0と、 スぺーサ 2 3 2と、 圧電素子 2 0 0とを備えている。 圧電素子 2 0 0は、 ノズルプレート 2 3 0に対しスぺ一サ 2 3 2を介して所定距離離間して 設置されており、 ノズルプレート 2 3 0と圧電素子 2 0 0とスぺーサ 2 3 2とで囲 まれる空間にキヤビティ 2 3 3が形成されている。  The ink jet head 100C shown in FIG. 46 also discharges the ink (liquid) in the cavity 233 from the nozzle 231 by driving the piezoelectric element 200 in the same manner as described above. The ink jet head 100C includes a nozzle plate 230 on which the nozzles 231 are formed, a spacer 232, and a piezoelectric element 200. The piezoelectric element 200 is installed at a predetermined distance from the nozzle plate 230 via a spacer 232, and the nozzle plate 230, the piezoelectric element 200, and the spacer A cavity 2 33 is formed in a space surrounded by 32.
圧電素子 2 0 0の図 4 6中上面には、 複数の電極が接合されている。 すなわち、 圧電素子 2 0 0のほぼ中央部には、 第 1電極 2 3 4が接合され、 その両側部には、 それぞれ第 2の電極 2 3 5が接合されている。 第 1電極 2 3 4と第 2電極 2 3 5と の間に所定の駆動電圧波形を印加することにより、 圧電素子 2 0 0がシェアモード 変形して振動し(図 4 6において矢印で示す)、 この振動によりキヤビティ 2 3 3の 容積 (キヤビティ内の圧力)が変化し、キヤビティ 2 3 3内に充填されたインク (液 体) がノズル 2 3 1より液滴として吐出する。 すなわち、 インクジェットヘッド 1 0 0 Cでは、 圧電素子 2 0 0自体が振動板として機能する。 A plurality of electrodes are joined to the upper surface of the piezoelectric element 200 in FIG. That is, a first electrode 234 is joined to a substantially central portion of the piezoelectric element 200, and a second electrode 235 is joined to both sides thereof. 1st electrode 2 3 4 and 2nd electrode 2 3 5 By applying a predetermined drive voltage waveform during the period, the piezoelectric element 200 is deformed in the shear mode and vibrates (indicated by an arrow in FIG. 46), and this vibration causes the volume of the cavity 23 3 (in the cavity) The pressure changes, and the ink (liquid) filled in the cavity 2 33 is ejected from the nozzle 2 31 as droplets. That is, in the inkjet head 100 C, the piezoelectric element 200 itself functions as a diaphragm.
図 4 7に示すインクジエツトへッド 1 0 0 Dも前記と同様に、 圧電素子 2 0 0の 駆動によりキヤビティ 2 4 5内のインク (液体) がノズル 2 4 1から吐出するもの である。 このインクジエツトへッド 1 0 0 Dは、 ノズル 2 4 1が形成されたノズル プレート 2 4 0と、 キヤビティプレート 2 4 2と、 振動板 2 4 3と、 複数の圧電素 子 2 0 0を積層してなる積層圧電素子 2 0 1とを備えている。  In the ink jet head 100D shown in FIG. 47, the ink (liquid) in the cavity 245 is discharged from the nozzle 241 by driving the piezoelectric element 200 in the same manner as described above. This ink jet head 100D is composed of a nozzle plate 240 on which the nozzles 241 are formed, a cavity plate 242, a vibration plate 243, and a plurality of piezoelectric elements 200. And a multi-layer piezoelectric element 201.
キヤビティプレート 2 4 2は、 所定の形状 (凹部が形成されるような形状) に成 形され、 これにより、 キヤビティ 2 4 5及びリザ一バ 2 4 6が形成される。 キヤビ ティ 2 4 5とリザーバ 2 4 6とは、 ィンク供給口 2 4 7を介して連通している。 ま た、 リザーバ 2 4 6は、 インク供給チューブ 3 1 1を介してインクカートリッジ 3 1と連通している。  The cavity plate 242 is formed in a predetermined shape (shape such that a concave portion is formed), whereby the cavity 245 and the reservoir 246 are formed. The cavity 245 and the reservoir 246 communicate with each other via an ink supply port 247. The reservoir 246 communicates with the ink cartridge 31 via the ink supply tube 311.
