CN1309566C - 液滴喷出装置和喷出异常恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的液滴喷出装置,具有由驱动电路驱动执行机构将腔室内的液体作为液滴从喷嘴喷出的多个液滴喷头,其中包括喷出异常检测部件(10),检测出液滴喷头的喷出异常及其原因;恢复部件(24),在喷出异常检测部件(10)检测出喷出异常时,根据喷出异常的原因执行恢复处理。本发明的液滴喷出装置包括多个液滴喷头、检测液滴喷出异常的喷出异常检测部件(10)、进行消除液滴喷出异常的恢复处理的恢复部件(24),喷出异常检测部件(10)对全部喷嘴进行检测,有发生喷出异常喷嘴时,由恢复部件(24)至少对异常喷嘴执行对应其喷出异常原因的恢复处理,之后仅对该异常喷嘴进行液滴喷出动作,再次由喷出异常检测部件(10)进行检测。
Description
发明领域
本发明涉及一种液滴喷出装置和喷出异常恢复方法。
背景技术
作为液滴喷出装置之一的喷墨打印机从多个喷嘴喷出墨滴(液滴)在规定的用纸上形成图像。喷墨打印机的打印头(喷墨头)上设置多个喷嘴,但由于墨水粘度增加、气泡混入、灰尘和纸粉附着等原因,有时几个喷嘴被堵住不能喷出墨滴。喷嘴堵住时,打印的图像中产生漏点,成为图像质量恶化的原因。
以往,作为检测这种墨滴喷出异常的(以下也称为“漏点”)方法,在日本专利公开编号平8-309963号公报中,公开一种方法,对喷墨头的每个喷嘴光学检测出不从喷墨头的喷嘴喷出墨滴的状态(墨滴喷出异常状态)。通过该方法,可确定产生漏点(喷出异常)的喷嘴。
但是,上述光学式的漏点(液滴喷出异常)检测方法中,在液滴喷出装置(例如喷墨打印机)上安装包括光源和光学传感器的检测器。该检测方法中,一般地,为了让从液滴喷头(喷墨头)的喷嘴喷出的液滴通过光源和光学传感器之间,遮住光源和光学传感器之间的光,则必须以精密的精度(高精度)设定(设置)光源和光学传感器,这是一个问题。这种检测器通常很昂贵,结果会产生增大喷墨打印机的制造成本的问题。另外,由于从喷嘴的误喷墨和打印用纸等的纸粉,会污染光源输出部和光学传感器的检测部,检测器的可靠性也可能成为问题。
上述光学式的漏点检测方法中,可检测到喷嘴的漏点,即墨滴的喷出异常(不喷出),但根据该检测结果不能判定(确定)漏点(喷出异常)的原因,不能选择执行对应漏点原因的适当的恢复处理。因此,现有技术的漏点检测方法中,与漏点的原因无关执行顺序恢复处理,例如在擦拭处理中,不管是否为可恢复的状态,通过从喷墨头用泵吸引墨水等,增加排墨(无用的墨水),由于不能进行适当的恢复处理,通过实施多次恢复处理,会降低或恶化喷墨打印机(液滴喷出装置)的吞吐量。
但是,通常液滴喷出装置(喷墨打印头)具有多个喷嘴和与其对应的执行机构,但这种具有多个喷嘴的液滴喷出装置中,难以在装置的吞吐量不降低或恶化的情况下检测出液滴(墨水)的喷出异常(不喷出),即检测出打印(记录)动作时的漏点。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种液滴喷出装置和喷出异常恢复方法,在从液滴喷头的喷出出现异常时,不执行现有技术那样的顺序恢复处理,而是在确定其喷出异常的原因的情况下,对应其原因执行适当的恢复处理。
为达到上述目的,本发明的一方面中,本发明的液滴喷出装置具有由通过驱动电路驱动执行机构将腔室内的液体作为液滴从喷嘴喷出的多个液滴喷头所构成的喷头单元,包括:喷出异常检测部件,检测出上述液滴喷头的喷出异常及其原因;和恢复部件,在从上述喷嘴喷出液滴时,在由上述喷出异常检测部件检测出喷出异常的情况下,根据其喷出异常的原因执行恢复处理,所述液滴喷头具有由所述执行机构的驱动而变位的振动板,所述喷出异常检测部件包括判定部件,该判定部件根据所述振动板的残余振动的振动模式,判断所述液滴喷头的液滴喷出有无异常,同时,在判定为所述液滴喷头的液滴喷出有异常时,判定其喷出异常的原因,所述喷出异常检测部件检测所述振动板的残余振动,根据该检测出的所述振动板的残余振动的振动模式,检测所述液滴的喷出异常,所述振动板的残余振动的振动模式包括所述残余振动的周期,所述判定部件,当所述振动板的残余振动的周期比规定范围的周期短时判定为在所述腔室内混入了气泡,当所述振动板的残余振动的周期比规定阈值长时判定为在所述喷嘴附近的液体由于干燥而粘度增高了,当所述振动板的残余振动的周期比所述规定范围的周期长而比所述规定阈值短时判定为在所述喷嘴的出口附近附着了纸粉。
根据本发明的液滴喷出装置,检测出液滴喷头的喷出异常及其原因,根据该检测出的原因执行适当的恢复处理,从而与原来的液滴喷出装置的顺序恢复处理不同,可减少恢复处理时的无用的排墨,防止液滴喷出装置的吞吐量降低或恶化。
这里优选上述恢复部件包括:通过擦拭器对上述液滴喷头的排列配置了喷嘴的喷嘴面进行擦拭处理的擦拭部件;驱动上述执行机构执行从喷嘴预备喷出上述液滴的冲洗处理的冲洗部件;通过与覆盖上述液滴喷头的喷嘴面的盖子连接的泵进行泵吸引处理的泵吸单元。
优选上述喷出异常检测部件可检测的喷出异常的原因包括在上述腔室中的气泡混入、由上述喷嘴附近的液体干燥引起的粘度增高、在上述喷嘴出口附近的纸粉附着,上述恢复部件在气泡混入的情况下由上述泵吸单元执行泵吸引处理,在干燥粘度增高的情况下,由上述冲洗部件执行冲洗处理或由上述泵吸单元执行泵吸引处理,在纸粉附着的情况下由上述擦拭器执行擦拭处理。本发明中,所谓纸粉不简单限于从记录用纸等产生的纸粉,例如是包括送纸辊(供纸辊)等的橡胶的切屑和空气中浮动的灰尘等的附着在喷嘴附近的妨碍液滴喷出的所有东西。此时,优选上述喷出异常检测部件在上述喷头单元内的多个液滴喷头中检测到需要上述泵吸引处理的气泡混入和干燥粘度增高时,上述恢复部件对上述气泡混入和干燥粘度增高的液滴喷头执行一次泵吸引处理。
这里,本发明的液滴喷出装置中,优选上述液滴喷头具有由上述执行机构驱动而变位的振动板,上述喷出异常检测部件检测出上述振动板的残余振动,根据该检测出的上述振动板的残余振动的振动模式检测出上述液滴的喷出异常。此时,优选上述喷出异常检测部件包括判定部件,根据上述振动板的残余振动的振动模式判断上述液滴喷头的液滴喷出有无异常,同时,在判定为上述液滴喷头的液滴喷出有异常时,判定其喷出异常的原因。这里,上述振动板的残余振动是上述执行机构通过上述驱动电路的驱动信号(电压信号)进行液滴喷出动作后,输入下一驱动信号并再次执行液滴喷出动作之前的期间中通过该液滴喷出动作衰减上述振动板并持续振动的状态。
优选上述振动板的残余振动的振动模式包括上述残余振动的周期,此时,优选上述判定部件在上述振动板的残余振动的周期比规定范围的周期短时,判定为上述腔室内混入了气泡,在上述振动板的残余振动的周期比规定阈值长时,判定为上述喷嘴附近的液体由于干燥而粘度增高了,在上述振动板的残余振动的周期比上述规定范围的周期长、比上述规定阈值短时,判定为上述喷嘴的出口附近附着了纸粉。由此,可判定由光学式检测装置等原来的进行漏点检测的液滴喷出装置不能判定的液滴的喷出异常的原因,从而,可根据需要如上所述选择并执行该原因所对应的适当的恢复处理。
本发明的一个实施方式中,上述喷出异常检测部件包括振荡电路,上述振荡电路根据随上述振动板的残余振动变化的上述执行机构的静电电容分量进行振荡。此时优选上述振荡电路构成由上述执行机构的静电电容分量和连接上述执行机构的电阻元件的电阻分量构成的CR振荡电路。这样,本发明的液滴喷出装置将振动板的残余振动波形(残余振动的电压波形)作为执行机构的静电电容分量的时间上的微小变化(振动周期的变化)检测出来,从而在执行机构中使用压电元件的情况下,可不依赖于施加给压电元件的电压的大小正确检测出振动板的残余振动波形。
这里,优选上述振荡电路的振荡频率设置为比上述振动板的残余振动的振动频率高1个数量级以上的频率。这样,通过将振荡电路的振荡频率设定为振动板的残余振动的振动频率的数十倍的频率可更正确地检测该振动板的残余振动,从而可更正确地检测液滴的喷出异常。
并且优选,上述喷出异常检测部件包括F/V变换电路,通过根据上述振荡电路的输出信号的振荡频率的变化生成的规定的信号群生成上述振动板的残余振动的电压波形。这样,通过使用F/V变换电路生成电压波形,可不对执行机构的驱动产生影响,在检测残余振动波形时,将其检测灵敏度设定得更大。此外,优选上述喷出异常检测部件包括波形整形电路,将由上述F/V变换电路生成的上述振动板的残余振动的电压波形整形为规定波形。
这里优选,上述波形整形电路包括从上述F/V变换电路生成的上述振动板的残余振动的电压波形去除直流分量的DC分量去除部件和比较由上述DC分量去除部件去除了直流分量的电压波形和规定电压值的比较器,该比较器根据该电压比较生成并输出矩形波。此时,优选上述喷出异常检测部件包括测量部件,该测量部件从上述波形整形电路生成的上述矩形波测量上述振动板的残余振动的周期。并且优选上述测量部件具有计数器,通过该计数器对基准信号的脉冲进行计数,测量上述矩形波的上升沿之间或上升沿与下降沿之间的时间,从而可测量上述残余振动的周期。这样,使用计数器测量矩形波的周期,使得可更简单并且更正确地检测振动板的残余振动的周期。
本发明的液滴喷出装置优选还包括切换部件,在通过上述执行机构的驱动执行上述液滴的喷出动作后,将与上述执行机构的连接从上述驱动电路切换为上述喷出异常检测部件。并且本发明的液滴喷出装置优选分别具有多个上述喷出异常检测部件和上述切换部件,与进行液滴喷出动作的上述液滴喷头对应的上述切换部件将与上述执行机构的连接从上述驱动电路切换到对应的上述喷出异常检测部件,该切换了的喷出异常检测部件检测出上述液滴的喷出异常。与此不同,优选上述切换部件由分别对应于上述液滴喷头的多个单位切换部件构成,本发明的喷出异常检测部件还包括对上述多个喷嘴中的其中一个检测上述液滴的喷出是否异常的检测决定部件,此时,上述切换部件在通过与上述检测决定部件决定的上述液滴喷头的喷嘴对应的上述执行机构的驱动进行上述液滴的喷出动作后,将与上述执行机构的连接从上述驱动电路切换到上述喷出异常检测部件。
本发明的一个实施方式中,上述喷出异常检测部件按成为检测对象的上述喷嘴的冲洗处理的液滴喷出动作时或打印动作的液滴喷出动作时中的其中之一的时间检测上述液滴的喷出异常。这样,本发明的液滴喷出装置可在打印(记录)动作,即打印动作的液滴喷出动作时也检测液滴的喷出异常,从而不会降低或恶化液滴喷出装置的吞吐量。
上述执行机构是静电执行机构,也可以是利用了压电元件的压电效应的压电执行机构。优选本发明的液滴喷出装置还包括将上述喷出异常检测部件检测出的上述液滴的喷出异常原因与检测对象的喷嘴建立关联后存储的存储部件。
本发明的再一目的是提供一种液滴喷出装置,在检测出液滴喷头的喷出异常时,确定该喷出异常的原因,不执行原来的那种顺序恢复处理,而是根据该原因执行适当的恢复处理,可有效确认通过恢复处理能否将液滴喷头恢复到正常状态。
为达到上述目的,本发明的另一形式中,本发明的液滴喷出装置包括多个液滴喷头,通过由驱动电路驱动执行机构、改变填充有液体的腔室内的压力来将上述液体作为液滴从与上述腔室连通的喷嘴喷出,上述液滴喷头在对液滴接受物进行相对扫描的同时将液滴从上述喷嘴喷出,使液滴射在上述液滴接受物上,包括:喷出异常检测部件,检测出上述喷嘴的液滴喷出异常及其原因;恢复部件,对上述液滴喷头执行消除液滴喷出异常的原因的恢复处理:和存储部件,将上述喷出异常检测部件检测出喷出异常的喷嘴与其原因关联存储;所述液滴喷头的执行机构具有可以变位以改变所述腔室内的压力的振动板,所述喷出异常检测部件包括判定部件,该判定部件根据所述振动板的残余振动的振动模式,判断所述液滴喷头的液滴喷出有无异常,同时,在判定为所述液滴喷头的液滴喷出有异常时,判定其喷出异常的原因,所述振动板的残余振动的振动模式包括所述残余振动的周期,所述判定部件在所述振动板的残余振动的周期比规定范围的周期短时,判定为在所述腔室内混入了气泡,在所述振动板的残余振动的周期比规定阈值长时,判定为所述喷嘴附近的液体由于干燥而粘度增高了,在所述振动板的残余振动的周期比所述规定范围的周期长、比所述规定阈值短时,判定为在所述喷嘴的出口附近附着了纸粉,在上述喷出异常检测部件对上述所有喷嘴进行了检测时,在有产生了喷出异常的异常喷嘴时,通过上述恢复部件至少对上述异常喷嘴执行对应其喷出异常的原因的恢复处理,之后,仅对上述异常喷嘴进行液滴喷出动作,再次由上述喷出异常检测部件进行检测。
由此,在检测出液滴喷头的喷出异常时,根据该异常喷嘴的喷出异常原因执行适当的恢复处理,从而与原来的液滴喷出装置的顺序恢复处理不同,在恢复处理时可防止例如墨水等的喷出对象液体白白排出,这样可降低喷出对象液体的消耗量。不进行不需要种类的恢复处理,因此可缩短恢复处理需要的时间,提高液滴喷出装置的吞吐量(单位时间的打印张数)。
恢复处理后,对异常喷嘴由喷出异常检测部件再次进行检测来确认是否恢复正常状态,因此之后的打印动作中更确实防止喷出异常。这里,仅对异常喷嘴进行液滴喷出动作并由喷出异常检测部件进行检测,因此不从上次检测中为正常的喷嘴喷出液滴。这样,避免白白喷出喷出对象液体,进一步降低喷出对象液体的消耗量。另外,也减轻喷出异常检测部件的负担。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述恢复部件包括:通过擦拭器对上述液滴喷头的排列配置了喷嘴的喷嘴面进行擦拭处理的擦拭部件;驱动上述执行机构执行从上述喷嘴预备喷出液滴的冲洗处理的冲洗部件;通过与覆盖上述液滴喷头的喷嘴面的盖子连接的泵进行泵吸引处理的泵吸单元。
由此,恢复部件可根据喷出异常原因从擦拭处理、冲洗处理、泵吸引处理选择执行适当且没有浪费的恢复处理。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述喷出异常检测部件可检测的喷出异常的原因包括在上述腔室中的气泡混入、由上述喷嘴附近的液体干燥引起的粘度增高、在上述喷嘴出口附近的纸粉附着;上述恢复部件在上述异常喷嘴的喷出异常原因是气泡混入的情况下由上述泵吸单元执行泵吸引处理,是干燥粘度增高的情况下,由上述冲洗部件执行冲洗处理或由上述泵吸单元执行泵吸引处理,是纸粉附着的情况下由上述擦拭器执行擦拭处理。
由此,作为喷出异常的原因,可分别对应气泡向腔室的混入、喷嘴附近的液体干燥粘度增高、喷嘴出口附近的纸粉附着进行适当且没有浪费的恢复处理。所谓纸粉不简单限于从记录用纸等产生的纸粉,例如是包括送纸辊(供纸辊)等的橡胶的切屑和空气中浮动的灰尘等的附着在喷嘴附近的妨碍液滴喷出的所有东西。
本发明的液滴喷出装置,包括多个液滴喷头,通过由驱动电路驱动执行机构、改变填充有液体的腔室内的压力来将上述液体作为液滴从与上述腔室连通的喷嘴喷出,上述液滴喷头在对液滴接受物进行相对扫描的同时将液滴从上述喷嘴喷出,使液滴射在上述液滴接受物上,包括:喷出异常检测部件,检测出上述喷嘴的液滴喷出异常及其原因;恢复部件,对上述液滴喷头执行消除液滴喷出异常的原因的恢复处理;和存储部件,将上述喷出异常检测部件检测出喷出异常的喷嘴与其原因建立关联后存储;所述液滴喷头的执行机构具有可以变位以改变所述腔室内的压力的振动板,所述喷出异常检测部件包括判定部件,该判定部件根据所述振动板的残余振动的振动模式,判断所述液滴喷头的液滴喷出有无异常,同时,在判定为所述液滴喷头的液滴喷出有异常时,判定其喷出异常的原因,所述振动板的残余振动的振动模式包括所述残余振动的周期,所述判定部件在所述振动板的残余振动的周期比规定范围的周期短时,判定为在所述腔室内混入了气泡,在所述振动板的残余振动的周期比规定阈值长时,判定为所述喷嘴附近的液体由于干燥而粘度增高了,在所述振动板的残余振动的周期比所述规定范围的周期长、比所述规定阈值短时,判定为在所述喷嘴的出口附近附着了纸粉,上述恢复部件包括驱动上述执行机构执行从上述喷嘴预备喷出液滴的冲洗处理的冲洗部件;在上述喷出异常检测部件对上述所有喷嘴进行了检测时,在有产生了喷出异常的异常喷嘴时,仅对上述异常喷嘴执行冲洗处理后,仅对上述异常喷嘴进行液滴喷出动作,再次由上述喷出异常检测部件进行检测,在存在有没有消除喷出异常的再异常喷嘴时,通过上述恢复部件至少对上述再异常喷嘴执行与该再异常喷嘴的喷出异常的原因对应的恢复处理,之后,仅对上述再异常喷嘴进行液滴喷出动作,再次由上述喷出异常检测部件进行检测。
由此,在检测出液滴喷头的喷出异常时,在该异常喷嘴的喷出异常原因轻微等情况下,通过冲洗处理可迅速使异常喷嘴恢复正常状态。此时不从正常的喷嘴喷出液滴,从而没有例如墨水等喷出对象液体的白白消耗。
冲洗处理后,对异常喷嘴再次由喷出异常检测部件进行检测来确认是否恢复了正常状态,从而之后的打印动作中更确实防止产生喷出异常。这里,仅对异常喷嘴进行液滴喷出动作并由喷出异常检测部件进行检测,因此不从上次检测中为正常的喷嘴喷出液滴。这样可避免喷出对象液体的白白喷出,进一步降低喷出对象液体的消耗量。
确认异常喷嘴是否恢复的结果是存在没有消除喷出异常的再异常喷嘴时,根据该再异常喷嘴的喷出异常原因执行适当的恢复处理,从而与原来的液滴喷出装置的顺序恢复处理不同,在恢复处理时可防止喷出对象液体白白排出,这样可降低喷出对象液体的消耗量。不进行不需要种类的恢复处理,因此可缩短恢复处理需要的时间,提高液滴喷出装置的吞吐量(单位时间的打印张数)。
对再异常喷嘴的恢复处理后,由喷出异常检测部件对再异常喷嘴再次进行检测来确认是否恢复正常状态,因此之后的打印动作中更确实防止产生喷出异常。这里,仅对再异常喷嘴进行液滴喷出动作并由喷出异常检测部件进行检测,因此不从上次检测中为正常的喷嘴喷出液滴。这样可避免喷出对象液体的白白喷出,进一步降低喷出对象液体的消耗量。另外,也减轻喷出异常检测部件的负担。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述恢复部件还包括:通过擦拭器对上述液滴喷头的排列喷嘴的喷嘴面进行擦拭处理的擦拭部件;通过与覆盖上述液滴喷头的喷嘴面的盖子连接的泵进行泵吸引处理的泵吸单元。
由此恢复部件可根据喷出异常原因从擦拭处理、冲洗处理、泵吸引处理中选择执行适当且没有浪费的恢复处理。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述喷出异常检测部件可检测的喷出异常的原因包括在上述腔室中的气泡混入、由上述喷嘴附近的液体干燥引起的粘度增高、在上述喷嘴出口附近的纸粉附着;上述恢复部件在上述再异常喷嘴的喷出异常原因是气泡混入或干燥粘度增高的情况下,由上述泵吸单元执行泵吸引处理,是纸粉附着的情况下由上述擦拭器执行擦拭处理。
由此,作为喷出异常的原因,可分别对应气泡向腔室的混入、喷嘴附近的液体干燥引起的粘度增高、在喷嘴出口附近的纸粉附着进行适当且没有浪费的恢复处理。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述恢复部件进行对应于上述喷出异常的原因的恢复处理后对上述各喷嘴执行冲洗处理。
