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CN1753784A - 液滴喷出装置及液滴喷头的喷出异常检测·判定方法 - Google Patents

液滴喷出装置及液滴喷头的喷出异常检测·判定方法 Download PDF

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CN1753784A CNA2004800048861A CN200480004886A CN1753784A CN 1753784 A CN1753784 A CN 1753784A CN A2004800048861 A CNA2004800048861 A CN A2004800048861A CN 200480004886 A CN200480004886 A CN 200480004886A CN 1753784 A CN1753784 A CN 1753784A
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Abstract

本发明提供一种液滴喷出装置,具备:具有振动板、使振动板位移的促动器、将因振动板的位移而增减的空腔内的液体作为液滴喷出的喷嘴的多个液滴喷头(100)、驱动促动器的驱动电路、选择从多个液滴喷头(100)的哪个喷嘴中喷出液滴的喷出选择机构(182)、检测振动板的残留振动并基于所检测出的残留振动的振动模式来检测液滴的喷出异常的喷出异常检测机构(10)、在利用促动器的驱动进行的液滴的喷出动作后将与促动器的连接从驱动电路切换为喷出异常检测机构(10)的切换机构(23)。

Description

液滴喷出装置及液滴喷头的喷出异常检测·判定方法
技术领域
本发明涉及液滴喷出装置及液滴喷头的喷出异常检测·判定方法。
背景技术
作为液滴喷出装置的一种的喷墨打印机从多个喷嘴中喷出墨滴(液滴)而在给定的用纸上进行图像形成。在喷墨打印机的印刷头(喷墨头)中,设有多个喷嘴,但有时会因墨液的粘度的增加、气泡的混入、灰尘或纸粉的附着等原因,使得若干个喷嘴堵塞而无法喷出墨滴。当喷嘴堵塞时,就会在所打印的图像内产生漏点,从而成为使图像质量变差的原因。
以往,作为检测此种墨滴的喷出异常(以下也称为「漏点」)的方法,考虑过对每个喷墨头的喷嘴光学地检测从喷墨头的喷嘴中未喷出墨滴的状态(墨滴喷出异常状态)的方法(例如特开平8-309963号公报等)。利用该方法,就能够特定发生了漏点(喷出异常)的喷嘴。
但是,所述的光学式的漏点(液滴喷出异常)检测方法中,包括光源及光学传感器的检测器被安装在液滴喷出装置(例如喷墨打印机)上。该检测方法中,一般来说有如下的问题,即,为了使从液滴喷头(喷墨头)的喷嘴中喷出的液滴通过光源和光学传感器之间,将光源和光学传感器之间的光阻断,必须用精密的精度(高精度)设定(设置)光源及光学传感器的问题。另外,此种检测器通常十分昂贵,还有喷墨打印机的制造成本增大的问题。另外,还有可能因来自喷嘴的墨液喷雾或印刷用纸等的纸粉,将光源的输出部或光学传感器的检测部弄脏,使得检测器的可靠性出问题。
另外,所述的光学式的漏点检测方法中,虽然可以检测喷嘴的漏点,即可以检测墨滴的喷出异常(不喷出),但是无法基于该检测结果特定(判定)漏点(喷出异常)的原因,因而也有不可能选择、执行与漏点的原因对应的合适的恢复处理的问题。由此,例如尽管是能够用擦拭处理恢复的状态,但是通过从喷墨头对墨液进行泵抽吸等,而使得排出墨液(浪费的墨液)增加,或因未进行合适的恢复处理而进行多次恢复处理,使得喷墨打印机(液滴喷出装置)的生产能力降低或变差。
但是,通常来说,液滴喷出装置(喷墨头)虽然具有多个喷嘴及与之对应的促动器,但是在具有此种多个喷嘴的液滴喷出装置中,很难不使装置的生产能力降低或变差地检测出液滴(墨滴)的喷出异常(不喷出),即检测出印刷(记录)动作时的漏点。
发明内容
本发明的目的在于,提供在具有多个喷嘴的液滴喷头及液滴喷出装置中,不使生产能力降低或变差,而利用液滴喷出后的促动器的振动板的静电容量的变化,特定振动板的残留振动的周期,由此可以检测出液滴喷头的液滴喷出异常,并且特定该漏点的原因的液滴喷出装置及液滴喷头的喷出异常检测·判定方法。