積層圧電素子 2 0 1の図 4 7中下端は、 中間層 2 4 4を介して振動板 2 4 3と接 合されている。 積層圧電素子 2 0 1には、 複数の外部電極 2 4 8及び内部電極 2 4 9が接合されている。 すなわち、 積層圧電素子 2 0 1の外表面には、 外部電極 2 4 8が接合され、 積層圧電素子 2 0 1を構成する各圧電素子 2 0 0同士の間 (又は各 圧電素子の内部) には、 内部電極 2 4 9が設置されている。 この場合、 外部電極 2 4 8と内部電極 2 4 9の一部が、 交互に、 圧電素子 2 0 0の厚さ方向に重なるよう に配置される。  The middle and lower ends of the laminated piezoelectric element 201 shown in FIG. 47 are connected to the diaphragm 243 via the intermediate layer 244. A plurality of external electrodes 248 and internal electrodes 249 are joined to the laminated piezoelectric element 201. That is, an external electrode 248 is bonded to the outer surface of the multilayer piezoelectric element 201, and is provided between the piezoelectric elements 200 constituting the multilayer piezoelectric element 201 (or inside each piezoelectric element). The internal electrode 249 is installed. In this case, the external electrodes 248 and a part of the internal electrodes 249 are alternately arranged so as to overlap in the thickness direction of the piezoelectric element 200.
そして、 外部電極 2 4 8と内部電極 2 4 9との間にへッドドライバ 3 3より駆動 電圧波形を印加することにより、 積層圧電素子 2 0 1が図 4 7中の矢印で示すよう に変形して (図 4 7中上下方向に伸縮して) 振動し、 この振動により振動板 2 4 3 が振動する。 この振動板 2 4 3の振動によりキヤビティ 2 4 5の容積 (キヤピティ 内の圧力) が変化し、 キヤビティ 2 4 5内に充填されたインク (液体) がノズル 2 4 1より液滴として吐出する。 液滴の吐出によりキヤビティ 2 4 5内で減少した液量は、 リザーバ 2 4 6力 らィ ンクが供給されて補給される。 また、 リザ一バ 2 4 6へは、 インクカートリッジ 3 1からインク供給チューブ 3 1 1を介してィンクが供給される。 Then, by applying a driving voltage waveform from the head driver 33 between the outer electrode 248 and the inner electrode 249, the multilayer piezoelectric element 201 is deformed as shown by the arrow in FIG. 47. Vibrating (expanding and contracting in the vertical direction in Fig. 47), and the vibration causes the diaphragm 243 to vibrate. Due to the vibration of the vibrating plate 243, the volume of the cavity 245 (the pressure in the cavity) changes, and the ink (liquid) filled in the cavity 245 is ejected from the nozzle 241 as droplets. The amount of the liquid reduced in the cavity 245 due to the ejection of the droplet is supplied by supplying the ink from the reservoir 246. Ink is supplied to the reservoir 246 from the ink cartridge 31 via the ink supply tube 311.
以上のような圧電素子を備えるインクジエツトへッド 1 0 0 A〜l 0 0 Dにおい ても、 前述した静電容量方式のインクジエツ卜へッド 1 0 0と同様にして 振動板 又は振動板として機能する圧電素子の残留振動に基づき、 液滴吐出の異常を検出し あるいはその異常の原因を特定することができる。 なお、 インクジェットヘッド 1 0 0 B及び 1 0 0 Cにおいては、 キヤビティに面した位置にセンサとしての振動板 (残留振動検出用の振動板) を設け、 この振動板の残留振動を検出するような構成 とすることもできる。  In the case of the ink jet 100 A to 100 D having the above-described piezoelectric element, a diaphragm or a vibrating plate can be formed in the same manner as the above-described capacitive ink jet head 100. Based on the residual vibration of the functioning piezoelectric element, it is possible to detect an abnormality in droplet ejection or to specify the cause of the abnormality. In the inkjet heads 100B and 100C, a diaphragm (a diaphragm for detecting residual vibration) as a sensor is provided at a position facing the cavity to detect residual vibration of the diaphragm. It can also be configured.