由此,可防止在喷嘴面上混合残留的色等不同的各种喷出对象液体。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述擦拭部件构成为能够按多组喷嘴群的每一个分别进行擦拭处理,根据上述异常喷嘴或上述再异常喷嘴的喷出异常的原因进行擦拭处理时,仅对包括上述异常喷嘴或上述再异常喷嘴的喷嘴群进行擦拭处理。
由此,可仅选择性擦拭处理包括需要擦拭处理的喷嘴的喷嘴群,从而与对全部喷嘴统一进行擦拭处理的情况相比,可进行没有浪费的高效率的擦拭处理。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述泵吸部件构成为能够按多组喷嘴群的每一个分别进行泵吸引处理,对应上述异常喷嘴或上述再异常喷嘴的喷出异常的原因进行泵吸引处理时,仅对包括上述异常喷嘴或上述再异常喷嘴的喷嘴群进行泵吸引处理。
由此,可仅选择地泵吸引处理包括需要泵吸引处理的喷嘴的喷嘴群,从而与对全部喷嘴统一进行泵吸引处理的情况相比,可进行没有浪费的高效率的泵吸引处理。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述多组喷嘴群其喷出的液滴的种类彼此不同。
由此,可按喷出种类不同的喷出对象液体的喷嘴群进行擦拭处理和泵吸引处理,因此进行没有浪费的高效率的恢复处理,同时也可防止种类不同的喷出对象液体的混合。
本发明的液滴喷出装置还包括上述喷出异常检测部件进行检测的结果是有检测出喷出异常的喷嘴的情况下报知该情况的报知部件。
由此,使用者(操作者)可迅速获知喷出异常的产生。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述液滴喷头的执行机构具有变位来改变上述腔室内的压力的振动板;上述喷出异常检测部件检测出上述振动板的残余振动,根据该检测出的上述振动板的残余振动的振动模式检测喷出异常。
由此,用比较简单结构可正确且确实检测出喷出异常和其原因。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述执行机构是静电执行机构。
由此,在利用静电式执行机构的液滴喷头的情况下,可用比较简单结构可正确且确实检测出喷出异常和其原因。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述执行机构是利用了压电元件的压电效应的压电执行机构。
由此,在利用压电式执行机构的液滴喷头的情况下,可用比较简单结构可正确且确实检测出喷出异常和其原因。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述喷出异常检测部件包括振荡电路,上述振荡电路根据随上述振动板的残余振动变化的上述执行机构的静电电容分量进行振荡。
由此,可用低廉且简单的电路结构更正确检测出喷出异常。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述振荡电路构成由上述执行机构的静电电容分量和连接上述执行机构的电阻元件的电阻分量构成的CR振荡电路。
由此,可更正确地检测出振动板的残余振动,从而更正确检测出喷出异常。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述液滴喷头的执行机构具有加热上述腔室内填充的液体并使之产生膜沸腾的发热体;上述液滴喷头还包括随着上述腔室内的压力变化而弹性变位的振动板和与上述振动板相向设置的电极;上述喷出异常检测部件检测上述振动板的残余振动,根据该检测出的上述振动板的残余振动的振动模式检测喷出异常。
由此,在热喷方式的液滴喷头的情况下,可用比较简单的电路结构更正确检测出喷出异常及其原因。
本发明的液滴喷出装置中优选上述喷出异常检测部件包括振荡电路,该振荡电路根据由上述振动板和上述电极构成的电容器的静电电容随着上述振动板的残余振动的随时间变化进行振荡。
由此,可用低廉且简单的电路结构更正确检测出喷出异常。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述振荡电路构成由上述执行机构的静电电容分量和电阻元件的电阻分量构成的CR振荡电路。
由此,可更正确地检测出振动板的残余振动,从而更正确检测出喷出异常。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述振动板的残余振动的振动模式包括上述残余振动的周期。
由此,可更高精度地检测出喷出异常。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述喷出异常检测部件包括判定部件,根据上述振动板的残余振动的振动模式判断上述液滴喷头的液滴喷出有无异常,同时,在判定为上述液滴喷头的液滴喷出有异常时,判定其喷出异常的原因。
由此,可更确实检测喷出异常的有无和原因。
本发明的液滴喷出装置中,更好是上述判定部件在上述振动板的残余振动的周期比规定范围的周期短时,判定为上述腔室内混入了气泡,在上述振动板的残余振动的周期比规定阈值长时,判定为上述喷嘴附近的液体由于干燥而粘度增高了,在上述振动板的残余振动的周期比上述规定范围的周期长、比上述规定阈值短时,判定为上述喷嘴的出口附近附着了纸粉。
由此,作为喷出异常原因,可判定出气泡向腔室的混入、喷嘴附近的液体干燥引起的粘度增高、纸粉向喷嘴出口附近的附着。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述喷出异常检测部件包括F/V变换电路,通过根据上述振荡电路的输出信号的振荡频率的变化生成的规定的信号群生成上述振动板的残余振动的电压波形。
由此,检测残余振动波形时,可将其检测灵敏度设定得更大。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述喷出异常检测部件包括波形整形电路,将由上述F/V变换电路生成的上述振动板的残余振动的电压波形整形为规定波形。
由此,检测残余振动波形时,可将其检测灵敏度设定得更大。
本发明的液滴喷出装置中,更好是上述波形整形电路包括从上述F/V变换电路生成的上述振动板的残余振动的电压波形去除直流分量的DC分量去除部件和比较由上述DC分量去除部件去除了直流分量的电压波形和规定电压值的比较器,该比较器根据该电压比较生成并输出矩形波。
由此,检测残余振动波形时,可将其检测灵敏度设定得更大。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述喷出异常检测部件包括测量部件,该测量部件从上述波形整形电路生成的上述矩形波测量上述振动板的残余振动的周期。
由此,可更简单从而更正确地检测振动板的残余振动的周期。
本发明的液滴喷出装置中,优选上述测量部件具有计数器,通过该计数器对基准信号的脉冲进行计数,测量上述矩形波的上升沿之间或上升沿与下降沿之间的时间。
由此,可更简单从而更正确地检测振动板的残余振动的周期。
本发明的另一形式中,本发明是一种液滴喷出装置的喷出异常恢复方法,该液滴喷出装置具有由多个液滴喷头构成的喷头单元,该多个液滴喷头通过驱动电路驱动执行机构,将腔室内的液体作为液滴从喷嘴喷出,其特征在于:包括:通过喷出异常检测部件检测所述液滴喷头的喷出异常及其原因的阶段;和在从所述喷嘴喷出液滴时,在通过喷出异常检测部件检测出喷出异常的情况下,通过恢复部件,根据该喷出异常的原因执行恢复处理的阶段,所述液滴喷头具有由所述执行机构的驱动而变位的振动板,所述喷出异常检测部件包括判定部件,该判定部件根据所述振动板的残余振动的振动模式,判断所述液滴喷头的液滴喷出有无异常,同时,在判定为所述液滴喷头的液滴喷出有异常时,判定其喷出异常的原因,所述喷出异常检测部件检测所述振动板的残余振动,根据该检测出的所述振动板的残余振动的振动模式,检测所述液滴的喷出异常,所述振动板的残余振动的振动模式包括所述残余振动的周期,所述判定部件,当所述振动板的残余振动的周期比规定范围的周期短时判定为在所述腔室内混入了气泡,当所述振动板的残余振动的周期比规定阈值长时判定为在所述喷嘴附近的液体由于干燥而粘度增高了,当所述振动板的残余振动的周期比所述规定范围的周期长而比所述规定阈值短时判定为在所述喷嘴的出口附近附着了纸粉。
通过本发明的液滴喷出装置的喷出异常的恢复方法,得到与上述液滴喷出装置的效果相同的效果。
本发明的上述和其他目的、特征和优点可从参考附图进行的本发明的优选实施方式的详细说明中更进一步得以明确。
附图说明
图1是表示作为本发明的液滴喷出装置之一的喷墨打印机的结构的示意图;
图2是示意性表示本发明的喷墨打印机的主要构成的框图;
图3是图1所示的喷墨打印机的喷头单元(喷墨头)的简要截面图;
图4是表示图3的喷头单元的结构的分解斜视图;
图5是使用4色墨水的喷头单元的喷嘴板的喷嘴配置图案的一个例子;
图6是表示图3的III-III截面的驱动信号输入时的各状态的状态图;
图7是假定图3的振动板的残余振动的单振动的计算模型的电路图;
图8是表示图3的振动板的正常喷出情况下的残余振动的实验值和计算值之间关系的曲线;
图9是在图3的腔室内混入气泡时的喷嘴附近的示意图;
图10是表示由于气泡混入腔室而不能喷出墨滴的状态下的残余振动的计算值和实验值的曲线;
图11是图3的喷嘴附近的墨水由于干燥而凝固时的喷嘴附近的示意图;
图12是表示喷嘴附近墨水干燥粘度增高状态的残余振动的计算值和实验值的曲线;
图13是图3的喷嘴出口附近附着纸粉时的喷嘴附近的示意图;
图14是表示喷嘴出口附近附着纸粉状态的残余振动的计算值和实验值的曲线;
图15是喷嘴附近附着纸粉前后的喷嘴的状态的照片;
图16是喷出异常检测部件的简要框图;
图17是图3的静电执行机构作为平行平板电容器时的示意图;
图18是包括图3的静电执行机构构成的电容器的振荡电路的电路图;
图19是图16所示的喷出异常检测部件的F/V变换电路的电路图;
图20是表示根据从振荡电路输出的振荡频率的各部的输出信号等的时序的时序图;
图21是说明固定时间tr和t1的设定方法的图;
图22是表示图16的波形整形电路的电路结构的电路图;
图23是表示驱动电路和检测电路的切换部件的示意框图;
图24是表示喷出异常检测、判定处理的流程图;
图25是表示残余振动检测处理的流程图;
图26是表示喷出异常判定处理的流程图;
图27是多个喷墨头的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测部件为1个的情况);
图28是多个喷墨头的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测部件数与喷墨头数相同的情况);
图29是多个喷墨头的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测部件数与喷墨头数相同,有打印数据时进行喷出异常检测的情况);
图30是多个喷墨头的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测部件数与喷墨头数相同,对各喷墨头轮流进行喷出异常检测的情况);
图31是表示图27所示的喷墨打印机的冲洗动作时的喷出异常检测的时序的流程图;
图32是表示图28和图29所示的喷墨打印机的冲洗动作时的喷出异常检测的时序的流程图;
图33是表示图30所示的喷墨打印机的冲洗动作时的喷出异常检测的时序的流程图;
图34是表示图28和图29所示的喷墨打印机的打印动作时的喷出异常检测的时序的流程图;
图35是表示图30所示的喷墨打印机的打印动作时的喷出异常检测的时序的流程图;
图36是表示从图1所示的喷墨打印机的上部看到的示意结构的图(部分省略);
图37是表示图36所示的擦拭器与喷头单元的位置关系的图;
图38是表示泵吸引处理时的喷头单元、和盖子与泵的关系的图;
图39是表示图38所示的管式泵的结构的示意图;
图40是表示本发明的喷墨打印机的喷出异常恢复处理的流程图;
图41是用于说明擦拭器(擦拭部件)的其他构成例子的图,(a)是表示打印部件(喷头单元)的喷嘴面的图,(b)是表示擦拭器的图;
图42是表示图41所示的擦拭器的动作状态的图;
图43是用于说明泵吸部件的其他例子的构成例子的图;
图44是表示本发明的喷墨打印机的其他构成例子的截面图;
图45是表示本发明的喷墨打印机的其他构成例子的截面图;
图46是表示本发明的喷墨打印机的其他构成例子的截面图;
图47是表示本发明的喷墨打印机的其他构成例子的截面图;
图48是表示第三实施方式的喷头单元的结构的立体图;
图49是图48所示的喷头单元(喷墨头)的截面图。
具体实施方式
下面参考图1~图49详细说明本发明的液滴喷出装置和喷出异常恢复方法的优选实施方式。该实施方式作为一个例子举出,不应限定解释本发明的内容。下面,本实施方式中,作为本发明的液滴喷出装置的一个例子,使用喷出墨水(液体材料)并在记录用纸(液滴接受物)上打印图像的喷墨打印机来说明。
(第一实施方式)
图1是表示作为本发明的第一实施方式的液滴喷出装置的一种的喷墨打印机1的结构的示意图。下面说明中,图1中上侧叫作上部、下侧叫下部。首先,说明该喷墨打印机1的结构。
图1所示的喷墨打印机1包括装置主体2,在上部后方设计设置记录用纸P的托盘21、在下部前方设计送出记录用纸P的出纸口22,在上部面上设计操作屏7。
操作屏7例如由液晶显示器、有机EL显示器、LED灯等构成,包括显示错误消息等的显示部(未示出)和由各种开关等构成的操作部(未示出)。该操作屏7的显示部作为报知部件的功能。
装置主体2的内部主要具有包括往复运动的打印部件(移动体)3的打印装置(打印部件)4、对打印装置4供给送出记录用纸P的供纸装置(液滴接受物运送部件)5、控制打印装置4和供纸装置5的控制部(控制部件)6。
通过控制部6的控制,供纸装置5一张一张地间歇运送记录用纸P。该记录用纸P通过打印部件3的下部附近。此时,打印部件3在与记录用纸P的运送方向大致正交的方向上往复移动,向记录用纸P打印。即,打印部件3的往复运动和记录用纸P的间歇运送成为打印的主扫描和副扫描,进行喷墨方式的打印。
打印装置4包括打印部件3、成为使打印部件3在主扫描方向上移动(往复运动)的驱动源的托架电机41、接受托架电机41的旋转并使打印部件3往复运动的往复运动机构42。
打印部件3具有对应包括多个喷嘴110的墨水种类的多个喷头单元35、向各喷头单元35供给墨水的墨盒(I/C)31、搭载各喷头单元35和墨盒31的托架32。
如后面图3中所述,喷头单元35包括多个喷墨式记录头(喷墨头或液滴喷头)100,其分别由一个喷嘴110、一个振动板121、一个静电执行机构120、一个腔室141、一个供墨口142等构成。喷头单元35在图1中表示出包括墨盒31的结构,但不限定于这种结构。例如,墨水消耗量多的喷墨打印机的情况下,也可以在另外场所设置墨盒31,通过管道等供给喷头单元35。因此,下面与打印部件3不同,将设置多个分别由一个的喷嘴110、振动板121、静电执行机构120、腔室141、供墨口142等构成的喷墨头100的全部称为喷头单元35。
作为墨盒31,使用填充黄色、洋红、紫、黑的4色墨水的墨盒,从而可进行全彩色打印。此时,打印部件3上设置分别对应各色的喷头单元35(该结构在后面详细说明)。这里,图1中,表示出对应4色墨水的4个墨盒31,但打印部件3还可包括其他色的,例如浅洋红、浅紫色、深黄色、特色墨水等的墨盒31。
往复运动机构42具有将其两端支持在框架(图中未示出)的托架导轴422和与托架导轴422平行地延伸的定时带421。
托架32可往复自由移动地支持在往复运动机构42的托架导轴422上,固定于定时带421的一部分上。
通过托架电机41的动作,经滑轮使定时带421正反运行时,引导到托架导轴422,打印部件3往复运动。并且,该往复运动时,对应打印的图像数据(打印数据)从喷头单元35的各喷墨头100喷出适当的墨滴,进行对记录用纸P的打印。
供纸装置5具有成为其驱动源的供纸电机51和通过供纸电机51的动作旋转的供纸辊52。
供纸辊52由夹住记录用纸P的运送路径(记录用纸P)上下面对的从动辊52a和驱动辊52b构成,驱动辊52b连结供纸电机51。由此,供纸辊52将设置在托盘21上的多张记录用纸P向打印装置4一张一张地送进,从打印装置4一张一张地送出。替代托盘21,也可以采用可自由拆装地安装容纳记录用纸P的供纸盒。
另外,供纸电机51与打印部件3的往复运动连动,也对应图像的分辨率进行记录用纸P的运送。关于供纸动作和出纸动作,也可用各自的电机进行,也可通过电磁离合器等进行力矩传递的切换的部件用同一电机进行。
控制部6根据例如从个人计算机(PC)、数字相机(DC)等的主计算机8输入的打印数据,通过控制打印装置4和供纸装置5等向记录用纸P进行打印处理。控制部6在操作屏7的显示部显示错误消息等,或点亮/熄灭LED灯等,同时根据从操作部输入的各种开关的压下信号使各部执行对应的处理。另外,控制部6可构成为根据需要经接口部9向主计算机8输送错误消息、喷出异常等信息。
图2是简要表示本发明的喷墨打印机的主要部分的框图。该图2中,本发明的喷墨打印机1包括接收从主计算机8输入的打印数据等的接口部9、控制部6、托架电机41、驱动控制托架电机41的托架电机驱动器43、供纸电机51、驱动供纸电机51的供纸电机驱动器53、喷头单元35、驱动喷头单元35的喷头单元驱动器33、喷出异常检测部件10、恢复部件24和操作屏7。喷出异常检测部件10、恢复部件24和喷头单元驱动器33将在后面详细说明。
该图2中,控制部6包括执行打印处理和喷出异常检测处理等各种处理的CPU61、将经IF9从主计算机8输入的打印数据存储在图中未示出的数据存储区域的作为非易失性半导体存储器一种的EEPROM(存储部件)62、执行后述的喷出异常检测处理等时暂时存储各种数据或暂时将打印处理等的应用程序展开的RAM63和存储控制各部的控制程序等的作为非易失性半导体存储器一种的PROM64。控制部6的各构成要素经图中未示出的总线电连接。
如上所述,打印部件3包括对应各色墨水的多个喷头单元35。各喷头单元35包括多个喷嘴110、分别对应这些喷嘴110的静电执行机构120。即,喷头单元35为包括多个具有1组喷嘴110和静电执行机构120的喷墨头100(液滴喷头)的构成。并且,喷头单元驱动器33由驱动各喷墨头100的静电执行机构120并控制墨水的喷出时序的驱动电路18和切换部件23构成(参考图16)。关于喷墨头100和静电执行机构120的结构,将在后面说明。
控制部6上分别电连接图中未示出的例如可检测出墨盒31的墨水余量、打印部件3的位置、温度、湿度等的打印环境等的各种传感器。
