液滴吐出装置 技術分野 Technical field of droplet discharge device
本発明は、 液滴吐出装置に関する。 明 The present invention relates to a droplet discharge device. Light
背景技術 Background art
液滴吐出装置の一つであるインクジ田エツト記録装置においては、 装置が印 字を行わない状態で長時間放置されると、 記録ヘッドの吐出孔を介したイン クの溶媒 (例えば水溶性インクの場合の水分) の蒸発によりインク粘度が増 加したり (以下 「増粘インク」 とも言う) 、 インク供給系での空気混入や元 々インクの中にあつた微細気泡の成長によってインク中に比較的大きな気泡 を発生させたりすることがある。 このようなィンク粘度の増加や気泡の発生 が記録ヘッドの吐出孔に連通したインク流路等に生じると、 再度電源を投入 し印刷を行っても、 記録へッドにおける吐出が正常に行われなくなる。 このような原因による吐出不良に対して、 ィンクジエツト記録装置では、 例えば、 記録ヘッドの吐出孔面を被覆してインクの増粘を防止するキヤッピ ング、 このキヤッピング状態で吐出孔からインクをポンプ等で吸引して増粘 インクを排出させるポンプ吸引、 あるいはインク吸収体等で構成される所定 のインク受けにィンクを吐出し増粘ィンクを排出するフラッシング等の回復 処理が行われる。 ' In an ink jet recording apparatus, which is one of the droplet ejection apparatuses, if the apparatus is left for a long time without printing, the solvent of ink (eg, water-soluble ink) passing through the ejection holes of the recording head is used. In this case, the viscosity of the ink increases due to the evaporation of water (hereinafter, also referred to as “thickened ink”), or the air is mixed in the ink supply system and the growth of fine bubbles originally in the ink causes May generate relatively large bubbles. If such an increase in the ink viscosity or the generation of bubbles occurs in the ink flow path communicating with the ejection holes of the recording head, the ejection from the recording head is performed normally even if the power is turned on again and printing is performed. Gone. In order to deal with ejection failures due to such causes, the ink jet recording apparatus employs, for example, a capping method that covers the ejection hole surface of the recording head to prevent the viscosity of the ink from increasing, and a pump or the like that pumps ink from the ejection holes in this capping state. Recovery processing such as pump suction for discharging the thickened ink by suction or flushing for discharging the thick ink and discharging the thickened ink to a predetermined ink receiver formed of an ink absorber or the like is performed. '
従来のインクジェット記録装置では、 次に電源を投入した際には、 前述の 回復処理を組み合わせた所定の回復動作を自動的に行うもの、 あるいは操作 者が必要に応じて前述の回復動作を記録装置に指示し実行させていた。 The conventional inkjet recording apparatus automatically performs a predetermined recovery operation combining the above-described recovery processing when the power is turned on next time, or the recording apparatus performs the above-described recovery operation as needed by an operator. Was instructed to execute.
しかしながら、 上述の回復動作を自動で行うものにおいては、 例えば、 頻
繁に電源のオン、 オフを繰り返すような装置の使われ方をする場合などには 放置時間が比較的短くなるため、 必ずしも電源投入毎に回復動作を行わなく てもよいことも多.く、 このような場合、 不必要にインクを消費してしまう問 題がある。 However, when the above-mentioned recovery operation is performed automatically, for example, When using equipment that repeatedly turns the power on and off, the leaving time is relatively short, so it is not always necessary to perform the recovery operation every time the power is turned on. In such a case, there is a problem that ink is unnecessarily consumed.
一方、 操作者の判断に応じて回復動作を行なう場合、 いったんインク受容 体 (例えば紙) にテストパターンを吐出し、 操作者が目視で吐出不良の有無 を確認することとなるが、 インク受容体が無駄になる問題があり、 また、 操 作者に吐出不良に関する知識が必要となり、 取り扱いが面倒となるという問 題があった。 On the other hand, when the recovery operation is performed according to the operator's judgment, a test pattern is first discharged onto an ink receiver (for example, paper), and the operator visually checks whether or not there is a discharge failure. However, there is a problem that the operation is wasted, and the operator needs to have knowledge about the discharge failure, and the handling becomes troublesome.
これらの課題を鑑み、 インクの無駄な消費をできるだけ少なくし、 かつ吐 出不良を防ぐ方法として、 インクジェット記録装置の電源を切った後に、 再 び電源を投入した時点までの経過時間に応じて、 記録ヘッドの回復条件 (フ ラッシング、 ポンプ吸引) を変えて回復動作をおこなうものが提案されてい る (例えば、 特開平 6 - 1 2 2 2 0 6号公報など) 。 In view of these problems, as a method of minimizing wasteful consumption of ink and preventing ejection failure, according to the elapsed time from when the power of the inkjet recording apparatus is turned off to when the power is turned on again. A method has been proposed in which a recovery operation is performed by changing the recovery conditions (flashing, pump suction) of the recording head (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-122006).
しかしながら、 インクは、 低温乾燥時は増粘し易く、 逆に、 高温湿潤時は 増粘し難く、 経過時間にともなう回復処理の必要量は、 環境によって大きく 異なるが、 前記特許文献 1に開示されている方法では、 このような環境によ る影響を検出する手段を有していないため、 安全を見込んだ回復処理に設定 せざるを得ず、 必要以上にインクを吐出することもあり、 不経済である。 また、 回復処理により、 インク吐出に関わるノズルが全て正常に回復した か否かは、 結局紙等への出力結果を操作者が目視で判断せざるを得ず、 必ず しもユーザフレンドリーとは言えなかった。 更に、 計時手段が必須のため、 構成要素が増え、 コストアップの要因にもなる。 発明の開示 However, the ink tends to thicken during low-temperature drying, and conversely hardly thickens during high-temperature wetting, and the required amount of the recovery treatment with the lapse of time varies greatly depending on the environment. In the methods described above, since there is no means to detect such environmental effects, the recovery process must be set with safety in mind, and ink may be ejected more than necessary. Economy. In addition, whether or not all the nozzles related to ink ejection have recovered normally by the recovery process must be visually judged by the operator after all, and the result of output to paper or the like must be judged visually. Did not. In addition, since timekeeping means is essential, the number of components increases, which also causes cost increases. Disclosure of the invention
本発明の目的は、 電源投入の際の液滴吐出ヘッドの回復処理において、 容
易かつ確実に、 適正な回復処理を行う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 process for recovering a droplet discharge head upon turning on a power supply. An object of the present invention is to provide a droplet discharge device that can easily and surely perform an appropriate recovery process.
このような目的は、 下記の本発明により達成される。 Such an object is achieved by the present invention described below.
本発明の液滴吐出装置は、 駆動回路により駆動されるァクチユエ一夕と、 前記ァクチユエ一夕の駆動により変位する振動板とを有し、 前記駆動回路に よりァクチユエ一夕を駆動し、 キヤビティ内の液体をノズルから液滴として 吐出する複数の液滴吐出へッドを備える液滴吐出装置であって、 A droplet discharge device according to the present invention includes an actuator driven by a driving circuit, and a diaphragm that is displaced by the driving of the actuator, driving the actuator by the driving circuit, and A plurality of droplet ejection heads for ejecting the liquid from the nozzle as droplets, comprising:
少なくとも電源投入の際、 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、 前記液滴吐出へッドの吐 出異常を検出するとともに、 その吐出異常を解消させる回復処理を決定する 吐出異常検出 ·回復処理決定手段と、 At least when power is turned on, a residual vibration of the diaphragm is detected, and a discharge abnormality of the droplet discharge head is detected based on the detected vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm. A discharge abnormality detection / recovery process determining means for determining a recovery process for eliminating the discharge abnormality;
前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段により決定された回復処理を実行す る回復手段とを有することを特徴とする。 Recovery means for executing the recovery processing determined by the discharge abnormality detection / recovery processing determination means.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 前 記駆動回路により液滴を吐出しない程度に前記ァクチユエ一タを駆動した際 の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 吐出異常を検出するとともに、 その吐出異常を解消させる回復処理を決定す るのが好ましい。 In the droplet discharge apparatus according to the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means includes a vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm when the actuator is driven to such an extent that the drive circuit does not discharge droplets. Based on the above, it is preferable to detect an abnormal discharge of the droplet discharge head and determine a recovery process for eliminating the abnormal discharge.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 前 記振動板の残留振動の振動パターンに基づいて、 前記液滴吐出ヘッドの吐出 異常の原因を検出する機能を有するのが好ましい。 In the droplet discharge device of the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means has a function of detecting a cause of the discharge abnormality of the droplet discharge head based on the vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm. Is preferred.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 前 記液滴吐出へッドの吐出異常が検出された場合、 前記液滴吐出へッドに対し 、 その吐出異常の原因に応じて、 前記吐出異常の原因を解消させる回復処理 を決定するのが好ましい。 In the droplet discharge apparatus of the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means, when the discharge abnormality of the droplet discharge head is detected, detects the discharge abnormality of the droplet discharge head. It is preferable to determine a recovery process for eliminating the cause of the discharge abnormality according to the cause of the above.
本発明の液滴吐出装置では、 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ビング処理を行うワイビング手 段と、 前記ァクチユエ一夕を駆動して前記液滴吐出へッドのノズルから前記 液滴を予備的に吐出するフラッシング処理を行う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 引処理を行うボンピング手段とを含むのが好ましい。 In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, the recovery unit may include a nozzle of the droplet discharge head. A wiping means for wiping the nozzle surface on which the nozzles are arranged with a wiper, and a flushing processing for driving the actuator and preliminary discharging the droplets from the nozzles of the droplet discharge head. It is preferable to include a flushing unit and a pumping unit that performs a pump suction process by a pump connected to a cap that covers a nozzle surface of the droplet discharge head.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 前 記液滴吐出へッドの吐出異常の原因が前記キヤビティ内への気泡の混入と判 定した場合には、 その吐出異常を解消させる回復処理として、 前記ポンプ吸 引処理を選択するのが好ましい。 In the droplet discharge device of the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means, when it is determined that the cause of the discharge abnormality of the droplet discharge head is mixing of bubbles into the cavity, It is preferable to select the pump suction process as the recovery process for eliminating the discharge abnormality.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 前 記液滴吐出へッドの吐出異常の原因が前記ノズルの出口付近に紙粉が付着し たものと判定した場合には、 その吐出異常を解消させる回復処理として、 少 なくとも前記ワイピング処理を選択するのが好ましい。 In the droplet discharge device of the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means determines that the cause of the discharge abnormality of the droplet discharge head is that paper powder has adhered to the vicinity of the nozzle outlet. In this case, it is preferable to select at least the wiping process as the recovery process for eliminating the discharge abnormality.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 前 記液滴吐出へッドの吐出異常の原因が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た場合には、 その吐出異常を解消させる回復処理として 、 前記フラッシング処理又は前記ポンプ吸引処理を選択するのが好ましい。 本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 前 記液滴吐出へッドの吐出異常の原因が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た場合には、 その吐出異常を解消させる回復処理として 、 前記フラッシング処理を選択するのが好ましい。 In the droplet ejection apparatus of the present invention, the ejection abnormality detection / recovery processing determining means determines that the cause of the ejection abnormality of the droplet ejection head is that the liquid near the nozzle has thickened due to drying. Preferably, the flushing process or the pump suction process is selected as the recovery process for eliminating the discharge abnormality. In the droplet ejection apparatus of the present invention, the ejection abnormality detection / recovery processing determining means determines that the cause of the ejection abnormality of the droplet ejection head is that the liquid near the nozzle has thickened due to drying. Preferably, the flushing process is selected as a recovery process for eliminating the discharge abnormality.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 前 記フラッシング手段によるフラッシング処理を所定回行っても前記吐出異常 が解消されない場合、 その吐出異常を解消させる回復処理として、 前記ボン プ吸引処理を選択するのが好ましい。 In the droplet discharge apparatus according to the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means includes a recovery processing for eliminating the discharge abnormality when the discharge abnormality is not resolved even after performing the flushing processing by the flushing means a predetermined number of times. Preferably, the pump suction process is selected.
本発明の液滴吐出装置では、 前記ボンピング手段によるポンプ吸引処理を
所定回行っても前記吐出異常が解消されない場合、 その情報を報知する報知 手段を有するのが好ましい。 In the droplet discharge device of the present invention, the pump suction processing by the If the discharge abnormality is not solved even after performing the predetermined number of times, it is preferable to have a notifying means for notifying the information.
本発明の液滴吐出装置では、 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むのが好ましい。 In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, it is preferable that the vibration pattern of the residual vibration of the diaphragm include the period of the residual vibration.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 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 ャ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のが好ましい。 In the droplet discharge device of the present invention, the discharge abnormality detection / recovery process determining means may include a device in which bubbles are mixed in the cavity when the cycle of the residual vibration of the diaphragm is shorter than a cycle of a predetermined range. When the period of the residual vibration of the diaphragm is longer than a predetermined threshold value, it is determined that the liquid near the nozzle has increased in viscosity due to drying, and the period of the residual vibration of the diaphragm is the predetermined period. If the period is longer than the period of the range and shorter than the predetermined threshold, it is preferable to determine that paper dust has adhered near the outlet of the nozzle.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 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静電容量成分に基づ いて、 該発振回路が発振するのが好ましい。 In the droplet discharge device of the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means includes a vibration circuit, and the oscillation circuit oscillates based on a capacitance component that changes due to residual vibration of the vibration plate. Is preferred.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 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のが好ましい。 In the droplet discharge apparatus of the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means includes a vibration circuit, and the oscillation is performed based on a capacitance component of the actuator that changes due to residual vibration of the vibration plate. Preferably, the circuit oscillates.
本発明の液滴吐出装置では、 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のが好ましい。 In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, 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.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 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 Z V変換回 路を含むのが好ましい。 In the droplet discharge device according to the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means may include a residual vibration of the vibration plate based on a predetermined signal group generated based on a change in the oscillation frequency of the output signal of the oscillation circuit. It is preferable to include an FZV conversion circuit that generates a voltage waveform of
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 前 記 F Z 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のが好ましい。 In the droplet discharge device according to the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means includes a voltage waveform of the residual vibration of the diaphragm generated by the FZV conversion circuit. It is preferable to include a waveform shaping circuit for shaping into a constant waveform.
本発明の液滴吐出装置では、 前記波形整形回路は、 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のが好ましい。 In the droplet discharge device of the present invention, the waveform shaping circuit removes a DC component from a voltage waveform of the residual vibration of the diaphragm generated by the F / V conversion circuit, and a DC component removing unit. A comparator for comparing the voltage waveform from which the DC component has been removed by the removing means with a predetermined voltage value, wherein the comparator generates and outputs a rectangular wave based on the voltage comparison; preferable.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段は、 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のが好ましい。 In the droplet discharge apparatus of the present invention, the discharge abnormality detection / recovery processing determining means includes a measuring means for measuring a period of a residual vibration of the diaphragm from the rectangular wave generated by the waveform shaping circuit. preferable.
本発明の液滴吐出装置では、 前記計測手段は、 カウン夕を有し、 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 りエッジ間あるいは立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの間の時間を計測 するのが好ましい。 In the droplet discharge apparatus according to the aspect of the invention, the measuring unit includes a counter, and the counter counts a pulse of a reference signal, thereby detecting a pulse between rising edges of the rectangular wave or a rising edge and a falling edge. It is preferable to measure the time between edges.
本発明の液滴吐出装置では、 前記ァクチユエ一夕は、 静電式ァクチユエ一 夕であるのが好ましい。 In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, it is preferable that the actuating unit is an electrostatic actuating unit.
本発明の液滴吐出装置では、 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一タであるのが好ましい。 In the droplet discharge device of the present invention, it is preferable that the actuator is a piezoelectric actuator utilizing a piezo effect of a piezoelectric element.
本発明の液滴吐出装置では、 前記ァクチユエ一夕は、 通電により発熱する 発熱体を備える膜沸騰式ァクチユエ一夕であるのが好ましい。 In the droplet discharge device of the present invention, it is preferable that the actuating unit is a film boiling type actuating unit having a heating element that generates heat when energized.
本発明の液滴吐出装置では、 前記振動板は、 前記キヤビティ内の圧力の変 化に追従して弾性的に変形するのが好ましい。 In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, it is preferable that the diaphragm elastically deforms following a change in pressure in the cavity.
本発明の液滴吐出装置では、 前記吐出異常検出 ·回復処理決定手段によつ て検出された前記吐出異常の原因を検出対象の液滴吐出へッドと関連付けて 記憶する記憶手段を備えるのが好ましい。 The droplet discharge device according to the present invention includes a storage unit that stores a cause of the discharge abnormality detected by the discharge abnormality detection / recovery process determining unit in association with a droplet discharge head to be detected. Is preferred.
本発明の液滴吐出装置では、 前記液滴吐出装置は、 インクジェットプリン 夕を含むのが好ましい。
図面の簡単な説明 In the droplet discharge device of the present invention, it is preferable that 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。 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.
図 1は、 本発明の液滴吐出装置の一種であるィンクジエツトプリン夕の構 成を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an ink jet printer, which is one type of the droplet discharge device of the present invention.
図 2は、 本発明のィンクジェットプリン夕の主要部を概略的に示すプロッ ク図である。 FIG. 2 is a block diagram schematically showing a main part of an ink jet printing apparatus according to the present invention.
図 3は、 図 1に示すヘッドユニット (インクジェットヘッド) の概略的な 断面図である。 · FIG. 3 is a schematic sectional view of the head unit (inkjet head) shown in FIG. ·
図 4は、 図 3のへッドュニット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色ィ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 置パターンの一例である。 FIG. 5 is an example of a nozzle arrangement pattern of a nozzle plate of a head unit using a four-color ink.
図 6は、 図 3の Π Ι— I I I断面の駆動信号入力時の各状態を示す状態図であ る。 FIG. 6 is a state diagram showing each state when a drive signal is input in a section taken along the line I-II in FIG.
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. 7 is a circuit diagram showing a simple vibration calculation model assuming residual vibration of the diaphragm of FIG.
図 8は、 図 3の振動板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 of the diaphragm shown 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。 FIG. 9 is a conceptual diagram of the vicinity of the nozzle when bubbles are mixed in the cavity of FIG.
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つた状 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. 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。 '
図 1 2は、 ノズル付近のイ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. 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 nozzles 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 to the vicinity of 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 the 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、 図 3に示す吐出異常検出手段の概略的なブロック図である。 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. 16 is a schematic block diagram of the discharge abnormality detecting means shown in FIG. FIG. 17 is a conceptual diagram in the case where the electrostatic factor of FIG. 3 is a parallel plate capacitor.
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 oscillation circuit including a capacitor composed of the electrostatic actuator shown in FIG.
図 1 9は、 図 1 6に示す吐出異常検出手段の F / V変換回路の回路図であ る。 FIG. 19 is a circuit diagram of the F / V conversion circuit of the discharge abnormality detecting means shown in FIG.
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 の夕イミングを示すタイミングチヤ一卜である。 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。 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. 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.
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。 FIG. 23 is a block diagram schematically showing switching means for switching between the drive circuit and the detection circuit.
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. 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ャートである。 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。
図 2 8は、 複数のインクジエツトへ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ェットヘッドの数と同じ場合) である 図 2 9は、 複数のィンクジエツトへ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ェットヘ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. 27 shows an example of the timing of detecting a discharge abnormality of a plurality of inkjet heads (when there is one discharge abnormality detection means). Fig. 28 shows an example of the timing of detecting abnormal ejection of a plurality of ink jet heads (when the number of ejection abnormality detecting means is the same as the number of inkjet heads). This is an example of the timing of ejection failure detection (when the number of ejection failure detection means is the same as the number of ink jet heads and ejection failure detection is performed when print data is present). .
図 3 0は、 複数のインクジエツトへ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ェットヘッドの数と同じであり、 各ィ ンクジエツトへ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 abnormal discharge of a plurality of ink jet heads. (The number of abnormal discharge detection means is the same as the number of inkjet heads. Is performed).
図 3 1は、 図 2 7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。 FIG. 31 is a flowchart showing the timing of detecting a discharge abnormality during the flushing operation of the inkjet printer shown in FIG.
図 3 2は、 図 2 8及び図 2 9に示すインクジエツ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 3は、 図 3 0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ャートである。 FIG. 32 is a flowchart showing the timing of detecting a discharge abnormality during the flushing operation of the inkjet printer shown in FIGS. 28 and 29. FIG. 33 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 4は、 図 2 8及び図 2 9に示すインクジエツトプリン夕の印字動作時 における吐出異常検出のタイミングを示すフロ一チヤ一トである。 FIG. 34 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection failure during the printing operation of the ink jet printing shown in FIGS. 28 and 29.
図 3 5は、 図 3 0に示すィンクジエツトプリン夕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ャートである。 FIG. 35 is a flowchart showing the timing of detection of a discharge abnormality during the printing operation of the ink jet printing shown in FIG.
図 3 6は、 図 1に示すイ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 is a diagram showing a schematic structure (partially omitted) as viewed from above the ink jet printer shown in FIG.
図 3 7は、 図 3 6に示すワイパとへッドュニットとの位置関係を示す図で ある。 FIG. 37 is a diagram showing a positional relationship between the wiper and the head unit shown in FIG.
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. 38 is a diagram showing the 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。
図 4 0は、 本発明のィンクジエツトプリンタにおける吐出異常回復処理を 示すフローチャートである。 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.
図 4 1は、 本発明のィンクジエツトプリンタにおける電源投入時の処理を 示すフローチャートである。 FIG. 41 is a flowchart showing a process at power-on in the ink jet printer of the present invention.
図 4 2は、 本発明のインクジェットプリンタにおける吐出異常判定処理を 示すフローチヤ一トである。 FIG. 42 is a flowchart showing a discharge abnormality determination process in the ink jet printer of the present invention.
図 4 3は、 本発明のィンクジエツトプリンタにおける吐出異常回復処理を 示すフロ一チャートである。 FIG. 43 is a flowchart showing a discharge abnormality recovery process in the ink jet printer of the present invention.
図 4 4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. 44 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the ink jet head according to the present invention.
図 4 5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. 45 is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of the ink jet head according to the present invention.
図 4 6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. 46 is a sectional view schematically showing another example of the configuration of the ink jet head according to the present invention.
図 4 7は、 本発明におけるインクジェットヘッドの他の構成例の概略を示 す断面図である。 FIG. 47 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the inkjet head according to the present invention.
図 4 8は、 本発明におけるへッドュニットの他の構成例を示す斜視図であ る。 FIG. 48 is a perspective view showing another configuration example of the head unit in the present invention.
図 4 9は、 図 4 8に示すへッドュニットの概略的な断面図である。 FIG. 49 is a schematic sectional view of the head unit shown in FIG.
図 5 0は、 4色インクを用いるヘッドユニットのノズルプレートにおける ノズルの配置パターンの一例を示す平面図である。 発明を実施するための最良の形態 FIG. 50 is a plan view showing an example of a nozzle arrangement pattern in a nozzle plate of a head unit using four-color inks. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下、 図 1〜図 5 0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 て記録用紙に画像をプリン卜するインクジエツトプリンタを用いて説明する Hereinafter, a preferred embodiment of the droplet discharge device of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. This embodiment is given as an example, and the content of the present invention should not be limitedly interpreted. In the following, this embodiment In the embodiment, an ink jet printer that discharges ink (liquid material) and prints an image on a recording sheet will be described as an example of the droplet discharge device of the present invention.
<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 ジェットプリン夕 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。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an ink jet printing device 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”.
ここで、 本発明の要部 (特徴) は、 電源投入 (電源 O N) の際の処理であ るが、 本発明の理解を容易にするため、 まずは、 インクジェットプリンタ 1 の構成や動作 (作用) を一通り説明し、 その後、 電源投入の際の処理につい て説明する。 Here, the main part (feature) of the present invention is processing at power-on (power-on). To facilitate understanding of the present invention, first, the configuration and operation (operation) of the inkjet printer 1 are described. Will be described in general, and then the processing at power-on will be described.