以上、 本発明の液滴吐出装置を図示の各実施形態に基づいて説明したが、 本発明 は、 これに限定されるものではなく、 液滴吐出ヘッドあるいは液滴吐出装置を構成 する各部は、 同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。 また、 本発明の液滴吐出ヘッドあるいは液滴吐出装置に、 他の任意の構成物が付加 されていてもよい。  As described above, the droplet discharge device of the present invention has been described based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited to this, and each part configuring the droplet discharge head or the droplet discharge device includes: Any configuration that can exhibit the same function can be substituted. Further, other arbitrary components may be added to the droplet discharge head or the droplet discharge device of the present invention.
なお、 本発明の液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド (上述の実施形態では、 インクジ エツトへッド 1 0 0 )から吐出する吐出対象液(液滴) としては、特に限定されず、 例えば以下のような各種の材料を含む液体 (サスペンション、 エマルション等の分 散液を含む) とすることができる。 すなわち、 カラーフィルタのフィルタ材料 (ィ ンク)、 有機 E L (Electro Luminescence) 装置における E L発光層を形成するた めの発光材料、 電子放出装置における電極上に蛍光体を形成するための蛍光材料、 P D P (Plasma Display Panel) 装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、 電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、 基板 Wの表面にバンクを 形成するためのバンク材料、 各種コーティング材料、 電極を形成するための液状電 極材料、 2枚の基板間に微小なセルギヤップを構成するためのスぺーサを構成する 粒子材料、 金属配線を形成するための液状金属材料、 マイクロレンズを形成するた めのレンズ材料、 レジスト材料、 光拡散体を形成するための光拡散材料、 D N Aチ ップゃプロティンチップなどのバイォセンサに利用する各種試験液体材料などであ る。 The ejection target liquid (droplet) ejected from the droplet ejection head (the ink jet head 100 in the above-described embodiment) of the droplet ejection device of the present invention is not particularly limited. (Including dispersions such as suspensions and emulsions). That is, a filter material (ink) for a color filter, a light emitting material for forming an EL light emitting layer in an organic EL (Electro Luminescence) device, a fluorescent material for forming a phosphor on an electrode in an electron emission device, and a PDP. (Plasma Display Panel) Fluorescent material for forming a phosphor in the device, electrophoretic material for forming the electrophoretic material in the electrophoretic display device, bank material for forming a bank on the surface of the substrate W, various coating materials, electrodes Liquid electrode material to form a micro-lens, liquid material to form a spacer to form a minute cell gap between two substrates, liquid metal material to form metal wiring, and micro lens Lens materials, resist materials, light diffusion materials for forming light diffusers, DNA chips, biochips such as protein chips, etc. Der various test liquid material You.
また、 本発明では、 液滴を吐出する対象となる液滴受容物は、 記録用紙のような 紙に限らず、 フィルム、 織布、 不織布等の他のメディァゃ、 ガラス基板、 シリコン 基板等の各種基板のようなワークであってもよい。  Further, in the present invention, the droplet receiver from which droplets are to be ejected is not limited to paper such as recording paper, but may be other media such as films, woven fabrics and nonwoven fabrics, glass substrates, silicon substrates, Work such as various substrates may be used.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
1 . 駆動回路によりァクチユエ一夕を駆動して液体が充填されたキヤビティ内の 圧力を変化させることにより前記キヤピティに連通するノズルから前記液体を液滴 として吐出する複数の液滴吐出へッドを備え、 前記液滴吐出へッドを液滴受容物に 対し相対的に走査しつつ前記ノズルから液滴を吐出して前記液滴受容物に着弾させ る液滴吐出装置であって、 1. A plurality of droplet discharge heads that discharge the liquid as liquid droplets from the nozzles communicating with the cavities by driving the actuators by the driving circuit to change the pressure in the cavities filled with the liquids. A droplet discharge device that discharges droplets from the nozzles and lands on the droplet receiver while scanning the droplet discharge head relative to the droplet receptor,
前記ノズルからの液滴の吐出異常を検出する吐出異常検出手段を備え、  Discharge abnormality detection means for detecting a discharge abnormality of the droplet from the nozzle,
前記液滴吐出へッドが前記液滴受容物に対し液滴を吐出しているとき、 前記ノズ ルから吐出すべき各液滴についての吐出動作に対しそれぞれ前記吐出異常検出手段 により吐出異常を検出することを特徴とする液滴吐出装置。  When the droplet discharge head is discharging droplets to the droplet receiver, a discharge abnormality is detected by the discharge abnormality detecting means for a discharge operation of each droplet to be discharged from the nozzle. A droplet discharging device for detecting.