控制部6经IF9从主计算机8得到打印数据后,将该打印数据存储在EEPROM62中。并且,CPU61对该打印数据执行规定处理,根据该处理数据和来自各种传感器的输入数据向各驱动器33、43、53输出驱动信号。经各驱动器33、43、53输入这些驱动信号时,喷头单元35的对应多个喷墨头100的静电执行机构120、打印装置4的托架电机41和供纸装置5分别动作。由此,对记录用纸P执行打印处理。
接着说明各喷头单元35内的各喷墨头100的结构。图3是图1所示的喷头单元35内的1个喷墨头100的简要截面图(包括墨盒31等的公共部分),图4是表示与1色墨水对应的喷头单元35的简要结构的分解立体图,图5是表示采用图3和图4所示的喷头单元35的打印部件3的喷嘴面的一个例子的平面图。图3和图4与通常使用的状态上下相反地进行表示。
如图3所示,喷头单元35经墨水取入口131、减震室130和供墨管311与墨盒31连接。这里,减震室130包括橡胶构成的减震器132。通过该减震室130,可吸收托架32往复运行时的墨水摇动和墨水压力的变化,由此,可对喷头单元35的各喷墨头100稳定供给规定量的墨水。
喷头单元35为夹住硅基板140的、上侧层叠相同的硅制作的喷嘴板150和下侧层叠与硅的热膨胀率相近的硼硅酸玻璃基板(玻璃基板)160构成的3层结构。中央的硅基板140上形成独立的多个腔室(压力室)141(图4中表示出7个腔室)、1个贮存室(公共墨水室)143、将该贮存室143与各腔室141连通的分别作为供墨口(孔洞)142的槽。各槽通过例如从硅基板140表面实施蚀刻处理形成。该喷嘴板150、硅基板140和玻璃基板160依次接合,区分形成各腔室141、贮存室143、各供墨142。
这些腔室141构成为分别按长条状(长方体状)形成,通过后述的振动板121的振动(变位)使得其容积可变,通过该容积变化,从喷嘴110喷出墨水(液体材料)。喷嘴板150上,在对应各腔室141的前端侧部分的位置上形成喷嘴110,它们与腔室141连通。在玻璃基板160的贮存室143所处的部分上形成与贮存室143连通的墨水入口131。墨水从墨盒31经供墨管311、减震室130连通墨水入口131,供给贮存室143。供给贮存室143的墨水通过各供墨142供给独立的各腔室141。各腔室141由喷嘴板150、侧壁(隔壁)144和底壁121进行划分。
独立的各腔室141将其底壁121形成为薄壁,底壁121用作在面外方向(厚度方向),即图3中上下方向上可弹性变形(弹性变位)的振动板(diaphragm)。为便于以后说明,将该底壁121部分也称为振动板121进行说明(即,下面对底壁和振动板都使用符号121)。
玻璃基板160的硅基板140侧表面上,在硅基板140的对应各腔室141的位置上分别形成浅凹部161。因此,各腔室141的底壁121经规定的间隙与形成凹部161的玻璃基板160的相向壁162的表面相向。即,腔室141的底壁121和后述的段电极122之间存在规定厚度(例如0.2微米左右)的空隙。上述凹部161可通过例如蚀刻等形成。
这里,各腔室141的底壁(振动板)121构成通过从喷头驱动器33供给的驱动信号分别存储电荷的各腔室141侧的公共电极124的一部分。即,各腔室141的振动板121分别兼用作后述的对应的静电执行机构120的相向电极(电容器的相向电极)中的一个。并且,玻璃基板160的凹部161的表面上分别形成作为与公共电极124相向的电极的段电极122,以使之与各腔室141的底壁121相向。如图3所示,各腔室141的底壁121的表面由硅的氧化膜(SiO2)构成的绝缘层123覆盖。这样,各腔室141的底壁121。即振动板121和与其对应的各段电极122经腔室141的底壁121的图3中下侧表面上形成的绝缘层123和凹部161内的空隙形成(构成)相向电极(电容器的相向电极)。因此,底壁121和段电极122通过其间的绝缘层123和空隙构成静电执行机构120的主要部分。
如图3所示,包括用于对这些相向电极之间施加驱动电压的驱动电路18的喷头驱动器33,根据从控制部6输入的打印信号(打印数据)对这些相向电极之间进行充放电。喷头驱动器(电压施加部件)33的一个输出端子与各个段电极122连接,另一输出端子与在硅基板140上形成的公共电极124的输入端子124a连接。硅基板140中注入有杂质,其自身具有导电性,因此从该公共电极124的输入端子124a向底壁121的公共电极124供给电压。例如,硅基板140的一个表面上形成金、铜等导电性材料的薄膜。由此,以低电阻(高效率)向公共电极124供给电压(电荷)。该薄膜通过例如蒸镀、或溅射等形成。这里,本实施方式中,例如硅基板140和玻璃基板160通过阳极接合来结合(接合),因此该阳极接合中用作电极的导电膜在硅基板140的流路形成面侧(图3所示的硅基板140的上部侧)上形成。并且,该导电膜原样用作公共电极124的输入端子124a。本发明中,例如可省略公共电极124的输入端子124a,硅基板140和玻璃基板160的接合方法不限于阳极接合。
如图4所示,喷头单元35包括形成多个喷嘴110的喷嘴板150;形成多个腔室141、多个供墨口142、1个贮存室143的硅基板(墨水室基板)140;绝缘层123,这些容纳在包括玻璃基板160的基体170中。基体170例如由各种树脂材料、各种金属材料等构成,该基体170上固定支持硅基板140。
在图4中为简单表示,将喷嘴板150上形成的喷嘴110相对贮存室143大致平行地沿直线排列,但喷嘴的排列图案不限定于该结构,通常例如像图5所示的喷嘴配置图案那样,分段进行配置。该喷嘴110之间的间距对应打印分辨率(dpi)适当设定。图5中表示出采用4色墨水(墨盒31)的情况下的喷嘴110的配置图案。
图6表示图3的III-III截面的驱动信号输入时的各状态。从喷头驱动器33向相向电极之间施加驱动电压时,相向电极之间产生库仑力,底壁(振动板)121相对初始状态(图6(a))向段电极122侧弯曲,腔室141的容积变大(图6(b))。该状态下,通过喷头驱动器33的控制,将相向电极之间的电荷急剧放电时,振动板121借助其弹性恢复力恢复到图中的上方,越过初始状态的振动板121的位置向上部移动,腔室141的容积急剧收缩(图6(c))。此时,通过腔室141内产生的压缩压力,充满腔室141的墨水(液体材料)的一部分从连通该腔室141的喷嘴110作为墨滴喷出。
各腔室141的振动板121通过该一连串动作(通过喷头驱动33的驱动信号进行的墨水喷出动作)输入下一驱动信号(驱动电压),到再次喷出墨滴之前的期间中,进行衰减振动。下面将该衰减振动也称为残余振动。振动板121的残余振动假定具有由基于喷嘴110和供墨口142的形状或墨水粘度等的声阻r、基于流路内的墨水重量的声质量m、振动板121的柔度Cm决定的固有振动频率。
根据上述假定,说明振动板121的残余振动的计算模型。图7是表示假定振动板121的残余振动的单振动的计算模型的电路图。这样,振动板121的残余振动的计算模型用音压P、上述声质量m、柔度Cm和声阻r表示。并且,若对体积速度u计算向图7的电路提供声压P时的阶越响应,则得到下式。
(公式1)
将由该式得到的计算结果和另外进行的墨滴喷出后的振动板121的残余振动的实验的实验结果进行比较。图8是表示振动板121的残余振动的实验值和计算值之间的关系曲线。从该图8所示的曲线可知,实验值和计算值的2个波形大概一致。
在喷头单元35的各喷墨头100中,有时产生尽管进行了上述那样的喷出动作但不从喷嘴110正常喷出墨滴的现象,即液滴的喷出异常。该喷出异常产生的原因如后所述,可举出(1)气泡混入腔室141内、(2)喷嘴110附近墨水干燥、粘度增高(凝固)、(3)纸粉附着在喷嘴110出口附近等。
产生该喷出异常时,其结果是通常不从喷嘴110喷出液滴,即出现液滴不喷出现象,此时记录用纸P上打印(描绘)的图像像素产生漏点。喷出异常时,即便从喷嘴110喷出液滴,但液滴量过少、该液滴的飞行方向(轨道)偏离不能正确着陆,仍然也会出现像素的漏点。因此,下面的说明中将液滴的喷出异常有时仅称为“漏点”。
下面根据图8所示的比较结果,除喷墨头100的喷嘴110产生的打印处理时的漏点(喷出异常)现象(液滴不喷出现象)外,还调整声阻r和/或声质量m的值,使得振动板121的残余振动的计算值和实验值匹配(大概一致)。这里,讨论气泡混入、干燥增粘和纸粉附着等3种情况。
首先,讨论作为漏点原因之一的气泡向腔室141内混入的情况。图9是气泡B混入图3的腔室141内时的喷嘴110附近的示意图。如该图9所示,假定产生的气泡B产生并附着在腔室141的壁面上(图9中,作为气泡B的附着位置的一个例子,表示出气泡B附着在喷嘴110附近的情况)。
这样,气泡B混入腔室141内时,可以认为充满腔室141内的墨水总重量减少,声质量m降低。由于气泡B附着在空腔141的壁面上,所以喷嘴110的直径变为增大了气泡B直径大小的状态,可以认为声阻r降低。
因此,相对正常喷出墨水的图8的情况,将声阻r、声质量m都设定得更小,通过与气泡混入时的残余振动的实验值匹配,得到图10的结果(曲线)。从图8和图10的曲线可知,气泡B混入腔室141内时,与正常喷出时相比,得到频率增高的特征残余振动波形。由于声阻r的降低等,残余振动的振幅衰减率也减小,确认残余振动也缓缓降低其振幅。
接着讨论作为漏点的另一原因的喷嘴110附近的墨水的干燥(凝固、粘度增高)。图11是喷嘴110附近的墨水由于干燥凝固时的喷嘴110附近的示意图。如该图11所示,喷嘴110附近的墨水的干燥凝固时,成为腔室141内的墨水被封闭在腔室141内的状况。这样,在喷嘴110附近的墨水干燥粘度增高时,可以认为声阻r增加。
因此,相对正常喷出墨水的图8的情况,将声阻r设定得更大,通过与喷嘴110附近的墨水干燥凝固(粘度增高)时的残余振动的实验值匹配,得到图12的结果(曲线)。图12所示的实验值是测定在几天内不安装图中未画出的盖子的状态下放置喷头单元35、由于喷嘴110附近的墨水干燥粘度增高而不能喷出墨水(墨水凝固)的状态的振动板121的残余振动的结果。从图8和图12的曲线可知,喷嘴110附近的墨水由于干燥凝固的状态下,与正常喷出时相比,频率变得极低,同时得到残余振动过分衰减的特征残余振动波形。这是由于为了喷出墨滴,振动板121向图3中下方拉靠,从贮存室143向腔室141内流入墨水后,振动板121移动到图3中上方时,由于腔室141内的墨水没有逃逸途径,振动板121不能急剧振动(由于变为过分衰减)。
接着讨论作为漏点的再一原因的纸粉向喷嘴110出口附近的附着。图13是喷嘴110出口附近附着纸粉时喷嘴110附近的示意图。如该图13所示,喷嘴110出口附近附着纸粉时,墨水通过染在纸粉上从腔室141内带出来,同时不能从喷嘴110喷出墨水。这样,喷嘴110出口附近附着纸粉、墨水带出喷嘴110时,从振动板121看,腔室141内和带出的墨水比正常时增加,可以认为声质量m增大。而且,由于喷嘴110出口附近附着的纸粉纤维,可以认为声阻r增加。
因此,相对正常喷出墨水的图8的情况,将声质量m、声阻r都设定得更大,通过与喷嘴110出口附近附着纸粉时的残余振动的实验值匹配,得到图14的结果(曲线)。从图8和图14的曲线可知,喷嘴110出口附近附着纸粉时,与正常喷出时相比,得到频率变低的特征残余振动波形(这里,纸粉附着的情况下与墨水干燥的情况下相比,残余振动的频率高,这一点从图12和图14的曲线可知)。图15是表示该纸粉附着前后的喷嘴110的状态的照片。从图15(b)可看到,喷嘴110的出口附近附着纸粉时沿着纸粉墨水被带出的状态。
这里,喷嘴110附近的墨水干燥并粘度增高时以及喷嘴110的出口附近附着纸粉时,与正常喷出墨滴的情况相比,衰减振动的频率都降低。为从振动板121的残余振动的波形确定这2个漏点(墨水不喷出:喷出异常)的原因,可在衰减振动的频率、周期、相位中以规定阈值进行比较或从残余振动(衰减振动)的周期变化和振幅变化的衰减率来确定。这样,通过从各喷墨头100的喷嘴110喷出墨滴时的振动板121的残余振动的变化,尤其是其频率变化,可检测出各喷墨头100的喷出异常。通过将此时的残余振动的频率与正常喷出时的残余振动的频率相比,可确定喷出异常的原因。
接着说明喷出异常检测部件10。图16是图3所示的喷出异常检测部件10的简要框图。如该图16所示,喷出异常检测部件10包括:由振荡电路11、F/V变换电路12、波形整形电路15构成的残余振动检测部件16;根据由该残余振动检测部件16检测出的残余振动波形数据测量周期和振幅等的测量部件17;和根据由该测量部件17测量的周期等判定喷墨头100的喷出异常的判定部件20。在喷出异常检测部件10中,残余振动检测部件16根据静电执行机构120的振动板121的残余振动使振荡电路11振荡,在F/V变换电路12和波形整形电路15中由该振荡频率形成振动波形后进行检测。并且,测量部件17根据检测出的振动波形测量残余振动的周期等,判定部件20根据测量的残余振动的周期等检测出并判定打印部件3内的各喷头单元35包括的各喷墨头100的喷出异常。下面说明喷出异常检测部件10的各构成要素。
首先,说明为检测静电执行机构120的振动板121的残余振动的频率(振动数)而使用振荡电路11的方法。图17是图3的静电执行机构120作为平行平板电容器时的示意图,图18是包括由图3的静电执行机构120构成的电容器的振荡电路11的电路图。图18所示的振荡电路11是利用施密特触发器的迟滞特性的CR振荡电路,但本发明不限于这种CR振荡电路,只要是使用执行机构(包括振动板)的静电电容分量(电容器C)的振荡电路,怎样的振荡电路都可以。振荡电路11例如可利用LC振荡电路构成。本实施方式中,表示出使用施密特触发器反相器的例子进行了说明,但可构成例如使用3级反相器的CR振荡电路。
图3所示的喷墨头100中,如上所述,构成与振动板121隔开非常小的间隔(空隙)的段电极122形成相向电极的静电执行机构120。该静电执行机构120可考虑为图17所示的平行平板电容器。该电容器的静电电容为C、振动板121和段电极122的表面积分别为S、2个电极121,122的距离(间隙长度)为g、两电极夹持的空间(空隙)的介电常数为ε(设真空的介电常数为ε0、空隙的相对介电常数为εr时,则ε=ε0·εr)时,图17所示的电容器(静电执行机构120)的静电电容C(x)用下式表示:
(公式2)
如图17所示,式(4)的x表示由振动板121的残余振动产生的与振动板121的基准位置的变位量。
从该式(4)可知,间隙长度g(间隙长度g-变位量x)变小时,静电电容C(x)增大,相反,间隙长度g(间隙长度g-变位量x)增大时,静电电容C(x)减小。这样,静电电容C(x)与(间隙长度g-变位量x)(x为0时,间隙长度为g)成反比。图3所示的静电执行机构120中,空隙用空气填满,因此相对介电常数εr=1。
一般地,随着液滴喷出装置(本实施方式中为喷墨打印机)的分辨率提高,喷出的液滴(墨点)变微小,因此该静电执行机构120被高密度化、小型化。由此,喷墨头100的振动板121的表面积S减小,构成小静电执行机构120。另外,由墨滴喷出引起的残余振动所改变的静电执行机构120的间隙长度g为初始间隙g0的十分之一左右,因此从式(4)可知,静电执行机构120的静电电容的变化量为非常小的值。
为检测该静电执行机构120的静电电容的变化量(因残余振动的振动形态不同而不同)使用下面的方法,即构成基于静电执行机构120的静电电容的图18那样的振荡电路,根据振动的信号分析残余振动的频率(周期)的方法。图18所示的振荡电路11由静电执行机构120构成的电容器(C)和施密特触发器反相器111以及电阻元件(R)112构成。
施密特触发器反相器111的输出信号为High电平时,经电阻元件112对电容器C充电。电容器C的充电电压(振动扳121和段电极122之间的电位差)达到施密特触发器反相器111的输入阈值电压VT+时,施密特触发器反相器111的输出信号反相为Low电平。并且,施密特触发器反相器111的输出信号为Low电平时,经电阻元件112将充电到电容器C的电荷放电。通过该放电,电容器C的电压到达施密特触发器反相器111的输入阈值电压VT-时,施密特触发器反相器111的输出信号再次反相为High电平。以后反复该振动动作。
这里,为检测出上述各个现象(气泡混入、干燥、纸粉附着和正常喷出)下电容器C的静电电容随时间的变化,需要将该振荡电路11的振荡频率设定为可检测出残余振动的频率最高的气泡混入时(参考图10)的频率的振荡频率。因此,振荡电路11的振荡频率必须为检测出的残余振动的频率的例如数倍到数十倍以上,即比气泡混入时的频率高大约1个数量级的频率。此时,由于气泡混入时的残余振动的频率与正常喷出时相比表现为更高的频率,优选设定为能够检测出气泡混入时的残余振动频率的振荡频率即可。否则,不能针对喷出异常的现象检测出正确的残余振动的频率。因此,本实施方式中,根据振荡频率设定振荡电路11的CR的时间常数。这样,通过将振荡电路11的振荡频率设定得高可根据该振荡频率的微小变化更正确地检测出残余振动波形。
使用测定用的计数脉冲(计数器)按从振荡电路11输出的振荡信号的振荡频率的每个周期(脉冲)对该脉冲计数,通过从测定的计数量减去按初始间隙g0的电容器C的静电电容振荡的情况下的振荡频率的脉冲的计数量,可得到关于残余振动波形的每个振荡频率的数字信息。通过根据这些数字信息进行数字/模拟(D/A)变换,可生成大概的残余振动波形。虽然可以使用这种方法,但测定用的计数脉冲(计数器)中需要能够测定振荡频率的微小变化的高频率(高分辨率)的脉冲。由于这种计数脉冲(计数器)使成本上升,因而在喷出异常检测部件10中使用图19所示的F/V变换电路12。
图19是图16所示的喷出异常检测部件10的F/V变换电路12的电路图。如该图19所示,F/V变换电路12由3个开关SW1、SW2、SW3、2个电容器C1、C2、电阻元件R1、输出恒定电流Is的恒流源13和缓冲器14构成。该F/V变换电路12的动作采用图20的时序图和图21的曲线说明。
首先,说明图20的时序图所示的充电信号、保持信号和清除信号的生成方法。充电信号按照从振荡电路11的振荡脉冲的上升沿开始设定固定时间tr、在该固定时间tr期间为High电平的方式生成。保持信号按照与充电信号的上升沿同步上升、只在规定的固定时间保持High电平、然后下降到Low电平的方式生成。清除信号按照与保持信号的下降沿同步上升、只在规定的固定时引间保持High电平、然后下降到Low电平的方式生成。如后所述,由于从电容器C1到电容器C2的电荷移动和电容器C1的放电瞬间进行,因此保持信号和清除信号的脉冲,只要在直到振荡电路11的输出信号的下一上升沿之前分别包括1个脉冲即可,但并不不限定于上述的上升沿、下降沿。