図 1に示すィンクジエツトプリン夕 1は、 装置本体 2を備えており、 上部 後方に記録用紙 Pを設置するトレイ 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。 The ink jet printer 1 shown in Fig. 1 is equipped with the main unit 2, and has a tray 21 on which the recording paper P is placed at the upper rear, and a paper discharging roller 2 which discharges the recording paper P at the lower front. And an operation panel 7 on the upper surface.
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 (表示手段 ) Mと、 各種スィ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 M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 (display means) M for displaying an error message and the like, and an operation unit (not shown) including various switches, etc. ). The display section M of the operation panel 7 functions as a notification means.
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。 In addition, a printing device (printing device) 4 having a reciprocating printing device (moving body) 3 and a paper feeder for supplying and discharging the recording paper P to the printing device 4 are mainly provided inside the device main body 2. It has a device (droplet receiving means) 5 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、 インクジェット方 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 perpendicular to the feeding direction of the recording paper P, and Printing on paper P is performed. That is, the reciprocating movement of the printing means 3 and the intermittent feeding of the recording paper P become the main scanning and the sub-scanning in the printing, and the 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一夕 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。 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にィ ンクを供給するィンクカートリッジ ( I Z C ) 3 1と、 各ヘッドユニット 3 5及びィンク力一トリッジ 3 1を搭載したキヤリッジ 3 2とを有している。 なお、 インクカートリッジ 3 1として、 イェロー、 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 —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色のィンクに対応した 4つのィンク力一 トリッジ 3 1を示しているが、 ヘッドユニット 3 5は、 その他の色、 例えば 、 ライトシアン、 ライトマゼンダ、 ダークイェローなどのインクカートリツ ジ 3 1をさらに備えるように構成されてもよい。 The printing device 4 receives the rotation of the printing means 3, a carriage motor 41 as a drive source for moving (reciprocating) the printing means 3 in the main scanning direction, and the carriage motor 41, and reciprocates the printing means 3. And a reciprocating mechanism 42 for moving. The printing means 3 includes a plurality of head units 35, an ink cartridge (IZC) 31 for supplying ink to each head unit 35, and a carriage equipped with each head unit 35 and an ink cartridge 31. 3 and 2. 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 (this configuration will be described later in detail) corresponding to each color. Here, FIG. 1 shows four ink cartridges 31 corresponding to four color inks, but the head unit 35 has other colors, such as light cyan, light magenta, and dark yellow ink. It may be configured to further include the cartridge 31.
往復動機構 4 2は、 その両端をフレーム (図示せず) に支持されたキヤリ ッジガイド軸 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。 The reciprocating mechanism 42 has a carriage guide shaft 42 2 whose both ends are supported by a frame (not shown), and a timing belt 42 1 extending in parallel with the carriage guide shaft 42. ing.
キャリッジ 3 2は、 往復動機構 4 2のキヤリツジガイド軸 4 2 2に往復動 自在に支持されるとともに、 夕イミングベル卜 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 evening belt 42 1.
キヤリッジモータ 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、 印刷されるィメ一ジデータ
(印刷デ一タ) に対応して、 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。 . 給紙装置 5は、 その駆動源となる給紙モー夕 5 1と、 給紙モー夕 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。 When the timing belt 421 runs forward and backward via the pulleys by the operation of the carriage motor 421, the printing means 3 is reciprocated by being guided by the carriage guide shaft 422. The image data to be printed during this reciprocation In accordance with (print data), ink droplets are appropriately ejected from each inkjet head 100 of the head unit 35, and printing on the recording paper P 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.
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は給紙モータ 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っている。 なお 、 トレイ 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。 The paper feed roller 52 is composed of a driven roller 52a and a drive roller 52b, which are vertically opposed to each other across the recording paper P transport path (recording paper P), and the drive roller 52b is a paper feed motor. 5 Connected to 1. 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 and discharges one by one from the printing device 4. I have. Note that, instead of the tray 21, a configuration may be adopted in which a paper cassette that stores the recording paper P can be detachably mounted.
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 Mにエラーメッ セ―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。 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). Print processing is performed on P. Further, the control unit 6 displays an error message or the like on the display unit M of the operation panel 7 or turns on / flashes an LED lamp or the like, and also, based on various switch press signals input from the operation unit. The corresponding process is executed by each unit.
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タ 1は、 ホ ストコンピュータ 8から入力された印刷データなどを受け取るィンターフェ ース部 ( I F : Int er f ace) 9と、 制御部 6と、 キヤリッジモ一夕 4 1と、 キヤリッジモータ 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 紙モータ 5 1と、 給紙モ一タ 5 1を駆動制御する給紙モータドライバ 5 3と 、 へッドュニット 3 5と、 へッドュニット 3 5を駆動制御するへッドドライ ノ 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。 前記制御部 6と前記吐出異常検出手段 1 0とで、 吐出異常検出,回復 処理決定手段が構成される。 なお、 吐出異常検出手段 1 0、 回復手段 24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, an ink jet printer 1 of the present invention includes an interface section (IF: Interface) 9 for receiving print data and the like input from a host computer 8, a control section 6, and a carrier module 4. 1, a carriage motor driver 43 for driving and controlling the carriage motor 41, a paper supply motor 51, a paper supply motor driver 53 for driving and controlling the paper supply motor 51, and a head unit 3 5 A head driver 33 for driving and controlling the head unit 35; a discharge abnormality detecting means 10; a recovering means 24; and an operation panel 7. I can. The control unit 6 and the discharge abnormality detection means 10 constitute discharge abnormality detection and recovery processing determination means. 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 CPU (Central Processing Unit) 6 1と、 ホストコンビ ユー夕 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 ROM (Electric ally Erasable Programmable Read-Only Memory) (記憶手段) 62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 (Random Access Memory) 63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 PROM 64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 that executes various processes such as a printing process and a discharge abnormality detection process, and print data input from the host computer 8 via the IF 9. (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) (storage means) 62, which is a type of nonvolatile semiconductor memory that stores data in a data storage area (not shown). A RAM (Random Access Memory) 63 that temporarily stores data or temporarily expands application programs such as print processing, and a PROM that is a type of non-volatile semiconductor memory that stores control programs that control each unit. 64 and. The components of the control unit 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ヘッドュニ ット 3 5を備える。 また、 各へッドュニット 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 20と を備える。 すなわち、 ヘッドユニット 3 5は、 1組のノズル 1 1 0及び静電 ァクチユエ一夕 1 20を有してなるィンクジエツトヘッド 1 00 (液滴吐出 ヘッド) を複数個備えた構成になっている。 そして、 ヘッドドライバ 33は 、 各ィンクジエツトへッド 1 00の静電ァクチユエ一夕 1 20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 20の構成について は後述する。 As described above, the printing unit 3 includes the plurality of head units 35 corresponding to the respective color inks. Further, 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 is configured to include a plurality of ink jet heads 100 (droplet discharge heads) each having one set of nozzles 110 and an electrostatic work 120. I have. The head driver 33 comprises a drive circuit 18 for driving the electrostatic work 120 of each of the ink jet heads 100 to control the ink ejection timing, and a 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、 ヘッドユニット 3 5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 detects, for example, the remaining amount of ink in the ink cartridge 31, the position of the head unit 35, the printing environment such as temperature and humidity, and the like. Each possible sensor is electrically connected.
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 O M 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ータに基づいて、 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、 ヘッドユニット 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。 When the control unit 6 receives 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 sends a drive signal to each of the drivers 33, 43, 53 based on the process data and input data from various sensors. 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 motors 41 of the printing device 4 and The paper feeder 5 operates. Thus, the printing process is performed on the recording paper P.
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に示すヘッドユニット 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ヘッドユニット 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に示すヘッドュニ 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。 Next, the structure of each head unit 35 in the printing means 3 will be described. FIG. 3 is a schematic sectional view of the head unit 35 ′ (ink jet head 100) shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a schematic configuration of the head unit 35 corresponding to one color ink. FIG. 5 is a plan view showing an example of a 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 1 3 0及びインク供給チューブ 3 1 1を介して、 インク力一トリッジ 3 1に接続されている。 ここで、 ダンパ室 1 3 0は、 ゴムからなるダンパ 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、 へッドュニット 3 5に所定量のインクを安定的に供給することができる 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 ノ (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) 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の表面からエツチン 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、 リザ一バ 1 4 3、 各インク供給口 1 4 2が区画形成され ている。 As shown in FIG. 3, the head unit 35 is connected to the ink cartridge 31 via an ink inlet 131, a damper chamber 130, and an ink supply tube 311. Here, the damper chamber 130 includes a damper 132 made of rubber. The damper chamber 130 absorbs ink fluctuations and changes in ink pressure when the carriage 32 reciprocates, thereby stably supplying a predetermined amount of ink to the head unit 35. In addition, the head unit 35 has a silicon nozzle plate 150 on the upper side with the silicon substrate 140 interposed therebetween, and a borosilicate glass substrate on the lower side with a coefficient of thermal expansion close to that of silicon. (Glass substrate) It has a three-layer structure in which 160 and 160 are laminated. The central silicon substrate 140 has several independent cavities (Pressure chamber) 1 4 1 (Figure 7 shows 7 cavities), 1 reservoir (common ink chamber) 1 4 3 and ink supply that connects this reservoir 1 4 3 to each cavity 1 4 1 Grooves functioning as mouths (orifices) 1 4 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, silicon substrate 140, and glass substrate 160 are joined in this order, and each cavity 144, reservoir 144, and ink supply port 142 are partitioned. It is formed.
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、 これらが各キヤピ 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、 リザーバ 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 Each of these cavities 141 is formed in a rectangular shape (a rectangular parallelepiped shape), and its volume is variable due to the 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. Further, an ink inlet 131, which communicates with the reservoir 144, is formed in a portion of the glass substrate 160 where the reservoir 144 is located. Ink is supplied from the ink cartridge 3 1 to the ink supply tube
3 1 1、 ダンパ室 1 3 0を経てィンク取入れ口 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に供給されたインクは、 各インク供給口 1It is supplied to the reservoir 1 4 3 through the ink intake 1 3 1 through the 3 1 1 and the damper room 1 30. The ink supplied to reservoirs 1 4 3
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 2Through 4 2, each of the independent cavities 1 4 1 is fed. Each cavity 14 1 consists of a nozzle plate 150, a side wall (partition wall) 144, and a bottom wall 1 2
1とによって、 区画形成されている。 - 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 (ダイヤフラム) 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) 。 A partition is formed by 1. -Each of the independent cavities 1 4 1 has its bottom wall 1 2 1 formed to be thin, and its bottom wall 1 2 1 is elastic 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) that can be deformed (elastically displaced). Therefore, the bottom wall 121 may be referred to as a diaphragm 121 for convenience of the following description (ie, hereinafter, referred to as “ The symbol 1 2 1 is used for both the “bottom wall” and the “diaphragm”.
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、 エッチングなどで形 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 concave portion 161 can be formed by, for example, etching.
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 —夕 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、 各キヤビティ 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、 静電ァクチュ エー夕 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 opposite electrodes (opposite electrodes of the capacitor) of the corresponding electrostatic factor 120 described later. Then, on the surface of the concave portion 16 1 of the glass substrate 16 0, the segment electrode is an electrode facing the common electrode 12 4 so as to face the bottom wall 12 1 of each cavity 14 1. 1 2 2 is formed. In addition, 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, the bottom wall 1 2 1 of each cavity 1 4 1, that is, the diaphragm 1 2 1 and the corresponding segment electrodes 1 2 2 are represented by the bottom wall 1 2 1 of the cavity 1 4 1 in FIG. The counter electrode (counter electrode of the capacitor) is formed (configured) through the insulating layer 123 formed on the middle and lower surfaces and the void in the recess 161. Therefore, the main part of the electrostatic actuator 120 is constituted by the diaphragm 121, 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ノ 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 ィバ (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 膜は、 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。 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、 複数のインク供給 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、 絶縁層 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. 3, a drive for applying a drive voltage between these counter electrodes The head dryno 33 including the driving circuit 18 performs charging and discharging between these counter electrodes in accordance with a print signal (print data) input from the control unit 6. One output terminal of the head driver (voltage applying 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 input terminal 1 2 4a. 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 24 can be supplied with 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 low electric resistance (efficiently). This thin film may be formed by, for example, vapor deposition or sputtering. Here, in the present embodiment, for example, since the silicon substrate 140 and the glass substrate 160 are bonded (joined) by anodic bonding, a conductive film used as an electrode in the anodic bonding is formed on the silicon substrate 1. It is formed on the side of the flow channel formation surface 40 (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. As shown in FIG. 4, the head unit 35 includes a nozzle plate 150 on which a plurality of nozzles 110 are formed, a plurality of cavities 144, a plurality of ink supply ports 144, and one reservoir. It comprises a silicon substrate (ink chamber substrate) 140 on which a bush 144 is formed, and an insulating layer 123, which are housed in a substrate 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
に示すためにリザ一バ 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 ) 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。 Note that the nozzles 110 formed on the nozzle plate 150 are simplified in FIG. However, the nozzle arrangement pattern is not limited to this configuration, and is usually, for example, the nozzle arrangement pattern shown in FIG. So that they are staggered. Further, the pitch between the nozzles 110 can be appropriately set according to the printing resolution (dpi). 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 I I I一 I I I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つ 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 driving signal input in the III-III section of FIG. When a driving 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) 121 is moved from the initial state (Fig. 6 (a)). As a result, 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 rapidly discharged under the control of the head driver 33, the diaphragm 121 recovers upward in the figure by its elastic restoring force, The diaphragm moves upward beyond the position of the diaphragm 121, and the volume of the cavity 141 contracts rapidly (Fig. 6 (c)). At this time, due to the compression pressure generated in the cavity 141, a part of the ink (liquid material) that satisfies the cavity 141 drops from the nozzle 110 communicating with the cavity 141. Is discharged.
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 ejection operation by the drive signal of the head driver 33) and ejects 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 110 and the ink supply port 144 or the ink viscosity, etc., 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 Cm 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、 上述のイナ一タンス1!1、 コンプライアンス C m及び音響抵抗 rとで表せ る。 そして、 図 7の回路に音圧 Pを与えた時のステップ応答を体積速度 uに ついて計算すると、 次式が得られる。 A calculation model for the residual vibration of diaphragm 1 2 1 based on the above assumptions will be described. . FIG. 7 is a circuit diagram showing a simple vibration calculation model assuming residual vibration of diaphragm 122. As described above, the calculation model of the residual vibration of the diaphragm 122 can be expressed by the sound pressure P, the inertance 1.1, the compliance Cm, and the acoustic resistance r. Then, when the step response when the sound pressure P is applied to the circuit in FIG. 7 is calculated for the volume velocity u, the following equation is obtained.
【数 1】 p [Equation 1] p
U ' sin t (1) ω (2) U 'sin t (1) ω (2)
m ' C m m 'C m
r r
a (3) a (3)
2m この式から得られた計算結果と、 別途行ったィ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。 2m The calculation result obtained from this equation is compared with the experimental result of the experiment on the residual vibration of the diaphragm 121 after the ejection of the ink droplet, which was performed separately. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the experimental value and the calculated value of the residual vibration of diaphragm 122. As can be seen from the graph shown in Fig. 8, the two waveforms, the experimental value and the calculated value, generally match.
さて、 へッドュニット 3 5の各ィンクジエツトへッド 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 (ヘッド異常) 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 ·增粘 (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 ink jet heads 100 of the head unit 35, a phenomenon that ink droplets are not normally ejected from the nozzle 110 despite the above-described ejection operation, that is, the ejection of droplets An error (head error) may occur. As described below, the causes of the discharge abnormality include (1) air bubbles entering the cavity 141, (2) drying and sticking of ink around the nozzle 110, and ( 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When this discharge abnormality occurs, the result is typically that of the nozzle 110 Droplets are not ejected from the nozzle, that is, a non-ejection phenomenon of droplets appears.
、 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ったり、 その液滴の飛行方向 (弾道) がずれたりして適 正に着弾しないので、 やはり画素のドット抜けとなって現れる。 このような ことから、 以下の説明では、 液滴の吐出異常のことを単に 「ドット抜け」 と 言う場合もある。 In the image printed (drawn) on the recording paper P, missing pixels of pixels occur. In addition, in the case of abnormal ejection, even if the droplet is ejected 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 a missing pixel dot. For this reason, in the following description, the abnormal discharge of the droplet may be simply referred to as “missing dot”.
また、 ィンクジエツトへッド 1 0 0の吐出異常 (へッド異常) には、 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が発生した場合のみならず、 インクジェットヘッド 1 0 0が前述したような吐出動作を行ったときノズル 1 1 0からインク滴が正 常に吐出されない現象が発生し得る状態にある場合も含まれる。 In addition, in the ejection failure of the ink jet head 100 (head failure), a phenomenon occurs in which ink droplets are not properly ejected from the nozzle 110 despite the ejection operation as described above. Not only the case but also the case where the ink droplets are not properly ejected from the nozzles 110 when the inkjet head 100 performs the above-described ejection operation is included.
以下においては、 図 8に示す比較結果に基づいて、 インクジェットヘッド 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 Z又はイナ一タンス mの 値を調整する。 In the following, on the basis of the comparison result shown in FIG. Adjust the values of acoustic resistance r and Z or inertance m so that the calculated value and the experimental value of the residual vibration of plate 1 21 match (approximately).
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、 キヤビティ 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 air bubbles into cavity 1441, 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 into the cavity 141 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 cavity 141. (In FIG. 9, as an example of the position where the bubble B is adhered, the bubble B Shows the case where it is attached near 10).
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内を満たすイ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 in the cavity 141, it is considered that the total weight of the ink filling the cavity 141 decreases and the inertia m decreases. Bubble B is attached to the wall of cavity 144 Thus, it is considered that the diameter of the nozzle 110 is increased by the size of the diameter, and the acoustic resistance r is reduced.
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 、 イナ一夕ンス 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のグ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 inertia 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 the graphs of FIG. 8 and FIG. 10, when bubbles are mixed in the cavity 141, a characteristic residual vibration waveform having a higher frequency than in normal ejection is obtained. 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付近でのインクの 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 、 キヤピティ 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, we will examine the drying (fixation and thickening) of ink near the nozzle 110, which is another cause of missing dots. 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 captivity 141 is in a state where it is trapped in the cavity 144. Thus, when the ink near the nozzle 110 dries and thickens, it is considered that the acoustic resistance r increases.
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ト 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 to match 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 for several days without a cap (not shown) attached, and the ink near the nozzle 110 dried and thickened, and the ink was ejected. This is a measurement of the residual vibration of the diaphragm 122 in a state where the ink cannot be applied (the ink is fixed). As can be seen from the graphs of FIG. 8 and FIG. 12, when the ink near the nozzle 110 is fixed by drying, the frequency becomes extremely lower than that during normal ejection. In particular, a characteristic residual vibration waveform in which the residual vibration is overdamped is obtained. This is because the diaphragm 1 2 1 is drawn downward in FIG. 3 to eject ink droplets, and after the ink flows from the reservoir 1 4 3 into the cavity 1 4 1, the diaphragm 1 2 1 When moving upward in FIG. 3, the diaphragm 12 1 cannot vibrate rapidly (because of excessive attenuation) because there is no escape route for the ink in the cavity 14 1.
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。 ここで、 本発明において、 「紙粉」 とは、 単 に記録用紙などから発生した紙粉のみに限らず、 例えば、 紙送りローラ (給 紙ローラ) などのゴムの切れ端や、 空気中に浮遊するごみなどを含むノズル 1 1 0付近に付着してインク滴 (液滴) 吐出の妨げとなるすべてのものをい う。 Next, the paper dust adhering to the vicinity of the nozzle 110 outlet, which is still another cause of missing dots, will be examined. Here, in the present invention, the term “paper dust” is not limited to only paper dust generated from recording paper or the like, but may be, for example, a piece of rubber such as a paper feed roller (paper feed roller) or floating in the air. This refers to anything that adheres to the vicinity of the nozzle 110, including scum, and hinders the ejection of ink droplets (droplets).
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インクが正常時よりも増えることにより、 イナ一 タンス 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つて音響抵抗 rが増大するものと考えられる。 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 leaks out from inside of cavity 141 through the paper dust, and nozzle 110 also leaks ink. Ink cannot be ejected. As described above, when paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110 and the ink seeps out of the nozzle 110, the inside of the cavity 141 and the part of the seepage from the vibrating plate 121 appear. It is considered that the ink m increases from the normal state, and the inertia m increases. Also, 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、 イナ一タン ス111、 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、 ィ 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, as compared with the case of FIG. 8 in which ink is normally ejected, the inertance 111 and the acoustic resistance r are both set to be large to reduce the residual vibration when paper dust adheres near the nozzle 110 outlet. By matching with the experimental values, the result (graph) as shown in Fig. 14 was obtained. As can be seen from the graphs in Fig. 8 and Fig. 14, when paper dust adheres near the outlet of the nozzle 110, the frequency is lower than during normal ejection. The characteristic residual vibration waveform that reduces the residual vibration is obtained. (Here, the frequency of the residual vibration is higher than in the case of paper dust adhesion and ink drying. I understand.) FIG. 15 is a photograph showing the state of the nozzle 110 before and after the adhesion of the paper powder. 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、 いずれも正常にインク滴が吐 出された場合に比べて減衰振動の周波数が低くなつている。 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。 Here, both when the ink near the nozzle 110 dries and thickens, and when paper dust adheres near the outlet of the nozzle 110, the ink droplets are normally ejected. The frequency of the damped vibration is lower than that. 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, it is necessary to specify the frequency, period, and phase of the damped vibration. It can be compared with a threshold value, or can be specified from the decay rate of the period change or amplitude change of the residual vibration (damped vibration).
このようにして、 各ィンクジエツトへッド 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 (振動パタ ーン) 、 特に、 その周波数 (振動パターン) の変化によって、 各インクジェ ットヘッド 1 0 0の吐出異常 (ヘッド異常) を検出することができる。 また In this way, the change (vibration pattern) of the residual vibration of the diaphragm 121 when an ink droplet is ejected from the nozzle 110 in each of the ink jet heads 100, in particular, its frequency (Vibration pattern), it is possible to detect a discharge abnormality (head abnormality) of each inkjet head 100. Also
、 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 (ヘッド異常) の原因を特定することもできる。 By comparing the frequency of the residual vibration in that case with the frequency of the residual vibration during normal ejection, the cause of the ejection abnormality (head abnormality) can also be specified.