2 . 前記吐出異常検出手段により検出された吐出異常の数を る計数手 段を更に備える請求の範囲第 1項に記載の液滴吐出装置。 2. The droplet discharge device according to claim 1, further comprising a counting means for counting the number of discharge abnormalities detected by the discharge abnormality detecting means.
3 . 報知手段を更に備え、 3. It is equipped with a notification means,
液滴受容物に対し液滴を吐出しているとき前記計数手段によりカウントされた当 該液滴受容物に対する吐出異常の数が予め設定された基準値を超えた場合には、 そ の旨を前記報知手段により報知する請求の範囲第 2項に記載の液滴吐出装置。  If the number of ejection abnormalities for the droplet receiver counted by the counting means during ejection of the droplet to the droplet receiver exceeds a preset reference value, this fact is notified. 3. The droplet discharge device according to claim 2, wherein the notification is performed by the notification unit.
4. 液滴受容物の排出及び供給を行う液滴受容物搬送手段を更に備え、 4. The apparatus further comprises a droplet receiver conveying means for discharging and supplying the droplet receiver,
液滴受容物に対し液滴を吐出しているとき前記計数手段によりカウントされた当 該液滴受容物に対する吐出異常の数が予め設定された基準値を超えた場合には、 当 該液滴受容物に対する液滴の吐出を中止し、 前記液滴受容物搬送手段を作動して当 該液滴受容物を排出するとともに次の液滴受容物を供給し、 該供給された液滴受容 物に対して新たに同様に液滴の吐出を行う請求の範囲第 2項に記載の液滴吐出装置。  If the number of abnormal discharges for the droplet receiver counted by the counting means while discharging the droplet to the droplet receiver exceeds a preset reference value, the droplet The discharge of the droplets to the receptor is stopped, the droplet receiver is discharged by operating the droplet receptor transport means, and the next droplet receptor is supplied, and the supplied droplet receptor is supplied. 3. The droplet discharge device according to claim 2, wherein the droplet is newly discharged in the same manner.
5 . 前記液滴吐出ヘッドに対し、 液滴の吐出異常の原因を解消させる回復処理を 行う回復手段を更に備え、 前記供給された液滴受容物に対して新たに同様に液滴の 吐出を行う前に、 前記回復手段による回復処理を行う請求の範囲第 4項に記載の液 滴吐出装置。 5. For the droplet discharge head, perform recovery processing to eliminate the cause of abnormal droplet discharge. 5. The liquid droplet according to claim 4, further comprising a recovery unit that performs recovery processing by the recovery unit before newly discharging a droplet to the supplied droplet receiver in the same manner. Discharge device.
6 . 前記基準値を変更可能である請求の範囲第 3項に記載の液滴吐出装置。 6. The droplet discharge device according to claim 3, wherein the reference value can be changed.
7 . 前記基準値が異なる複数の作動モ一ドを有し-. 該作動モードを選択可能であ る請求の範囲第 3項に記載の液滴吐出装置。 7. The droplet discharge device according to claim 3, wherein the droplet discharge device has a plurality of operation modes in which the reference values are different. The operation mode can be selected.
8 . 前記液滴吐出ヘッドは、 前記ァクチユエ一夕の駆動により変位される振動板 を有し、 8. The droplet discharge head has a diaphragm that is displaced by driving the actuator over time.
前記吐出異常検出手段は、 前記振動板の残留振動を検出し、 該検出された前記振 動板の残留振動の振動パターンに基づいて、 吐出異常を検出する請求の範囲第 1項 に記載の液滴吐出装置。  The liquid according to claim 1, wherein the discharge abnormality detection means detects residual vibration of the diaphragm, and detects discharge abnormality based on a vibration pattern of the detected residual vibration of the diaphragm. Drop ejection device.