为得到整齐的残余振动波形(电压波形),参考图21,说明固定时间tr和t1的设定方法。固定时间tr根据初始间隙长度g0时的静电电容C产生的振荡脉冲的周期调整静电执行机构120,充电时间t1的充电电位设定为C1的充电范围的大约1/2左右。设定充电电位的斜率,使得在间隙长度g最大(Max)位置的充电时间t2到其最小(Min)位置的充电时间t3之间不超出电容器C1的充电范围。即,充电电位的斜率由dV/dt=Is/C1决定,因此可将恒流源13的输出恒流Is设定为适当值。通过将该恒流源13的输出恒流Is在其范围内设定得尽可能高,可高灵敏度地检测出静电执行机构120构成的电容器的微小静电电容变化,可检测出静电执行机构120的振动板121的微小变化。
接着参考图22说明图16所示的波形整形电路15的结构。图16的波形整形电路15将残余振动波形作为矩形波输出到判定部件20。如该图22所示,波形整形电路15由2个电容器C3(DC分量除去部件)、C4、2个电阻元件R2、R3、2个直流电压源Vref1、Vref2、放大器(运算放大器)151和比较器152构成。在残余振动波形的波形整理处理中,原样输出检测出的波峰值,测量残余振动波形的振幅。
F/V变换电路12的缓冲器14的输出中包括基于静电执行机构120的初始间隙g0的DC分量(直流分量)的静电电容分量。该直流分量由于各喷墨头100而彼此有偏差,因此电容器C3去除该静电电容的直流分量。并且,电容器C3去除缓冲器14的输出信号的DC分量,仅将残余振动的AC分量输出到运算放大器151的反相输入端子。
运算放大器151反相放大去除了直流分量的F/V变换电路12的缓冲器14的输出信号,同时构成去除该输出信号的高频区的低通滤波器。该运算放大器151假定为单电源电路。运算放大器151构成2个电阻元件R2、R3构成的反相放大器,输入的残余振动(交流分量)放大为-R3/R2倍。
由于运算放大器151单电源动作,输出以连接其非反相输入端子的直流电压源Vref1设定的电位为中心振动的放大的振动板121的残余振动波形。这里,直流电压源Vref1设定为运算放大器151可单电源动作的电压范围的1/2左右。另外,该运算放大器151通过2个电容器C3、C4构成截止频率为1/(2π×C4×R3)的低通滤波器。并且去除直流分量后放大的振动板121的残余振动波形如图20的时序图所示,将下一级的比较器152与另一直流电压源Vref2的电位进行比较,将其比较结果作为矩形波形从波形整形电路15输出。直流电压源Vref2可与另一直流电压源Vref1共用。
接着参考图20所示的时序图说明图19的F/V变换电路12和波形整形电路15的动作。图19的F/V变换电路12根据如上所述生成的充电信号、清除信号和保持信号动作。图20所示的时序图中,静电执行机构120的驱动信号经喷头驱动器33输入喷墨头100时,如图6(b)所示,静电执行机构120的振动板121引向段电极122侧,与该驱动信号的下降沿同步在图6中向上方向上急剧收缩(参考图6(c))。
与该驱动信号的下降沿同步切换驱动电路18和喷出异常检测部件10的驱动/检测切换信号为High电平。该驱动/检测切换信号在对应的喷墨头100的驱动停止期间中保持High电平,在输入下一驱动信号之前,变为Low电平。该驱动/检测切换信号为High电平期间,图18的振荡电路11根据静电执行机构120的振动板121的残余振动边改变振荡频率边振荡。
如上所述,从驱动信号的下降沿,即振荡电路11的输出信号的上升沿,到经过按照残余振动的波形不超出可对电容器C1充电的范围那样预先设定的固定时间tr之前,充电信号保持High电平。充电信号为High电平期间,开关SW1为断开状态。
经过同定时间tr、充电信号变为Low电平时,与该充电信号的下降沿同步地接通开关SW1(参考图19)。然后,连接恒流源13和电容器C1,电容器C1如上所述按斜率Is/C1充电。充电信号为Low电平期间,即到与与振荡电路11的输出信号的下一脉冲的上升沿同步地变为High电平之前,对电容器C1充电。
充电信号变为High电平时,开关SW1断开(打开),切离恒流源13和电容器C1。此时,在电容器C1保存在充电信号为Low电平的期间t1中充电的电位(即理想的是Is×tl/C1(V))。该状态下,保持信号为High电平时,接通开关SW2(参考图19),经电阻元件R1连接电容器C1和电容器C2。开关SW2连接后,由于2个电容器C1、C2的充电电位差进行互相充放电,电荷从电容器C1向电容器C2移动,使得2个电容器C1、C2的电位差大致相等。
这里,电容器C2的静电电容相对电容器C1的静电电容设定为约1/10以下。因此,2个电容器C1、C2之间的电位差产生的充放电中移动(使用)的电荷量为向电容器C1充电的电荷的1/10以下。因此,电荷从电容器C1向电容器C2移动后,电容器C1的电位差基本不变化(基本不降低)。图19的F/V变换电路12中,向电容器C2充电时,由于F/V变换电路12的布线的电感等使得充电电位不会急剧上升,因此通过电阻元件R1和电容器C2构成一次低通滤波器。
电容器C2中保持与电容器C1的充电电位大致相等的充电电位后,保持信号变为Low电平,电容器C1与电容器C2切离。另外,清除信号为High电平时,开关SW3接通,使得电容器C1接地GND,进行放电动作,使得向电容器C1充电的电荷为0。电容器C1放电时,清除信号变为Low电平,开关SW3断开,从而电容器C1的图19中的上部电极与地GND切离,待机到输入下一充电信号之前,即待机到充电信号为Low电平。
电容器C2保持的电位按充电信号的每个上升沿时间,即完成对电容器C2充电的每个时间更新,经缓冲器14作为振动板121的残余振动波形输出到图22的波形整形电路15。因此,如果设定静电执行机构120的静电电容(此时必须考虑残余振动造成的静电电容的变动大小)和电阻元件112的电阻值来提高振荡电路11的振荡频率,则图20的时序图所示的电容器C2的电位(缓冲器14的输出)的各台阶(段差)更详细,因此振动板121的残余振动引起的静电电容随时间变化可更详细地检测出。
下面同样,充电信号按Low电平High电平Low电平…反复,按上述规定的时间保持在电容器C2中的电位经缓冲器14输出到波形整形电路15。波形整形电路15中,从缓冲器14输入的电压信号(图20的时序图中,为电容器C2的电位)的直流分量被电容器C3去除,经电阻元件R2输入运算放大器151的反相输入端子。输入的残余振动的交流(AC)分量被该运算放大器151反相放大,输出到比较器152的一个输入端子。比较器152比较预先由直流电压源Vref2设定的电位(基准电压)和残余振动波形(交流分量)的电位,输出矩形波(图20的时序图中的比较电路的输出)。
接着说明喷墨头100的墨滴喷出动作(驱动)和喷出异常检测动作(驱动停止)的切换时间。图23是表示驱动电路18和喷出异常检测部件10的切换部件23的示意框图。该图23中,图16所示的喷头驱动器33内的驱动电路18作为喷墨头100的驱动电路进行说明。如图20的时序图所示,喷出异常检测处理在喷墨头100的驱动信号和驱动信号之间,即驱动停止期间执行。
图23中,为驱动静电执行机构1120,切换部件23最初连接驱动电路18侧。如上所述,如果从驱动电路18向振动板121输入驱动信号(电压信号),驱动静电执行机构120,则振动板121引向段电极122侧,施加电压为0时,在离开段电极122的方向上急剧变位并开始振动(残余振动)。此时,喷墨头100的喷嘴110喷出墨滴。
驱动信号的脉冲下降时,与该下降沿同步向切换部件23输入驱动/检测切换信号(参考图20的时序图),切换部件23从驱动电路18切换到喷出异常检测部件(检测电路)10侧,静电执行机构120(用作振荡电路11的电容器)连接异常检测部件10。
并且,异常检测部件10执行上述的喷出异常(漏点)检测处理,由测量部件17将从波形整形电路15的比较器152输出的振动板121的残余振动波形数据(矩形波数据)数值化为残余振动波形的周期、振幅等。本实施方式中,测量部件17根据残余振动波形数据对特定的振动周期进行测定,向判定部件20输出其测量结果(数值)。
具体说,测量部件17为测量从比较器152的输出信号的波形(矩形波)的最初的上升沿到下一上升沿的时间(残余振动的周期),使用图中未示出的计数器对基准信号(规定频率)的脉冲计数,从该计数值测量残余振动的周期(确定的振动周期)。测量部件17可测量从最初的上升沿到下一下降沿的时间,将该测量的时间的2倍的时间作为残余振动的周期输出到判定部件20。下面将这样得到的残余振动的周期设为Tw。
判定部件20根据测量部件17测量的残余振动波形的确定的驱动周期等(测量结果)判定喷嘴有无喷出异常、喷出异常的原因、比较偏差量等,将该判定结果输出到控制部6中。控制部6将该判定结果存储在EEPROM(存储部件)62的规定存储区域中。并且,按从驱动电路18输入下一驱动信号的时间再次向切换部件23输入驱动/检测切换信号,连接驱动电路18和静电执行机构120。驱动电路18一旦施加驱动电压,保持地(GND)电平,因此由切换部件23进行上述切换(参考图20的时序图)。由此,不受来自驱动电路18的外部干扰等的影响,可正确检测出静电执行机构120的振动板121的残余振动波形。
本发明中,残余振动波形数据不限于采用比较器152进行矩形波化。例如,从运算放大器151输出的残余振动振幅数据也可以不由比较器152进行比较处理,而由进行A/D变换的测量部件17随时进行数值化,根据该数值化的数据由判定部件20判定有无喷出异常等,将该判定结果存储在存储部件62中。
喷嘴110的弯月液面(喷嘴110内墨水与大气接触的面)与振动板121的残余振动同步振动,因此喷墨头100在墨滴喷出动作后,等待该弯月液面(meniscus)的残余振动按声阻r大致决定的时间衰减(待机规定时间),进行下一喷出动作。本发明中,有效利用该待机时间检测出振动板121的残余振动,因此可不受喷墨头100的驱动影响来进行喷出异常检测。即,喷墨打印机1(液滴喷出装置)的吞吐量不降低,就可执行喷墨头100的喷嘴110的喷出异常检测处理。
如上所述,在喷墨头100的腔室14内混入气泡时,与正常喷出时的振动板121的残余振动波形相比,频率提高,因此其周期反而比正常喷出时的残余振动的周期短。喷嘴110附近的墨水由于干燥而粘度增高、凝固时,残余振动过份衰减,与正常喷出时的残余振动波形相比,频率很大程度降低,其周期与正常喷出时的残余振动的周期相比加长很多。喷嘴110出口附近附着纸粉时,残余振动的频率比正常喷出时的残余振动的频率低,但是比墨水干燥时的残余振动的频率高,因此其周期比正常喷出时的残余振动的周期长、比墨水干燥时的残余振动的周期短。
因此,作为正常喷出时的残余振动的周期,设置规定范围Tr,为区别喷嘴110出口附着纸粉时的残余振动的周期和喷嘴110出口附近墨水干燥时的残余振动的周期,通过设定规定阈值T1可决定这种喷墨头100的喷出异常原因。判定部件20判定由上述喷出异常检测处理检测出的残余振动波形的周期Tw是否为规定范围的周期或是否比规定阈值长,由此判定喷出异常原因。
接着根据上述喷墨打印机1的结构说明本发明的液滴喷出装置的动作。首先,说明对1个喷墨头100的喷嘴110的喷出异常检测处理(包括驱动/检测切换处理)。图24是表示喷出异常检测判定处理的流程图。要打印的打印数据(可以是冲洗动作的喷出数据)通过接口(IF)9从主计算机8输入控制部6时,按规定时间执行该喷出异常检测处理。为说明方便,该图24所示的流程图中,表示出对1个喷墨头100,即1个喷嘴110的喷出动作的喷出异常检测处理。
首先,对应打印数据(喷出数据)的驱动信号从喷头驱动器33的驱动电路18输入,由此,根据图20的时序图所示的驱动信号的时序向静电执行机构120的两电极之间施加驱动信号(电压信号)(步骤S101)。然后,控制部6根据驱动/检测切换信号判断喷出的喷墨头100是否为驱动停止期间(步骤S102)。这里,驱动/检测切换信号与驱动信号的下降沿同步变为High电平(参考图20),从控制部6输入切换部件23。
驱动/检测切换信号输入切换部件23后,由切换部件23将静电执行机构120,即构成振荡电路11的电容器从驱动电路18切离,连接喷出异常检测部件10侧(检测电路),即连接残余振动检测部件16的振荡电路11(步骤S103)。然后,执行后述的残余振动检测处理(步骤S104),测量部件17从该残余振动检测处理检测出的残余振动波形数据测量规定的数值(步骤S105)。这里,如上所述,测量部件17从残余振动波形数据测量该残余振动的周期。
接着由判定部件20根据测量部件的测量结果执行后述的喷出异常判定处理(步骤S106),将该判定结果保存在控制部6的EEPROM(存储部件)62的规定存储区域中(步骤S107)。然后步骤S108中判断喷墨头100是否为驱动期间。即,判断驱动停止期间是否结束、是否输入下一驱动信号,直到输入下一驱动信号之前,在步骤S108中都待机。
在输入下一驱动信号的脉冲的时间,与驱动信号的上升沿同步,将驱动/检测切换信号变为Low电平时(步骤S108为是),切换部件23将与静电执行机构120的连接从喷出异常检测部件(检测电路)10切换为驱动电路18(步骤S109),结束该喷出异常检测处理。
图24所示流程图中,表示出测量部件17从由残余振动检测处理(残余振动检测部件16)检测出的残余振动波形测量周期的情况,但本发明不限于此,例如,测量部件17可从残余振动检测处理中检测出的残余振动波形数据测量残余振动波形的相位差和振幅等。
接着,说明图24所示的流程图的步骤S104的残余振动检测处理(子程序)。图25是表示残余振动检测处理的流程图。如上所述,由切换部件23将静电执行机构120和振荡电路11连接时(图24的步骤S103),振荡电路11构成CR振荡电路,根据静电执行机构120的静电电容的变化(静电执行机构120的振动板121的残余振动)进行振荡(步骤S201)。
如上述时序图等所示,在F/V变换电路12中,根据振荡电路11的输出信号(脉冲信号)生成充电信号、保持信号和清除信号,根据这些信号由F/V变换电路12进行将振荡电路11的输出信号的频率变换为电压的F/V变换处理(步骤S202),从F/V变换电路12输出振动板121的残余振动波形数据。从F/V变换电路12输出的残余振动波形数据由波形整形电路15的电容器C3去除DC分量(直流分量)(步骤S203),由运算放大器151放大去除了DC分量的残余振动波形(AC分量)(步骤S204)。
放大后的残余振动波形数据通过规定处理进行波形整形并脉冲化(步骤S205)。即,本实施方式中,在比较器152中比较由直流电压源Vref2设定的电压值(规定电压值)和运算放大器151的输出电压。比较器152根据该比较结果输出2值化的波形(矩形波)。该比较器152的输出信号是残余振动检测部件16的输出信号,为进行喷出异常判定处理,输出到测量部件17,结束该残余振动检测处理。
接着说明图24所示流程图的步骤S106的喷出异常判定处理(子程序)。图26是表示控制部6和判定部件20执行的残余振动判定处理的流程图。判定部件20根据上述测量部件17测量的周期等的测量数据(测量结果)判断从该喷墨头100是否正常喷出墨滴,未正常喷出时,即喷出异常时判定其原因是什么。
首先,控制部6向判定部件20输出EEPROM62中保存的残余振动的周期的规定范围Tr和残余振动的周期的规定阈值T1。残余振动的周期的规定范围Tr相对正常喷出时的残余振动周期具有可判定为正常的许可范围。这些数据存储在判定部件20的图中未示出的存储器中,执行下面的处理。
图24的步骤S105中通过测量部件17测量的测量结果输入到判定部件20中(步骤S301)。这里,本实施方式中,测量结果是振动板121的残余振动的周期Tw。
步骤S202中,判定部件20判定是否存在残余振动的周期Tw,即喷出异常检测部件10能否检测出残余振动波形数据。判定为不存在残余振动的周期Tw时,判定部件20判定该喷墨头100的喷嘴110是在喷出异常检测处理中没有喷出墨滴的未喷出喷嘴(步骤S306)。判定为存在残余振动的周期Tw时,接着在步骤S303中判定部件20判定该周期Tw是否在可认可为正常喷出时的周期的规定范围Tr内。
判定为残余振动的周期Tw在规定范围Tr内时,意味着从对应的喷墨头100正常喷出墨滴,判定部件20判定该喷墨头100的喷嘴110正常喷出了墨滴(正常喷出)(步骤S307)。当残余振动的周期Tw不在规定范围Tr内时,接着在步骤S304中判定部件20判定残余振动的周期Tw是否比规定范围Tr短。
判定为残余振动的周期Tw比规定范围Tr短时,意味着残余振动的频率高,如上所述,可以认为喷墨头100的腔室141内混入气泡。判定部件20判定为该喷墨头100的腔室141内混入气泡(气泡混入)(步骤S308)。
判定为残余振动的周期Tw比规定范围Tr长时,接着判定部件20判定残余振动的周期Tw是否比规定阈值T1长(步骤S305)。残余振动的周期Tw比规定阈值T1长时,认为残余振动过分衰减,判定部件20判定该喷墨头100的喷嘴110附近的墨水由于干燥而粘度增高(干燥)(步骤S309)。
并且步骤S305中判定为残余振动的周期Tw比规定阈值T1短时,该残余振动的周期Tw是满足Tr<Tw<T1的范围的值,如上所述,认为比干燥频率更高的喷嘴110的出口附近附着纸粉,判定部件20判定为该喷墨头100的喷嘴110的出口附近附着纸粉(纸粉附着)(步骤S310)。
这样由判定部件20判定成为对象的喷墨头100的正常喷出或喷出异常原因等时(步骤S306~S310),其判定结果输出到控制部6,结束该喷出异常判定处理。
接着,假定包括多个喷墨头100(液滴喷头),即多个喷嘴110的喷墨打印机1,说明该喷墨打印机1的喷出选择部件(喷嘴选择器)182和各喷墨头100的喷出异常检测判定的时序。
下面为便于理解说明,对打印部件3包括的多个喷头单元35中的1个喷头单元35进行说明,该喷头单元35包括5个喷墨头100a~100e(即具有5个喷嘴110),但本发明中打印部件3包括的喷头单元35的数量和各喷头单元35包括的喷墨头100(喷嘴110)的数量可以分别是任意数量。
图27~30是表示包括喷出选择部件182的喷墨打印机1的喷出异常检测判定时序的几个例子框图。下面依次说明各图的结构例。
图27是多个(5个)喷墨头100a~100e的喷出异常检测时序的一个例子(喷出异常检测部件10为1个的情况)。如该图27所示,具有多个喷墨头100a~100e的喷墨打印机1包括生成驱动波形的驱动波形生成部件181、可选择从哪一喷嘴110喷出墨滴的喷出选择部件182、由该喷出选择部件182选择并由驱动波形生成部件181驱动的多个喷墨头100a~100e。图27的结构中,上述以外的结构与图2、16和图23所示相同,省略其说明。
本实施方式中,驱动波形生成部件181和喷出选择部件182包括在喷头驱动器33的驱动电路18中来进行说明(图27中经切换部件23作为2个块表示,但一般地每一个都在喷头驱动器33内),但本发明不限于此结构,例如驱动波形生成部件181也可以是和喷头驱动器33独立的结构。