また、 ヘッドドライバ 3 3の駆動回路 1 8によって、 インク滴 (液滴) を 吐出しない程度の駆動信号 (電圧信号) を入力した場合においても、 振幅が 小さくなるが、 同様の振動板の残留振動波形が得られる。 そのため、 残留振 動の振幅を示すグラフの縦軸方向を拡大することによって、 それぞれの吐出 異常の原因に対応する図 1 0、 図 1 2及び図 1 4のグラフと同様の計算値及 び実験値が得られる。 したがって、 インク滴を吐出しない程度に静電ァクチ ユエ一夕 1 2 0を駆動して、 そのときの振動板 1 2 1の残留振動を検出する
ことにより、 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もでき る。 以下、 液滴を吐出せずに検出できるインクジェットヘッド 1 0 0の異常 であるが、 このように検出した場合の異常も単に 「吐出異常」 と称する。 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 2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 (ヘッド異常) 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内の各ヘッド ュニット 3 5が備える各ィンクジエツトへッド 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。 Also, when the drive circuit 18 of the head driver 33 inputs a drive signal (voltage signal) that does not eject ink droplets (droplets), the amplitude is reduced, but the residual vibration of the diaphragm is similar. A waveform is obtained. Therefore, by expanding the vertical axis of the graph showing the amplitude of the residual vibration, the calculated values and experimental results similar to the graphs in Figs. 10, 12, and 14 corresponding to the causes of each discharge abnormality Value is obtained. Therefore, the electrostatic actuator 120 is driven to the extent that ink droplets are not ejected, and the residual vibration of the diaphragm 121 at that time is detected. This makes it possible to detect an abnormal discharge of the ink jet 100. Hereinafter, an abnormality of the inkjet head 100 that can be detected without ejecting a droplet will be referred to simply as “ejection abnormality”. Next, the discharge abnormality detecting means 10 will be described. FIG. 16 is a schematic block diagram of the discharge abnormality detecting means 10 shown in FIG. As shown in FIG. 16, the discharge abnormality detection means 10 includes: an oscillation circuit 11; an F / V conversion circuit 12; a waveform shaping circuit 15; and a residual vibration detection means 16; Measuring means 17 for measuring the period, amplitude, etc., from the residual vibration waveform data detected by the residual vibration detecting means 16, and the inkjet head 100 based on the period, etc., measured by the measuring means 17. Determination means 20 for determining a discharge abnormality (head abnormality). In the discharge abnormality detecting means 10, the residual vibration detecting means 16 oscillates the oscillation circuit 11 based on the residual vibration of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120, and calculates the oscillation frequency from the oscillation frequency. The F / V conversion circuit 12 and the waveform shaping circuit 15 form and detect a vibration waveform. Then, the measuring means 17 measures the cycle of the residual vibration based on the detected vibration waveform, and the determining means 20 determines each head in the printing means 3 based on the measured cycle of the residual vibration. The discharge abnormality of each of the inkjet heads 100 included in the unit 35 is detected and determined. Hereinafter, each component of the discharge abnormality detecting 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の静電ァクチユエ一夕 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、 シュミツ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 It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ー夕 を用いた例を示して説明しているが、 例えば、 インバー夕を 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 in the case where the electrostatic actuator 120 of FIG. 3 is a parallel plate capacitor. FIG. 18 is a conceptual diagram of the capacitor constituted of the electrostatic actuator 120 of FIG. FIG. 3 is a circuit diagram of an oscillation circuit 11 including a capacitor. The oscillation circuit 11 shown in FIG. 18 is a CR oscillation circuit that uses the hysteresis characteristic of the Schmitt trigger, but the present invention is not limited to such a CR oscillation circuit, Any oscillation circuit that uses the capacitance component (capacitor C) Such an oscillation circuit may be used. The oscillation circuit 11 may have a configuration using, for example, an LC oscillation circuit. Further, in the present embodiment, an example using Schmitt trigger inversion is described. However, for example, a CR oscillation circuit using three stages of inversion may be configured.
図 3に示すィンクジエツトヘッド 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。 この静電ァクチュ エー夕 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 0、 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 ink jet head 100 shown in FIG. 3, as described above, the diaphragm 122 and the segment electrode 122 with a very small space (gap) form an opposing electrode. It is composed of one hundred and twenty one days. 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 1 2 1 and the segment electrode 1 2 is S, the distance (gap length) between the two electrodes 1 2 1 and 1 2 is g, and both electrodes are sandwiched. If the permittivity of the space (void) is ε (where the permittivity of vacuum is ε 0 and the relative permittivity of the void is ε r, ε = ε 0 · ε r), the capacitor (static The capacitance C (x) of the electrical equipment 120) is expressed by the following equation.
【数 2】 [Equation 2]
C(x) = s0 -sr (F) (4) C (x) = s 0 -s r (F) (4)
g "X g "X
なお、 式 (4) の Xは、 図 1 7に示すように、 振動板 1 2 1の残留振動によ つて生じる振動板 1 2 1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 ヤップ長 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に示す静電ァクチュ
エータ 1 2 0では、 空隙は空気で満たされているので、 比誘電率 £ r = 1で める。 As can be seen from 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) (gap length g if X is 0). The electrostatic actuator shown in Fig. 3 In the eta 120, since the air gap is filled with air, the relative permittivity can be determined as £ r = 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タ 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 1 2 0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 1 0 0の振動板 1 2 1の表面積 S が小さくなり、 小さな静電ァクチユエ一夕 1 2 0が構成される。 さらに、 ィ ンク滴吐出による残留振動によって変化する静電ァクチユエ一夕 1 2 0のギ ヤップ長 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、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0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 the droplet discharge device (in the present embodiment, the ink jet printer 1) increases, the size of the discharged ink droplet (ink dot) becomes smaller. Will be denser and smaller. As a result, the surface area S of the vibration plate 121 of the inkjet head 100 becomes small, and a small electrostatic actuator 120 is formed. Furthermore, the gap length g of the electrostatic actuator 120, which changes due to the residual vibration caused by the ink droplet ejection, is the initial gap g. Therefore, as can be seen from Equation (4), the change in capacitance of the electrostatic factor 120 is very small.
この静電ァクチユエ一夕 1 2 0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 1 2 0の静電容量に基づいた図 1 8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 1 8に示す発振回路 1 1は、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0から構成 されるコンデンサ (C ) と、 シュミツトトリガインバ一夕 1 1 1と、 抵抗素 子 (R ) 1 1 2とから構成される。 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. An oscillation circuit as shown in Fig. 18 is configured based on the capacitance, and a method of analyzing the frequency (period) of the residual vibration based on the oscillated signal is used. The oscillator circuit 11 shown in Fig. 18 is composed of a capacitor (C) composed of an electrostatic actuator 120, a Schmitt trigger inverter 111, and a resistor element (R) 112. Consists of
シュミツトトリガインバ一夕 1 1 1の出力信号が H i g hレベルの場合、 抵抗素子 1 1 2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 1 2 1とセグメント電極 1 2 2との間の電位差) が、 シユミッ卜ト リガインバー夕 1 1 1の入カスレッショルド電圧 V T 十に達すると、 シユミ ットトリガインバ一夕 1 1 1の出力信号が L o wレベルに反転する。 そして 、 シュミットトリガインバータ 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夕 1 1 1の
入カスレッショルド電圧 V T —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。 When the output signal of the Schmitt trigger inverter is at a high level, the capacitor C is charged via the resistive element 112. When the charging voltage of capacitor C (the potential difference between diaphragm 122 and segment electrode 122) reaches the input threshold voltage V T of the sig- nal trigger bar 111, the shutter trigger trigger bar 1 11 The output signal of 1 is inverted to Low level. Then, when the output signal of the Schmitt trigger inverter 111 becomes the Low level, the charge that has been charged in the capacitor C via the resistance element 112 is discharged. This discharge causes the voltage of the capacitor C to rise When the input threshold voltage V T — is reached, the output signal of the Schmitt trigger inverts 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, adhesion of paper powder, and normal ejection), the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 is The oscillation frequency must be set so that the frequency of the highest residual vibration can be detected when bubbles are mixed (see Fig. 10). Therefore, the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 must be, for example, several times to several tens times or more the frequency of the residual vibration to be detected, that is, a frequency that is at least one digit 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, since 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 vibration 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、 初期ギャップ g Q 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、 デジタル 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 (カウン夕) 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 (カウンタ) は、 コストをアップさせるため、 吐 出異常検出手段 1 0では、 図 1 9に示す FZV変換回路 1 2を用いている。 図 1 9は、 図 1 6に示す吐出異常検出手段 1 0の F/V変換回路 1 2の回 路図である。 この図 1 9に示すように、 F/V変換回路 1 2は、 3つのスィ ツチ SW1、 SW2、 SW3と、 2つのコンデンサ C l、 C 2と、 抵抗素子 R 1と、 定電流 I sを出力する定電流源 1 3と、 バッファ 14とから構成さ れる。 この FZV変換回路 1 2の動作を図 2 0のタイミングチャート及び図 2 1のグラフを用いて説明する。 Incidentally, in each period of the oscillation frequency of the oscillation signal outputted from the oscillation circuit 1 1 (pulse), and counts the pulse by using a measuring count pulse (counter), the electrostatic capacitor C in the initial gap g Q By subtracting the count value of the pulse of the oscillation frequency when oscillating with the capacitance from the measured count value, digital information of the residual vibration waveform for each oscillation frequency can be obtained. By performing digital-to-analog (D / A) conversion based on these digital information, a rough residual vibration waveform can be generated. Such a method may be used, but a high-frequency (high-resolution) pulse that can measure small changes in the oscillation frequency is required for the measurement count pulse (counter pulse). In order to increase the cost of such a count pulse (counter), the discharge abnormality detecting 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 discharge abnormality detection means 10 shown in FIG. As shown in FIG. 19, the F / V conversion circuit 12 includes three switches SW1, SW2, and SW3, two capacitors C1 and C2, a resistance element R1, and a constant current Is. It is composed of a constant current source 13 to output 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.
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 リア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 g hレベルとなるようにして生成される。 ホ一ルド信号は、 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 g hレべ ルに保持され、 L ow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、 ホ一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 g hレベルに保持され、 L ow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 1 1の出力信号の次の立ち上がりェ 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。 First, a method for 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 charging signal, is held at the High level for a predetermined fixed time, and falls 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 the 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 correspond to the output signal of the oscillator circuit 11. It is sufficient that one pulse is included before the next rising edge, and the pulse 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 2 1を参照して、 固定時間 t r及び!: 1の設定方法を説明する。 固定時間 t rは、 静電ァクチ ユエ一夕 1 20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 1/2付近となるように設定される。 また、 ギャップ長 gが最
大 (Ma x) 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、 dV/d t = I s / C 1によって決定されるため、 定電流源 1 3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 1 3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 ίつて、 静電ァクチユエ一夕 1 20によって構成さ れるコンデンザ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 1 20の振動板 1 2 1の微小な変化を検出することが可能 となる。 To obtain a clean residual vibration waveform (voltage waveform), refer to Fig. 21 for the fixed time tr and! : Explain the setting method of 1. Fixed time tr is adjusted from the cycle of the oscillation pulse electrostatic Akuchi Yue Isseki 1 20 oscillates 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 It is set to be about 1/2 of. Also, the gap length g is The gradient of the charging potential is set so that the charging range of the capacitor C1 is not exceeded between the charging time t2 at the large (Max) position and the charging time t3 at the minimum (Min) position. You. That is, since the slope of the charging potential is determined by dV / dt = Is / C1, 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 small change in the capacitance of the capacitor constituted by the electrostatic actuator 120 can be detected with high sensitivity. Thus, a minute change of the diaphragm 121 of the electrostatic actuator 120 can be detected.
次いで、 図 22を参照して、 図 1 6に示す波形整形回路 1 5の構成を説明 する。 図 2 2は、 図 1 6の波形整形回路 1 5の回路構成を示す回路図である 。 この波形整形回路 1 5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 1 5は、 2つの コンデンサ C 3 (DC成分除去手段) 、 C 4と、 2つの抵抗素子 R 2、 3 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) 1 5 1と、 比較器 (コンパレ一夕) 1 52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。 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 3, and two DC voltage sources V ref 1 and V ref 1. It is composed of V ref 2, an amplifier (op-amp) 15 1, and a comparator (comparison) 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.
F/V変換回路 1 2のバッファ 14の出力には、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0の初期ギャップ g。 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。 この直流成分は各ィンクジェットへッド 1 0 0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 1 5 1の反転入力端子に出 力する。 The output of the buffer 14 of the F / V conversion circuit 12 has the initial gap g of the electrostatic actuator 120. The DC component (DC component) based on the capacitance is included. 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.
1 5 1は、 直流成分が除去された FZV変換回路 1 2のバッフ
ァ 1 4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 1 5 1は、 単電源回路を想定している。 オペアンプ 1 5 1は、 2つの抵抗素子 R 2、 R 3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 R 3 /R 2倍に振幅される。 1 5 1 is the buffer of the FZV conversion circuit 12 from which the DC component has been removed. A low-pass filter for inverting and amplifying the output signal of the filter 14 and removing a high frequency band of the output signal is configured. It is assumed that the operational amplifier 15 1 is a single power supply circuit. The operational amplifier 15 1 constitutes an inverting amplifier composed of two resistance elements R 2 and R 3, and the input residual vibration (AC component) is amplified by one R 3 / R twice.
また、 オペアンプ 1 5 1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 V r 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 1 2 1の残留振動波形が出力される。 ここで、 直流電圧源 V r e ί 1は、 オペアンプ 1 5 1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 5 1は、 2つのコンデンサ C 3、 C 4により、 カットオフ周波数 1/ (27TXC 4 XR 3) となる口一 パスフィルタを構成している。 そして、 直流成分を除去された後に増幅され た振動板 1 2 1の残留振動波形は、 図 2 0のタイミングチャートに示すよう に、 次段の比較器 (コンパレータ) 1 5 2でもう一つの直流電圧源 V r 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 V r 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, because of the single power supply operation of the operational amplifier 151, the amplified diaphragm 121 oscillating around the potential set by the DC voltage source Vref1 connected to its non-inverting input terminal A residual vibration waveform is output. Here, the DC voltage source V r e ί 1 is set to about a half of the voltage range in which the operational amplifier 15 1 can operate with a single power supply. Further, the operational amplifier 15 1 forms a single-pass filter having a cutoff frequency of 1 / (27TXC 4 XR 3) by the two capacitors C 3 and C 4. Then, as shown in the timing chart of FIG. 20, the residual vibration waveform of the diaphragm 121 amplified after the removal of the DC component is output by 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. It should be noted that the DC voltage source Vref1 may share another DC voltage source Vref1.
次に、 図 2 0に示すタイミングチャートを参照して、 図 1 9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 1 9に示す FZV変 換回路 1 2は動作する。 図 2 0のタイミングチャートにおいて、 静電ァクチ ユエ一夕 1 2 0の駆動信号がへッドドライバ 3 3を介してィンクジエツトへ ッド 1 0 0に入力されると、 図 6 (b) に示すように、 静電ァクチユエ一タ 1 2 0の振動板 1 2 1がセグメント電極 1 2 2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) 。
この駆動信号の立ち下がりエッジに同期して、 駆動回路 1 8と吐出異常検 出手段 1 0とを切り替える駆動ノ検出切替信号が H i g レベルとなる。 こ の駆動/検出切替信号は、 対応するインクジエツトへッド 1 0 0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、 L o wレベルになる。 この駆動 Z検出切替信号が H i g hレベルの間、 図 1 8の 発振回路 1 1は、 静電ァクチユエ一夕 1 20の振動板 1 2 1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。 Next, the operation of the F / V conversion circuit 12 and the waveform shaping circuit 15 in FIG. 19 will be described with reference to the timing chart shown in FIG. The FZV conversion circuit 12 shown in FIG. 19 operates based on the charge 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 diaphragm 122 of the electrostatic actuator 120 is attracted to the segment electrode 122 side, and contracts rapidly upward in FIG. 6 in synchronization with the falling edge of this drive signal ( (See Fig. 6 (c)). 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 failure detection means 10 becomes the Hig level. This drive / detection switching signal is held at the High level during the drive suspension period of the corresponding inkjet head 100, and goes to the Low level before the next drive signal is input. While this drive Z 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 1 21 of the electrostatic actuator 120. are doing.
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 rだけ経過するまで 、 充電信号は、 H i g hレベルに保持される。 なお、 充電信号が H i g hレ ベルである間、 スィッチ SW 1はオフの状態である。 As described above, from the falling edge of the drive signal, that is, the rising edge of the output signal of the oscillation circuit 11, a fixed time set in advance so that the waveform of the residual oscillation does not exceed the range where the capacitor C1 can be charged. Until tr elapses, the charging signal is held at the High level. Note that while the charging signal is at the High level, the switch SW1 is off.
• 固定時間 t rが経過し、 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 SW 1がオンされる (図 1 9参照 ) そして、 定電流源 1 3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 s ZC 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 エッジに同期して H 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。 • 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 Fig. 19). The capacitor C1 is connected, and the capacitor C1 is charged with the slope I s ZC1 as described above. The capacitor C1 is charged while the charge signal is at the Low level, that is, until the charge signal becomes the High level in synchronization with the rising edge of the next pulse of the output signal of the oscillation circuit 11.
充電信号が H i g hレベルになると、 スィツチ S W 1はオフ (オープン) となり、 定電流源 1 3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 L◦ w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 g hレベルになると、 スィッチ SW 2がオンされ (図 1 9参照) 、 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 1、 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 goes to the high level, switch SW1 is turned off (open), and constant current source 13 and capacitor C1 are disconnected. At this time, the potential (that is, ideally I s X t 1 / C 1 (V)) charged during the period t 1 in which the charge signal is at the L◦w level is stored in the capacitor C 1. ing. In this state, when the hold signal goes to the high level, the switch SW2 is turned on (see FIG. 19), and the capacitors C1 and C2 are connected via the resistance element R1. After connecting switch SW2, charge two capacitors C1 and C2. The charge and discharge are performed by the electric potential difference, and the electric charge moves from the capacitor C1 to the capacitor C2 such that the electric potential difference between the two capacitors C1 and C2 becomes substantially equal.
ここで、 コンデンサ。 1の静電容量に対してコンデンサ C 2の静電容量は 、 約 1Z1 0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 1 、 C 2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 1/1 0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 1 9の FZV変換回路 1 2では、 コンデンサ C 2に充電されるとき FZ V変換回路 1 2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により一次のロー パスフィルタを構成している。 Where the capacitor. The capacitance of the capacitor C2 is set to about 1Z10 or less with respect to the capacitance of 1. Therefore, the amount of charge (used) that moves due to charging and discharging caused by the potential difference between the two capacitors C 1 and C 2 is less than 1/10 of the charge charged in the capacitor C 1. 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 FZV conversion circuit 12 of FIG. 19, in order to prevent the charging potential from jumping rapidly due to the inductance of the wiring of the FZV conversion circuit 12 when the capacitor C2 is charged. The first-order low-pass filter is composed of the resistor R1 and the capacitor C2.
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、 ホールド信号が 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 ィツチ 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、 クリア信号は L owレベルとなり 、 スィッチ SW3がオフすることにより、 コンデンサ C 1の図 1 9中上部の 電極がグラウンド GND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 ow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 goes low, and the capacitor C1 is disconnected from the capacitor C2. Further, when the clear signal becomes the High level and the switch SW3 is turned on, the capacitor C1 is connected to the ground GND, and the discharging operation is performed so that the charge stored in the capacitor C1 becomes 0. . After the discharge of the capacitor C1, the clear signal goes to the Low level, and the switch SW3 turns off, thereby disconnecting the upper electrode of the capacitor C1 in Fig. 19 from the ground GND until the next charge signal is input. That is, it waits 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夕イミ ング毎、 すなわち、 コンデンサ C 2への充電完了のタイミング毎に更新され 、 バッファ 14を介して振動板 1 2 1の残留振動波形として図 22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 C2 is updated every time the rising edge of the charge signal rises, that is, each time the charging of the capacitor C2 is completed, and the residual vibration of the diaphragm 121 via the buffer 14 This is output as a waveform to the waveform shaping circuit 15 in FIG. Therefore, the oscillation frequency of the oscillation circuit 11 becomes higher. By setting the capacitance of the electrostatic actuator 120 (in this case, the fluctuation width of the capacitance due to the residual vibration) and the resistance value of the resistive element 112, as shown in the figure, Since each step (step) of the potential of capacitor C 2 (output of buffer 14) shown in the timing chart of 20 becomes more detailed, the temporal change in capacitance due to residual vibration of diaphragm 121 Can be detected 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のタイミングチヤ —卜において、 コンデンサ C 2の電位) の直流成分がコンデンサ C 3によつ 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) 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ノ 3 3 内の駆動回路 1 8をィ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、 ィ 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。 Similarly, the charging signal repeats from Low level to High level to Low level. The potential held in the capacitor C2 at the above-mentioned predetermined timing passes through the buffer 14 and the waveform shaping circuit 15 Is output to In the waveform shaping circuit 15, the DC component of the voltage signal (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 resistance element R Input to the inverting input terminal of the operational amplifier 15 1 via 2. 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 FIG. 20). Next, the switching timing 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. In FIG. 23, the drive circuit 18 in the head dryer 33 shown in FIG. 16 will be described as a drive circuit for the ink jet head 100. As also shown in the timing chart of FIG. 20, the ejection failure detection processing is executed between the drive signals of the ink jet 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、 インクジェットへッ 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, switching means for driving the electrostatic actuator 120 23 is initially connected to the drive circuit 18 side. As described above, when a drive signal (voltage signal) is input to the diaphragm 12 1 from the drive circuit 18, the electrostatic actuating unit 120 is driven, and the diaphragm 12 1 When the applied voltage becomes 0, it is suddenly displaced away from the segment electrode 122 and starts to vibrate (residual vibration). At this time, ink droplets are ejected from the nozzle 110 of the inkjet 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 is driven by the drive circuit 18 Is switched to the discharge abnormality detection means (detection circuit) 10 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。 Then, the discharge abnormality detection means 10 executes the above-described discharge abnormality (missing dot) detection processing, and outputs the residual vibration of the diaphragm 12 1 output from the comparator 15 2 of the waveform shaping circuit 15. The waveform data (rectangular wave data) is 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 cycle from the residual vibration waveform data, and outputs the measurement result (numerical value) to the judging means 20.
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、 図示しないカウン夕を用いて基準信号 (所定の 周波数) のパルスをカウントし、 そのカウ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ッジ から次の立ち下がりエッジまでの時間を計測し、 その計測された時間の 2 { 'i立 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 T wとする。 Specifically, the measuring means 17 measures the time (period of the residual vibration) from the first rising edge of the waveform (rectangular wave) of the output signal of the comparator 152 to the next rising edge. The pulses of the reference signal (predetermined frequency) are counted using a counter (not shown), and the period of the residual vibration (specific vibration period) is measured from the count value. The measuring means 17 measures the time from the first rising edge to the next falling edge, and outputs the measured time, 2 {'i rising time, to the determining means 20 as the period of the residual vibration. May be. Hereinafter, the period of the residual vibration obtained in this manner is referred to as Tw.
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 (ヘッド異常) の 有無、 吐出異常 (ヘッド異常) 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 O M (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/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 (G N 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。 Judging means 20 is used to determine the particular of the residual vibration waveform measured by measuring means 17. Based on the vibration cycle (measurement result), the presence / absence of a nozzle discharge abnormality (head abnormality), the cause of the discharge abnormality (head abnormality), the amount of comparison deviation, and the like are determined, and the determination result is output to the control unit 6. The control unit 6 stores this determination result in a predetermined storage area of an EEPROM (storage means) 62. Then, at the timing when the next drive signal from the drive circuit 18 is input, the drive / 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、 残留振動波形データは、 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 1から出力された残留振 動振幅データは、 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。 Note that, in the present invention, the residual vibration waveform data is not limited to the rectangular waveform generated by the comparator 152. For example, the residual vibration amplitude data output from the operational amplifier 15 1 is digitized as needed by the measuring means 17 for A / D conversion without performing the comparison processing by the comparator 15 2, and is digitized as needed. Based on the data obtained, the determination means 20 may determine whether or not there is a discharge abnormality, 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内ィ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によって概ね決まっ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、 インクジエツトへッ 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、 ィンクジエツトヘッド 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。 In addition, the meniscus of the nozzle 110 (the surface where the ink inside the nozzle 110 contacts the atmosphere) vibrates in synchronization with the residual vibration of the diaphragm 121, so that the inkjet head 100 ejects ink droplets. After the operation, after waiting for the residual vibration of the meniscus to attenuate in a time substantially determined by the acoustic resistance r (waiting for a predetermined time), the next ejection operation is performed. 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, the processing for detecting the abnormal discharge of the nozzle 110 of the inkjet head 100 can be performed without lowering the throughput of the inkjet printer 1 (droplet discharging device). Can be performed.