9 . 前記吐出異常検出手段は、前記振動板の残留振動の振動パターンに基づいて、 前記液滴吐出へッドの液滴の吐出異常があると判定した際、 その吐出異常の原因を 判定する判定手段を含む請求の範囲第 8項に記載の液滴吐出装置。 9. The discharge abnormality detecting means determines the cause of the discharge abnormality when it is determined that the droplet discharge head has a discharge abnormality based on the vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm. 9. The droplet discharge device according to claim 8, comprising a determination unit.
1 0 . 前記振動板の残留振動の振動パターンは、 前記残留振動の周期を含む請求 の範囲第 9項に記載の液滴吐出装置。 10. The droplet discharge device according to claim 9, wherein the vibration pattern of the residual vibration of the vibration plate includes a period of the residual vibration.
1 1 . 前記判定手段は、 前記振動板の残留振動の周期が所定の範囲の周期よりも 短いときには、 前記キヤビティ内に気泡が混入したものと判定し、 前記振動板の残 留振動の周期が所定の閾値よりも長いときには、 前記ノズル付近の液体が乾燥によ り増粘したものと判定し、 前記振動板の残留振動の周期が前記所定の範囲の周期よ りも長く、 前記所定の閾値よりも短いときには、 前記ノズルの出口付近に紙粉が付 着したものと判定する請求の範囲第 1 0項に記載の液滴吐出装置。 When the period of the residual vibration of the diaphragm is shorter than a period in a predetermined range, the determination unit determines that air bubbles are mixed in the cavity, and the period of the residual vibration of the diaphragm is determined. When it is longer than a predetermined threshold, it is determined that the liquid in the vicinity of the nozzle is thickened by drying, and the cycle of the residual vibration of the diaphragm is longer than the cycle of the predetermined range, and the predetermined threshold is set. 10. The droplet discharge device according to claim 10, wherein when the length is shorter than the length, it is determined that paper dust has adhered near the outlet of the nozzle.
12. 前記吐出異常検出手段は、 発振回路を備え、 前記振動板の残留振動によつ て変化する前記ァクチユエ一夕の静電容量成分に基づいて、 該発振回路が発振する 請求の範囲第 8項に記載の液滴吐出装置。 12. The discharge abnormality detection means includes an oscillation circuit, and the oscillation circuit oscillates based on a capacitance component of the actuator that changes due to residual vibration of the diaphragm. Item 6. A droplet discharge device according to Item 1.
13. 前記発振回路は、 前記ァクチユエ一夕の静電容量成分と、 前記ァ: 一夕に接続される抵抗素子の抵抗成分とによる CR発振回路を構成する請求の範囲 第 12項に記載の液滴吐出装置。 13. The liquid according to claim 12, wherein the oscillation circuit constitutes a CR oscillation circuit including a capacitance component of the actuator and a resistance component of a resistance element connected to the amplifier. Drop ejection device.
14. 前記吐出異常検出手段は、 前記発振回路の出力信号における発振周波数の 変化に基づいて生成される所定の信号群により、 前記振動板の残留振動の電圧波形 を生成する FZV変換回路を含む請求の範囲第 12項に記載の液滴吐出装置。 14. The discharge abnormality detection means includes an FZV conversion circuit that generates a voltage waveform of residual vibration of the diaphragm by a predetermined signal group generated based on a change in oscillation frequency in an output signal of the oscillation circuit. Item 13. The droplet discharge device according to Item 12.
1 5. 前記吐出異常検出手段は、 前記 F/V変換回路によって生成された前記振 動板の残留振動の電圧波形を所定の波形に整形する波形整形回路を含む請求の範囲 第 14項に記載の液滴吐出装置。 15. The discharge abnormality detection means includes a waveform shaping circuit for shaping a voltage waveform of residual vibration of the vibration plate generated by the F / V conversion circuit into a predetermined waveform. Droplet ejection device.