如该图27所示,喷出选择部件182包括移位寄存器182a、锁存电路182b和驱动器182c。向移位寄存器182a依次输入从图2所示的主计算机8输出并在控制部6中进行规定处理后的打印数据(喷出数据)和时钟信号(CLK)。该打印数据根据时钟信号(CLK)的输入脉冲(时钟信号的每次输入)从移位寄存器182a的初级依次向后级侧移位并输入,作为与各喷墨头100a~100e对应的打印数据输出到锁存电路182b。后述的喷出异常检测处理中,并非打印数据,而是冲洗(预备喷出)时的喷出数据被输入,但所谓该喷出数据,意味着对全部的喷墨头100a~100e的打印数据。冲洗时可进行硬处理,以设定为锁存电路182b的全部输出为喷出的值。
锁存电路182b在将喷头单元35的喷嘴110的数目,即对应于喷墨头100的数目的打印数据存储在移位寄存器182a后,由输入的锁存信号锁存移位寄存器182a的各输出信号。这里,输入CLEAR信号时,解除锁存状态,锁存了的移位寄存器182a的输出信号为0(锁存输出停止),停止打印动作。未输入CLEAR信号时,锁存了的移位寄存器182a的打印数据输出到驱动器182c。从移位寄存器182a输出的打印数据由锁存电路182b锁存后,下一打印数据输入移位寄存器182a,配合打印定时顺序更新锁存电路182b的锁存信号。
驱动器182c与驱动波形生成部件181和各喷墨头100的静电执行机构120连接,向由从锁存电路182b输出的锁存信号指定(特定)的各静电执行机构120(喷墨头100a~100e的任一个或全部的静电执行机构120)输入驱动波形生成部件181的输出信号(驱动信号),由此,将该驱动信号(电压信号)施加在静电执行机构120的两个电极之间。
该图27所示的喷墨打印机1具有驱动多个喷墨头100a~100e的1个驱动波形生成部件181、对各喷墨头100a~100e的任一喷墨头检测喷出异常(墨滴不喷出)的喷出异常检测部件10、保存(存储)该喷出异常检测部件10得到的喷出异常的原因等的判定结果的存储部件62、切换驱动波形生成部件181和喷出异常检测部件10的1个切换部件23。因此,该喷墨打印机1根据从驱动波形生成部件181输入的驱动信号驱动由驱动器182c选择的喷墨头100a~100e中的1个或多个,驱动/检测切换信号在喷出驱动动作后输入到切换部件23,从而切换部件23将与喷墨头100的静电执行机构120的连接从驱动波形生成部件181切换为喷出异常检测部件10后,检测出该喷墨头100的喷嘴110的喷出异常(墨滴不喷出),喷出异常时判定其原因。
并且,喷墨打印机1在对1个喷墨头100的喷嘴110检测判定喷出异常时,根据下一个从驱动波形生成部件181输入的驱动信号,对下一个指定的喷墨头100的喷嘴110检测判定喷出异常,下面同样,依次检测判定由驱动波形生成部件181的输出信号驱动的喷墨头100的喷嘴110的喷出异常。并且,如上所述,残余振动检测部件16检测出振动板121的残余振动波形时,测量部件17根据该波形数据测量残余振动波形的周期等,判定部件20根据测量部件17的测量结果判定是正常喷出还是异常喷出,以及如果是喷出异常(喷头异常)时判定喷出异常原因,在存储部件62中存储其判定结果。
这样,该图27所示的喷墨打印机1中,由于是对多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110在墨滴喷出驱动动作时依次检测判定喷出异常的结构,因此只要分别包括喷出异常检测部件10和切换部件23各一个即可,可以将检测判定喷出异常的喷墨打印机1的电路结构缩小规模,同时可防止其制造成本增加。
图28是多个喷墨头100的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测部件10的个数与喷墨头100的个数相等的情况)。该图28所示的喷墨打印机1具有1个喷出选择部件182、5个喷出异常检测部件10a~10e、5个切换部件23a~23e、5个喷出异常检测部件10a~10e共用的1个驱动波形生成部件181、和1个存储部件62。各构成要素在图27的说明中已经进行叙述,因此省略其说明,说明它们的连接。
与图27所示情况相同,喷出选择部件182根据从主计算机8输入的打印数据(喷出数据)和时钟信号CLK将对应于各喷墨头100a~100e的打印数据锁存在锁存电路182b中,根据从驱动波形生成部件181输入驱动器182c的驱动信号(电压信号)驱动与打印数据对应的喷墨头100a~100e的静电执行机构120。驱动/检测切换信号分别输入到与全部的喷墨头100a~100e对应的切换部件23a~23e,切换部件23a~23e不管有无对应的打印数据(喷出数据),都根据驱动/检测切换信号将驱动信号输入喷墨头100的静电执行机构120,之后,将与喷墨头100的连接从驱动波形生成部件181切换为喷出异常检测部件10a~10e。
由全部的喷出异常检测部件10a~10e分别检测判定喷墨头100a~100e的喷出异常后,该检测处理得到的全部喷墨头100a~100e的判定结果输出到存储部件62中,存储部件62在规定区域存储各喷墨头100a~100e的喷出异常的有无和喷出异常的原因。
这样,该图28所示的喷墨打印机1中,对应多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110设置多个喷出异常检测部件10a~10e,通过由与其对应的多个切换部件23a~23e进行切换动作可进行喷出异常检测和其原因判定,因此可一次在短时间内对全部喷嘴110进行喷出异常检测和其原因判定。
图29是多个喷墨头100的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测部件10的个数与喷墨头100的个数相等、有打印数据时进行喷出异常检测的情况)。该图29所示的喷墨打印机1在图28所示的喷墨打印机1的结构上追加(添加)切换控制部件19。本实施方式中,该切换控制部件19由多个AND电路(逻辑与电路)ANDa~ANDe构成,输入到各喷墨头100a~100e的打印数据和驱动/检测切换信号被输入时,向对应的切换部件23a~23e输入High电平的输出信号。此外,切换控制部件19并不限定于AND电路(逻辑与电路),只要构成为选择与所选择的驱动的喷墨头100的锁存电路182b的输出一致的切换部件23即可。
各切换部件23a~23e,根据切换控制部件19的分别对应的AND电路ANDa~ANDe的输出信号,将与对应的喷墨头100a~100e的静电执行机构120的连接从驱动波形生成部件181分别切换为对应的喷出异常检测部件10a~10e。具体说,对应的AND电路ANDa~ANDe的输出信号为High电平时,即驱动/检测切换信号为High电平的状态下将输入到对应的喷墨头100a~100e的打印数据从锁存电路182b输出到驱动期间182c时,对应于该AND电路的切换部件23a~23e将与对应的喷墨头100a~100e的连接从驱动波形生成部件181切换为喷出异常检测部件10a~10e。
通过与输入打印数据的喷墨头100对应的喷出异常检测部件10a~10e检测出各喷墨头100有无喷出异常和有喷出异常时检测出其原因后,该喷出异常检测部件10向存储部件62输出该检测处理得到的判定结果。存储部件62将这样输入的(得到的)1个或多个判定结果存储在规定的保存区域中。
这样,该图29所示的喷墨打印机1中,对应于多个喷墨头100a~100e的各个喷嘴110设置多个喷出异常检测部件10a~10e,与各个喷墨头100a~100e对应的打印数据经控制部6从主计算机8输入到喷出选择部件182中时,仅由切换控制部件19指定的切换部件23a~23e执行规定的切换动作,进行喷墨头100的喷出异常检测和其原因判定,因此对于不进行喷出驱动动作的喷墨头100不进行该检测判定处理。这样,通过该喷墨打印机1可避免无用的检测和判定处理。
图30是多个喷墨头100的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测部件10的个数与喷墨头100的个数相等、轮询各喷墨头100进行喷出异常检测的情况)。该图30所示的喷墨打印机1在图29所示的喷墨打印机1的结构中使喷出异常检测部件10为1个,追加扫描驱动/检测切换信号(一个一个确定执行检测判定处理的喷墨头)的切换选择部件19a。
该切换控制部件19a连接图29所示的切换控制部件19,是根据从控制部6输入的扫描信号(选择信号)扫描(选择切换)驱动/检测切换信号对与多个喷墨头100a~100e对应的AND电路ANDa~ANDe的输入的选择器。该切换选择部件19a的扫描(选择)顺序可以是输入移位寄存器182a的打印数据的顺序,即多个喷墨头100的喷出顺序,但也可以仅仅是多个喷墨头100a~100e的顺序。
扫描顺序是输入移位寄存器182a的打印数据的顺序时,向喷出选择部件182的移位寄存器182a输入打印数据时,该打印数据锁存在锁存电路182b中,通过锁存信号输出到驱动器182c。与打印数据向移位寄存器182a的输入或锁存信号向锁存电路182b的输入同步,将用于确定与打印数据对应的喷墨头100的扫描信号输入到切换选择部件19a中,向对应的AND电路输出驱动/检测切换信号。切换选择部件19a的输出端子在未选择时输出Low电平。
该对应的AND电路(切换控制部件19)通过将从锁存电路182b输入的打印数据、和从切换选择部件19a输入的驱动/检测切换信号进行逻辑与运算,将High电平的输出信号向对应的切换部件23输出。并且,从切换控制部件19输入了High电平输出信号的切换部件23,将与对应的喷墨头100的静电执行机构120的连接从驱动波形生成部件181切换为喷出异常检测部件10。
喷出异常检测部件10检测输入打印数据的喷墨头100的喷出异常,在有喷出异常时,判定其原因,之后将该判定结果输出到存储部件62中。并且在存储部件62中将这样输入的(得到的)判定结果存储在规定的保存区域中。
扫描顺序是简单的喷墨头100a~100e的顺序时,当向喷出选择部件182的移位寄存器182a中输入打印数据后,该打印数据锁存在锁存电路182b中,通过锁存信号的输入向驱动器182c输出。与打印数据向移位寄存器182a的输入或锁存信号向锁存电路182b的输入同步,将用确定与打印数据对应的喷墨头100的扫描(选择)信号向切换选择部件19a输入,向切换控制部件19的对应的AND电路输出驱动/检测切换信号。
这里,对通过输入切换选择部件19a的扫描信号确定的喷墨头100的打印数据输入到移位寄存器182a时,与其对应的AND电路(切换控制部件19)的输出信号为High电平,切换部件23将与对应的喷墨头100的连接从驱动波形生成部件181切换为喷出异常检测部件10。但是,不向移位寄存器182a输入上述打印数据时,AND电路的输出信号为Low电平,对应的切换部件23不执行规定的切换动作。因此,根据切换选择部件19a的选择结果和切换控制部件19指定的结果之间的逻辑与,进行喷墨头100的喷出异常检测处理。
由切换部件23进行切换动作时,与上述同样,喷出异常检测部件10检测输入打印数据的喷墨头100的喷出异常,有喷出异常时判定其原因,之后将该判定结果输出到存储部件62中。并且在存储部件62中将这样输入的(得到的)判定结果存储在规定的保存区域中。
没有对由切换选择部件19a确定的喷墨头100的打印数据时,如上所述,对应的切换部件23不执行切换动作,喷出异常检测部件10不需要执行喷出异常检测处理,但也可执行这样的处理。不进行切换动作而执行喷出异常检测处理时,喷出异常检测部件10的判定部件20如图26的流程图所示,将对应的喷墨头100的喷嘴110判定为未喷出喷嘴(步骤S306),将该判定结果存储在存储部件62的规定的保存区域中。
这样,在该图30所示的喷墨打印机1中,与图28或图29所示的喷墨打印机1不同,对多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110仅设置1个喷出异常检测部件10,与各个喷墨头100a~100e对应的打印数据经控制部6从主计算机8输入喷出选择部件182中,与此同时,仅对由扫描(选择)信号确定并根据该打印数据进行喷出驱动动作的喷墨头100所对应的切换部件23进行切换动作,进行对应的喷墨头100的喷出异常检测和其原因判定,因此一次不处理大量检测结果,可减轻对控制部6的CPU61的负担。除喷出动作外,喷出异常检测部件10轮询喷嘴的状态,因此即便驱动打印中,可把握每个喷嘴的喷出异常,可获知喷头单元35的全部喷嘴110状态。从而,由于例如定期进行喷出异常检测,可减少在打印停止过程中检测喷出异常的工序。以上表明,可有效地进行喷墨头100的喷出异常检测和其原因判定。
与图28或图29所示的喷墨打印机1不同,图30所示的喷墨打印机1只要包括1个喷出异常检测部件10即可,因此与图28或图29所示的喷墨打印机1相比,可将喷墨打印机1的电路结构缩小规模,同时防止其制造成本上升。
接着说明图27~图30所示的打印机1的动作,即包括多个喷墨头100的喷墨打印机1的喷出异常检测处理(主要是检测定时)。喷出异常检测判定处理(多喷嘴的处理)对各喷墨头100的静电执行机构120进行墨滴喷出动作时的振动板121的残余振动进行检测,根据该残余振动的周期对该喷墨头100判定是否产生喷出异常(漏点、墨滴不喷出)以及在产生漏点(墨滴不喷出)时判定其原因是什么。这样,本发明中,喷墨头100进行墨滴(液滴)喷出动作,可进行这些检测判定处理,但喷墨头100喷出墨滴不仅是实际在记录用纸P上进行打印(打印),还有进行冲洗动作(预备喷出或预备的喷出)的情况。下面对于这两种情况说明喷出异常检测判定处理(多喷嘴)。
这里,冲洗(预备喷出)处理是指在图1中未示出的盖子安装时或墨滴(液滴)施加不到记录用纸P上(或介质)的位置处,从喷头单元35的全部或成为对象的喷嘴110喷出墨滴的喷头清洗动作。该冲洗处理(冲洗动作)是为了例如将喷嘴110内的墨水粘度保持为适当范围的值,定期将腔室141内的墨水排出时实施,或作为墨水粘度增高时的恢复动作实施。另外,冲洗处理也在将墨盒31安装到打印部件3上后将墨水初始填充到各腔室151中时实施。
为清洗喷嘴板(喷嘴面)150,有时进行擦拭处理(将打印部件3的喷头面上附着的附着物(纸粉和垃圾等)用图1中未示出的擦拭器擦去的装置),但此时,喷嘴110内为负压,有可能引入其他颜色的墨水(其他种类液滴)。因此,在擦拭处理后,为从喷头单元35的全部喷嘴110喷出一定量的墨滴也实施冲洗处理。另外,为了喷嘴110的凹凸面的状态保持正常并确保进行良好的打印,也可适时地实施冲洗处理。
首先,参考图31~33所示的流程图,说明冲洗处理时的喷出异常检测判定处理。这些流程图参考图27~30的框图说明(下面在打印动作时同样)。图31是表示图27所示的喷墨打印机1的冲洗动作时的喷出异常检测的时序的流程图。
规定时间中,喷墨打印机1的冲洗处理执行时,执行该图31所示的喷出异常检测判定处理。控制部6向喷出选择部件182的移位寄存器182a输入1个喷嘴的喷出数据(步骤S401),向锁存电路182b中输入锁存信号(步骤S402),锁存该喷出数据。此时,切换部件23连接作为该喷出数据的对象的喷墨头100的静电执行机构120和驱动波形生成部件181(步骤S403)。
然后,由喷出异常检测部件10对进行墨水喷出动作的喷墨头100执行图24的流程图所示的喷出异常检测判定处理(步骤S404)。步骤S405中,控制部6根据向喷出选择部件182输出的喷出数据,对图27所示的喷墨打印机1的全部的喷墨头100a~100e的喷嘴110,判断喷出异常检测判定处理是否结束。然后,判断为对全部喷嘴110的这些处理未结束时,控制部6向移位寄存器182a输入与下一个喷墨头100的喷嘴110对应的喷出数据(步骤S406),进入步骤S402反复同样处理。
步骤S405中判断为对全部喷嘴110的上述喷出异常检测和判定处理已结束时,控制部6向锁存电路182b输入CLEAR信号,解除锁存电路182b的锁存状态,结束图27所示的喷墨打印机1的喷出异常检测判定处理。
如上所述,该图27所示的打印机1的喷出异常检测判定处理中,1个喷出异常检测部件10和1个切换部件23构成检测电路,因此喷出异常检测处理和判定处理反复喷墨头100的个数的次数,具有构成喷出异常检测部件10的电路不太大的效果。
接着图32是表示图28和图29所示的喷墨打印机1的冲洗动作时的喷出异常检测的时序的流程图。图28所示的喷墨打印机1和图29所示的喷墨打印机1的电路结构多少有些不同,但喷出异常检测部件10和切换部件23的数量与喷墨头100的数量对应(相同),在这一点上是一致的。因此,冲洗动作时的喷出异常检测判定处理由同样步骤构成。
规定时间中,喷墨打印机1的冲洗处理执行时,控制部6向喷出选择部件182的移位寄存器182a输入全部喷嘴的喷出数据(步骤S501),向锁存电路182b中输入锁存信号(步骤S502),锁存该喷出数据。此时,切换部件23a~23e分别连接全部喷墨头100a~100e和驱动波形生成部件181(步骤S503)。
然后,由对应各个喷墨头100a~100e的喷出异常检测部件10a~10e对进行墨水喷出动作的全部喷墨头100并行执行图24的流程图所示的喷出异常检测判定处理(步骤S504)。此时,对应全部喷墨头100a~100e的判定结果与成为处理对象的喷墨头100相关,保存在存储部件62的规定存储区域中(图24的步骤S107)。
然后为清除在喷出选择部件182的锁存电路182b中锁存的喷出数据,控制部6将CLEAR信号输入锁存电路182b(步骤S505),解除锁存电路182b的锁存状态,结束图28和图29所示的喷墨打印机1的喷出异常检测处理和判定处理。
如上所述,该图28和图29所示的打印机1的处理中,对应喷墨头100a~100e的多个(本实施方式中为5个)喷出异常检测部件10和多个切换部件23构成检测和判定电路,因此具有可在短时间内对全部的喷嘴110一次执行喷出异常检测判定处理的效果。
接着图33是表示图30所示的喷墨打印机1的冲洗动作时的喷出异常检测的时序的流程图。下面同样,使用图30所示的喷墨打印机1的电路结构说明冲洗动作时的喷出异常检测处理和原因判定处理。
规定时间中,喷墨打印机1的冲洗处理执行时,首先,控制部6将扫描信号输出到切换选择部件(选择器)19a,通过该切换选择部件19a和切换控制部件19设定(确定)最初的切换部件23a和喷墨头100a(步骤S601)。然后,向喷出选择部件182的移位寄存器182a输入全部喷嘴的喷出数据(步骤S602),向锁存电路182b中输入锁存信号(步骤S603),锁存该喷出数据。此时,切换部件23a连接喷墨头100a的静电执行机构120和驱动波形生成部件181(步骤S604)。