上述のように、 ィ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、 イ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、 ィンク乾燥時の残留振動の周期よりも 短くなる。 As described above, when air bubbles are mixed into the cavity 140 of the ink jet head 100, the frequency becomes higher than the residual vibration waveform of the diaphragm 122 during normal ejection. On the contrary, the cycle is shorter than the cycle of the residual vibration during normal ejection. 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 period 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 during drying of the ink. Therefore, the cycle is longer than the cycle of the residual vibration during normal ejection and shorter than the cycle 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 T w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 (ヘッド異常) の原因を判定する。 Therefore, a predetermined range T r is provided 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 ink jet head 100 discharge abnormality is determined. can do. The determining means 20 determines whether the cycle T w of the residual vibration waveform detected by the above-described discharge abnormality detection processing is a cycle in a predetermined range, and whether the cycle is longer than a predetermined threshold value. Thus, the cause of the discharge abnormality (head 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 (駆動ノ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からインターフェース ( 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 24に示すフローチャートでは、 1つのイン クジェットヘッド 1 00、 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 inkjet printer 1 described above. First, the ejection abnormality detection processing (including the drive noise detection switching processing) for one nozzle 110 of one inkjet head 100 will be described. FIG. 24 is a flowchart showing a discharge abnormality detection / determination process. Print data to be printed (Ejection data in flushing operation may be used. ) Is input from the host computer 8 to the control unit 6 via the interface (IF) 9, the discharge abnormality detection processing is executed at a predetermined timing. For convenience of explanation, the flowchart shown in FIG. 24 shows a discharge abnormality detection process corresponding to the discharge operation of one inkjet head 100, that is, one nozzle 110.
まず、 印字データ (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 20のタイミングチヤ一ト 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 20 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 1) 。 そ して、 制御部 6は、 駆動 Z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 00が駆動休止期間であるか否かを判断する (ステップ S 1 02 ) 。 ここで、 駆動/検出切替信号は、 駆動信号の立ち下がりエッジに同期し て H i ghレベルとなり (図 2 0参照) 、 制御部 6から切替手段 23に入力 される。 First, a drive signal corresponding to print data (ejection data) is input from the drive circuit 18 of the head driver 33, and thereby, based on the timing of the drive signal as shown in the timing chart of FIG. A drive signal (voltage signal) is applied between both electrodes of the device 120 (step S101). Then, based on the drive Z detection switching signal, the control unit 6 determines whether or not the ejected inkjet head 100 is in the drive suspension period (step S102). Here, the drive / detection switching signal becomes High level in synchronization with the falling edge of the drive signal (see FIG. 20), and is input from the control unit 6 to the switching unit 23.
駆動/検出切替信号が切替手段 23に入力されると、 切替手段 23によつ て、 静電ァクチユエ一夕 1 20、 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 (ステツ プ S 1 03) 。 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 04) 、 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 動波形デ一夕から所定の数値を計測する (ステップ 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 forming the oscillation circuit 11 from the driving circuit 18. Then, it is connected to the discharge abnormality detection means 10 (detection circuit) side, that is, to the oscillation circuit 11 of the residual vibration detection 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). 1 0 5). Here, as described above, the measuring means 17 measures the period of the residual vibration from the residual vibration waveform data.
次いで、 判定手段 20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 EE PROM (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においてィンクジエツトへッド 1 00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、 このステツ プ S 1 08で待機している。 Next, the determination means 20 executes a discharge abnormality determination process, which will be described later, based on the measurement result of the measurement means (step S 106), and stores the determination result in an EE PROM (storage means) 6 2 In a predetermined storage area. And In step S108, it is determined whether or not the ink jet head 100 is in the drive period. That is, after the drive suspension period ends, it is determined whether or not the next drive signal has been input, 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 Z検出切替信号が L owレベルになると (ステップ S 1 0 8で 「y e s」 ) 、 切替手段 23は、 静電ァクチユエ一夕 1 20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 09) 、 この吐出異常検出処理を終了する。 When the drive Z detection switch 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 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 24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 —夕から、 残留振動波形の位相差や振幅などの計測を行ってもよい。 Note that 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). The present invention is not limited to such a case. For example, the measuring unit 17 may measure the phase difference and amplitude of the residual vibration waveform from the residual vibration waveform data detected in the residual vibration detection processing.
次に、 図 24に示すフローチャートのステップ S 1 04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 23によって、 静電 ァクチユエ一夕 1 20と発振回路 1 1とを接続すると (図 24のステップ S 1 0 3) 、 発振回路 1 1は、 CR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 20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 20 1) 。 Next, the residual vibration detection processing (subroutine) in step S104 of the flowchart shown in FIG. 24 will be described. FIG. 25 is a flowchart showing the residual vibration detection processing. As described above, when the electrostatic actuator 120 and the oscillation circuit 11 are connected by the switching means 23 (step S103 in FIG. 24), the oscillation circuit 11 constitutes a CR oscillation circuit, Oscillation is performed based on the change in 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 ド信号及びクリァ信号が生成され、 これらの信号に基づいて F/V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 202 ) 、 FZV変換回路 1 2から振動板 1 2
1の残留振動波形データが出力される。 F / V変換回路 1 2から出力された 残留振動波形データは、 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 conversion circuit 12 converts the frequency of the output signal of the oscillation circuit 11 into a voltage based on the F / V conversion circuit 12 (step S202), and the FZV conversion circuit 12 outputs the diaphragm 1 2 1 residual vibration waveform data is output. From the residual vibration waveform data output from the F / V conversion circuit 12, the DC component (DC component) is removed by the capacitor C 3 of the waveform shaping circuit 15 (step S 203), and the operational amplifier 15 1 As a result, 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 residual vibration waveform data after the amplification is shaped into a pulse by a predetermined process and is converted into a pulse (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 an output signal of the residual vibration detecting means 16 and is output to the measuring means 17 for performing the discharge abnormality determination processing, and the residual vibration detecting processing ends.
次に、 図 2 4に示すフローチャートのステップ 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によっ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、 該当するインクジェットヘッド 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 performed by the control unit 6 and the determination unit 20. The determination means 200 determines whether or not the ink droplet has been normally ejected from the corresponding inkjet head 100 based on the measurement data (measurement result) such as the cycle measured by the measurement means 17 described above. If the ejection is not performed, that is, if the ejection is abnormal, the cause is determined.
まず、 制御部 6は、 E E P R O M 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 夕は、 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。
図 2 4のステップ S 1 0 5において計測手段 1 7によって計測された計測 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 T wである。 First, the control unit 6 outputs the predetermined range Tr of the cycle of the residual vibration and the predetermined threshold T1 of the cycle of the residual vibration stored in the EEPROM 62 to the determination means 20. The predetermined range T r 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 as normal. These data are stored in a memory (not shown) of the determination means 20, and the following processing is executed. The measurement result measured by the measuring means 17 in step S105 of FIG. 24 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 T w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 が得られなかったか否かを判定する。 残留振動の周期 T wが存在しないと判 定された場合には、 判定手段 2 0は、 そのイ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 T w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 cycle 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 period Tw of the residual vibration does not exist, the determination unit 20 determines that the nozzle 110 of the inkjet head 100 has not ejected an ink droplet in the ejection abnormality detection process. It is determined that the nozzle is a discharge nozzle (step S306). When it is determined that the residual vibration waveform data is present, subsequently, in step S303, the determination means 20 sets the predetermined range Tr in which the cycle Tw is recognized as the cycle during normal ejection. It is determined whether it is within.
残留振動の周期 T wが所定の範囲 T r内にあると判定された場合には、 対 応するィンクジエツトへッド 1 0 0からィ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、 そのインクジェットヘッド 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 T w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。 When 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 2 If 0, it is determined that the nozzle 110 of the inkjet 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 determining means 20 determines that the period Tw of the residual vibration is within the predetermined range Tr. It is determined whether it is shorter than Tr.
残留振動の周期 T w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、 インクジェットへッ ド 1 0 0のキヤビティ 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ヘッド 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 of the residual vibration Tw is shorter than the predetermined range Tr, it means that the frequency of the residual vibration is high, and as described above, the cavities 14 of the inkjet head 100 are determined. It is considered that air bubbles are mixed in 1 and the determination means 20 determines that air bubbles are mixed in the cavity 14 1 of the inkjet head 100 (bubble mixing) ( Step S308).
また、 残留振動の周期 T w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 T w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 20は、 そのインクジェットヘッド 1 00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 30 9 ) 。 If it is determined that the period Tw of the residual vibration is longer than the predetermined range Tr, subsequently, the determining means 20 sets the period Tw of the residual vibration to a predetermined threshold T1. It is determined whether it is longer than (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 the nozzle 11 of the inkjet head 100. It is determined that the ink near 0 is thickened by 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 1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 20 は、 そのインクジェットヘッド 1 00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) 。 If it is determined in step S305 that the cycle Tw of the residual vibration is shorter than the predetermined threshold value T1, the cycle Tw of the residual vibration satisfies Tr <Tw <T1. As described above, it is considered that paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110 whose frequency is higher than that of drying, and the determination means 20 determines the nozzle 110 of the inkjet head 100 as described above. It is determined that paper dust is attached near the outlet (paper dust attached) (step S3110).
このように、 判定手段 20によって、 対象となるインクジェットヘッド 1 00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 06〜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。 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 output to the control unit 6 And the discharge abnormality determination processing ends.
各ィンクジエツトヘッド 1 00に対応する判定結果は、 後述する図 24の ステップ S 1 07において、 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、 制御部 6の EEPROM (記憶手段) 62の所定の格納領 域に記憶される。 The determination result corresponding to each of the inkjet heads 100 is associated with the target inkjet head 100 to be processed in step S107 of FIG. 24, which will be described later, and stored in the EEPROM (storage means) of the control unit 6. ) It is stored in the 62 predetermined storage area.
次に、 複数のインクジェットヘッド (液滴吐出ヘッド) 1 00、 すなわち 、 複数のノズル i 1 0を備えるインクジェットプリンタ 1を想定し、 そのィ 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 82と 、 各ィンクジエツトへッド 1 00の吐出異常検出 ·判定の夕イミングについ て説明する。 Next, assuming a plurality of inkjet heads (droplet ejection heads) 100, that is, an inkjet printer 1 having a plurality of nozzles i10, the ejection selection means (nozzle selector) 182 of the ink jet printer 1 A description will be given of the timing of the discharge abnormality detection and determination of each of the inkjet heads 100.
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 のへッドュニット 3 5のうちの 1つのへッドュニット 3 5について説明し、
また、 このヘッドユニット 3 5は、 5つのインクジェットヘッド 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 ュニット 3 5が備えるィンクジエツトへッド 1 0 0 (ノズル 1 1 0 ) の数量 は、 それぞれ、 いくつであってもよい。 - 図 2 7〜図 3 0は、 吐出選択手段 1 8 2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 ·判定タイミングのいくつかの例を示すブロック図 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 of the plurality of head units 35 provided in the printing unit 3 will be described. In addition, the head unit 35 includes five inkjet heads 100a to 100e (that is, five nozzles 110). In the present invention, the printing unit 3 includes The number of the head units 35 and the number of the ink jet heads 100 (nozzles 110) provided in each head unit 35 may be any number. FIG. 27 to FIG. 30 are block diagrams showing some examples of ejection abnormality detection / judgment timing in the ink jet printer 1 including the ejection selection means 18. Hereinafter, configuration examples of the respective drawings will be sequentially described.
図 2 7は、 複数 ( 5つ) のインクジェットヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 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 1 0が 1つの場合) であ る。 この図 2 7に示すように、 複数のィンクジエツトへッド 1 0 0 a〜 1 0 0 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 1 8 1と、 いずれのノズル 1 1 0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 1 8 2と、 この吐出選択手段 1 8 2によって選 択され > 駆動波形生成手段 1 8 1によって駆動される複数のインクジェット ヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eとを備えている。 なお、 図 2 7の構成では、 上記 以外の構成は図 2、 図 1 6及び図 2 3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 a discharge abnormality of a plurality (five) of the inkjet heads 100a to 100e (when there is one discharge abnormality detection means 10). As shown in FIG. 27, an ink jet printer 1 having a plurality of ink jet heads 100a to 100e is provided with a drive waveform generating means 181, which generates a drive waveform, and any of the nozzles. A discharge selecting means 182 which can select whether to discharge an ink droplet from 110, and a plurality of driving means selected by the discharging selecting means 18 2 and driven by the driving waveform generating means 18 1 An inkjet head 100a to 100e. 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 1 8 1及び吐出選択手段 1 8 2 は、 ヘッドドライバ 3 3の駆動回路 1 8に含まれるものとして説明するが ( 図 2 7では、 切替手段 2 3を介して 2つのブロックとして示している力 一 般的には、 いずれもヘッドドライバ 3 3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 1 8 1は、 へッドドライバ 3 3 とは独立した構成としてもよい。 In the present embodiment, the drive waveform generation means 18 1 and the ejection selection means 18 2 are described as being included in the drive circuit 18 of the head driver 33 (in FIG. 27, the switching means 23 In general, both are configured in the head driver 33). However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the driving waveform generating unit 18 1 May be configured independently of the head driver 3 3.
この図 2 7に示すように、 吐出選択手段 1 8 2は、 シフトレジスタ 1 8 2 aと、 ラッチ回路 1 8 2 bと、 ドライバ 1 8 2 cとを備えている。 シフトレ
ジスタ 1 8 2 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 (吐出データ) と、 クロック信 号 (C L K) が順次入力される。 この印字データは、 クロック信号 (C L K ) の入力パルスに応じて (クロック信号の入力の度に) シフトレジス夕 1 8 2 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 1 0 0 a〜 l 0 0 eに対応する印字データとしてラッチ回路 1 8 2 bに出力 される。 なお、 後述する吐出異常検出処理では、 印字データではなくフラッ 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、 すべてのィンクジェットヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eに対する印字データを意 味している。 As shown in FIG. 27, the ejection selection means 18 2 includes a shift register 18 2 a, a latch circuit 18 2 b, and a driver 18 2 c. Shift The print data (ejection 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 to the register 182a. This print data is sequentially shifted from the first stage of the shift register 18a to the subsequent stage in accordance with the input pulse of the clock signal (CLK) (each time the clock signal is input), and is input. The data is output to the latch circuit 18b as print data corresponding to a to l00e. In the ejection abnormality detection process described later, ejection data at the time of flashing (preliminary ejection) is input instead of print data. This ejection data is defined as all the ink jet heads 100a to 100c. Means the print data for e.
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、 ィンクジェットヘッド 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タ 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ノ 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。 The latch circuit 18 2 b stores the print data corresponding to the number of the nozzles 110 of the head unit 35, that is, the number of the ink jet heads 100, in the shift register 182 a. Each output signal of the shift register 18a is latched by the input latch signal. Here, when the CLEAR signal is input, the latched state is released, the output signal of the latched shift register 18a becomes 0 (latch output is stopped), and the printing operation is stopped. When the CLEAR signal is not input, the latched print data of the shift register 18a is output to the dryino 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 2 is synchronized with the print timing. The latch signal of b is sequentially updated.
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ヘッド 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 タ 1 2 0 (インクジェットヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eのいずれかあるいはす ベ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 20の両電極間に印加される。 The driver 18 2 c connects the drive waveform generating means 18 1 to the electrostatic actuator 120 of each inkjet head 100, and the latch output from the latch circuit 18 2 b A drive waveform is generated for each electrostatic actuator 120 (specified) by signal (any one of inkjet heads 100a to 100e or all electrostatic actuators 120). Means 1 8 1 Output signal ( Drive signal), and 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トプリン夕 1は、 複数のインクジエツトへ 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、 各ィ ンクジェットヘッド 1 00 a~ 1 00 eのいずれかのィンクジエツトへッド 1 00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 62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、 ドライノ 1 82 cによって選択されたィンク ジエツトヘッド 1 00 a〜1 00 eのうちの 1つ又は複数を駆動し、 駆動 Z 検出切替信号が吐出駆動動作後に切替手段 23に入力されることによって、 切替手段 23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 ジエツトヘッド 1 00の静電ァクチユエ一夕 1 20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 、 そのインクジエツトへッド 1 00のノズル 1 1 0における吐出異常 (ィン 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 そして、 このインクジェットプリン夕 1は、 1つのインクジェットヘッド 1 00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 エツトヘッド 1 00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 20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 62にその判定結果を出力する。 The ink jet printer 1 shown in FIG. 27 includes one driving waveform generating means 18 1 for driving a plurality of ink jet heads 100 a to 100 e, and each ink jet head 100 a Ejection abnormality detecting means 10 for detecting an ejection abnormality (ink droplet non-ejection) with respect to any one of the ink jet heads 100 to 100 e, and an ejection abnormality detected by the ejection abnormality detecting means 10. A storage means 62 for storing (storing) a determination result of a cause and the like, and one switching means 23 for switching between the drive waveform generation means 18 1 and the ejection abnormality detection means 10 are provided. Therefore, the ink jet printer 1 has one of the ink jet heads 100 a to 100 e selected by the dry nozzle 182 c based on the drive signal input from the drive waveform generating means 18 1. One or more are driven, and a drive Z detection switching signal is input to the switching means 23 after the ejection driving operation, whereby the switching means 23 is switched from the drive waveform generation means 18 1 to the ejection abnormality detection means 10 by the ink jet head 100. After switching the connection with the electrostatic actuator 120, the discharge abnormality detecting means 10 detects the nozzle 110 of the ink jet 100 based on the residual vibration waveform of the diaphragm 121. This is to detect an ejection failure (ink droplet non-ejection) and determine the cause of the ejection failure. When the ejection abnormality is detected and determined for the nozzle 110, the nozzle 110 of the next designated ink jet head 100 is then determined based on the drive signal input from the drive waveform generation means 18 1. The discharge abnormality is detected and determined in the same manner, and similarly, the discharge abnormality of the nozzle 110 of the inkjet head 100 driven by the output signal of the drive waveform generating means 18 is sequentially detected and determined. Then, as described above, the residual vibration detecting means 16 is used to detect the residual vibration of the diaphragm 12 1. When the dynamic waveform is detected, the measuring means 17 measures the period of the residual vibration waveform based on the waveform data, and the judging means 20 determines whether the ejection is normal or abnormal based on the measurement result of the measuring means 17. In the case of a discharge abnormality (head abnormality), the cause of the discharge abnormality is determined, and the determination result is output to the storage means 62.
このように、 この図 27に示すインクジェットプリンタ 1では、 複数のィ ンクジエツトへッド 1 00 a〜 1 00 eの各ノズル 1 1 0についてィンク滴 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 23とを 1つずつ備えるだけでよく、 吐出異 常を検出 ·判定可能なィ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。 As described above, in the ink jet printer 1 shown in FIG. 27, the ejection abnormality is sequentially detected and determined in the ink droplet ejection driving operation for each nozzle 110 of the plurality of inkjet heads 100a to 100e. It is only necessary to provide one discharge abnormality detection means 10 and one switching means 23, and the circuit configuration of the ink jet printer 1 capable of detecting and determining the discharge abnormality can be scaled down. At the same time, an increase in the manufacturing cost can be prevented.
図 28は、 複数のインクジエツトへッド 1 00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の数がィンクジエツトへッド 1 00の数と 同じ場合) である。 この図 28に示すィンクジエツトプリン夕 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〜 23 eと、 5つのインクジェットヘッド 1 00 a〜 1 00 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 62とを備え ている。 なお、 各構成要素は、 図 27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 the ejection abnormality detection of a plurality of ink jet heads 100 (when the number of ejection abnormality detection means 10 is the same as the number of ink jet heads 100). The ink jet printer 1 shown in FIG. 28 has one discharge selection means 18 2, five discharge abnormality detection means 10 a to 10 e, and five switching means 23 a to 23 e. The five inkjet heads 100 a to 100 e are provided with one drive waveform generating means 18 1 and one storage means 62. Since each component has already been described in the description of FIG. 27, the description thereof will be omitted, and the connection thereof will be described.
図 2 7に示す場合と同様に、 吐出選択手段 1 82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、 各インクジェットヘッド 100 a〜 1 0 0 eに対応する印字デ一タをラ ツチ回路 1 82 bにラッチし、 駆動波形生成手段 1 8 1からドライノ 1 82 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イン クジエツトヘッド 1 0 0 a〜 1 00 eの静電ァクチユエ一夕 1 20を駆動さ せる。 駆動/検出切替信号は、 すべてのインクジェットヘッド 1 00 a〜 1 00 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 2
3 a〜2 3 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/検出切替信号に基づいて、 インクジエツトへッド 1 0 0の静電ァクチ ユエ一夕 1 20に駆動信号を入力後、 駆動波形生成手段 1 8 1から吐出異常 検出手段 1 0 a〜 1 0 eにインクジェットヘッド 1 0 0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 of the inkjet heads 100 a to 100 e based on the print data (ejection data) input from the host computer 8 and the clock signal CLK. The print data to be printed is latched in the latch circuit 182b, and an ink jet corresponding to the print data is generated according to the drive signal (voltage signal) input from the drive waveform generating means 181 to the dryino 182c. The electrostatic actuator 120 of the heads 100a to 100e is driven. The drive / detection switching signal is input to the switching units 23 a to 23 e corresponding to all the inkjet heads 100 a to 100 e, respectively, and the switching unit 2 3a to 23e are the drive signals to the inkjet head 120 of the inkjet head 100 based on the drive / detection switching signal regardless of the presence or absence of the corresponding print data (ejection data). After that, the connection with the ink jet head 100 is switched from the drive waveform generating means 18 1 to the ejection abnormality detecting means 10 a to 10 e.
すべての吐出異常検出手段 1 0 a〜 l 0 eにより、 それぞれのインクジェ ットヘッド 1 00 a〜 1 00 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エツトへッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eの判定結果 が、 記憶手段 62に出力され、 記憶手段 6 2は、 各インクジェットヘッド 1 00 a〜 1 00 eの吐出異常の有無及び吐出異 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 100a to 100e, all the ink jet heads obtained in the detection processing are determined. The determination results of 100a to 100e are output to the storage means 62, and the storage means 62 determines whether or not there is a discharge abnormality of each of the inkjet heads 100a to 100e and the cause of the discharge abnormality in a predetermined manner. Store in the 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、 複数のィ ンクジエツトへッド 1 00 a〜1 00 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、 それらに対応する複数の切替手段 23 a〜23 eによっ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、 一度にすベてのノズル 1 1 0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 10 a to 10 corresponding to the nozzles 110 of the plurality of inkjet heads 100 a to 100 e, respectively. e, the switching operation is performed by a plurality of switching means 23a to 23e corresponding to them, and the discharge abnormality is detected and its cause is determined. In addition, the discharge abnormality can be detected and its cause can be determined.
図 29は、 複数のインクジエツトへッド 1 00の吐出異常検出の夕イミン グの一例 (吐出異常検出手段 1 0の数がィンクジェットヘッド 1 00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 2 9に示すィンクジエツトプリン夕 1は、 図 2 8に示すィンクジエツト 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 AND回路 (論理積回路) AND a—AND eから構成され、 各ィンクジェットヘッド 1 00 a〜 1 0 0 eに入力される印字データと、 駆動ノ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〜23 eに H i g hレベルの出力信号を出力するもの
である。 FIG. 29 shows an example of the evening detection of ejection abnormality detection of a plurality of ink jet heads 100 (when the number of ejection abnormality detection means 10 is the same as the number of ink jet heads 100 and there is print data). When the discharge abnormality is detected at the same time). The ink jet printer 1 shown in FIG. 29 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 (logical product circuits) AND a—AND e, and print data input to each of the ink jet heads 100 a to 100 e. And a driving-no-detection switching signal, a high-level output signal is output to the corresponding switching means 23a to 23e. It is.