为了解决所述问题,本发明的一个实施方式中,本发明的液滴喷出装置的特征是,具备:
多个液滴喷头,所述液滴喷头具有振动板、使所述振动板位移的促动器、在内部填充有液体并利用所述振动板的位移来增减该内部的压力的空腔、与所述空腔连通而利用所述空腔内的压力的增减将所述液体作为液滴喷出的喷嘴、
驱动所述促动器的驱动电路、
选择从所述多个液滴喷头当中的哪个液滴喷头的喷嘴中喷出液滴的喷出选择机构、
检测所述振动板的残留振动并基于该被检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常的喷出异常检测机构、
在利用所述促动器的驱动进行的液滴的喷出动作后,将与所述促动器的连接从所述驱动电路切换为所述喷出异常检测机构的切换机构。
利用本发明的一个实施方式的液滴喷出装置,就可以检测·判定具有多个喷嘴的液滴喷头的各个喷嘴的喷出异常,并且可以按比例缩小此种液滴喷出装置的电路构成,从而可以防止其制造成本的增加。
这里,本发明的液滴喷出装置中,最好对所述多个液滴喷头,依次逐一地进行所述液滴的喷出异常的检测。这样,就可以可靠地检测·判定全部的喷嘴的喷出异常。
另外,本发明的其他的实施方式中,本发明的液滴喷出装置的特征是,具备:
多个液滴喷头,所述液滴喷头具有振动板、使所述振动板位移的促动器、在内部填充有液体并利用所述振动板的位移来增减该内部的压力的空腔、与所述空腔连通而利用所述空腔内的压力的增减将所述液体作为液滴喷出的喷嘴、
驱动所述促动器的驱动电路、
选择从所述多个液滴喷头当中的哪个液滴喷头的喷嘴中喷出液滴的喷出选择机构、
与利用所述喷出选择机构选择的所述液滴喷头对应地检测出所述振动板的残留振动,基于该被检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常的多个喷出异常检测机构、
在利用所述促动器的驱动进行的液滴的喷出动作后,将与所述促动器的连接从所述驱动电路分别切换为所述多个喷出异常检测机构当中的与所述促动器对应的所述喷出异常检测机构的切换机构。
利用本发明的其他的实施方式的液滴喷出装置,由于可以一次执行对具有多个喷嘴的液滴喷头的各个喷嘴的喷出异常的检测·判定处理,因此就可以在短时间内对全部或任意的喷嘴进行喷出异常的检测·判定。
这里,本发明的液滴喷出装置中,最好对所述多个液滴喷头,大致同时地进行所述液滴的喷出异常的检测。这样,就可以可靠地并且在短时间内对全部的喷嘴的喷出异常进行检测·判定。
另外,本发明的液滴喷出装置中,最好所述切换机构基于给定的切换信号(例如驱动/检测切换信号)的输入,执行切换动作。另外,此时本发明的液滴喷出装置也可以还具备按照对与由所述喷出选择机构选择了的液滴喷头对应的所述切换机构进行切换动作的方式进行控制的切换控制机构。最好所述切换控制机构由与所述多个切换机构对应地配置于所述喷出选择机构和各个切换机构之间的多个逻辑积电路构成。这样,未输入切换信号的切换机构就不进行切换动作,由此,由于所对应的喷出异常检测机构不执行检测·判定处理,因此就可以避免多余的喷出异常的检测·判定处理。
本发明的其他的实施方式中,本发明的液滴喷出装置的特征是,具备:
多个液滴喷头,所述液滴喷头具有振动板、使所述振动板位移的促动器、在内部填充有液体并利用所述振动板的位移来增减该内部的压力的空腔、与所述空腔连通而利用所述空腔内的压力的增减将所述液体作为液滴喷出的喷嘴、
驱动所述促动器的驱动电路、
选择从所述多个液滴喷头当中的哪个液滴喷头的喷嘴中喷出液滴的喷出选择机构、
检测所述振动板的残留振动并基于该被检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常的喷出异常检测机构、
决定所述喷出异常检测机构对所述多个喷嘴的哪个喷嘴检测出液滴的喷出异常的检测决定机构、
在利用与由所述检测决定机构决定了的所述液滴喷头的喷嘴对应的所述促动器的驱动进行的液滴的喷出动作后,将与所述促动器的连接从所述驱动电路切换为所述喷出异常检测机构的切换机构。
利用本实施方式的液滴喷出装置,就可以对所述其他的实施方式的液滴喷出装置,更为有效地进行喷出异常的检测·判定。另外,相对于具备多个喷出异常检测机构的液滴喷出装置,由于本实施方式的液滴喷出装置具备1个喷出异常检测机构即可,因此就可以按比例缩小其电路构成,并且可以防止其制造成本的增加。