然后,对进行墨水喷出动作的喷墨头100a执行图24的流程图所示的喷出异常检测判定处理(步骤S605)。此时,图24的步骤S103中,将作为切换选择部件19a的输出信号的驱动/检测切换信号和从锁存电路182b输出的喷出数据输入到AND电路ANDa,AND电路ANDa的输出信号为High电平,从而切换部件23a连接喷墨头100a的静电执行机构120和喷出异常检测部件10。然后,图24的步骤S106执行的喷出异常判定处理的判定结果与成为处理对象的喷墨头100(这里是100a)相关,保存在存储部件62的规定存储区域中(图24的步骤S107)。
步骤S606中,控制部6判断是否对全部喷嘴结束了喷出异常检测判定处理。并且,判断为还未对全部的喷嘴110结束喷出异常检测判定处理时,控制部6将扫描信号输出到切换选择部件(选择器)19a,通过该切换选择部件19a和切换控制部件19设定(确定)下一切换部件23b和喷墨头100b(步骤S607),进入步骤S603,反复同样处理。下面反复该循环,直到对全部的喷墨头100结束了喷出异常检测判定处理。
步骤S606中,判断为结束了对全部喷嘴110的喷出异常检测处理和判定处理时,为清除喷出选择部件182的锁存电路182b中锁存的喷出数据,控制部6将CLEAR信号输入锁存电路182b(步骤S609),解除锁存电路182b的锁存状态,结束图30所示的喷墨打印机1的喷出异常检测处理和判定处理。
如上所述,图30所示的喷墨打印机1的处理中,由多个切换部件23和1个喷出异常检测部件10构成检测电路,仅由切换选择部件(选择器)19a的扫描信号确定的、与根据喷出数据进行喷出动作的喷墨头100对应的切换部件23进行切换动作,进行对应的喷墨头100的喷出异常检测和原因判定,因此可更有效地进行喷墨头100的喷出异常检测和原因判定。
该流程图的步骤S602中,向移位寄存器182b中输入与全部喷嘴110对应的喷出数据,但如图31所示的流程图那样,配合切换选择部件19a对喷墨头100的扫描顺序,将输入移位寄存器182a的喷出数据输入到对应的1个喷墨头100中,可一个喷嘴一个喷嘴地进行喷出异常检测判定处理。
接着参考图34和图35所示的流程图说明打印动作时的喷墨打印机1的喷出异常检测判定处理。图27所示的喷墨打印机1中,主要适合于冲洗动作时的喷出异常检测处理和判定处理,因此省略打印动作时的流程图和其动作说明,但该图27所示的喷墨打印机1中也在打印动作时进行喷出异常检测判定处理。
图34是表示图28和图29所示的喷墨打印机1的打印动作时的喷出异常检测的时序的流程图。通过来自主计算机8的打印(印字)指示,执行(开始)该流程图的处理。经控制部6将打印数据从主计算机8输入喷出选择部件182的移位寄存器182a时(步骤S701),向锁存电路182b中输入锁存信号(步骤S702),锁存该打印数据。此时,切换部件23a~23e连接全部喷墨头100a~100e和驱动波形生成部件181(步骤S703)。
然后,对应进行墨水喷出动作的喷墨头100的喷出异常检测部件10执行图24的流程图所示的喷出异常检测判定处理(步骤S704)。此时,将对应于各喷墨头100的各个判定结果和成为处理对象的喷墨头100建立关联后,保存在存储部件62的规定存储区域中。
这里,在图28所示的喷墨打印机1的情况下,切换部件23a~23e根据从控制部6输出的驱动/检测切换信号将喷墨头100a~100e连接喷出异常检测部件10a~10e(图24的步骤S103)。因此,不存在打印数据的喷墨头100中,不驱动静电执行机构120,因此喷出异常检测部件10的残余振动检测部件16不检测振动板121的残余振动波形。另一方面,图29所示的喷墨打印机1的情况下,切换部件23a~23e根据将从控制部6输出的驱动/检测切换信号和从锁存电路182b输出的打印数据输入的AND电路的输出信号,将存在打印数据的喷墨头100连接喷出异常检测部件10(图24的步骤S103)。
步骤S705中,控制部6判断喷墨打印机1的打印动作是否结束。并且,判断为未结束打印动作时,控制部6进入步骤S701,将下一打印数据输入到移位寄存器182a中,反复同样处理。判断为结束打印动作时,为清除喷出选择部件182的锁存电路182b中锁存的喷出数据,控制部6将CLEAR信号输入锁存电路182b(步骤S707),解除锁存电路182b的锁存状态,结束图28和图29所示的喷墨打印机1的喷出异常检测处理和判定处理。
如上所述,图28和图29所示的喷墨打印机1包括多个切换部件23a~23e和多个喷出异常检测部件10a~10e,一次对全部的喷墨头100进行喷出异常检测判定处理,因此,这些处理可短时间进行。图29所示的喷墨打印机1还包括切换控制部件19,即对驱动/检测切换信号和打印数据进行逻辑与运算的AND电路ANDa~ANDe,仅对进行打印动作的喷墨头100进行切换部件23的切换动作,因此不进行无用的检测,可进行喷出异常检测处理和判定处理。
接着图35是表示图30所示的喷墨打印机1的打印动作时的喷出异常检测的时序的流程图。根据来自主计算机8的打印指示,图30所示的喷墨打印机1中执行该流程图的处理。首先,切换选择部件19a预先设定(确定)最初的切换部件23a和喷墨头100a(步骤S801)。
经控制部6从主计算机8将打印数据输入喷出选择部件182的移位寄存器182a时(步骤S802),将锁存信号输入到锁存电路182b(步骤S803),锁存该打印数据。这里,切换部件23a~23e在该阶段连接全部喷墨头100a~100e和驱动波形生成部件181(喷出选择部件182的驱动器182c)(步骤S804)。
并且,控制部6在喷墨头100a中有打印数据时,由切换选择部件19a在喷出动作后将静电执行机构120与喷出异常检测部件10连接(图24的步骤S103),执行图24(图25)的流程图所示的喷出异常检测判定处理(步骤S805)。并且,将图24的步骤S106中执行的喷出异常检测判定处理的判定结果和成为处理对象的喷墨头100(这里是100a)建立关联,保存在存储部件62的规定存储区域中(图24的步骤S107)。
步骤S806中,控制部6判断对全部喷嘴110(全部喷墨头100)是否结束了上述喷出异常检测判定处理。并且,判断为对全部喷嘴110结束了上述处理时,控制部6根据扫描信号设定对应最初的喷嘴110的切换部件23a(步骤S808),当判断为对全部喷嘴110未结束上述处理时,设定对应下一喷嘴110的切换部件23b(步骤S807)。
步骤S809中,控制部6判断从主计算机8指示的规定打印动作是否结束。并且,判断为还未结束打印动作时,将下一打印数据输入到移位寄存器18a(步骤S802),反复同样处理。判断为结束打印动作时,为清除喷出选择部件182的锁存电路182b中锁存的喷出数据,控制部6将CLEAR信号输入锁存电路182b(步骤S811),解除锁存电路182b的锁存状态,结束图30所示的喷墨打印机1的喷出异常检测判定处理。
如上所述,本发明的液滴喷出装置(喷墨打印机1)包括多个喷墨头(液滴喷头)100,该喷墨头包括振动板121、使振动板121变位的静电执行机构120、内部填充液体并通过振动板121的变位而该内部压力变化(增减)的腔室141、连通该腔室141通过腔室141内的压力的变化(增减)将液体作为液滴喷出的喷嘴110,该液滴喷出装置还包括驱动这些静电执行机构120的驱动波形生成部件181、从多个喷嘴110中选择任一个喷嘴110喷出液滴的喷出选择部件182、检测振动板121的残余振动并根据该检测的振动板121的残余振动检测液滴的喷出异常的一个或多个喷出异常检测部件10、在通过静电执行机构120的驱动进行液滴喷出动作后根据驱动/检测切换信号和打印数据或扫描信号将静电执行机构120从驱动波形生成部件181切换为喷出异常检测部件10的1个或多个切换部件23,一次(并行)或依次检测多个喷嘴10的喷出异常。
因此,本发明的液滴喷出装置可短时间进行喷出异常检测和其原因判定,同时可将包括喷出异常检测部件10的检测电路的电路结构缩小规模,可防止液滴喷出装置的制造成本增加。静电执行机构120驱动后,切换为喷出异常检测部件10来进行喷出异常检测和原因判定,从而不对执行机构的驱动产生影响,由此,不会让本发明的液滴喷出装置的吞吐量降低或恶化。包括规定构成要素的现有液滴喷出装置(喷墨打印机1)中也可包括喷出异常检测部件10。
本发明的液滴喷出装置与上述结构不同,包括多个切换部件23、切换控制部件19和1个或与喷嘴110的数量对应的多个喷出异常检测部件10,根据驱动/检测切换信号和喷出数据(打印数据)或根据扫描信号、驱动/检测切换信号和喷出数据(打印数据)将对应的静电执行机构120由驱动波形生成部件181或喷出选择部件182切换为喷出异常检测部件10,进行喷出异常检测和原因判定。
因此,本发明的液滴喷出装置不输入喷出数据(打印数据),即对应不进行喷出驱动动作的静电执行机构120的切换部件不进行切换动作,因此可避免无用的检测、判定处理。利用切换选择部件19a时,液滴喷出装置可包括1个喷出异常检测部件10,因此可缩小液滴喷出装置的电路结构的规模,同时可防止液滴喷出装置的制造成本增加。
该第一实施方式中,为方便说明,用于说明喷出异常检测的时序的图27~图30所示的喷墨打印机1虽然表示出喷头单元35中具有5个喷墨头100(喷嘴110)的结构,同时对其结构进行了说明,但本发明的液滴喷出装置中,喷墨头(液滴喷头)100的数量不限定于5个,能够以实际上搭载的数量的喷嘴110为对象进行喷出异常检测判定。
接着对本发明的液滴喷出装置的喷墨头100(喷头单元35)说明消除喷出异常(喷头异常)的原因的恢复处理的结构(恢复部件24)。图36是表示图1所示的喷墨打印机1从上部看时的简要结构(部分省略)的图。该图36所示的喷墨打印机1除图1的立体图所示结构外,还包括执行墨滴不喷出(喷头异常)的恢复处理的擦拭器300和盖子310。
作为恢复部件24执行的恢复处理,包括从各喷墨头100的喷嘴110预备喷出液滴的冲洗处理、由后述的擦拭器300(参考图37)进行的擦拭处理和后述的管式泵320进行的泵吸引处理。即,恢复部件24包括管式泵320和驱动该管式泵320的脉冲电机、擦拭器300和擦拭器300的上下运动驱动机构、盖子310的上下运动驱动机构(图中未示出),冲洗处理中喷头驱动器33和喷头单元35等、在擦拭处理中托架电机41等用作恢复部件24的一部分。关于冲洗处理如上述那样,因此以后说明擦拭处理和泵吸处理。
这里,所谓擦拭处理是指通过擦拭器300擦拭在喷头单元35的喷嘴板150(喷嘴面)上附着的纸粉等异物。泵吸处理(泵吸引处理)是指驱动后述的管式泵320,从喷头单元35的各喷嘴11吸引腔室141内的墨水并排出的处理。这样,擦拭处理是作为上述喷墨头100的液滴喷出异常原因之一的纸粉附着状态的恢复处理的适当处理。泵吸引处理是作为去除在上述冲洗处理中未去除的腔室141内的气泡、或在喷嘴110附近的墨水由于干燥或腔室141内的墨水由于时间久了而粘度增高的情况下去除粘度增高了的墨水的恢复处理的适当处理。粘度增高不增加那样大,粘度不增大时,也可进行上述冲洗处理的恢复处理。此时,排出的墨水量少,因此吞吐量和运行成本不降低,可适当进行恢复处理。
包括多个喷墨头(液滴喷头)100的喷头单元35搭载在托架32上,由2个托架导轴422引导,通过托架电机41经图中上端包括的连结部34连结定时带421并移动。搭载在托架32上的喷头单元35通过由托架电机41的驱动而移动的定时带421(与定时带421连动)可在主扫描方向上移动。托架电机41实现连续旋转定时带421的滑轮作用,另一端上同样也包括滑轮44。
盖子310用于盖住喷头单元35的喷嘴板150(参考图5)。盖子310上在其底部侧面上形成孔,如后所述,连接作为管式泵320的构成要素的挠性管321。关于管式泵320在图39中说明。
记录(印字)动作时,边驱动规定的喷墨头100(液滴喷头)的静电执行机构120,记录用纸P边在副扫描方向,即图36中向下方移动,打印部件3在主扫描方向,即图36中左右移动,从而喷墨打印机(液滴喷出装置)1根据从主计算机8输入的打印数据(打印数据)在记录用纸P上打印(记录)规定图像等。
图37是表示图36所示的擦拭器300和打印部件3(喷头单元35)的位置关系的图。该图37中,喷头单元35和擦拭器300作为图36所示喷墨打印机1的从图中下侧观看上侧时的侧面图的一部分表示。擦拭器300如图37(a)所示,与打印部件3的喷嘴面,即喷头单元35的喷嘴板150可挡接地上下移动地配置。
这里,说明作为利用擦拭器300的恢复处理的擦拭处理。进行擦拭处理时,如图37(a)所示,由图中未示出的驱动装置将擦拭器300向上方移动,使得擦拭器300的前端比喷嘴面(喷嘴板150)位于更上侧。此时,驱动托架电机41将打印部件3(喷头单元35)向头中左方向(箭头方向)移动时,擦拭部件301与喷嘴板150(喷嘴面)挡接。
擦拭部件301由挠性的橡胶部件等构成,因此如图37(b)所示,擦拭部件301的与喷嘴板150挡接的前端部分有挠性,由该前端部清洁(擦除)喷嘴板150(喷嘴面)的表面。由此,可去除附着在喷嘴板150(喷嘴面)的纸粉等异物(例如纸粉、空气中浮动的垃圾、灰尘的切屑等)。根据这样的异物附着状态(异物附着很多时),使打印部件3向擦拭器300的上方往复移动,从而可实施多次擦拭处理。
图38是表示泵吸引处理处理时的喷头单元35和盖子310与泵320的关系的图。管321形成泵处理(泵吸引处理)的墨水排出路径,其一端如上所述连接盖子310的底部,另一端经管式泵320连接排墨盒340。
盖子310的内部底面上配置墨水吸收体330。该墨水吸收体330吸收在泵吸引处理和冲洗处理中从喷墨头100的喷嘴110喷出的墨水,暂时进行储存。由墨水吸收体330可防止向盖子310内的冲洗动作时喷出的液滴弹回而污染喷嘴板150。
图39是表示图38所示的管式泵320的结构的示意图。如该图39(B)所示,管式泵320是旋转式泵,包括旋转体322、在该旋转体322的圆周部上配置的4个辊子323和引导部件350。辊子323由旋转体322支撑,沿着引导部件350的导轨351对圆弧状配置的挠性管321加压。
该管式泵320通过以轴322a为中心将旋转体322在图39所示的箭头X方向上旋转,使得与管321挡接的1个或2个辊子323在Y方向上旋转,并且顺序对引导部件350的圆弧状导轨351上装载的管321加压。由此,管321变形,通过在该管321内产生的负压各喷墨头100的腔室141内的墨水(液体材料)经盖子310被吸引,混入气泡或由于干燥粘度增高的不要的墨水经喷嘴110排出到墨水吸收体330,该墨水吸收体330中吸收的排出墨水经管式泵320排出到排墨盒340(参考图38)。
该管式泵320由图中未示出的脉冲电机等的电机驱动。脉冲电机由控制部6控制。对管式泵320的旋转控制的驱动信息,例如记述旋转速度、旋转数的查找表、记述序列控制的控制程序等存储在控制部6的PROM64等中,根据这些驱动信息由控制部6的CPU61进行管式泵320的控制。
接着说明恢复部件24的动作(喷出异常恢复处理)。图40是表示本发明的喷墨打印机1(液滴喷出装置)的喷出异常恢复处理的流程图。上述喷出异常检测判定处理(参考图24的流程图)中检测出喷出异常的喷嘴110,判定其原因后,按不进行打印动作(打印动作)等的规定定时将打印部件3移动到规定待机区域(例如图36中用盖子310覆盖打印部件3的喷嘴板150的位置或擦拭器300可实施擦拭处理的位置),执行喷出异常恢复处理。
首先,控制部6读出在图24的步骤S107中在控制部6的EEPROM62中保存的与各喷嘴110对应的判定结果(这里该判定结果并非限定于各喷嘴110的内容的判定结果,而对应各喷墨头100。因此,下面所谓的喷出异常喷嘴110也意味着产生喷出异常的喷墨头100)(步骤S901)。步骤S902中,控制部6判定该读出的判定结果中是否有喷出异常的喷嘴110。并且判定为没有喷出异常的喷嘴110时,即全部的喷嘴110正常喷出液滴时,原样结束该喷出异常恢复处理。
另一方面,判定为任一喷嘴110喷出异常时,在步骤S903中控制部对判定为该喷出异常的喷嘴110是否附着纸粉进行判定。然后,判定为该喷嘴110的出口附近未附着纸粉的情况下,进入步骤S905,判定为附着纸粉的情况下,上述擦拭器300执行对喷嘴板150的擦拭处理(步骤S904)。
步骤S905中,接着控制部6对判定为上述喷出异常的喷嘴110是否混入气泡进行判定。并且,判断为混入气泡时,控制部6对全部喷嘴110执行管式泵320的泵吸引处理(步骤S906),结束该喷出异常恢复处理。另一方面,判断为未混入气泡时,控制部6根据上述测量部件17测量的振动板121的残余振动的周期的长短执行上述管式泵320的泵吸引处理或仅对判定喷出异常的喷嘴110或对全部喷嘴110执行冲洗处理(步骤S907),结束该喷出异常恢复处理。
图41是说明擦拭器(擦拭部件)的其他构成例子(擦拭器300’)的图,(a)是表示打印部件3(喷头单元35)的喷嘴面(喷嘴板150)的图,(b)是表示擦拭器300’的图。图42是表示图41所示的擦拭器300’的动作状态的图。
如图41(a)所示,在打印部件3的喷嘴面中,多个喷嘴110对应黄色(Y)、洋红(M)、蓝绿(C)、黑色(K)的各色墨水分为4个喷嘴群。本结构例的擦拭器300'通过下述结构对这4组喷嘴群按每个颜色的喷嘴群分别进行擦拭处理。
如图41(b)所示,擦拭器300’具有黄色的喷嘴群使用的擦拭部件301a、洋红色喷嘴群使用的擦拭部件301b、蓝绿色喷嘴群使用的擦拭部件301c和黑色喷嘴群使用的擦拭部件301d。如图42所示,各擦拭部件301a~301d通过图中未示出的移动机构分别独立地在副扫描方向上移动。
上述擦拭器300统一对全部喷嘴110的喷嘴面进行擦拭处理,但根据本结构例的擦拭器300’,可仅擦拭需要擦拭处理的喷嘴群,不进行无用的恢复处理。
图43是说明泵吸部件的其他结构例子的图。下面根据该图说明泵吸部件的其它构成例子,但以与上述泵吸部件不同点为中心说明,同样的事项省略说明。
如图43所示,本结构例的泵吸部件包括黄色喷嘴群用的盖子310a、洋红色喷嘴群使用的盖子310b、蓝绿色喷嘴群使用的盖子310c和黑色喷嘴群使用的盖子310d。
管式泵320的管321分支为4根支管325a~325d,各支管325a~325d分别连接各盖子310a~310d。各支管325a~325d的中途分别设置阀326a~326d。
以上的本构成例的泵吸部件通过选择各阀326a~326d的开闭对打印部件3的4组喷嘴群按每个颜色的喷嘴群分别进行泵吸引处理。由此,可仅吸引需要泵吸引处理的喷嘴群,不进行无用的恢复处理。图43中,表示出管式泵320分成4色由管321吸引的例子,但管式泵320上可按4色分别具有管。