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 AN 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、 対応するィンク ジェットヘッド 1 00 a〜 1 00 eの静電ァクチユエ一夕 1 20との接続を 切り替える。 具体的には、 対応する AND回路 AND 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へッド 1 0 0 a〜 1 00 eに入力さ れる印字データがラッチ回路 1 82 bからドライバ 1 82 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 23 a〜23 eは、 対応す るィンクジエツトへッド 1 0 0 a〜 1 00 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〜 1 0 eに切り替える。 Each of the switching means 23a to 23e detects a corresponding discharge abnormality 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 ink jet heads 100a to 100e and the electrostatic actuator 120 is switched to the means 10a to 10e. Specifically, when the output signals of the corresponding AND circuits AND a to AND e are at the high level, that is, when the drive / detection switching signal is at the high level, the corresponding ink jet head 100 a When the print data input to 1100e is output from the latch circuit 182b to the driver 182c, the switching means 23a〜23e corresponding to the AND circuit switches to the corresponding ink jet. The connection to the pads 100a to 100e is switched from the drive waveform generation means 181 to the ejection abnormality detection 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 00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 00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 62に出力する。 記 憶手段 62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。 The ejection failure detection means 10a to 10e corresponding to the ink jet head 100 to which the print data was input detected the presence or absence of the ejection failure of each inkjet head 100 and the cause thereof in the case of the ejection failure. Thereafter, the ejection abnormality detection means 10 outputs the determination result obtained in the detection processing to the storage means 62. The storage unit 62 stores one or a plurality of determination results input (obtained) in this way in a predetermined storage area.
このように、 この図 29に示すインクジェットプリンタ 1では、 複数のィ ンクジエツトへッド 1 0 0 a〜 1 00 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〜 l 0 eを設け、 それぞれのインクジエツトヘッド 1 0 0 a〜 1 00 eに対応する印字デ一夕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 82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〜23 eのみが所定の切替動作を行って、 ィンクジエツ卜へッド 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、 吐出駆動動作をしていないィンクジエツトへッド 1 0 0についてはこ
の検出 ·判定処理を行わ乃至たがって、 このィンクジエツトプリンタ 1によ つて、 無駄な検出及び判定処理を回避することができる。 As described above, in the ink jet printer 1 shown in FIG. 29, the plurality of ejection abnormality detecting means 10a to l correspond to the nozzles 110 of the plurality of inkjet heads 100a to 100e, respectively. 0e is provided, and when a print data corresponding to each of the ink jet heads 100a to 100e is input from the host computer 8 to the ejection selection means 182 via the control unit 6, the switching control is performed. Since only the switching means 23 a to 23 e specified by the means 19 perform the predetermined switching operation to detect the discharge abnormality of the ink jet head 100 and determine the cause thereof, the discharge driving is performed. This is for the inactive inkjet head 100. Thus, the ink jet printer 1 can avoid useless detection and determination processing.
図 3 0は、 複数のィンクジエツトへッド 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の数がィ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に示すインクジエツトプリンタ 1は、 図 2 9に示 すインクジエツトプリン夕 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/検出切替信号を走査する (検出 ·判定処理を実行するインクジェ ットへッド 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。 Fig. 30 shows an example of the timing of ejection abnormality detection of a plurality of ink jet heads 100 (the number of ejection abnormality detection means 100 is the same as the number of ink jet heads 100, and each inkjet head This is the case where the discharge abnormality is detected by circulating through 100). 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 / detection switching signal is scanned (detection / determination processing). (Ink heads 100 for executing the operations 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、 制御部 6 から入力される走査信号 (選択信号) に基づいて、 複数のインクジェットへ ッド 1 0 0 a〜: L O O eに対応する A N D回路 A N D a〜A N D eへの駆動 Z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 1 9 1を 追加したものである。 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一夕の順、 すなわち、 複数のインクジ エツトヘッド 1 0 0の吐出順であってもよいが、 単純に複数のィンクジエツ トヘッド 1 0 0 a〜: L O O eの順であってもよい。 The switching selection means 19a is provided to the switching control means 19 shown in FIG. 29 by a plurality of inkjet heads 100a to 100a based on a scanning signal (selection signal) input from the control unit 6. : AND circuit corresponding to LOO e Driving to AND a to AND e Scan (select and switch) the input of the Z detection switching signal. The order of scanning (selection) of the switching selection means 19a may be the order of printing data input to the shift register 18a, that is, the order of ejection of the plurality of inkjet heads 100. However, simply a plurality of inkjet heads 100a to: may be in the order of LOOe.
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ィ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のセレクタ 1 9 1に入力され、 対応する A N D回 路に駆動 Z検出切替信号が出力される。
その対応する A N D回路は、 ラッチ回路 1 8 2 bから入力された印字デー 夕と、 セレクタ 1 9 1から入力された駆動/検出切替信号と論理積演算する 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、 切替選択手段 1 9 a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。 When the scanning order is the order of the print data input to the shift register 18 2 a, when the print data is input to the shift register 18 2 a of the ejection selecting means 18 2, the print data is latched by the latch circuit 1. The signal is latched at 82 b and output to driver 18 c by the input of the latch signal. A scan signal for specifying the ink jet 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 selector 191 of the switching selection means 19a, and a drive Z detection switching signal is output to the corresponding AND circuit. The corresponding AND circuit performs a logical AND operation on the print data input from the latch circuit 18 2 b and the drive / detection switching signal input from the selector 19 1, to output a high-level output signal. Output to the corresponding switching means 23. The switching means 23 to which the high-level output signal has been input from the switching selection means 19a connects the connection of the corresponding inkjet head 100 to the electrostatic actuator 120 by the drive waveform. The generation means 18 1 is switched to the discharge abnormality detection means 10.
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ヘッド 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 ejection failure detection means 100 detects the ejection failure of the ink jet head 100 to which the print data has been input, and if there is an ejection failure, determines the cause, and stores the determination result in the storage means 62. Output. Then, the storage means 62 stores the thus input (obtained) determination result 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のシフトレジス夕 1 8 2 aに印字デ一夕が入力 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 (選択) 信号が切替選択手段 1 9 aのセレクタ 1 9 1に入力され、 対 応する A N D回路に駆動 Z検出切替信号が出力される。 When the scanning order is a simple ink jet head 100a to 100e, when a print data is input to the shift register 18a of the ejection selecting means 1822. The print data is latched by the latch circuit 18b and output to the driver 18c by input of the latch signal. Scan to specify 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. Selection) The signal is input to the selector 191 of the switching selection means 19a, and the drive Z detection switching signal is output to the corresponding AND circuit.
ここで、 切替選択手段 1 9 aのセレクタ 1 9 1に入力された走査信号によ り定められたインクジエツトへッド 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 A N D回路の出力信号 が H i g hレベルとなり、 切替手段 2 3は、 対応するインクジェットヘッド 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タ 1 8 2 aに入力 されないときには、 A N D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。 Here, when the print data for the inkjet head 100 determined by the scanning signal input to the selector 191 of the switching selection means 19a is input to the shift register 1822a, The output signal of the corresponding AND circuit becomes High level, and the switching means 23 switches the connection to the corresponding inkjet head 100 from the drive waveform generation means 18 1 to the ejection abnormality detection means 10. However, when the print data is not input to the shift register 18a, the output signal of the AND circuit is at the low level, and The switching means 23 does not execute a predetermined switching operation.
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ィ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。 When the switching operation is performed by the switching unit 23, similarly to the above, the ejection abnormality detection unit 10 detects the ejection abnormality of the ink head 100 to which the print data is input, and outputs the ejection abnormality. If there is, after determining the cause, the result of the determination is output to the storage means 62. Then, the storage unit 62 stores the thus input (obtained) determination result 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エツトへッド 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のフローチャートに示すように、 対応するインクジエツ トへッド 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。 If there is no print data for the ink jet head 100 specified by the switching selection means 19a, as described above, the corresponding switching means 23 does not execute the switching operation, and therefore, a discharge error occurs. It is not necessary to execute the ejection abnormality detection processing by the detection means 10, but such processing 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 determines whether the corresponding ink jet head 1 0 0, as shown in the flowchart of FIG. The nozzle 110 is determined to be 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タ 1では、 図 2 8又 は図 2 9に示すィンクジエツトプリンタ 1とは異なり、 複数のィンクジエツ 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、 それと同時に走査 '(選択) 信号により特定されて 、 その印字デ一夕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 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、 より効率 的にへッドュニット 3 5の各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。 Thus, in the ink jet printer 1 shown in FIG. 30, unlike the ink jet printer 1 shown in FIG. 28 or FIG. 29, a plurality of ink heads 100 a to 100 Only one ejection abnormality detecting means 10 is provided for each nozzle 110 of e, and print data corresponding to each of the ink jet heads 100 a to 100 e is sent from the host computer 8 to the control unit 6. , And at the same time, it corresponds to the ink jet head 100 which is specified by the scan (select) signal and performs the discharge drive operation in accordance with the printing data. Since only the switching means 23 performs the switching operation to detect the discharge abnormality of the corresponding ink jet head 100 and determine the cause thereof, each of the heads 35 of the head unit 35 is more efficiently operated. Abnormal discharge detection and its cause A cause determination can be made.
また、 図 2 8又は図 2 9に示すインクジェットプリンタ 1とは異なり、 図
3 0に示すィンクジエツトプリン夕 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に示すインクジエツトプリン夕 1 に比べ、 ィンクジエツトプリンタ 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、 その製造コス卜の増加を防止することができる。 Also, unlike the ink jet printer 1 shown in FIG. 28 or FIG. Since the ink jet printer 1 shown in FIG. 30 only needs to have one ejection failure detecting means 10, the ink jet printer 1 shown in FIG. 28 and FIG. The circuit configuration of the printer 1 can be scaled down, and the manufacturing cost can be prevented from increasing.
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を備えるィンクジエツトプリン夕 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、 各インクジェットヘッド 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、 該当するインクジェットへ 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、 インクジェットヘッド 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、 インクジェットヘッド 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。 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 ヤップの装着時や、 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、 ヘッドユニット 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内のインクを 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、 インクカートリッジ 3 1を印
字手段 3に装着した後に、 インクをキヤビティ 1 4 1に初期充填する場合に も実施される。 Next, the operation of the printer 1 shown in FIGS. 27 to 30, that is, the ejection abnormality detection processing (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) detects residual vibration of diaphragm 122 when ink droplet ejection operation of electrostatic actuator 120 of each inkjet head 100 is performed. Then, based on the period of the residual vibration, whether or not a discharge abnormality (dot missing, ink droplet non-discharge) has occurred for the corresponding inkjet head 100, and a dot missing (ink droplet non-discharge) occurs. If so, the cause is determined. As described above, according to the present invention, these detection / determination processes can be performed if the ink jet head 100 performs an ink droplet (droplet) discharge operation. However, the ink jet head 100 discharges the ink droplets. This is not only the case where printing (printing) is actually performed on the recording paper P, but also the case where a flashing operation (preliminary ejection or preliminary ejection) is performed. Hereinafter, the discharge abnormality detection / judgment process (multiple nozzles) will be described for these two cases. Here, the flushing (preliminary ejection) 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 of discharging ink droplets from all or target nozzles 110 of No. 5. This flushing process (flushing operation) is performed, for example, when periodically discharging the ink in the cavity 141, in order to maintain the ink viscosity in the nozzle 110 within a proper range. Alternatively, it is also performed as a recovery operation when the ink thickens. In addition, the flushing process marks the ink cartridge 31 This is also carried out when ink is initially filled into the cavities 14 1 after being attached to the character means 3.
また、 ノズルプレート (ノズル面) 1 5 0をクリーニングするためにワイ ピング処理 (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、 ワイピング処理後に、 へッ ドュニット 3 5のすベてのノズル 1 1 0から一定量のィ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。 In addition, in order to clean the nozzle plate (nozzle surface) 150, a wiping process (adhering matter (paper dust, dust, etc.) adhering to the head surface of the printing means 3) is performed using a However, there is a possibility that the inside of the nozzle 110 becomes negative pressure, and ink of another color (other kind of liquid droplet) is drawn in at this time. 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。 First, the discharge abnormality detection / judgment process during the flushing process will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. These flow charts will be described with reference to the block diagrams of FIGS. 27 to 30 (the same applies to the printing operation hereinafter). FIG. 31 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection abnormality during the flushing operation of the inkjet printer 1 shown in FIG.
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、 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のシフトレジスタ 1 8 2 aに 1ノズル 分の吐出データを入力し (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 (ステップ 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ェット 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 ) 。 When the flushing process of the ink jet printer 1 is executed at a predetermined timing, the ejection abnormality detection / determination process shown in FIG. 31 is executed. The control section 6 inputs the ejection data for one nozzle to the shift register 182a of the ejection selection means 182 (step S401), and the latch signal is input to the latch circuit 182b. (Step S402) This discharge data is latched. At that time, the switching means 23 connects the electrostatic work 120 of the inkjet head 100, which is the object of the ejection data, to the drive waveform generation 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
ジェットヘッド 1 0 0に対して、 図 2 4のフローチヤ一卜に示す吐出異常検 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に示すィンクジエツトプリン夕 1のすベてのィンクジエツトヘッド 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、 シフトレジスタ 1 8 2 aに次のィ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 ink that has performed the ink ejection operation is For the jet head 100, a discharge abnormality detection / determination process shown in a flowchart of FIG. 24 is executed (step S404). In step S405, the control unit 6 controls all the ink jet heads of the ink jet printer 1 shown in FIG. 27 based on the ejection data output to the ejection selecting means 182. It is determined whether or not the ejection abnormality detection / determination process has been completed for the nozzles 110 of 100 a to 100 e. When it is determined that these processes have not been completed for all the nozzles 110, the control unit 6 sets the shift register 18 2a corresponding to the nozzle 110 of the next ink jet head 100. Input the ejection data to be performed (step S 406), shift to step S 402, and repeat the same processing.
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に示すィ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 inputs a CLEAR signal to the latch circuit 18b. Then, the latch state of the latch circuit 18b 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 discharge abnormality detection processing and the determination processing are repeated by the number of the ink jet 100, but the circuit constituting the discharge abnormality detection means 100 has an effect that it does not become 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タ 1の フラッシング動作時における吐出異常検出の夕イミングを示すフローチヤ一 トである。 図 2 8に示すィンクジエツトプリン夕 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 ejection abnormality detection 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 number of the switching means 23 are different from those of the ink jet head 10. Matches at points corresponding to (same as) the number 0. Therefore, abnormal discharge during flushing operation The detection / judgment process includes the same steps.
所定の夕イミングにおいて、 ィンクジエツ卜プリン夕 1めフラッシング処 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 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 夕がラッチされる。 そのとき、 切替手段 2 3 a〜 2 3 eは、 すべてのインク ジェットヘッド 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 the predetermined evening, when the first flushing process is performed, the control unit 6 inputs ejection data for all nozzles to the shift register 18 a of the ejection selection unit 18. In step S501), a 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 jet 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〜 1 0 eによって、 インク吐出動作を行ったすべて のインクジェットヘッド 1 0 0に対して、 図 2 4のフローチヤ一トに示す吐 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、 すべてのィンクジェットヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eに対応する判定結果 が、 処理対象となるインクジェットヘッド 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 2 4のステップ S 1 0 7 ) 。 Then, the ejection abnormality detecting means 100 a to 100 e corresponding to each of the ink jet heads 100 a to 100 e provides the ink jet heads 100 having performed the ink ejection operation with respect to all the ink jet heads 100. The discharge abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 is executed in parallel (step S504). In this case, the determination results corresponding to all the ink jet heads 100a to 100e are associated with the inkjet head 100 to be processed, and are stored in a predetermined storage area of the storage means 62. (Step S107 in FIG. 24).
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 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。 Then, in order to clear the ejection data latched in the latch circuit 18 2 b of the ejection selection means 18 2, the control unit 6 inputs the CLEAR signal to the latch circuit 18 2 b (step S 505) Then, the latch state of the latch circuit 18b is released, and the discharge abnormality detection processing and the determination processing in the ink jet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29 are ended.
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 、 ィンクジエツトへッド 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 detections corresponding to the ink heads 100a to 100e are performed. Since the detection and judgment circuit is constituted by the means 10 and the plurality of switching means 23, the discharge abnormality detection / judgment processing can be executed in a short time for all the nozzles 110 at a time. Has an effect.
次いで、 図 3 3は、 図 3 0に示すインクジェットプリンタ 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ャートである。 以下同様に、 図 30に示すインクジエツトプリン夕 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 shows the flashing of the inkjet printer 1 shown in FIG. 6 is a flowchart showing a timing of detecting a discharge abnormality during a switching operation. Similarly, the ejection abnormality detection process and the cause determination process during the flushing operation will be described using the circuit configuration of the ink jet printer 1 shown in FIG.
所定のタイミングにおいて、 インクジェットプリンタ 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 1 9 aの セレクタ 1 9 1に出力し、 この切替選択手段 1 9 aにより、 最初の切替手段 23 a及びィ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 60 1) 。 そして、 吐出選択手段 1 82のシフトレジスタ 1 82 aに全ノズ ル分の吐出データを入力し (ステップ S 602) 、 ラッチ回路 1 82 bにラ ツチ信号が入力されて (ステップ S 60 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、 ィンクジエツトへッド 1 00 aの静電ァ クチユエ一夕 1 20と駆動波形生成手段 1 8 1とを接続している (ステツプ S 6 04) 。 When the flushing process of the inkjet printer 1 is executed at a predetermined timing, first, the control unit 6 outputs a scanning signal to the selector 191 of the switching selecting unit 19a, and the switching selecting unit 19a Thus, the first switching means 23a and the ink jet head 100a are set (specified) (step S601). Then, ejection data for all nozzles is input to the shift register 182a of the ejection selection means 182 (step S602), and a latch signal is input to the latch circuit 182b (step S603). This ejection data is latched. At this time, the switching means 23a connects the electrostatic work 120 of the ink jet head 100a with the drive waveform generating means 181 (step S604).
そして、 ィンク吐出動作を行ったィンクジエツトヘッド 1 00 aに対して 、 図 24のフ口一チャートに示す吐出異常検出 ·判定処理が実行される (ス テツプ S 60 5 ) 。 この場合、 図 24のステップ S 1 03において、 セレク タ 1 9 1の出力信号である駆動/検出切替信号と、 吐出データとが AND回 路 AND aに入力され、 AND回路 AND aの出力信号が H i g hレベルと なることにより、 切替手段 2 3 aは、 インクジェットヘッド 1 0 0 aの静電 ァクチユエ一夕 1 20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 06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 1 0 0 (ここでは、 1 00 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のステツ プ S 1 07 ) 。 Then, for the ink jet head 100a that has performed the ink discharge operation, a discharge abnormality detection / determination process shown in the flow chart of FIG. 24 is executed (step S605). In this case, in step S103 of FIG. 24, the drive / detection switching signal, which is the output signal of the selector 191, and the ejection data are input to the AND circuit ANDa, and the output signal of the AND circuit ANDa is output. When the high level is reached, the switching means 23a connects the electrostatic work 120 of the inkjet head 100a to the discharge abnormality detection means 10 with each other. Then, the determination result of the discharge 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 the storage unit 62. The data is stored in a predetermined storage area (step S107 in FIG. 24).
ステップ S 6 06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In step S 606, the control unit 6 performs all the discharge abnormality detection and determination processing. It is determined whether or not the processing has been completed for all the nozzles. If it is determined that the ejection abnormality detection / judgment process has not been completed for all nozzles yet,
、 制御部 6は、 走査信号を切替選択手段 1 9 aのセレクタ 1 9 1に出力し、 この切替選択手段 1 9 aにより、 次の切替手段 2 3 b及びインクジエツ卜へ 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、 すべてのインクジェットヘッド 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 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一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 (ステツ 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 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。 The control unit 6 outputs the scanning signal to the selector 191 of the switching selecting means 19a, and the switching selecting means 19a causes the next switching means 23b and the ink jet head 100b. Is set (identified) (step S607), and the process proceeds to step S603 to repeat the same processing. Hereinafter, this loop is repeated until the ejection abnormality detection / determination processing is completed for all the ink jet heads 100. In step S606, the ejection abnormality detection processing and the determination processing are completed for all nozzles 110. If it is determined that the ejection data has been cleared, the control unit 6 sends the CLEAR signal to the latch circuit 18 2 in order to clear the ejection data latched in the latch circuit 18 2 b of the ejection selection means 18 2. b (step S609) to release the latch state of the latch circuit 18b, and terminate the discharge abnormality detection processing and determination processing in the ink jet printer 1 shown in FIG. You.
上述のように、 図 3 0に示すインクジエツトプリン夕 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 1 9 aのセレクタ 1 9 1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って、 対応するインクジェットヘッド 1 0 0の 吐出異常検出及び原因判定を行っているので、 より効率的に各ィンクジエツ トへッド 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, the detection circuit is composed of the plurality of switching means 23 and one ejection abnormality detection means 10, and the selector of the switching selection means 19 a Only the switching means 23 corresponding to the ink jet head 100, which is specified by the scanning signal of 191 and drives the discharge in accordance with the discharge data, performs the switching operation and discharges the corresponding inkjet head 100. Since the abnormality detection and the cause determination are performed, the discharge abnormality detection and the cause determination of each ink jet head 100 can be more efficiently performed.
なお、 このフロ一チヤ一卜のステップ S 6 0 2では、 シフトレジスタ 1 8 2 aにすベてのノズル 1 1 0に対応する吐出データを入力しているが、 図 3 1に示すフローチャートのように、 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、 シフトレジスタ 1 8 2 aに入力する吐
出データを対応する 1つのィンクジエツトへッド 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. As described above, according to the scanning order of the inkjet head 100 by the switching selecting means 19a, the discharge inputted to the shift register 182a is adjusted. The output data may be input to a corresponding one of the ink jet heads 100, and ejection abnormality detection / determination processing may be performed for each nozzle 110.
次に、 図 3 4及び図 3 5に示すフローチヤ一卜を参照して、 印字動作時に おけるイ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に示すインクジェットプリンタ 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 作時のフローチャート及びその動作説明を省略するが、 この図 2 7に示すィ ンクジエツトプリンタ 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 FIGS. 34 and 35, a description will be given of the ejection abnormality detection / determination processing of the ink jet printer 1 during the printing operation. 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. Therefore, the flowchart at the time of the printing operation and the description of the operation are omitted. In the inkjet printer 1 shown in FIG. 7, the ejection failure detection / determination process may be performed during the printing operation.
図 3 4は、 図 2 8及び図 2 9に示すインクジェットプリン夕 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 一夕が吐出選択手段 1 8 2のシフトレジスタ 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〜 FIG. 34 is a flowchart showing the timing of detecting an 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 the print data is input from the host computer 8 to the shift register 18 2 a of the ejection selection means 18 2 via the control unit 6 (step S 7 01), the data is sent to the latch circuit 18 2 b. When the latch signal is input (step S702), the print data is latched. At this time, switching means 2 3 a ~
2 3 eは、 すべてのインクジエツトヘッド 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 ) 。 23 e connects all the ink jet heads 100 a to 100 e to the drive waveform generating means 18 1 (step S 703).
そして、 ィ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 7 0 4 ) 。 この場合、 各インクジェットへッ 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 failure detecting means 10 corresponding to the ink jet head 100 that has performed the ink ejection operation executes the ejection failure detection 'determination process shown in the flowchart of FIG. 24 (step S704). . In this case, each determination result corresponding to each inkjet head 100 is stored in a predetermined storage area of the storage means 62 in association with the target inkjet head 100 to be processed.