16. 前記波形整形回路は、 前記 FZV変換回路によって生成された前記振動板 の残留振動の電圧波形から直流成分を除去する D C成分除去手段と、 この D C成分 除去手段によつて直流成分を除去された電圧波形と所定の電圧値とを比較する比較 器とを含み、 該比較器は、 該電圧比較に基づいて、 矩形波を生成して出力する請求 の範囲第 1 5項に記載の液滴吐出装置。 16. The waveform shaping circuit includes a DC component removing unit that removes a DC component from a voltage waveform of the residual vibration of the diaphragm generated by the FZV conversion circuit, and a DC component that is removed by the DC component removing unit. 16. The droplet according to claim 15, further comprising: a comparator that compares the voltage waveform obtained with the predetermined voltage value, wherein the comparator generates and outputs a rectangular wave based on the voltage comparison. Discharge device.
17. 前記吐出異常検出手段は、 前記波形整形回路によって生成された前記矩形 波から前記振動板の残留振動の周期を計測する計測手段を含む請求の範囲第 1 6項 に記載の液滴吐出装置。 17. The droplet discharge device according to claim 16, wherein the discharge abnormality detection unit includes a measurement unit that measures a cycle of a residual vibration of the diaphragm from the rectangular wave generated by the waveform shaping circuit. .
18. 前記計測手段は、 カウンタを有し、 該カウンタが基準信号のパルスをカウ ントすることによって、 前記矩形波の立ち上がりエツジ間あるいは立ち上がりエツ ジと立ち下がりエッジの間の時間を計測する請求の範囲第 1 7項に記載の液滴吐出 18. The measuring means has a counter, and the counter counts a pulse of the reference signal. The droplet discharge according to claim 17, wherein a time between a rising edge of the rectangular wave or a time between a rising edge and a falling edge is measured.
1 9 . 前記ァクチユエ一夕の駆動による前記液滴の吐出動作後、 前記ァクチユエ —夕との接続を前記駆動回路から前記吐出異常検出手段に切り替える切替手段を更 に備える請求の範囲第 1項に記載の液滴吐出装置。 19. The method according to claim 1, further comprising: a switching unit that switches a connection between the actuator and the actuator from the driving circuit to the ejection abnormality detecting unit after the droplet is ejected by driving the actuator. The droplet discharge device according to the above.
2 0 . 前記液滴吐出装置は、 前記吐出異常検出手段及び前記切替手段をそれぞれ 複数備え、 20. The droplet discharge device includes a plurality of the discharge abnormality detection means and the switching means, respectively.
液滴吐出動作を行つた前記液滴吐出へッドに対応する前記切替手段が前記ァクチ ユエ一夕との接続を前記駆動回路から対応する前記吐出異常検出手段に切り替え、 該切り替えられた吐出異常検出手段は、 当該液滴吐出へッドの吐出異常を検出する 請求の範囲第 1 9項に記載の液滴吐出装置。  The switching means corresponding to the droplet discharge head that has performed the droplet discharge operation switches the connection with the actuator to the corresponding discharge abnormality detection means from the drive circuit, and the switched discharge abnormality 10. The droplet discharge device according to claim 19, wherein the detection unit detects the discharge abnormality of the droplet discharge head.
2 1 . 前記ァクチユエ一夕は、 静電式ァクチユエ一夕である請求の範囲第 1項に 記載の液滴吐出装置。 21. The droplet discharging apparatus according to claim 1, wherein the actuating unit is an electrostatic actuating unit.
2 2 . 前記ァクチユエ一夕は、 圧電素子のピエゾ効果を利用した圧電ァクチユエ —夕である請求の範囲第 1項に記載の液滴吐出装置。 22. The droplet discharging device according to claim 1, wherein the actuator is a piezoelectric actuator utilizing a piezo effect of a piezoelectric element.
2 3 . 前記吐出異常検出手段によって検出された前記液滴の吐出異常の原因を検 出対象のノズルと関連付けて記憶する記憶手段を更に備える請求の範囲第 1項に記 載の液滴吐出装置。 23. The droplet discharge apparatus according to claim 1, further comprising storage means for storing a cause of the discharge abnormality of the droplet detected by the discharge abnormality detection means in association with a nozzle to be detected. .
2 4. 前記液滴吐出装置は、 インクジエツ卜プリン夕を含む請求の範囲第 1項に 記載の液滴吐出装置。 2 4. The droplet discharge device according to claim 1, wherein the droplet discharge device includes an ink jet printer.
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