以上说明的本发明的喷墨打印机1对全部喷嘴110进行喷出异常检测部件10的检测时,按下述的流程进行。下面本发明的喷墨打印机1中,关于喷出异常检测部件10进行检测时的以后的动作流程,依次说明2个模式,首先说明第一模式。
1A、喷墨打印机1在冲洗处理(冲洗动作)时或打印动作时如上所述对全部喷嘴110由喷出异常检测部件10进行检测。
该检测结果是有产生喷出异常的喷嘴110(叫异常喷嘴)时,喷墨打印机1优选报知该情况。作为该报知方式(方法)并不特别限定,例如可在操作屏7显示或通过声音、警报声、灯的点亮进行,或通过IF9向主计算机8等分别传递喷出异常信息等的各种方法。
2A、当1A的检测结果有产生喷出异常的喷嘴110(异常喷嘴)时,(在打印动作中则中断打印动作),由恢复部件24进行恢复处理。此时,恢复部件24像上述图40的流程图那样,进行与异常喷嘴的喷出异常原因对应种类的恢复处理。由此,例如异常喷嘴的喷出异常原因是纸粉附着时,即,直到不需要进行泵吸引处理的情况之前都不进行泵吸引处理,因此防止白白排出墨水,可降低墨水消耗量。不进行不需要种类的恢复处理,因此可缩短恢复处理需要的时间,喷墨打印机1的吞吐量(单位时间的打印张数)可提高。
该恢复处理可对全部喷嘴110进行,可至少对异常喷嘴进行。例如,作为恢复处理进行冲洗处理时,可仅对异常喷嘴进行冲洗处理。为擦拭部件、泵吸部件按图41~43所示的每个颜色的喷嘴群分别进行恢复处理的结构的情况,仅对包括1A检测出的异常喷嘴的喷嘴群进行擦拭处理或泵吸引处理。
1A中,检测出喷出异常的原因不同的多个异常喷嘴时,为消除该全部的喷出异常原因,进行多种恢复处理。
3A、当2A的恢复处理结束后,仅对1A检测出的异常喷嘴进行液滴喷出动作,仅对该异常喷嘴由喷出异常检测部件10再次进行检测。由此,可确认1A检测出的异常喷嘴是否恢复到正常状态,从而之后的打印动作中更确实防止产生喷出异常。
这里仅对异常喷嘴进行液滴喷出动作、由喷出异常检测部件10进行检测,因此不从1A中正常的喷嘴110喷出墨滴即可。这样,避免白白喷出墨水,可降低墨水消耗量。另外,也减轻喷出异常检测部件10和控制部6的负担。
通过3A中的检测发现有喷出异常的喷嘴110时,优选由恢复部件24再次进行恢复处理。
下面说明本发明的喷墨打印机1中,由喷出异常检测部件10进行检测以后的动作的流程的第二模式。即本发明中,替代上述1A~3A,用下面的1B~5B的流程控制。
1B、和上述1A同样,对全部喷嘴110由喷出异常检测部件10进行检测。
2B、在1B的检测结果是有产生喷出异常的喷嘴110(下面叫异常喷嘴)时,(在打印动作中则中断打印动作),仅对该异常喷嘴进行冲洗处理。异常喷嘴的喷出异常原因轻微等的情况下由该冲洗处理将异常喷嘴恢复为正常状态。此时,正常的喷嘴110不喷出墨滴,因此不白白消耗墨水。喷出异常检测部件10频繁进行检测等时,喷出异常原因轻微的情况居多,因此不管喷出异常的原因如何,异常喷嘴中首先进行冲洗处理,可高效迅速地进行恢复处理。
3B、当2B的冲洗处理结束后,仅对1B检测出的异常喷嘴进行液滴喷出动作,由喷出异常检测部件10仅对该异常喷嘴进行再次检测。因此,可确认1B检测出的异常喷嘴是否恢复正常状态,从而之后的打印动作中更确实防止产生喷出异常。
这里,仅对异常喷嘴进行液滴喷出动作并由喷出异常检测部件10进行检测,因此不从1B中正常的喷嘴110喷出墨滴即可。这样,避免白白喷出墨水,可降低墨水消耗量。另外,也减轻喷出异常检测部件10和控制部6的负担。
4B、在3B的检测结果是有未消除喷出异常的喷嘴110(下面叫再异常喷嘴)时,进行由恢复部件24的恢复处理。此时,恢复部件24像上述图40的流程图那样,进行与再异常喷嘴的喷出异常原因对应的种类恢复处理。由此,例如再异常喷嘴的喷出异常原因是纸粉附着时,即,直到不需要进行泵吸引处理的情况之前都不进行泵吸引处理,因此防止白白排出墨水,可降低墨水消耗量。不进行不需要种类的恢复处理,因此可缩短恢复处理需要的时间,喷墨打印机1的吞吐量(单位时间的打印张数)可提高。
由于在2B进行冲洗处理,因此该4B中优选进行这以外的恢复处理。即,再异常喷嘴的喷出异常原因在气泡混入或干燥粘度增高的情况下优选执行泵吸引处理,纸粉附着的情况下优选执行擦拭器300或300’的擦拭处理。
该4B中,上述其他方面与上述2A相同。
5B、当4B的处理结束后仅对3B检测出的再异常喷嘴进行液滴喷出动作,仅对该再异常喷嘴由喷出异常检测部件10再次进行检测。由此,可确认3B检测出的再异常喷嘴是否恢复到正常状态,从而之后的打印动作中更确实防止产生喷出异常。
这里仅对再异常喷嘴进行液滴喷出动作、由喷出异常检测部件10进行检测,因此不从1B、3B中正常的喷嘴110喷出墨滴即可。这样,避免白白喷出墨水,可降低墨水消耗量。另外,也减轻喷出异常检测部件10和控制部6的负担。
以上说明的1A~3A和1B~5B中,在进行对应喷出异常的原因的恢复处理后,优选对各喷嘴110(全部喷嘴110)执行冲洗处理。由此,防止喷嘴面(喷嘴板150)上残留的各色墨水混合,可防止墨水混色。
如以上本实施方式的液滴喷出装置(喷墨打印机1)和液滴喷出装置的喷出异常恢复方法中,包括:对多个液滴喷头(喷头单元35的多个喷墨头100)检测喷出异常和其原因的喷出异常检测部件10;从液滴喷头100的喷嘴110进行液滴喷出动作时,由该喷出异常检测部件10对该喷嘴110检测出喷出异常的情况下,根据该喷出异常的原因执行恢复处理的恢复部件(例如泵吸引处理的管式泵320、擦拭处理的擦拭器300等)。
因此,通过本发明的液滴喷出装置和喷出异常恢复方法执行与喷出异常的原因对应的适当的恢复处理(冲洗处理、泵吸引处理和擦拭处理之一或两个),因此与原来的液滴喷出装置的顺序恢复处理不同,进行恢复处理时产生的无用的排墨可减少,从而可防止液滴喷出装置整体的吞吐量降低或恶化。
本发明的液滴喷出装置(喷墨打印机1)构成为在液滴喷头(喷墨头100)上设置通过静电执行机构120的驱动而变位的振动板121,喷出异常检测部件10根据液滴喷出动作时的该振动板121的残余振动的震动模式(例如残余振动的周期)检测液滴的喷出异常。
因此,根据本发明,与现有的可检测喷出异常的液滴喷出装置相比,不需要其他部件(例如光学式漏点检测装置等),可不增大液滴喷头的大小就可检测出液滴的喷出异常,同时可将能够进行喷出异常(漏点)检测的液滴喷出装置的制造成本抑制到很低。本发明的液滴喷出装置中,使用液滴喷出动作后的振动板的残余振动检测液滴的喷出异常,因此打印动作中途可检测液滴的喷出异常。
<第二实施方式>
接着说明本发明的喷墨头的其他构成例子。图44~图47分别表示喷墨头(喷头单元)的其他结构例的截面示意图。下面根据这些图进行说明,但以与上述实施方式不同点为中心进行说明,省略同样事项的说明。
图44所示的喷墨头100A是由压电元件200的驱动使振动板212振动,从喷嘴203喷出腔室208内的墨水(液体)。形成喷嘴(孔)203的不锈钢制作的喷嘴板202上经粘接膜205粘接不锈钢制作的金属板204,其上同样经粘接膜205粘接不锈钢制作的金属板204。并且,其上依次粘接连通口形成板206和腔室板207。
喷嘴板202、金属板204、粘接膜205、连通口形成板206和腔室板207分别按规定形状(形成凹部的形状)成型,通过对这些进行重叠,形成腔室208和贮存室209。腔室208和贮存室209经供墨口210连通。贮存室209连通进墨口211。
腔室板207的上面开口部设置振动板212,该振动板212上经下部电极213粘接压电元件(PZT元件)200。压电元件200的与下部电极213相反侧粘接上部电极214。喷头驱动器215包括生成驱动电压波形的驱动电路,在上部电极214与下部电极213之间施加(供给)驱动电压波形,使得压电元件200振动,与其粘接的振动板212振动。通过该振动板212振动改变腔室208的容积(腔室内的压力),腔室208内填充的墨水(液体)从喷嘴203作为液滴喷出。
通过液滴喷出,腔室208内减少的液体量通过从贮存室209供给墨水进行补充。从取墨口211向贮存室209供给墨水。
图45所示的喷墨头100B与上述同样,由压电元件200的驱动使腔室221内的墨水(液体)从喷嘴喷出。该喷墨头100B具有一对相对的基板220,两个基板220之间隔开规定间隔间歇地配置多个压电元件200。
相邻的压电元件200之间形成腔室221。腔室221的图45中的前方设置板(未示出)、后方设置喷嘴板222,喷嘴板222的在与各腔室221对应的位置上形成喷嘴(孔)223。
各压电元件200的一面和另一面上分别设置一对电极224。即,对一个压电元件200粘接4个电极224。这些电极224中向规定电极之间施加规定驱动电压波形,使得压电元件200剪切模式变形并振动(图45中用箭头表示),通过该振动,改变腔室221的容积(腔室内的压力),腔室221内填充的墨水(液体)从喷嘴223作为液滴喷出。即喷墨头100B中压电元件200自身用作振动板。
图46所示的喷墨头100C与上述同样,由压电元件200的驱动使腔室233内的墨水(液体)从喷嘴231喷出。该喷墨头100C具有形成喷嘴231的喷嘴板230、隔板232、压电元件200。压电元件200经隔板232对喷嘴板230隔开规定距离设置,在喷嘴板230、压电元件200和隔板232包围的空间中形成腔室233。
压电元件200的图46中的上面粘接多个电极。即,压电元件200的大致中央部粘接第一电极234,其两侧部分别粘接第二电极235。第一电极234和第二电极235之间施加规定的驱动电压波形,使得压电元件200剪切模式变形并振动(图46中用箭头表示),通过该振动,改变腔室233的容积(腔室内的压力),腔室233内填充的墨水(液体)从喷嘴231作为液滴喷出。即喷墨头100C中压电元件200自身用作振动板。
图47所示的喷墨头100D与上述同样,由压电元件200的驱动使腔室245内的墨水(液体)从喷嘴241喷出。该喷墨头100D具有形成喷嘴241的喷嘴板240、腔室板242、振动板243和层叠多个压电元件200构成的层叠压电元件201。
腔室板242按规定形状(形成凹部的形状)成型,由此,形成腔室245和贮存室246。腔室245和贮存室246经供墨口247连通。贮存室246经供墨管311连通墨盒31。
层叠压电元件201的图47中的下端经中间层244粘接振动板243。层叠压电元件201上粘接多个外部电极248和内部电极249。即,层叠压电元件201的外表面上粘接外部电极248,构成层叠压电元件201的各压电元件200之间(各压电元件内部)设置内部电极249。此时,外部电极248和内部电极249的一部分在压电元件200的厚度方向上彼此重叠配置。
并且外部电极248和内部电极249之间从喷头驱动器33施加驱动电压波形,使得层叠压电元件201如图47中的箭头所示变形(图47中在上下方向伸缩)并振动,通过该振动使振动板243振动。通过该振动板243的振动,改变腔室245的容积(腔室内的压力),腔室245内填充的墨水(液体)从喷嘴241作为液滴喷出。
通过液滴喷出而在腔室245内减少的液体量,通过从贮存室246供给墨水来补充。从墨盒31经供墨管311向贮存室246供给墨水。
以上的包括压电元件的喷墨头100A~100D中,与上述的静电电容方式的喷墨头100同样,根据振动板或用作振动板的压电元件的残余振动检测出液滴喷出异常或确定其异常原因。喷墨头100B和100C中,面向腔室的位置上设置作为传感器的振动板(残余振动检测用的振动板),检测该振动板的残余振动。
<第三实施方式>
接着说明本发明的喷墨头的其他结构例。图48是表示本实施方式的喷头单元35的结构的斜视图,图49是图48所示的喷头单元35(喷墨头100H)的截面图。下面根据这些图进行说明,但以与上述实施方式的不同点为中心说明,省略同样事项的说明。
图48和图49所示的喷头单元35(喷墨头100H)根据所谓的膜沸腾喷墨方式(热喷方式),支撑板410、基板420、外壁430和隔板431、顶板440在图48和图49中从下侧依次粘接。
基板420和顶板440经外壁430和按相等间隔平行设置的多个(图中的例子中为6块)的隔板431按规定间隔设置。并且,基板420和顶板440之间形成由隔板431区分的多个(图中的例子中为5个)腔室(压力室:墨水室)141。各腔室141为长条状(长方体状)。
如图48和图49所示,各腔室141的图49中左侧端部(图48中上端)由喷嘴板(前板)433覆盖。该喷嘴板433上形成与各腔室141连通的喷嘴(孔)110,从该喷嘴110喷出墨水(液体材料)。
图48中,对喷嘴板433直线,即列状配置喷嘴110,但喷嘴的配置图案当然不限于此。
也可以不设置喷嘴板433而让各腔室141的图48中上端(图49中左端)开放,该开放的开口成为喷嘴。
顶板440上形成取墨口441,该进墨口441上经供墨管311连接墨盒31。
基板420的与各腔室141对应的场所处分别设置(埋入)发热体450。各发热体450通过包括驱动电路18的喷头驱动器(通电部件)33分别通电发热。喷头驱动器33对应从控制部6输入的打印信号(打印数据)输出例如脉冲状的信号,作为发热体450的驱动信号。
发热体450的腔室141侧的面被保护膜(耐成腔膜)451覆盖。该保护膜451设计来防止发热体450与腔室141内的墨水直接接触,通过设置该保护膜451可防止发热体450与墨水接触引起的变质、恶化等。
基板420的各发热体450的附近,对应各腔室141的位置上分别形成凹部460。该凹部460通过例如蚀刻、冲压等方法形成。
遮住凹部460的腔室141侧来设置振动板(隔膜)461。该振动板461随着腔室141内的压力(液压)的变化而在图49中的上下方向上弹性变形(弹性变位)。
该振动板461可用作电极。振动板461可以整体是导电的,或者将导电层与绝缘层进行层叠而形成。
另一方面,凹部460的另一侧由支撑板410覆盖,该支撑板410的图49中上面的对应各振动板461的位置处分别设置电极(段电极)462。
振动板461和电极462隔开规定间隙距离大致平行相向配置。
这样,通过相隔稍微的间隔距离来配置振动板461和电极462,使得可形成平行平板电容器。并且,振动板461随着腔室141内的压力在图49的上下方向上弹性变位(变形)时,对应于此,振动板461和电极462的间隙距离改变,上述平行平板电容器的静电电容变化。喷墨头100H中,振动板461和电极462作为根据上述静电电容随着振动板461的振动(残余振动(衰减振动))的时间变化来检测该喷墨头100H的异常的传感器。
基板420的腔室141以外形成共用电极470。支撑板410的腔室141外形成段电极471。电极462、共用电极470和段电极471分别通过例如金属箔的粘接、电镀、蒸镀、溅射等方法形成。
各振动板461和共用电极470由导体475电连接,各电极462和各段电极471由导体476电连接。
作为导体475、476,可分别举出①配置金属线等的导线、②在基板420或支撑板410的表面上形成例如金、铜等导电材料的薄膜或③在基板420等的导体形成部位实施离子掺杂等而附带上导电性等。
接着说明喷墨头100H的作用(动作原理)。
喷头驱动器33输出驱动信号(脉冲信号)并使发热体450通电时,发热体450瞬时加热到300℃以上的温度。由此,保护膜451上由于膜沸腾产生气泡(与成为上述的喷出异常原因的混入、产生在腔室内的气泡不同)480,该气泡480瞬时膨胀。从而,腔室141内填充慢的墨水(液体材料)的液压增大,墨水的一部分从喷嘴110作为液滴喷出。
通过墨滴的喷出使得腔室141内减少的液体量通过从进墨口441向腔室141供给新的墨水来补充。该墨水通过供墨管311内而从墨盒31供给。
墨水的液滴喷出后,气泡480急剧收缩,恢复原来状态。此时的腔室141内的压力变化使振动板461弹性变位(变形),输入下一驱动信号,再次喷出墨滴之前的期间中产生衰减振动(残余振动)。振动板461产生衰减振动时,对应此,振动板461和与其相向的电极462构成的电容器的静电电容变化。本实施方式的喷墨头100H利用该静电电容随时间的变动与上述第一实施方式的喷墨头100同样可检测喷出异常。
以上根据图示的各实施方式说明了本发明的液滴喷出装置和液滴喷出装置的喷出异常恢复方法,但本发明不限于此,可置换为构成液滴喷头或液滴喷出装置的各部分发挥同样功能的任意结构。本发明的液滴喷头或液滴喷出装置上可附加其他任意的结构物。
作为本发明的液滴喷出装置的液滴喷头(上述实施方式中是喷墨头100)喷出的喷出对象液体(液滴),并不特别限定,例如可以是包括以下各种材料的液体(包括悬浮液、乳化液等分散液体)。即,彩色打印机的滤光材料(墨水)、形成有机EL(电致发光)装置的EL发光层的发光材料、放电装置的电极上形成荧光体的荧光材料、形成PDP(等离子体显示屏)装置的荧光体的荧光材料、形成电泳显示装置的泳动体的泳动体材料、在基板W表面上形成贮存格的贮存格材料、各种涂层材料、形成电极的液体状电极材料、构成用于在2块基板间构成微小的单元(cell)间隙的隔板的粒状材料、形成金属布线的液体金属材料、形成微透镜的透镜材料、抗蚀剂材料、形成光扩散体的光扩散材料、用于DAN芯片和蛋白质芯片等的生物芯片中的各种试验液体材料等。
本发明中,成为喷出液体的对象的液滴接受物不限于记录用纸这样的纸,可以是膜、纺织布、无纺布等的媒质、玻璃基板、硅基板等各种基板这样的工件。
本发明的液滴喷出装置和液滴喷出装置的喷出异常恢复方法中,检测喷出异常和其原因的部件和方法不限于检测上述振动板121的残余振动的振动模式并进行分析的方法,可使用任何检测方法,只要可确定喷出异常的原因,就可选择适当的恢复处理。作为喷出异常(漏点)的检测方法,有通过例如使激光器等的光学传感器直接照射喷嘴内的墨水弯月液面并反射,并由受光元件检测弯月液面的振动状态、从振动状态确定堵塞的原因的方法;从一般光学式漏点检测装置(检测飞溅液滴是否进入传感器的检测范围)和喷出动作后随时间的测量结果检测有无液滴的同时以产生漏点的情况下的喷墨头的时间经过数据为基础在干燥时间内产生的现象推定为干燥、在干燥时间以外产生的现象推定为纸粉或气泡的方法;向上述结构追加振动传感器,产生漏点之前判定施加混入气泡的振动,施加的情况下推定为混入气泡的方法(此时,漏点检测部件不需要限定为光学式的,例如可使用接受墨水喷出并检测热敏部的温度变化的热敏检测方式、使墨滴带电并检测出喷出着陆后的检测电极上的电荷量的变化的方法、根据墨滴通过电极之间的情况变化的静电电容式的检测);作为纸粉附着的检测方法,由相机等将喷头面的状态作为图像信息检测或由激光等的光学传感器在喷头面附近进行扫描来检测有无纸粉附着的方法等。