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 Here, in the case of the ink jet printer 1 shown in FIG.
3 a ~ 2 3 eは、 制御部 6から出力される駆動/検出切替信号に基づいて、
インクジェットヘッド 1 0 0 a〜 1 0 0 eを吐出異常検出手段 1 0 a〜 1 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に示すインクジェットプ 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 Z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 A N D回路の出力信号に基づいて、 印字データの存在するィンク ジェットヘッド 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 ) 。 3a to 23e are based on the drive / detection switching signal output from the control unit 6, The inkjet heads 100a to 100e are connected to the ejection abnormality detecting means 100a to 100e (step S103 in FIG. 24). Therefore, since the electrostatic actuator 120 is not driven in the ink jet head 100 where print data does not exist, the residual vibration detecting means 16 of the discharge 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 include the drive Z detection switching signal output from the control unit 6 and the output from the latch circuit 18 2 b. Based on the output signal of the AND circuit to which the print data is input, the ink jet head 100 where the print data exists is connected to the discharge abnormality detecting means 10 (step S 1.03 in FIG. 24). ).
ステップ S 7 0 5において、 制御部 6は、 インクジェットプリンタ 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 デ一夕をシフトレジスタ 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靳されるときには、 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。 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タ 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へッド 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/検出切替信号と印字データとを論理積演算する A N D回路 A N D a〜A N D eをさらに備え、 印字動作を行うィンクジェットヘッド 1 0 0
のみに対して切替手段 23による切替動作を行っているので、 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。 In step S705, the control unit 6 determines whether or not the printing operation of the inkjet printer 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 182a, and performs the same processing. repeat. When it is determined that the printing operation has been completed, the control unit 6 latches the CLEAR signal in order to clear the ejection data latched in the latch circuit 18 b of the ejection selection unit 18. Input to the circuit 18 2 b (step S 706), release the latch state of the latch circuit 18 2 b, and detect the discharge abnormality in the ink jet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29. The processing and the determination processing are terminated. As described above, the inkjet printer 1 shown in FIGS. 28 and 29 includes a plurality of switching units 23 a to 23 e and a plurality of ejection abnormality detection units 10 a to 10 e. Since the ejection abnormality detection / judgment process is performed for all the ink jet heads 100 at a time, these processes can be performed in a short time. In addition, the ink jet 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 AND operation of the drive / detection switching signal and the print data, and performs a printing operation. Do the ink jet head 1 0 0 Since the switching operation by the switching unit 23 is performed only for the ejection failure, the ejection abnormality detection processing and the determination processing can be performed without performing useless detection.
次いで、 図 3 5は、 図 30に示すイ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ーチャートである。 ホストコ ンピュ一夕 8からの印刷指示により、 図 3 0に示すインクジェットプリンタ 1においてこのフローチャートの処理が実行される。 まず、 切替選択手段 1 9 aは、 最初の切替手段 23 a及びィンクジエツトへッド 1 00 aを予め設 定 (特定) しておく (ステップ S 80 1) 。 Next, FIG. 35 is a flowchart showing the timing of detecting an ejection abnormality during the printing operation of the inkjet printer 1 shown in FIG. In response to a print instruction from the host computer 8, the process of this flowchart is executed in the inkjet printer 1 shown in FIG. First, the switching selection means 19a sets (specifies) the first switching means 23a and the ink jet 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 1 82のシフトレジス夕 182 aに入力されると (ステップ S 802) 、 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 803) 、 その印字 データがラッチされる。 ここで、 切替手段 2 3 a〜2 3 eは、 この段階では 、 すべてのィンクジェットヘッド 1 00 a〜 1 00 eと駆動波形生成手段 1 8 1 (吐出選択手段 1 82のドライバ 1 8 2 c) とを接続している (ステツ プ S 8 04 ) 。 When print data is input from the host computer 8 to the shift register 182a of the ejection selection means 182 via the control unit 6 (step S802), a latch signal is input to the latch circuit 182b (step S802). S803), the print data is latched. Here, at this stage, the switching means 23 a to 23 e include all the ink jet heads 100 a to 100 e and the drive waveform generation means 18 1 (the driver 18 2 of the ejection selection means 182). c) (step S804).
そして、 制御部 6は、 インクジェットヘッド 1 00 aに印字データがある 場合には、 切替選択手段 1 9 aによって吐出動作後静電ァクチユエ一夕 1 2 0が吐出異常検出手段 1 0に接続され (図 24のステップ S 1 0 3) 、 図 2 4 (図 2 5) 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 80 5) 。 そして、 図 24のステップ S 1 06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 00 (ここでは、 1 0 0 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 1 0 7) 。 Then, when there is print data in the inkjet head 100a, the control unit 6 connects the electrostatic actuator 120 after discharge operation to the discharge abnormality detection means 10 by the switching selection means 19a ( The discharge abnormality detection / determination process shown in the flowchart of FIG. 24 (steps S103) and 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 the storage unit 62. The data is stored in a predetermined storage area (step S107 in FIG. 24).
ステップ S 806において、 制御部 6は、 すべてのノズル 1 1 0 (すべて のインクジェットヘッド 1 0 0) 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 1 1 0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 1 1 0に対応する切替手段 2 3 aを設定し (ステップ S 8 0 8 ) 、 すべてのノズル 1 1 0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 1 0に対応する切替手段 2 3 bを設定する (ステ ップ S 8 0 7 ) 。 In step S806, the control unit 6 determines whether or not the above-described ejection failure detection and determination process has been completed for all nozzles 110 (all inkjet heads 100). Then, the above process is performed for all nozzles 110. If it is determined that the processing has been completed, the control unit 6 sets the switching means 23a corresponding to the first nozzle 110 based on the scanning signal (step S808), and If it is determined that the above process has not been completed for all nozzles 110, the switching means 23b corresponding to the next nozzle 110 is set (step S807).
ステップ S 8 0 9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タ 1 8 2 aに入力され (ステップ S 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 A R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に示すィンクジエツトプリン 夕 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 section 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 18a (step S802), and the same processing is repeated. If it is determined that the printing operation has been completed, the controller 6 clears the CLEAR signal to clear the ejection data latched in the latch circuit 18 2 b of the ejection selection means 18 2. (Step S810) to release the latch state of the latch circuit 18b, and perform the discharge abnormality detection and judgment process in the ink jet printer 1 shown in Fig. 30. finish.
以上のように、 本発明の液滴吐出装置 (ィンクジエツトプリン夕 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ヘッド (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、 静電ァクチユエ一夕 1 2 0の駆動による液滴の吐出動作後、 駆動/検出切替信号や印字デ一夕、 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つ又は褸数の切替手段 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 droplet discharge device (ink jet printer 1) of the present invention includes a vibration plate 121, an electrostatic actuator 120 for displacing the vibration plate 121, and an inside thereof. The cavity is filled with liquid, and the displacement of the diaphragm 1 2 1 changes (increases or decreases) the pressure inside the cavity 14 1, and communicates with the cavity 14 1 to change the pressure inside the cavity 14 1 (increase / decrease) ), A plurality of ink jet heads (droplet discharge heads) 100 having nozzles 110 for discharging liquid as liquid droplets, and a drive waveform generation for driving these electrostatic actuators 120 Means 181, an ejection selection means 182 for selecting which nozzle 110 of the plurality of nozzles 110 to eject a droplet, and a residual vibration of the diaphragm 121, Based on the detected residual vibration of the diaphragm 12 1, an abnormality in droplet ejection is detected. One or a plurality of ejection abnormality detection means 10 and a drive / detection switching signal and printing data after a droplet ejection operation by driving the electrostatic actuator 120 Or a switching means 23 for switching the electrostatic function 120 from the driving waveform generating means 18 1 to the discharge abnormality detecting means 10 based on the scanning signal. It was decided to detect discharge abnormalities of a plurality of nozzles 110 either sequentially or sequentially.
したがって、 本発明の液滴吐出装置及び液滴吐出ヘ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, and the detection including the ejection failure detection means 10 The circuit configuration of the circuit can be scaled down, and an increase in the manufacturing cost of the droplet discharge device can be prevented. In addition, after the electrostatic actuator 120 is driven, the discharge abnormality detection means 10 is switched to discharge abnormality detection and cause determination, so that the drive of the actuator is not affected. Thus, the throughput of the droplet discharge device of the present invention is not reduced or deteriorated. In addition, it is also possible to equip the existing droplet discharge device (inkjet printer) having predetermined components with the discharge abnormality detection 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/検出切替信号及び吐出データ (印 字データ) 、 あるいは、 走査信号、 駆動 Z検出切替信号及び吐出デ一タ (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 detecting means 1 corresponding to one or the number of nozzles 110. 0 and a corresponding electrostatic actuator based on the drive / detection switching signal and ejection data (print data) or the scanning signal, drive Z detection switching signal and ejection data (print data). By switching from 120 to the drive waveform generation means 18 1 or the ejection selection means 18 2 to the ejection abnormality detection means 10, ejection abnormality detection and cause determination are performed.
したがって、 本発明の液滴吐出装置によって、 吐出データ (印字データ) 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卜の増加を防止することができる。 Therefore, according to the droplet discharge apparatus of the present invention, the switching means corresponding to the electrostatic actuator 120 which does not receive the ejection data (print data), that is, does not perform the ejection driving operation, performs the switching operation. Since it is not, useless detection and judgment processing can be avoided. Further, when the switching selection means 19a is used, the droplet discharge device only needs to have one discharge abnormality detection means 10 only. Therefore, the circuit configuration of the droplet discharge device can be scaled down, and the manufacturing cost of the droplet discharge device can be prevented from increasing.
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 ドユニット 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夕 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 according to the present invention is configured to execute a recovery process for eliminating the cause of the discharge abnormality (head abnormality) (recovery means 2). 4) 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 addition to the configuration shown in the perspective view of FIG. 1, the ink jet printer 1 shown in FIG. 36 has a wiper 300 and a cap 310 for executing a recovery process for ink droplet non-ejection (head abnormality). Is provided.
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) によるワイビング処理と、 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ー 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及びヘッドユニット 3 5などが、 また、 ワイピング処理にお いてはキャリッジモータ 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 ンビ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 for preliminary discharging droplets from the nozzle 110 of each inkjet head 100 and a wiper 300 (see FIG. 37) described later. This includes a wiping process and a pumping process (pump suction process) using a tube pump 320 described later. That is, the recovery means 24 includes a tube pump 320 and a pulse motor for driving the tube pump 320, a vertical drive mechanism for the wiper 300 and the wiper 300, and a vertical drive mechanism for the cap 310. (Not shown), and the head driver 33 and the head unit 35 function in the flushing process, and the carriage motor 41 functions as a part of the recovery unit 24 in the wiping process. . Since the flushing process has been described above, the wiping process and the pomming 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、 ボンビング処理 (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、 へッドュニット 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、 上述のようなインクジェットヘッド 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、 排出するィ 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 dust adhered to the nozzle plate 150 (nozzle surface) of the head unit 35 with the wiper 300. The bombing process (pump suction process) is a process in which a tube pump 320 described later is driven to suck and discharge ink in the cavity 144 from each nozzle 110 of the head unit 35. Refers to processing. As described above, the wiping process is performed by the droplet of the inkjet head 100 described above. This process is appropriate as a recovery process in the state of paper dust adhesion, which is one of the causes of discharge abnormalities. 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 around 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 due to. 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 discharged ink is small, appropriate recovery processing can be performed without reducing throughput / running cost.
複数のヘッドユニット 3 5を有する印字手段 3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にガイドされてキヤリッジモータ 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。 キャリッジ 3 2に搭載された印字手段 3は、 キ ャリッジモータ 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 、 キャリッジモータ 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。 A printing unit 3 having a plurality of head units 35 is mounted on a carriage 32, guided by two carriage guide shafts 42, and connected by a carriage motor 41 at the upper end thereof in the figure. It moves in connection with the timing belt 4 2 1 via the section 3 4. The printing means 3 mounted on the carriage 32 can move in the main scanning direction (in conjunction with the timing belt 421) via the timing belt 421 which is moved by driving the carriage motor 41. The carriage motor 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、 キャップ 3 1 0は、 へッドュニット 3 5のノズルプレート 1 5 0 ( 図 5参照) のキヤッピ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 for capping the nozzle plate 150 of the head unit 35 (see FIG. 5). A hole is formed in the bottom surface of the cap 310, and a flexible tube 321, which is a component of the tube pump 320, is connected to the cap 310 as described later. The tube pump 320 will be described later with reference to FIG.
記録 (印字) 動作時には、 所定のインクジェットヘッド 1 0 0 (液滴吐出 ヘッド) の静電ァクチユエ一夕 1 2 0を駆動しながら、 ヘッドユニット 3 5 (印字手段 3 ) を主走査方向、 すなわち、 図 3 6中左右に移動し、 また、 記
録用紙 Pを副走査方向、 すなわち、 図 3 6中下方に移動することにより、 ィ ンクジェットプリン夕 (液滴吐出装置) 1は、 ホストコンピュータ 8から入 力された印刷デ一夕 (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 head unit 35 (printing means 3) is moved in the main scanning direction, that is, while the electrostatic inkjet 120 of a predetermined inkjet head 100 (droplet ejection head) is driven. Move to the left and right in Fig. 36, and By moving the recording paper P in the sub-scanning direction, that is, in the downward direction in FIG. 36, the ink jet printer (droplet discharge device) 1 prints the print data (print data) input from the host computer 8. ) Prints (records) a specified image on recording paper P based on).
図 3 7は、 図 3 6に示すワイパ 3 0 0とヘッドユニット 3 5との位置関係 を示す図である。 この図 3 7において、 ヘッドユニット 3 5とワイパ 3 0 0 は、 図 3 6に示すインクジエツトプリンタ 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 and the head unit 35 shown in FIG. In FIG. 37, the head unit 35 and the wiper 300 are shown as a part of a side view of the ink jet printer 1 shown in FIG. As shown in FIG. 37 (a), the wiper 300 is vertically movable so that it can contact the nozzle surface of the printing means 3, that is, the nozzle plate 150 of the head unit 35. Is done.
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、 キャリッジモータ 4 1を駆動して図中左方向 (矢印の方向) にへ ッドュニット 3 5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。 Here, the wiping process which is the 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). Is moved upward. In this case, when the carriage motor 41 is driven to move the head unit 35 leftward (in the direction of the arrow) in the figure, the wiping member 301 comes into contact with the nozzle plate 150 (nozzle surface). become.
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橈み、 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) 、 へッ 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。
図 3 8は、 ポンプ吸引処理時における、 ヘッドユニット 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 (ポンプ吸引処理) 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を介して排ィンクカートリッジ 3 4 0に接続されてい る。 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 a radius. And clean the surface of the nozzle plate 150 (nozzle surface) with 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, and pieces of rubber). In addition, in accordance with the state of such foreign matter attachment (when a large amount of foreign matter is attached), the head unit 35 is reciprocated above the wiper 300 to perform a plurality of wiping processes. It can be carried out twice. 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 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。 このインク吸収体 3 3 0は、 ポンプ吸引処理ゃフラッシング処理においてィ ンクジエツトへッド 1 0 0のノズル 1 1 0から吐出されるィンクを吸収して 、 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 processing and the flushing processing, and temporarily stores the ink. In addition, the ink absorbers 330 can prevent the ejected droplets from splashing and contaminating the nozzle plate 150 during the flushing operation into the cap 310. ·
図 3 9は、 図 3 8に示すチュ一ブポンプ 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つの口 —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 つ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。 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、 各インクジェットヘッド 1 0 0のキヤビティ 1 4 1内のインク ( 液状材料) がキャップ 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、 このィンク吸収体 3 3 0に吸収された排ィンクがチューブポ 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。 FIG. 39 is a schematic diagram showing a 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 ports arranged on the circumference of the rotating body 32-2. And a guide member 350. The rollers 3 2 3 are supported by a rotating body 3 2 2 and press the flexible tube 3 2 1 placed in an arc along the guide 3 5 1 of the guide member 3 50. Things. This tube pump 320 is rotated by rotating the rotating body 322 in the direction of the arrow X shown in FIG. The two rollers 3 23 sequentially press the tubes 3 2 1 placed on the arc-shaped guide 3 5 1 of the guide member 3 50 while rotating in the Y direction. 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 of each ink jet head 100 to pass through the cap 3 10. Unnecessary ink that has been sucked in, air bubbles have been mixed in, or the viscosity of the ink has increased due to drying is passed through the nozzle 110 and the ink absorber 3 3 The discharged ink is discharged to 0, and the discharged ink absorbed by the ink absorber 330 is discharged to the discharged ink cartridge 340 (see FIG. 38) via the tube pump 320.
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一 夕により駆動される。 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 記述されたルックアツプテ一ブル、 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 O M 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 describing the rotation speed and the number of rotations, a control program describing the sequence control, and the like are stored in the PROM 64 of the control unit 6, and the like. 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夕 1 (液滴吐出装置) における吐出異常回復 処理を示すフローチャートである。 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、 へッドュニット 3 5が所定の待機領域 (例えば、 図 3 6において 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。 Next, the operation of the recovery means 24 (discharge abnormality recovery processing) will be described. FIG. 40 is a flowchart showing an 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 of FIG. 24), the nozzle 110 having the discharge abnormality is detected, and if the cause is determined, a predetermined tie that is not performing a printing operation (printing operation) is performed. When the head unit 35 is in a predetermined standby area (for example, the position where the nozzle plate 150 of the head unit 35 is covered with the cap 310 in FIG. 36 or the wiping process using the wiper 300 can be performed) The discharge abnormal recovery process is executed.
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 O M 6 2に保存された各ノズル 1 1 0に対応する.判定結果を読み出す (ス テツプ 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。
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 ) 。 First, the control unit 6 corresponds to each nozzle 110 stored in the EEPROM 62 of the control unit 6 in step S107 of FIG. 24. The determination result is read out (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. 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 determined to have the discharge abnormality has a paper dust adhesion. Is determined. When it is determined that paper dust is not attached near the outlet of the nozzle 110, the process proceeds to step S905, and when it is determined that paper dust is attached, The wiping process for the nozzle plate 150 by the wiper 300 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 ュ一ブポンプ 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。 In step S905, the control unit 6 subsequently determines whether or not the nozzle 110 that has been determined to have the above-described ejection abnormality has air bubbles. Then, when 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 S906), and This discharge abnormality recovery processing ends.
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によるポ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。 On the other hand, if it is determined that there is no air bubble, the control unit 6 sets the pump by the tube pump 320 on the basis of the length of the period of the residual vibration of the diaphragm 121 measured by the measuring unit 17. A 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.
次に、 本発明のインクジェットプリンタ (液滴吐出装置) 1の要部 (特徴 ) である電源投入 (電源〇N ) の際の動作 (作用) 、 すなわち、 電源投入時 の処理について説明する。 Next, an operation (operation) at the time of power-on (power 電源 N), that is, a process at power-on, which is a main part (feature) of the ink jet printer (droplet discharge device) 1 of the present invention, will be described.
このインクジェットプリンタ 1では、 電源が投入されると、 振動板 1 2 1 の残留振動を検出し、 検出された振動板 1 2 1の残留振動の周期 (振動パ夕 —ン) に基づいて、 インクジェットヘッド 1 0 0の吐出異常 (ヘッド異常) の有無や、 その吐出異常の原因を検出し、 その吐出異常を解消させる回復処 理を選択 (決定) する。 そして、 その選択された回復処理を実行する。 In the inkjet printer 1, when the power is turned on, the residual vibration of the diaphragm 121 is detected, and based on the detected period of the residual vibration of the diaphragm 121 (vibration pattern), the inkjet is performed. The presence / absence of ejection failure (head failure) of the head 100 and the cause of the ejection failure are detected, and a recovery process for eliminating the ejection failure is selected (determined). Then, the selected recovery process is executed.
この振動板 1 2 1の残留振動の検出は、 空打ち、 すなわち、 インク滴 (液
滴)'を吐出しない程度に静電ァクチユエ一夕 1 2 0を駆動 (空駆動) して行 う。 これにより、 インクを消費することなく、 振動板 1 2 1の残留振動の検 出を行うことができる。 すなわち、 実際にインク滴を吐出して振動板 1 2 1 の残留振動の検出を行う場合に比べ、 この電源投入時の処理 (吐出異常回復 処理も含む) におけるインク消費量を低減することができる。 また、 インク 滴が吐出されないので、 インクジエツトへッド 1 0 0が何れの位置に位置し ていても、 前記検出を行うことができる。 The detection of the residual vibration of the diaphragm 1 2 1 is performed by idling, that is, the ink droplet (liquid (Drip) 'is driven so that the electrostatic actuator is not driven to discharge the droplet. This makes it possible to detect residual vibration of the diaphragm 122 without consuming ink. That is, compared to the case where the residual vibration of the diaphragm 121 is detected by actually ejecting ink droplets, the amount of ink consumed in the processing at the time of turning on the power (including the abnormal ejection recovery processing) can be reduced. . Further, since no ink droplet is ejected, the above-described detection can be performed regardless of the position of the ink jet head 100.
このィンク滴を吐出しない程度に静電ァクチユエ一夕 1 2 0を駆動して振 動板 1 2 1の残留振動の検出を行うこと以外の基本的な構成は、 前述した通 りである。 The basic configuration other than that the electrostatic actuator 120 is driven to the extent that the ink droplet is not ejected to detect the residual vibration of the diaphragm 121 is as described above.
なお、 本発明では、 この電源投入時の処理において、 例えば、 フラッシン グ等のように、 インク滴を吐出する動作 (インク吐出動作) を行って、 振動 板 1 2 1の残留振動を検出してもよい。 According to the present invention, in the processing at the time of turning on the power, for example, an operation of discharging ink droplets (ink discharging operation) such as flashing is performed, and the residual vibration of the diaphragm 122 is detected. Is also good.
また、 本発明では、 この電源投入時の処理の後 (例えば、 印字中など) に おける振動板 1 2 1の残留振動の検出を、 インク滴を吐出しない程度に静電 ァクチユエ一夕 1 2 0を駆動して行ってもよい。 Further, in the present invention, the detection of the residual vibration of the diaphragm 121 after the processing at the time of power-on (for example, during printing) is performed so that the ink droplets are not discharged. May be driven.
以下、 フローチャートに基づいて、 具体例を説明する。 Hereinafter, a specific example will be described based on a flowchart.
図 4 1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 電源投入時の処理を示すフローチャート、 図 4 2は、 吐出異常 (ヘッド異常 ) 判定処理 (図 4 1に示すフローチャートのステップ S T 1 0 2におけるサ ブルーチンのサブルーチン) を示すフローチャート、 図 4 3は、 吐出異常回 復処理 (図 4 1に示すフローチャートのステップ S T 1 0 6におけるサブル 一チン) を示すフロ一チャートである。 FIG. 41 is a flowchart showing processing at power-on in the ink jet printer 1 (droplet discharge device) of the present invention. FIG. 42 is a discharge abnormality (head abnormality) determination processing (step ST in the flowchart shown in FIG. 41). FIG. 43 is a flowchart showing a discharge abnormality recovery process (sub routine in step ST106 of the flowchart shown in FIG. 41).
電源が投入されると (電源が O Nすると) 、 図 4 1に示す処理が実行され 、 まず、 カウンタをリセット、 すなわち、 カウン夕のカウント値 N f = 0、 N p = 0とする (ステップ S T 1 0 1 ) 。 なお、 カウン夕のカウント値 N f
は、 この電源投入時の処理においてフラッシング処理を行った回数であり、 また、 Npは、 この電源投入時の処理においてポンプ吸引処理を行った回数 である。 When the power is turned on (when the power is turned on), the processing shown in FIG. 41 is executed. First, the counter is reset, that is, the count value of the count Nf = 0, Np = 0 (step ST 1 0 1). The count value of the countdown N f Is the number of times the flushing process has been performed in the power-on process, and Np is the number of times the pump suction process has been performed in the power-on process.