作为恢复部件24执行的恢复处理之一的泵吸引恢复处理对于由于干燥等粘度增高的情况和混入气泡的情况是有效的处理,为了在任何原因下取得同样的恢复处理,在喷头单元35内检测出需要泵吸引处理的气泡混入和干燥粘度增高的喷墨头100的情况下,像图40的流程图说明的步骤S905~S907那样,不分别决定处理,对气泡混入的喷墨头100和干燥粘度增高的喷墨头100执行一次泵吸引处理。即,判断喷嘴110附近是否附着纸粉后,不判断是气泡混入还是干燥粘度增高,都执行泵吸引处理。
Claims (43)
1.一种液滴喷出装置,具有由多个液滴喷头构成的喷头单元,该多个液滴喷头通过由驱动电路驱动执行机构,将腔室内的液体作为液滴从喷嘴喷出,其特征在于,包括:
喷出异常检测部件,检测所述液滴喷头的喷出异常及其原因;
恢复部件,从所述喷嘴喷出液滴,当由所述喷出异常检测部件检测出喷出异常时,根据该喷出异常的原因执行恢复处理,
所述液滴喷头具有由所述执行机构的驱动而变位的振动板,
所述喷出异常检测部件包括判定部件,该判定部件根据所述振动板的残余振动的振动模式,判断所述液滴喷头的液滴喷出有无异常,同时,在判定为所述液滴喷头的液滴喷出有异常时,判定其喷出异常的原因,所述喷出异常检测部件检测所述振动板的残余振动,根据该检测出的所述振动板的残余振动的振动模式,检测所述液滴的喷出异常,
所述振动板的残余振动的振动模式包括所述残余振动的周期,
所述判定部件,当所述振动板的残余振动的周期比规定范围的周期短时判定为在所述腔室内混入了气泡,当所述振动板的残余振动的周期比规定阈值长时判定为在所述喷嘴附近的液体由于干燥而粘度增高了,当所述振动板的残余振动的周期比所述规定范围的周期长而比所述规定阈值短时判定为在所述喷嘴的出口附近附着了纸粉。
2.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述恢复部件包括:
擦拭部件,由擦拭器对所述液滴喷头的排列配置了喷嘴的喷嘴面进行擦拭处理;
冲洗部件,通过驱动所述执行机构,执行从喷嘴预备性喷出所述液滴的冲洗处理;
泵吸部件,由与覆盖所述液滴喷头的喷嘴面的盖子连接的泵进行泵吸引处理。
3.根据权利要求2所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件可检测的喷出异常的原因,包括在所述腔室内的气泡混入、由所述喷嘴附近的液体干燥引起的粘度增高、在所述喷嘴出口附近的纸粉附着;
所述恢复部件在气泡混入的情况下由所述泵吸部件执行泵吸引处理,在干燥粘度增高的情况下由所述冲洗部件执行冲洗处理或由所述泵吸部件执行泵吸引处理,在纸粉附着的情况下由所述擦拭器执行擦拭处理。
4.根据权利要求3所述的液滴喷出装置,其特征在于,当所述喷出异常检测部件在所述喷头单元内的多个液滴喷头中检测到需要所述泵吸引处理的气泡混入和干燥粘度增高时,所述恢复部件对所述气泡混入和干燥粘度增高的液滴喷头一起执行泵吸引处理。
5.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件包括振荡电路,所述振荡电路根据随所述振动板的残余振动而变化的所述执行机构的静电电容分量进行振荡。
6.根据权利要求5所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述振荡电路构成由所述执行机构的静电电容分量和连接所述执行机构的电阻元件的电阻分量构成的CR振荡电路。
7.根据权利要求5所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件包括F/V变换电路,该F/V变换电路通过根据所述振荡电路的输出信号的振荡频率的变化所生成的规定信号群,生成所述振动板的残余振动的电压波形。
8.根据权利要求7所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件包括波形整形电路,该波形整形电路将由所述F/V变换电路生成的所述振动板的残余振动的电压波形整形为规定波形。
9.根据权利要求8所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述波形整形电路包括从由所述F/V变换电路生成的所述振动板的残余振动的电压波形中去除直流分量的DC分量去除部件、将由所述DC分量去除部件去除了直流分量的电压波形和规定电压值进行比较的比较器;
所述比较器根据该电压比较,生成并输出矩形波。
10.根据权利要求9所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件包括测量部件,该测量部件根据由所述波形整形电路生成的所述矩形波,测量所述振动板的残余振动的周期。
11.根据权利要求10所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述测量部件具有计数器,通过该计数器对基准信号的脉冲进行计数,测量所述矩形波的上升沿之间、或者上升沿与下降沿之间的时间。
12.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征在于,还包括切换部件,该切换部件在由所述执行机构的驱动进行所述液滴喷出动作后,将与所述执行机构的连接从所述驱动电路切换为所述喷出异常检测部件。
13.根据权利要求12所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述液滴喷出装置分别具有多个所述喷出异常检测部件和所述切换部件;
与进行液滴喷出动作的所述液滴喷头对应的所述切换部件将与所述执行机构的连接从所述驱动电路切换到对应的所述喷出异常检测部件,该所切换的喷出异常检测部件检测所述液滴的喷出异常。
14.根据权利要求12所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述切换部件由分别与所述液滴喷头对应的多个单位切换部件构成;
所述喷出异常检测部件还包括决定是否对所述多个喷嘴中的任何一个检测所述液滴喷出异常的检测决定部件;
所述切换部件在通过与由所述检测决定部件决定的所述液滴喷头的喷嘴对应的所述执行机构的驱动进行所述液滴喷出动作后,将与所述执行机构的连接从所述驱动电路切换到所述喷出异常检测部件。
15.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件在成为检测对象的所述喷嘴的冲洗处理的液滴喷出动作时或打印动作的液滴喷出动作时的任一时间,检测所述液滴的喷出异常。
16.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述执行机构是静电执行机构。
17.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述执行机构是利用了压电元件的压电效应的压电执行机构。
18.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征在于,还包括存储部件,该存储部件将由所述喷出异常检测部件检测出的所述液滴的喷出异常原因与检测对象的喷嘴建立关联后存储。
19.一种液滴喷出装置,包括多个液滴喷头,该多个液滴喷头通过由驱动电路驱动执行机构、改变填充有液体的腔室内的压力,将所述液体作为液滴从与所述腔室连通的喷嘴喷出,所述液滴喷头在对液滴接受物进行相对扫描的同时,将液滴从所述喷嘴喷出,使液滴射在所述液滴接受物上,其特征在于包括:
喷出异常检测部件,检测来自所述喷嘴的液滴的喷出异常及其原因;
恢复部件,对所述液滴喷头进行消除液滴喷出异常的原因的恢复处理;
存储部件,将由所述喷出异常检测部件检测出喷出异常的喷嘴与其原因建立关联后进行存储,
所述液滴喷头的执行机构具有可以变位以改变所述腔室内的压力的振动板,
所述喷出异常检测部件包括判定部件,该判定部件根据所述振动板的残余振动的振动模式,判断所述液滴喷头的液滴喷出有无异常,同时,在判定为所述液滴喷头的液滴喷出有异常时,判定其喷出异常的原因,
所述振动板的残余振动的振动模式包括所述残余振动的周期,
所述判定部件在所述振动板的残余振动的周期比规定范围的周期短时,判定为在所述腔室内混入了气泡,在所述振动板的残余振动的周期比规定阈值长时,判定为所述喷嘴附近的液体由于干燥而粘度增高了,在所述振动板的残余振动的周期比所述规定范围的周期长、比所述规定阈值短时,判定为在所述喷嘴的出口附近附着了纸粉,
在所述喷出异常检测部件对所述所有喷嘴进行了检测时,在有产生了喷出异常的异常喷嘴时,通过所述恢复部件至少对所述异常喷嘴执行与其喷出异常的原因对应的恢复处理,之后,仅对所述异常喷嘴进行液滴喷出动作,再次由所述喷出异常检测部件进行检测。
20.根据权利要求19所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述恢复部件包括:
擦拭部件,通过擦拭器对所述液滴喷头的排列配置了喷嘴的喷嘴面进行擦拭处理;
冲洗部件,驱动所述执行机构执行从所述喷嘴预备性喷出液滴的冲洗处理;
泵吸部件,由与覆盖所述液滴喷头的喷嘴面的盖子连接的泵进行泵吸引处理。
21.根据权利要求20所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件可检测的喷出异常的原因包括在所述腔室内的气泡混入、由所述喷嘴附近的液体干燥引起的粘度增高、在所述喷嘴出口附近的纸粉附着;
所述恢复部件当所述异常喷嘴的喷出异常原因是气泡混入时由所述泵吸部件执行泵吸引处理,当是干燥粘度增高时由所述冲洗部件执行冲洗处理或由所述泵吸部件执行泵吸引处理,当是纸粉附着时由所述擦拭器执行擦拭处理。
22.一种液滴喷出装置,包括多个液滴喷头,该多个液滴喷头通过由驱动电路驱动执行机构、改变填充有液体的腔室内的压力,将所述液体作为液滴从与所述腔室连通的喷嘴喷出,所述液滴喷头在对液滴接受物进行相对扫描的同时,将液滴从所述喷嘴喷出,使液滴射在所述液滴接受物上,其特征在于包括:
喷出异常检测部件,检测来自所述喷嘴的液滴的喷出异常及其原因;
恢复部件,对所述液滴喷头进行消除液滴喷出异常的原因的恢复处理;
存储部件,将由所述喷出异常检测部件检测出喷出异常的喷嘴与其原因建立关联进行存储,
所述液滴喷头的执行机构具有可以变位以改变所述腔室内的压力的振动板,
所述喷出异常检测部件包括判定部件,该判定部件根据所述振动板的残余振动的振动模式,判断所述液滴喷头的液滴喷出有无异常,同时,在判定为所述液滴喷头的液滴喷出有异常时,判定其喷出异常的原因,
所述振动板的残余振动的振动模式包括所述残余振动的周期,
所述判定部件在所述振动板的残余振动的周期比规定范围的周期短时,判定为在所述腔室内混入了气泡,在所述振动板的残余振动的周期比规定阈值长时,判定为所述喷嘴附近的液体由于干燥而粘度增高了,在所述振动板的残余振动的周期比所述规定范围的周期长、比所述规定阈值短时,判定为在所述喷嘴的出口附近附着了纸粉,
所述恢复部件包括驱动所述执行机构执行从所述喷嘴预备性喷出液滴的冲洗处理的冲洗部件,
在所述喷出异常检测部件对所述所有喷嘴进行了检测时,在有产生了喷出异常的异常喷嘴时,仅对所述异常喷嘴执行冲洗处理后,仅对所述异常喷嘴进行液滴喷出动作,再次由所述喷出异常检测部件进行检测,在存在没有消除喷出异常的再异常喷嘴时,通过所述恢复部件至少对所述再异常喷嘴执行与该再异常喷嘴的喷出异常的原因对应的恢复处理,之后,仅对所述再异常喷嘴进行液滴喷出动作,再次由所述喷出异常检测部件进行检测。
23.根据权利要求22所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述恢复部件还包括:
擦拭部件,通过擦拭器对所述液滴喷头的排列配置了喷嘴的喷嘴面进行擦拭处理;
泵吸部件,通过与覆盖所述液滴喷头的喷嘴面的盖子连接的泵进行泵吸引处理。
24.根据权利要求23所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件可检测的喷出异常的原因包括在所述腔室内的气泡混入、由所述喷嘴附近的液体干燥引起的粘度增高、在所述喷嘴出口附近的纸粉附着;
所述恢复部件当所述再异常喷嘴的喷出异常原因是气泡混入或干燥粘度增高时由所述泵吸部件执行泵吸引处理,当是纸粉附着时由所述擦拭器执行擦拭处理。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述恢复部件进行对应所述喷出异常的原因的恢复处理后,对所述各喷嘴执行冲洗处理。
26.根据权利要求20、21、23或24中任一项所述的液滴喷出装置,所述擦拭部件能够对多组喷嘴群的每组分别进行擦拭处理,根据所述异常喷嘴或所述再异常喷嘴的喷出异常的原因进行擦拭处理时,仅对包括所述异常喷嘴或所述再异常喷嘴的喷嘴群进行擦拭处理。
27.根据权利要求20、21、23或24中任一项所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述泵吸部件能够对多组喷嘴群的每组分别进行泵吸引处理,根据所述异常喷嘴或所述再异常喷嘴的喷出异常的原因进行泵吸引处理时,仅对包括所述异常喷嘴或所述再异常喷嘴的喷嘴群进行泵吸引处理。
28.根据权利要求26所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述多组喷嘴群喷出的液滴的种类彼此不同。
29.根据权利要求19或22所述的液滴喷出装置,其特征在于,还包括报知部件,该报知部件在所述喷出异常检测部件进行检测的结果是有检测出喷出异常的喷嘴的情况下,报知该情况。
30.根据权利要求19或22所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述执行机构是静电执行机构。
31.根据权利要求19或22所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述执行机构是利用了压电元件的压电效应的压电执行机构。
32.根据权利要求19或22所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件包括振荡电路,所述振荡电路根据由于所述振动板的残余振动而变化的所述执行机构的静电电容分量进行振荡。
33.根据权利要求32所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述振荡电路构成由所述执行机构的静电电容分量和连接所述执行机构的电阻元件的电阻分量构成的CR振荡电路。
34.根据权利要求19或22所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述液滴喷头的执行机构具有加热所述腔室内填充的液体并使之产生膜沸腾的发热体;
所述液滴喷头还包括随着所述腔室内的压力变化而弹性变位的振动板和与所述振动板相向设置的电极;
所述喷出异常检测部件检测所述振动板的残余振动,根据该检测出的所述振动板的残余振动的振动模式,检测喷出异常。
35.根据权利要求34所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件包括振荡电路,该振荡电路根据由所述振动板和所述电极构成的电容器的静电电容随着所述振动板的残余振动的随时间变化进行振荡。
36.根据权利要求35所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述振荡电路构成由所述执行机构的静电电容分量和电阻元件的电阻分量构成的CR振荡电路。
37.根据权利要求32所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件包括F/V变换电路,该F/V变换电路通过根据所述振荡电路的输出信号的振荡频率的变化生成的规定信号群,生成所述振动板的残余振动的电压波形。
38.根据权利要求33、35和36中任一项所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件包括F/V变换电路,该F/V变换电路通过根据所述振荡电路的输出信号的振荡频率的变化生成的规定信号群,生成所述振动板的残余振动的电压波形。
39.根据权利要求37所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件包括波形整形电路,该波形整形电路将由所述F/V变换电路生成的所述振动板的残余振动的电压波形整形为规定波形。
40.根据权利要求39所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述波形整形电路包括从由所述F/V变换电路生成的所述振动板的残余振动的电压波形中去除直流分量的DC分量去除部件、将由所述DC分量去除部件去除了直流分量的电压波形和规定电压值进行比较的比较器;
所述比较器根据该电压比较,生成并输出矩形波。
41.根据权利要求40所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述喷出异常检测部件包括测量部件,该测量部件从所述波形整形电路生成的所述矩形波,测量所述振动板的残余振动的周期。
42.根据权利要求41所述的液滴喷出装置,其特征在于,所述测量部件具有计数器,通过该计数器对基准信号的脉冲进行计数,测量所述矩形波的上升沿之间、或上升沿与下降沿之间的时间。
43.一种液滴喷出装置的喷出异常恢复方法,该液滴喷出装置具有由多个液滴喷头构成的喷头单元,该多个液滴喷头通过驱动电路驱动执行机构,将腔室内的液体作为液滴从喷嘴喷出,其特征在于:
包括:通过喷出异常检测部件检测所述液滴喷头的喷出异常及其原因的阶段;和
在从所述喷嘴喷出液滴时,在通过喷出异常检测部件检测出喷出异常的情况下,通过恢复部件,根据该喷出异常的原因执行恢复处理的阶段,
所述液滴喷头具有由所述执行机构的驱动而变位的振动板,
所述喷出异常检测部件包括判定部件,该判定部件根据所述振动板的残余振动的振动模式,判断所述液滴喷头的液滴喷出有无异常,同时,在判定为所述液滴喷头的液滴喷出有异常时,判定其喷出异常的原因,所述喷出异常检测部件检测所述振动板的残余振动,根据该检测出的所述振动板的残余振动的振动模式,检测所述液滴的喷出异常,
所述振动板的残余振动的振动模式包括所述残余振动的周期,
所述判定部件,当所述振动板的残余振动的周期比规定范围的周期短时判定为在所述腔室内混入了气泡,当所述振动板的残余振动的周期比规定阈值长时判定为在所述喷嘴附近的液体由于干燥而粘度增高了,当所述振动板的残余振动的周期比所述规定范围的周期长而比所述规定阈值短时判定为在所述喷嘴的出口附近附着了纸粉。
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