次いで、 吐出異常検出 '判定処理を行う (ステップ ST 1 0 2) 。 この吐 出異常検出 ·判定処理は、 基本的には、 図 24に示す、 前述した吐出異常検 出 ·判定処理と同様であるが、 振動板 1 2 1の残留振動の検出をインク滴を 吐出しない程度に静電ァクチユエ一夕 1 20を駆動して行う。 Next, a discharge abnormality detection / determination process is performed (step ST102). The ejection abnormality detection / determination process is basically the same as the ejection abnormality detection / judgment process described above and shown in FIG. 24, except that the residual vibration of the diaphragm 121 is detected by ejecting ink droplets. Do not drive the electrostatic actuator 120 to the extent that it does not.
この吐出異常検出 ·判定処理は、 例えば、 すべてのインクジェットヘッド 1 00 (ノズル 1 1 0) に対して行われてもよく、 また、 複数のインクジェ ットヘッド 1 00毎にグループ分けし、 各グループ毎に代表のインクジエツ トへッド 1 00を設定し、 各代表のィンクジエツトへッド 1 00に対して行 われてもよい。 The ejection abnormality detection / determination process may be performed, for example, for all of the inkjet heads 100 (nozzles 110), or may be grouped into a plurality of inkjet heads 100, and may be grouped for each group. The representative ink jet head 100 may be set, and the process may be performed on each representative ink jet head 100.
なお、 図 24に示す吐出異常検出 ·判定処理の説明は既になされているの で、 ここでは、 前記ステップ ST 1 02の吐出異常検出 ·判定処理のうち、 吐出異常 (ヘッド異常) 判定処理 (図 24のステップ S 1 06の吐出異常判 定処理に相当) のみを図 42に基づいて説明する。 Since the discharge abnormality detection / determination processing shown in FIG. 24 has already been described, here, the discharge abnormality (head abnormality) determination processing (FIG. Only step 24 (corresponding to the discharge abnormality determination process in step S106) will be described with reference to FIG.
図 42に示すように、 まず、 計測結果、 すなわち、 振動板 1 2 1の残留振 動の周期 Twが判定手段 20に入力される (ステップ ST 20 1) 。 As shown in FIG. 42, first, the measurement result, that is, the period Tw of the residual vibration of the diaphragm 121 is input to the determination means 20 (step ST201).
次いで、 ステップ S T 20 2において、 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一夕が得ら れなかっ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、 そのインクジェットヘッド 1 00は、 吐出異常検出処理におい て、 振動板 1 2 1の残留振動の検出を行っていない未検査ヘッド (未検査ノ ズル) であり、 再検査及び回復処理が必要と判定する (ステップ ST 2 0 6 ) Next, in step ST202, it is determined whether or not the period Tw of the residual vibration exists, that is, whether or not the discharge abnormality detecting means 10 has not obtained the residual vibration waveform data. If it is determined that the residual vibration period Tw does not exist, the inkjet head 100 determines that the residual vibration of the diaphragm 121 has not been detected in the ejection abnormality detection process (the untested head). (Nozzle), and it is determined that reexamination and recovery processing are necessary (step ST206)
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
テツプ S T 20 3において、 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。 If it is determined that the residual vibration waveform data exists, In step ST203, it is determined whether or not the cycle Tw is within a predetermined range Tr recognized as a cycle during normal ejection.
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 00は、 そのノズル 1 1 0からインク滴が正 常に吐出され得る状態にあることを意味し、 そのインクジェットヘッド 1 0 0は、 正常 (正常吐出) と判定する (ステップ ST 207) 。 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 テツプ S T 204において、 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。 When it is determined that the cycle Tw of the residual vibration is within the predetermined range Tr, the corresponding ink jet head 100 is in a state where the ink droplet can be normally ejected from the nozzle 110 thereof. This means that the inkjet head 100 is determined to be normal (normal ejection) (step ST207). If it is determined that the period Tw of the residual vibration is not within the predetermined range Tr, then, in step ST204, it is determined whether the period Tw of the residual vibration is shorter than the predetermined range Tr. Is determined.
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、 インクジェットへッ ド 1 00のキヤピティ 141内に気泡が混入しているものと考えられ、 その ィンクジエツトへッド 1 00のキヤビティ 14 1に気泡が混入し (気泡混入 ) 、 回復処理が必要と判定する (ステップ ST 20 8) 。 When it is determined that the cycle Tw of the residual vibration is shorter than the predetermined range Tr, it means that the frequency of the residual vibration is high, and as described above, air bubbles are generated in the captivity 141 of the inkjet head 100. Is considered to have been mixed in, and air bubbles are mixed in the cavity 141 of the ink jet head 100 (bubble mixing), and it is determined that a recovery process is necessary (step ST208).
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、 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 T 20 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 、 そのインクジエツトへッド 1 00のノズル 1 1 0付近のインクが乾燥によ り増粘し (乾燥) 、 回復処理が必要と判定する (ステップ ST 20 9 ) 。 そして、 ステップ S T 20 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く Tw<T 1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、 そのインク ジェットヘッド 1 0 0のノズル 1 1 0出口付近に紙粉が付着し (紙粉付着) 、 回復処理が必要と判定する (ステップ S T 2 1 0) 。
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 00が正常な状態にあるか否かと、 吐出異常 (ヘッド異常) の状態にある場 合にはその吐出異常の原因などが判定されると (ステップ ST 206〜ST 2 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。 If it is determined that the period Tw of the residual vibration is longer than the predetermined range Tr, then it is determined whether the period Tw of the residual vibration is longer than the predetermined threshold T1 ( Step ST 205). If 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 ink near the nozzle 110 of the ink jet 100 is depressed. Is thickened by drying (drying), and it is determined that a recovery process is necessary (step ST209). Then, in step ST205, when it is determined that the period Tw of the residual vibration is shorter than the predetermined threshold value T1, the period Tw of the residual vibration is in a range that satisfies Tr and Tw <T1. As described above, it is considered that paper powder adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle 110, which has a higher frequency than that of drying, and the paper is located near the nozzle 110 of the inkjet head 100. The powder adheres (paper powder adheres), and it is determined that recovery processing is necessary (step ST210). As described above, the determination means 20 determines whether the target inkjet head 100 is in a normal state, and if it is in a discharge abnormality (head abnormality) state, the cause of the discharge abnormality is determined. Then (steps ST206 to ST210), the result of the determination is output to the control section 6, and the discharge abnormality determination processing ends.
各ィンクジエツトへッド 1 00に対応する判定結果は、 処理対象となるィ ンクジェットヘッド 1 00と関連付けられて、 制御部 6の EEPROM (記 憶手段) 62の所定の格納領域に記憶される。 The determination result corresponding to each ink jet head 100 is stored in a predetermined storage area of an EEPROM (memory means) 62 of the control unit 6 in association with the ink jet head 100 to be processed.
図 41に示すように、 このステップ S T 1 02の吐出異常検出 ·判定処理 が終了すると、 前記 E E P ROM 62に記憶されている判定結果に基づいて 、 吐出異常回復処理が必要か否かを判断し (ステップ ST 1 03) 、 吐出異 常回復処理が必要でない場合、 すなわち、 インクジェットヘッド 1 0 0が正 常である場合には、 印字が可能な印字ス夕ンバイ状態となり (ステップ S T 1 04) 、 この処理を終了する。 As shown in FIG. 41, when the discharge abnormality detection / determination processing in step ST102 is completed, it is determined whether or not the discharge abnormality recovery processing is necessary based on the determination result stored in the EEPROM 62. (Step ST103) If the ejection failure recovery processing is not required, that is, if the inkjet head 100 is normal, the printer enters the print standby state in which printing is possible (Step ST104), This processing ends.
一方、 吐出異常回復処理が必要である場合には、 ポンプ吸引処理の回数を 示すカウンタのカウント値 Npが予め設定されている値 a (αは自然数) 以 下 (Νρ≤α) であるか否かを判断し、 Npが α以下の場合は、 吐出異常回 復処理を実行する (ステップ ST 10 6) 。 On the other hand, if the discharge abnormality recovery processing is required, whether the count value Np of the counter indicating the number of times of the pump suction processing is equal to or less than a preset value a (α is a natural number) (Νρ≤α) Then, if Np is equal to or less than α, the abnormal discharge recovery process is executed (step ST106).
この吐出異常回復処理では、 図 43に示すように、 まず、 前記 EE PRO M 62に保存された各ノズル 1 1 0又は代表のノズル 1 1 0に対応する判定 結果を読み出す (ステップ S T 30 1 ) 。 In the ejection failure recovery process, as shown in FIG. 43, first, the determination result corresponding to each nozzle 110 or the representative nozzle 110 stored in the EEPRO M 62 is read (step ST301). .
次いで、 ステップ S T 3 02において、 この読み出した判定結果が、 再検 査無 (検査済みノズル) であるか否かを判定する。 そして、 再検査無ではな いと判定された場合 (ステップ ST 302で 「NO」 ) 、 すなわち、 再検査 が必要 (未検査ノズル) と判定された場合は、 そのまま、 この吐出異常回復 処理を終了する。
一方、 再検査無ではないと判定された場合 (ステップ ST 3 02で 「YE S」 ) 、 すなわち、 検査済みであり、 吐出異常と判定された場合には、 ステ ップ S T 30 3において、 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 T 3 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 00によるノズルプ レ一ト 1 50へのワイピング処理を実行する (ステップ ST 304) 。 Next, in step ST302, it is determined whether or not the read determination result indicates that there is no reinspection (inspection nozzle). If it is determined that the reexamination is not required (“NO” in step ST302), that is, if it is determined that the reexamination is necessary (untested nozzle), the ejection abnormality recovery processing is terminated as it is. . On the other hand, if it is determined that there is no re-inspection (“YE S” in step ST 302), that is, if it is determined that the inspection has been completed and the discharge is abnormal, the It is determined whether or not the nozzle 110 that has been determined to have an abnormal discharge has adhering paper powder. When it is determined that paper dust is not attached near the outlet of the nozzle 110, the process proceeds to step ST305, and when it is determined that paper dust is attached, The wiping process for the nozzle plate 150 by the wiper 300 is executed (step ST304).
ステップ ST 30 5において、 続いて、 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、 チューブポンプ 320によるポンプ吸引処理を実行し、 力 ゥン夕のカウント値 N pを 1つインクリメントし (Np=Np+ l) (ステ ップ ST 30 6) 、 この吐出異常回復処理を終了する。 In step ST 305, subsequently, it is determined whether or not the nozzle 110 that has been determined to have the above-described discharge abnormality contains air bubbles. If it is determined that air bubbles are mixed, the pump suction process is performed by the tube pump 320, and the power supply count value Np is incremented by one (Np = Np + l) (step ST 30 6) The discharge abnormality recovery process ends.
一方、 気泡混入でない (乾燥) と判定された場合には、 フラッシング処理 の回数を示すカウンタのカウント値 N f が予め設定されている値 i3 (|3は自 然数) 以下 (N f ≤j3) であるか否かを判断し (ステップ ST 30 7 ) 、 N f が )3以下の場合は、 フラッシング処理を実行し、 カウンタのカウント値 N f を 1つインクリメントし (N f = N f + 1 ) (ステップ ST 308) 、 こ の吐出異常回復処理を終了する。 On the other hand, when it is determined that no air bubbles are contained (dry), the count value N f of the counter indicating the number of times of the flushing process is equal to or less than a preset value i3 (| 3 is a natural number) (N f ≤j3 ) Is determined (step ST307), and if Nf is equal to or less than) 3, a flushing process is performed, and the count value Nf of the counter is incremented by one (Nf = Nf + 1) (Step ST 308), this discharge abnormality recovery process ends.
このフラッシング処理により吐出異常を解消させることができれば、 ポン プ吸引処理を行う場合に比べ、 インクの消費量を減少させることができる。 また、 N f が /3より大きい場合は、 チューブポンプ 3 20によるポンプ吸 引処理を実行し、 カウンタのカウント値 Npを 1つインクリメントし (Np = Np+ 1) (ステップ S T 3 09 ) 、 この吐出異常回復処理を終了する。 このように、 N f が 3より大きいとき、 すなわち、 フラッシング処理を ;3 回行っても吐出異常が解消されない場合、 その吐出異常を解消させる回復処 理としてポンプ吸引処理が選択 (ポンプ吸引処理に変更) され、 実行される
図 41に示すように、 このステップ S T 1 06の吐出異常回復処理が終了 すると、 ステップ S T 1 02に戻り、 再度、 ステップ S T 1 02以降が実行 される。 If the ejection abnormality can be eliminated by the flushing process, the ink consumption can be reduced as compared with the case where the pump suction process is performed. If N f is greater than / 3, the pump suction process is performed by the tube pump 320, and the count value Np of the counter is incremented by one (Np = Np + 1) (step ST309), and this discharge is performed. The abnormal recovery processing ends. As described above, when N f is larger than 3, that is, when the flushing process is repeated three times, and the discharge abnormality is not resolved, the pump suction process is selected as the recovery process for eliminating the discharge abnormality (the pump suction process is performed). Change) done and executed As shown in FIG. 41, upon completion of the ejection failure recovery process in step ST106, the process returns to step ST102, and steps ST102 and onward are executed again.
すなわち、 まず、 ステップ S T 1 02において、 吐出異常検出 ·判定処理 を実行し、 吐出異常回復処理が必要か否かを判断し (ステップ S T 1 03) 、 吐出異常回復処理が必要でない場合、 すなわち、 前記吐出異常回復処理に より吐出異常が解消し、 インクジエツトへッド 1 0 0が正常になった場合、 又は、 再検査が必要 (未検査ノズル) であり、 その再検査の結果、 インクジ エツトへッド 1 00が正常と判定された場合は、 印字が可能な印字スタンバ ィ状態となり (ステップ ST 1 04) 、 この処理を終了する。 That is, first, in step ST102, an ejection failure detection / determination process is executed to determine whether or not the ejection failure recovery process is necessary (step ST103). If the ejection failure recovery process is not required, If the ejection abnormality is resolved by the ejection abnormality recovery process and the ink jet head 100 becomes normal, or a re-inspection is necessary (untested nozzle), the re-inspection results in the ink jet. When it is determined that the print data 100 is normal, the print standby state is set in which printing can be performed (step ST104), and this processing ends.
一方、 吐出異常回復処理が必要である場合には、 ポンプ吸引処理の回数を 示すカウン夕のカウント値 N pが α以下 (Ν ρ≤ α) であるか否かを判断し 、 Νρが a以下の場合は、 前述した吐出異常回復処理を実行し (ステップ S T 1 06) 、 Ν ρが Q!より大きい場合は、 操作パネル 7の表示部 Μに、 エラ 一メッセージを表示し、 停止し (ステップ ST 1 0 7) 、 この処理を終了す る。 On the other hand, when the discharge abnormality recovery processing is necessary, it is determined whether or not the count value Np of the count indicating the number of times of the pump suction processing is not more than α (Νρ≤α), and Νρ is not more than a. In the case of, the above-mentioned discharge abnormality recovery processing is executed (step ST106). If ρρ is larger than Q !, an error message is displayed on the display section 操作 of the operation panel 7, and the operation is stopped (step ST106). ST 1 0 7), ends this process.
すなわち、 ポンプ吸引処理を α回行っても吐出異常が解消されない場合、 その吐出異常の解消は、 困難であるとし、 吐出異常回復処理を行わない。 そ して、 表示部 M'に、 例えば、 吐出異常が解消されない旨や、 修理を促すよう なエラ一メッセージを表示する。 That is, if the discharge abnormality is not resolved even after performing the pump suction process α times, it is determined that the discharge abnormality is difficult to be resolved, and the discharge abnormality recovery process is not performed. Then, on the display unit M ', for example, an error message indicating that the discharge abnormality is not resolved or a message urging repair is displayed.
なお、 前記フラッシング処理においては、 例えば、 下記 ( 1) 及び (2) の 2つの方法が考えられる。 In the flushing process, for example, the following two methods (1) and (2) can be considered.
( 1 ) 各代表のィンクジェットヘッド 1 00を検査し、 そのうちの 1つに でもフラッシング処理が必要なインクジェットヘッド 1 0 0がある場合、 す ベてのインクジエツトへッド 1 00に対しフラッシング処理を行う。
( 2 ) すべてのインクジェットヘッド 1 0 0を検査し、 フラッシング処理 が必要なインクジエツトへッド 1 0 0に対してのみフラッシング処理を行う 以上述べたように、 このインクジェットプリン夕 1によれば、 電源投入の 際の処理において、 振動板 1 2 1の残留振動の周期 (振動パターン) に基づ いて、 吐出異常 (ヘッド異常) の有無や、 吐出異常の原因を検出 (判定) す るので、 その吐出異常の有無や、 吐出異常の原因を確実に検出することがで き、 吐出異常の原因に応じた適切 (最適) な回復処理を行うことができる。 これにより、 ィンクジエツトプリンタ 1を印字可能な正常な状態にすること ができるとともに、 必要以上のインク消費を防止することができる (排イン ク量を減少させることができる) 。 (1) Ink jet heads 100 of each representative are inspected, and if one of them has an inkjet head 100 that requires flushing, flushing is performed on all ink jet heads 100. I do. (2) Inspect all inkjet heads 100 and perform flushing only on ink jet heads 100 that require flushing. As described above, according to inkjet printer 1, power supply In the process at the time of loading, the presence or absence of discharge abnormalities (head abnormalities) and the cause of discharge abnormalities are detected (determined) based on the period (vibration pattern) of the residual vibration of the diaphragm 121. The presence or absence of a discharge abnormality and the cause of the discharge abnormality can be reliably detected, and appropriate (optimal) recovery processing can be performed according to the cause of the discharge abnormality. As a result, the ink jet printer 1 can be brought into a normal state in which printing can be performed, and ink consumption more than necessary can be prevented (the amount of discharged ink can be reduced).
また、 振動板 1 2 1の残留振動の周期 (振動パターン) に基づいて吐出異 常の有無や、 吐出異常の原因を検出するので、 その検出用に、 タイマー等の 他の装置を別途設ける必要がない。 この'ため、 構造が簡易であり、 部品点数 が減少し、 小型化に有利であり、 また、 コストを低減することができる。 また、 このインクジェットプリンタ 1では、 前記電源投入の際の処理が終 了した後 (例えば、 印字中など) においても、 吐出異常の原因を判別するこ とができ、 その吐出異常の原因に対応する適切な回復処理 (フラッシング処 理、 ポンプ吸引処理及びワイピング処理のいずれか又'は 2つ) を実行するこ とができるので、 従来の液滴吐出装置におけるシーケンシャルな回復処理と は異なり、 回復処理を行った際に発生する無駄な排インクを減らすことがで き、 それによつて、 インクジェットプリンタ 1全体のスル一プットの低下又 は悪化を防止することができる。 In addition, since the presence or absence of discharge abnormalities and the cause of discharge abnormalities are detected based on the period (vibration pattern) of the residual vibration of the diaphragm 122, other devices such as a timer must be provided separately for the detection. There is no. Therefore, the structure is simple, the number of parts is reduced, which is advantageous for miniaturization, and the cost can be reduced. Further, in the inkjet printer 1, even after the process at the time of turning on the power is completed (for example, during printing), the cause of the discharge abnormality can be determined, and the cause of the discharge abnormality can be determined. Since it is possible to execute appropriate recovery processing (either flushing processing, pump suction processing, or wiping processing or two), unlike the sequential recovery processing in the conventional droplet discharge device, the recovery processing is performed. It is possible to reduce wasteful waste ink generated when the printing is performed, thereby preventing a decrease or deterioration of the throughput of the entire inkjet printer 1.
また、 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、 インクジエツ トへッド 1 0 0 (へッドュニット 3 5 ) 、 ひいては、 ィンクジエツトプリン
夕 1全体のサイズを大きくすることなく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インクジェットプ リン夕 1の製造コストを低く抑えることができる。 Also, compared to the conventional droplet ejection device that can detect ejection abnormalities, it does not require other components (for example, an optical dot missing detection device, etc.), so the ink jet head 100 (head unit) 3 5) Finally, the ink jet pudding In addition to being able to detect discharge abnormalities without increasing the overall size of the printer 1, the manufacturing cost of the inkjet printer 1 that can detect discharge abnormalities (missing dots) can be reduced.
また、 インク滴吐出動作後の振動板 1 2 1の残留振動を用いて吐出異常を 検出しているので、 印字動作の途中でも吐出異常を検出することができる。 なお、 本発明では、 報知手段は、 前記表示部 (表示手段) に限らず、 この 他、 報知手段として、 例えば、. ランプ等の発光部、 ブザーや音声等を発する 装置等を用いてもよい。 <第 2実施形態 > Further, since the discharge abnormality is detected using the residual vibration of the diaphragm 121 after the ink droplet discharge operation, the discharge abnormality can be detected even during the printing operation. In the present invention, the notification unit is not limited to the display unit (display unit). In addition, as the notification unit, for example, a light emitting unit such as a lamp, a device that emits a buzzer, sound, or the like may be used. . <Second embodiment>
次に、 本発明におけるインクジエツトへ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、 インクジェットヘッド (ヘッドユニット ) 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。 Next, another configuration example of the ink jet head according to the present invention will be described. FIG. 44 to FIG. 47 are cross-sectional views each schematically showing another configuration example of the ink jet head (head unit). Hereinafter, the 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.
図 4 4に示すィンクジエツトへッド 1 0 0 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ート 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 —ト 2 0 7が順次接合されている。 In the ink jet head 100 A 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. To do. A stainless steel metal plate 204 is joined to the stainless steel nozzle plate 202 with the nozzle (hole) 203 formed thereon through an adhesive film 205. In addition, a similar stainless steel metal plate 204 is joined via an adhesive film 205. A communication port forming plate 206 and a cavity plate 207 are sequentially bonded 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 リザーバ 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 206 each have a predetermined shape (a shape in which a concave portion is formed). Molded, and by 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. Further, 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 2 1 5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 ャビティ 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。 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 からイ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。 A diaphragm 2 12 is installed in the upper opening of the cavity plate 2 07, and a piezoelectric element 200 is joined to the diaphragm 2 12 via a lower electrode 2 13. Have been. An upper electrode 214 is joined to the piezoelectric element 200 on the side opposite to the lower electrode 211. The head driver 210 includes a drive circuit that generates a drive voltage waveform, and applies (supplies) a drive voltage waveform between the upper electrode 214 and the lower electrode 213 to thereby generate the piezoelectric element 200. Vibrates, and the diaphragm 2 1 2 joined thereto vibrates. The volume of the cavity 208 (pressure in the cavity) changes due to the vibration of the diaphragm 210, and the ink (liquid) filled in the cavity 208 is ejected as droplets from the nozzle 203. . The amount of liquid reduced in the cavity 208 due to the ejection of the liquid droplets is supplied by supplying ink from the reservoir 209. In addition, ink is supplied to the reservoir 209 from the ink intake port 211.
図 4 5に示すィ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の駆動によりキヤビティ 2 2 1内のインク (液体) がノズルから吐出す るものである。 このインクジェットヘッド 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。 In the same manner as described above, the ink jet head 100B shown in FIG. 45 also discharges ink (liquid) in the cavity 22 from the nozzles by driving the piezoelectric element 200. This inkjet head 100B 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.
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。 キヤビティ 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、 ノズルプレート 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。 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 the nozzle corresponding to each cavity 2 2 1 of the nozzle plate 2 2 is provided with a nozzle. (Hole) 2 2 3 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 たインク (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, for one piezoelectric element 200, four electrodes Poles 2 2 4 are joined. 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, and the ink (liquid) filled in the cavity 222 is ejected from the nozzle 222 as droplets. That is, in the inkjet head 100B, the piezoelectric element 200 itself functions as a diaphragm.
図 4 6に示すィ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。 このインクジェットヘッド 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に対しスぺーサ 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。 In the same manner as described above, the ink jet head 100 C shown in FIG. 46 is also one in which the ink (liquid) in the cavity 23 is ejected from the nozzle 23 1 by driving the piezoelectric element 200. The inkjet head 100C includes a nozzle plate 230 on which the nozzles 23 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 through a spacer 23, and the nozzle plate 230, the piezoelectric element 200, and the spacer 23 The cavity 2 3 3 is formed in the space surrounded by 2.
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、 ィンクジエツトへッド 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 second electrodes 235 are joined to both sides thereof. By applying a predetermined drive voltage waveform between the first electrode 234 and the second electrode 235, the piezoelectric element 200 deforms in the shear mode and vibrates (indicated by an arrow in FIG. 46). Due to this vibration, the volume of the cavity 23 3 (pressure in the cavity) changes, and the ink (liquid) filled in the cavity 2 33 is discharged as droplets from the nozzle 2 31. That is, in the ink jet head 100 C, the piezoelectric element 200 itself functions as a diaphragm.
図 4 7に示すインクジェットヘッド 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。 このインクジェットヘッド 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、 キヤピティプレート 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 same manner as described above, the ink-jet head 100D shown in FIG. 47 also drives the piezoelectric element 200 so that the ink (liquid) in the cavity 2450 flows from the nozzle 2401. It discharges. This inkjet head 100D is formed by laminating a nozzle plate 240 on which nozzles 241 are formed, a capity plate 242, a diaphragm 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とリザ一バ 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、 リザ一バ 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 into a predetermined shape (a shape that forms a concave portion), whereby the cavity 245 and the reservoir 246 are formed. The cavities 245 and the reservoir 246 communicate with each other via an ink supply port 247. In addition, 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 multilayer piezoelectric element 201 in FIG. 47 are joined 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 joined to the outer surface of the multilayer piezoelectric element 201, and between the piezoelectric elements 200 constituting the multilayer piezoelectric element 201 (or inside each piezoelectric element). Has an internal electrode 2 49. 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 8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 (キヤビティ内の圧力) 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。 Then, by applying a driving voltage waveform from the head driver 33 between the external electrode 2 48 and the internal electrode 2 49, the multilayer piezoelectric element 201 becomes as shown by the arrow in FIG. 48. It deforms (expands and contracts in the vertical direction in Fig. 47) and vibrates, and the vibration vibrates the diaphragm 243. Due to the vibration of the vibration plate 243, the volume of the cavity 245 (pressure in the cavity) changes, and the ink (liquid) filled in the cavity 245 is discharged as droplets from the nozzle 241.
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、 リザ一バ 2 4 6 からインクが供給されて補給される。 また、 リザーバ 2 4 6へは、 インク力 —トリッジ 3 1からィンク供給チューブ 3 1 1を介してィンクが供給される
以上のような圧電素子を備えるィンクジエツトへッド 1 0 0 A〜 1 0 0 D においても、 前述した静電容量方式のィンクジエツトへッド 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廪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。 The liquid amount reduced in the cavity 245 due to the ejection of the droplet is supplied from the reservoir 246 by supplying ink. Ink is supplied to the reservoir 2 4 6 from the ink cartridge 3-1 via the ink supply tube 3 1 1. In the case of the ink jet head 100 A to 100 D having the above-described piezoelectric element, similarly to the above-described capacitive ink jet head 100, as a diaphragm or a diaphragm, 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.
<第 3実施形態 > <Third 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 8は、 ヘッドユニット 1 0 0 Hの構成を示す斜視図、 図 4 9は、 図 4 8に示すヘッドユニット 1 0 0 Hの 1色のインク (1つのキヤビティ) に 対応する概略的な断面図である。 以下、 これらの図に基づいて説明するが、 前述した第 1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。 Next, another configuration example of the inkjet head according to the present invention will be described. FIG. 48 is a perspective view showing the configuration of the head unit 100 H, and FIG. 49 is a schematic diagram corresponding to one color ink (one cavity) of the head unit 100 H shown in FIG. It is sectional drawing. Hereinafter, description will be made based on these drawings, but the description will be focused on the points different from the first embodiment described above, and description of the same matters will be omitted.
これらの図に示すへッドュニット 1 0 0 Hは、 いわゆる膜沸騰ィンクジェ ット方式 (サ一マルジエツト方式) によるもので、 支持板 4 1 0と、 基板 4 2 0と、 外壁 4 3 0及び隔壁 4 3 1と、 天板 4 4 0とが、 図 4 8及び図 4 9 中下側からこの順に接合された構成のものである。 The head unit 100 H shown in these figures is based on a so-called film boiling ink jet system (thermal jet system), and includes a support plate 410, a substrate 420, an outer wall 430 and a partition wall 404. 31 and the top plate 44 are joined in this order from the lower center in FIGS. 48 and 49.
基板 4 2 0と天板 4 4 0とは、 外壁 4 3 0及び等間隔で平行に配置された 複数 (図示の例では 6枚) の隔壁 4 3 1を介して所定の間隔をおいて設置さ れている。 そして、 基板 4 2 0と天板 4 4 0との間には、 隔壁 4 3 1によつ て区画された複数 (図示の例では 5個) のキヤビティ (圧力室:インク室) 4 3 2が形成されている。 各キヤビティ 4 3 2は、 短冊状 (直方体状) をな している。 The substrate 420 and the top plate 44 are installed at a predetermined interval through the outer wall 43 and a plurality of (six in the illustrated example) partition walls 431 arranged in parallel at equal intervals. Has been done. A plurality of (5 in the example shown) cavities (pressure chambers: ink chambers) 4 3 2 partitioned by partition walls 4 3 1 are provided between the substrate 4 20 and the top plate 4 4 0. Is formed. Each cavity 4 32 is in the shape of a strip (a rectangular parallelepiped).
また、 図 4 8及び図 4 9に示すように、 各キヤビティ 4 3 2の図 4 9中左
側端部 (図 4 8中上端) は、 ノズルプレート (前板) 4 3 3により覆われて いる。 このノズルプレート 4 3 3には、 各キヤビティ 4 3 2に連通するノズ ル (孔) 4 3 4が形成されており、 このノズル 4 3 4からインク (液状材料 ) が吐出する。 Also, as shown in FIGS. 48 and 49, each cavity 4 32 in FIG. The side end (upper middle in Fig. 48) is covered by the nozzle plate (front plate) 4 33. A nozzle (hole) 4334 communicating with each cavity 4332 is formed in the nozzle plate 433, and ink (liquid material) is discharged from the nozzle 4334.
図 4 8では、 ノズルプレート 4 3 3に対しノズル 4 3 4が直線的に、 すな わち列状に配置されているが、 ノズルの配置パターンはこれに限定されない ことは言うまでもない。 列状に配置されたこのノズル 4 3 4のピッチは、 印 刷精度 (d p i ) 等に応じて適宜設定することができる。 In FIG. 48, the nozzles 4334 are arranged linearly, that is, in a row, with respect to the nozzle plate 433, but it goes without saying that the arrangement pattern of the nozzles is not limited to this. The pitch of the nozzles 43 arranged in a row can be appropriately set according to the printing accuracy (d p i) and the like.
なお、 ノズルプレート 4 3 3を設けず、 各キヤビティ 4 3 2の図 4 8中上 端 (図 4 9中左端) が開放しており、 この開放した開口がノズルとなるよう な構成のものでもよい。 The nozzle plate 4 33 is not provided, and the upper end (left end in FIG. 49) of each cavity 4 32 in FIG. 48 is open. Good.
また、 天板 4 4 0には、 インク取り入れ口 4 4 1が形成され、 該インク取 り入れ口には、 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に接続されている。 なお、 図示されていないが、 インク取り入れ口 4 4 1 とインクカートリッジ 3 1との間に、 ダンパ室 (ゴムからなるダンパを備え 、 その変形により室内の容積が変化する) を設けることもできる。 これによ り、 キヤリッジ 3 2が往復走行する際のィンクの揺れゃィンク圧の変化をダ ンパ室が吸収し、 へッドュニット 1 0 0 Hに所定量のインクを安定的に供給 することができる。 In addition, an ink intake port 41 is formed in the top plate 44, and the ink intake port is connected to the ink cartridge 31 via an ink supply tube 311. Although not shown, a damper chamber (having a rubber damper, the capacity of which changes due to its deformation) may be provided between the ink intake port 44 1 and the ink cartridge 31. As a result, the damper chamber absorbs a change in the ink swing pressure when the carriage 32 reciprocates, and a predetermined amount of ink can be stably supplied to the head unit 100H. .
支持板 4 1 0、 外壁 4 3 0、 隔壁 4 3 1、 天板 4 4 0及びノズルプレート Support plate 4 10, outer wall 4 3 0, partition 4 3 1, top plate 4 4 0 and nozzle plate
4 3 3は、 それぞれ、 例えばステンレス鋼等の各種金属材料や各種樹脂材料4 3 3 are various metal materials such as stainless steel and various resin materials, respectively.
、 各種セラミックス等で構成されている。 また、 基板 4 2 0は、 例えば、 シ リコン等で構成されている。 It is composed of various ceramics. Further, the substrate 420 is made of, for example, a silicon or the like.
基板 4 2 0の各キヤビティ 4 3 2に対応する箇所には、 それぞれ、 発熱体 4 5 0が設置 (埋設) されている。 各発熱体 4 5 0は、 へッドドライバ (通 電手段) 4 5 2により、 それぞれ別個に通電され、 発熱する。 ヘッドドライ
バ 4 5 2は、 制御部 6から入力される印字信号 (印字データ) に応じ、 発熱 体 4 5 0の駆動信号として例えばパルス状の信号を出力する。 Heating elements 450 are respectively installed (buried) at locations corresponding to the cavities 432 on the substrate 420. Each of the heating elements 450 is separately energized by a head driver (conductive means) 452 to generate heat. Head dry The bus 452 outputs, for example, a pulse signal as a drive signal of the heating element 450 in accordance with a print signal (print data) input from the control unit 6.
また、 発熱体 4 5 0のキヤビティ 4 3 2側の面は、 保護膜 (耐キヤビテー シヨン膜) 4 5 1で覆われてる。 この保護膜 4 5 1は、 発熱体 4 5 0がキヤ ビティ 4 3 2内のィンクと直接接触するのを防止するために設けられたもの である。 この保護膜 4 5 1を設けることにより、 発熱体 4 5 0がインクと接 触することによる変質、 劣化等を防止することができる。 The surface of the heating element 450 on the side of the cavity 43 is covered with a protective film (anti-cavity film) 451. The protective film 451 is provided to prevent the heating element 450 from directly contacting the ink in the cavity 432. By providing the protective film 451, it is possible to prevent the heating element 450 from being deteriorated or deteriorated due to contact with the ink.
基板 4 2 0の各発熱体 4 5 0の近傍であって、 各キヤビティ 4 3 2に対応 する箇所には、 それぞれ、 凹部 4 6 0が形成されている。 この凹部 4 6 0は 、 例えばエッチング、 打ち抜き等の方法により形成することができる。 凹部 4 6 0のキヤビティ 4 3 2側を遮蔽するように振動板 4 6 1が設置さ れている。 この振動板 4 6 1は、 キヤビティ 4 3 2内の圧力 (液圧) の変化 に追従して図 4 9中の上下方向に弾性変形 (弾性変位) する。 In the vicinity of each heating element 450 of the substrate 420, and corresponding to each cavity 432, a recessed portion 450 is formed. The concave portion 450 can be formed by, for example, a method such as etching or punching. The diaphragm 461 is installed so as to shield the cavity 432 side of the concave portion 4600. This diaphragm 461 elastically deforms (elastically displaces) in the vertical direction in FIG. 49 following changes in pressure (fluid pressure) in the cavity 432.
振動板 4 6 1の構成材料や厚さは、 特に限定されず、 適宜設定される。 一方、 凹部 4 6 0の他方の側は、 支持板 4 1 0により覆われており、 該支 持板 4 1 0の図 4 9中上面の各振動板 4 6 1に対応する箇所には、 それぞれ 、 セグメント電極 4 6 2が設置されている。 The constituent material and thickness of diaphragm 461 are not particularly limited, and are appropriately set. On the other hand, the other side of the concave portion 460 is covered with a support plate 410, and a portion of the support plate 410 corresponding to each diaphragm 461 on the upper surface in FIG. Each is provided with a segment electrode 462.
振動板 4 6 1とセグメント電極 4 6 2とは、 所定の間隙距離をおいてほぼ 平行に配置されている。 振動板 4 6 1とセグメント電極 4 6 2との間の間隙 距離 (ギャップ長 g ) は、 特に限定されず、 適宜設定される。 わずかな間隔 距離を隔てて振動板 4 6 1とセグメント電極 4 6 2とを配置することにより 、 平行平板コンデンサを形成することができる。 そして、 前述したように、 振動板 4 6 1がキヤビティ 4 3 2内の圧力に追従して図 4 9中の上下方向に 弾性変形すると、 それに応じて振動板 4 6 1とセグメント電極 4 6 2と間隙 距離が変化し、 前記平行平板コンデンサの静電容量 Cが変化する。 この静電 容量 Cの変化は、 振動板 4 6 1とセグメント電極 4 6 2とにそれぞれ導通す
る共通電極 4 7 0と外部セグメント電極 4 7 1との電圧差の変化として現れ るので、 前述したように、 これを検出することにより、 振動板 4 6 1の残留 振動 (減衰振動) を知ることができる。 Diaphragm 461 and segment electrode 462 are arranged substantially in parallel with a predetermined gap distance. The gap distance (gap length g) between the diaphragm 461 and the segment electrode 462 is not particularly limited, and is appropriately set. By arranging diaphragm 461 and segment electrode 462 at a slight distance, a parallel plate capacitor can be formed. Then, as described above, when the diaphragm 461 elastically deforms in the vertical direction in FIG. 49 following the pressure in the cavity 43, the diaphragm 46 1 and the segment electrodes 4 62 The gap distance changes, and the capacitance C of the parallel plate capacitor changes. This change in capacitance C is conducted to diaphragm 46 1 and segment electrode 4 62 respectively. It appears as a change in the voltage difference between the common electrode 470 and the external segment electrode 471, and as described above, by detecting this, the residual vibration (damped vibration) of the diaphragm 461 is known. be able to.
基板 4 2 0のキヤビティ 4 3 2外には、 共通電極 4 7 0が形成されている 。 また、 支持板 4 1 0のキヤビティ 4 3 2外には、 外部セグメント電極 4 7 1が形成されている。 Outside the cavity 432 of the substrate 420, a common electrode 470 is formed. An external segment electrode 471 is formed outside the cavity 432 of the support plate 4110.
セグメント電極 4 6 2、 共通電極 4 7 0及び外部セグメント電極 4 7 1の 構成材料としては、 例えば、 ステンレス鋼、 アルミニウム、 金、 胴、 又はこ れらを含む合金等が挙げられる。 また、 セグメント電極 4 6 2、 共通電極 4 7 0及び外部セグメント電極 4 7 1は、 それぞれ、 例えば金属箔の接合、 メ ツキ、 蒸着、 スパッタリング等の方法により形成することができる。 The constituent materials of the segment electrode 462, the common electrode 470, and the external segment electrode 471 include, for example, stainless steel, aluminum, gold, a body, and alloys containing these. Further, the segment electrode 462, the common electrode 470, and the external segment electrode 471 can be formed by, for example, a method such as bonding of metal foil, plating, vapor deposition, or sputtering.
各振動板 4 6 1と共通電極 4 7 0とは、 導体 4 7 5により電気的に接続さ れ、 各セグメント電極 4 6 2と各外部セグメント電極 4 7 1とは、 導体 4 7 6により電気的に接続されている。 Each diaphragm 4 6 1 and the common electrode 4 7 0 are electrically connected by a conductor 4 7 5, and each segment electrode 4 6 2 and each external segment electrode 4 7 1 are electrically connected by a conductor 4 7 6 Connected.
導体 4 7 5、 4 7 6としては、 それぞれ、 ①金属線等の導線を配設したも の、 ②基板 4 2 0又は支持板 4 1 0の表面に例えば金、 銅等の導電性材料よ りなる薄膜を形成したもの、 あるいは、 ③基板 4 2 0等の導体形成部位にィ オンドーピング等を施して導電性を付与したもの等が挙げられる。 The conductors 475 and 476 are respectively: (1) a conductor such as a metal wire is provided; (2) a conductive material such as gold or copper on the surface of the substrate 420 or the support plate 410; And (3) those obtained by imparting conductivity by applying ion doping or the like to a conductor forming portion of the substrate 420 or the like.
以上のようなへッドユニット 1 0 0 Hは、 図 4 9中の上下方向に複数重ね て (他段に) 配置することができる。 図 5 0では、 4色のインク (インク力. —トリッジ 3 1 ) を適用した場合におけるノズル 4 3 4の配置の例を示すが 、 この場合、 複数のヘッドユニット 1 0 0 Hを例えば主走査方向に重ねて配 置し、 それらの前面に 1枚のノズルプレート 4 3 3を接合した構成とするこ とができる。 A plurality of the head units 100H as described above can be arranged so as to overlap (in other stages) in the vertical direction in FIG. FIG. 50 shows an example of the arrangement of the nozzles 4 3 4 when four colors of ink (ink force.—tridge 3 1) are applied. It is possible to adopt a configuration in which one nozzle plate 433 is joined to the front surface thereof and one nozzle plate 433 is joined thereto.
ノズルプレート 4 3 3上におけるノズル 4 3 4の配置パターンは、 特に限 定されないが、 図 5 0に示すように、 隣り合うノズル列において、 ノズル 4
3 4が半ピッチずれたように配置することができる。 The arrangement pattern of the nozzles 4 3 4 on the nozzle plate 4 3 3 is not particularly limited, but as shown in FIG. 3 4 can be arranged so as to be shifted by a half pitch.
次に、 ヘッドユニット 1 0 0 Hの作用 (作動原理) について説明する。 ヘッドドライバ 3 3から駆動信号 (パルス信号) が出力されて発熱体 4 5 0に通電されると、 発熱体 4 5 0は、 瞬時に 3 0 0 °C以上の温度に発熱する 。 これにより、 保護膜 4 5 1上に膜沸騰による気泡 (後述する不吐出の原因 となるキヤビティ内に混入、 発生する気泡とは異なる) 4 8 0が発生し、 該 気泡 4 8 0は瞬時に膨張する。 これにより、 キヤビティ 4 3 2内に満たされ たインク (液状材料) の液圧が増大し、 インクの一部がノズル 4 3 4から液 滴として吐出される。 Next, the operation (operation principle) of the head unit 100H will be described. When a driving signal (pulse signal) is output from the head driver 33 and the heating element 450 is energized, the heating element 450 instantaneously generates heat to a temperature of 300 ° C. or more. As a result, bubbles due to film boiling (different from bubbles that enter and cause a non-ejection-causing cavity described later) 480 are generated on the protective film 451, and the bubbles 480 are instantaneously generated. Swell. As a result, the liquid pressure of the ink (liquid material) filled in the cavity 432 increases, and a part of the ink is ejected from the nozzle 434 as a liquid droplet.
インクの液滴が吐出された直後、 気泡 4 8 0は急激に収縮し、 元の状態に 戻る。 このときのキヤビティ 4 3 2内の圧力変化により振動板 4 6 1が弾性 変形して、 次の駆動信号が入力され再びインク滴が吐出されるまでの間、 減 衰振動 (残留振動) を生じる。 Immediately after the ink droplet is ejected, the bubble 480 rapidly contracts and returns to its original state. At this time, the diaphragm 461 is elastically deformed by the pressure change in the cavity 432, and attenuated vibration (residual vibration) occurs until the next drive signal is input and the ink droplet is ejected again. .
振動板 4 6 1が減衰振動を生じると、 それに応じて、 振動板 4 6 1と、 こ れと対向するセグメント電極 4 6 2との間の静電容量が変化する。 この静電 容量の変化は、 共通電極 4 7 0と外部セグメント電極 4 7 1との電圧差の変 化として現れるが、 これを読み取ることにより、 インク滴の不吐出又はその 原因を検出、 特定することができる。 すなわち、 ノズル 4 3 4からインク滴 が正常に吐出されたときの共通電極 4 7 0と外部セグメント電極 4 7 1との 電圧差の変化 (静電容量の変化) の様子 (パターン) と比較することにより 、 インク滴が正常に吐出されたか否かを判定することができ、 また、 インク 滴の不吐出の原因毎の様子 (パターン) とそれぞれ比較し、 特定することに より、 ィンク滴の不吐出の原因を判定することができる。 When the vibration plate 461 generates a damped vibration, the capacitance between the vibration plate 461 and the segment electrode 462 opposed thereto changes accordingly. This change in capacitance appears as a change in the voltage difference between the common electrode 470 and the external segment electrode 471, and by reading this, the non-ejection of ink droplets or its cause is detected and specified. be able to. That is, the state (pattern) of the voltage difference (change in capacitance) between the common electrode 470 and the external segment electrode 471 when ink droplets are normally ejected from the nozzle 434 is compared. This makes it possible to determine whether or not the ink droplet has been ejected normally, and to compare and identify the state (pattern) of each cause of the non-ejection of the ink droplet to determine whether the ink droplet has been ejected properly. The cause of the ejection can be determined.
インク滴の吐出によりキヤビティ 4 3 2内で減少した液量は、 インク取り 入れ口 4 4 1から新たなインクがキヤビティ 4 3 2内に供給されて補給され る。 このインクは、 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
内を通って供給される。 The amount of liquid reduced in the cavity 4 32 due to the ejection of ink droplets is replenished by supplying new ink into the cavity 4 32 from the ink inlet 4 4 1. This ink is supplied from the ink cartridge 3 1 to the ink supply tube 3 1 1 Supplied through.
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 constituting the droplet discharge head or the droplet discharge device is However, it can be replaced with any configuration that can exhibit the same function. Further, other arbitrary components may be added to 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、 ィ ンクジェットヘッド 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 、 エマルシヨン等の分散液を含む) とすることができる。 すなわち、 カラ一 フィルタのフィルタ材料を含むインク、 有機 E L (E l ec t ro 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 (P l asma Di spl ay Pane l ) 装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、 電気泳動表示装置におけ る泳動体を形成する泳動体材料、 基板 Wの表面にバンクを形成するためのバ ンク材料、 各種コーティング材料、 電極を形成するための液状電極材料、 2 枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのス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な どである。 The liquid to be discharged (droplets) discharged from the droplet discharge head (the ink jet head 100 in the above-described embodiment) of the droplet discharge device of the present invention is not particularly limited. (Including suspensions, dispersions of emulsions and the like). Ink containing the filter material of the color filter, light emitting material for forming an EL light emitting layer in an organic EL (Electro Luminescence) device, and fluorescent light for forming a phosphor on an electrode in an electron emitting device. Material, Fluorescent material for forming phosphor in PDP (Plasma Dispray Panel), Electrophoretic material for forming electrophoretic material in electrophoretic display device, Forming bank on surface of substrate W Materials to form electrodes, liquid electrode materials to form electrodes, particle materials to form a spacer to form a small cell gap between two substrates, and metal wiring Liquid metal materials, lens materials for forming microlenses, resist materials, and light diffusing materials for forming light diffusers.
また、 本発明は、 振動板を有する複数の液滴吐出ヘッドを備える、 あらゆ る方式 (形態) の液滴吐出装置に適用することができる。
Further, the present invention can be applied to any type (form) of a droplet discharge device including a plurality of droplet discharge heads having a diaphragm.