这里,本实施方式中,所述检测决定机构也可以包括选择对与所述多个液滴喷头的哪个对应的所述切换机构进行切换动作的切换选择机构、按照对与所述切换选择机构及所述喷出选择机构选择了的液滴喷头对应的所述切换机构进行切换动作的方式控制的切换控制机构,在与由所述检测决定机构决定了的液滴喷头对应的所述切换机构被所述切换控制机构进行了切换动作时,所述喷出异常检测机构检测出所对应的液滴喷头的喷出异常。
另外,所述检测决定机构最好反复循环进行所述多个液滴喷头中以给定的顺序依次选择液滴喷头的选择动作,在所述液滴的喷出动作的动作时序与所述液滴喷头的选择时序一致了的时刻,将该时序一致了的所述液滴喷头作为检测所述液滴的喷出异常的液滴喷头决定。这样,由于只要具备1个喷出异常检测机构即可,因此就可以将其电路构成按比例缩小,并且可以防止其制造成本的增加。
另外,最好在所述的任意一个实施方式的液滴喷出装置中,所述喷出异常检测机构都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印字动作时的液滴喷出动作时的任意一个时序下检测液滴的喷出异常。像这样,本发明的液滴喷出装置由于在印刷(记录)动作时,即在印字动作的液滴喷出动作时也可以检测液滴的喷出异常,因此就不会使液滴喷出装置的生产能力降低或变差。
这里,所谓所述振动板的残留振动是指,在所述促动器利用所述驱动电路的驱动信号(电压信号)进行了液滴喷出动作后,在直至被输入下一个驱动信号而再次执行液滴喷出动作期间,所述振动板利用该液滴喷出动作在振动衰减的同时继续振动的状态。
另外,最好所述喷出异常检测机构包括基于所述振动板的残留振动的振动模式,判定所述液滴喷头的液滴的喷出异常的有无的判定机构。此外,最好所述判定机构在判定为所述液滴喷头有液滴的喷出异常时,判定该喷出异常的原因。这里,所述振动板的残留振动的振动模式也可以包括所述残留振动的周期。这样,就可以判定在光学式检测装置等以往的可以进行漏点检测的装置中不可能判定的液滴的喷出异常的原因,这样,就可以根据需要,针对该原因选择、执行合适的恢复处理。
这里,最好所述判定机构在所述振动板的残留振动的周期小于给定的范围的周期时,判定为气泡混入了所述空腔内,在所述振动板的残留振动的周期大于给定的阈值时,判定为所述喷嘴附近的液体因干燥而增粘。另外,最好所述判定机构在所述振动板的残留振动的周期大于所述给定的范围的周期,而小于所述给定的阈值时,判定为纸粉附着在所述喷嘴的出口附近。而且,在本发明中,所谓「纸粉」并不仅限于单纯地从记录用纸等中产生的纸粉,是指例如包括在送纸滚筒(供纸滚筒)等的橡胶的切口端或空气中浮游的灰尘等的附着在喷嘴附近而成为液滴喷出的阻碍的全部粉末。
而且,本发明的液滴喷出装置也可以还具备储存由所述判定机构判定了的判定结果的存储机构。这样,就可以基于所储存的判定结果,例如在印字动作结束后等适当的时候执行适当的恢复处理。
另外,最好所述喷出异常检测机构具备起振电路,基于因所述振动板的残留振动而变化的所述促动器的静电容量成分,该起振电路起振。此外,所述起振电路也可以构成由所述促动器的静电容量成分、与所述促动器连接的电阻元件的电阻成分形成的CR起振电路。像这样,本发明的液滴喷出装置由于将振动板的残留振动波形(残留振动的电压波形)作为促动器的静电容量成分的时间系列的微小变化(起振周期的变化)而检测出,因此在促动器中使用了压电元件的情况下,就可以不依赖于该起电压的大小,而正确地检测出振动板的残留振动波形。
这里,最好所述起振电路的起振频率被按照达到比所述振动板的残留振动的振动频率还高大约1个数量级以上的频率的方式构成。像这样,通过将起振电路的起振频率设定为振动板的残留振动的振动频率的数十倍左右的频率,就可以更为正确地检测出该振动板的残留振动,由此就可以更为正确地检测出液滴的喷出异常。
另外,最好所述喷出异常检测机构包括根据基于所述起振电路的输出信号的起振频率的变化而生成的给定的信号组,生成所述振动板的残留振动的电压波形的F/V转换电路。像这样,通过使用F/V转换电路生成电压波形,就可以在检测残留振动波形时,将其检测灵敏度设定得较大,而不对促动器的驱动造成影响。
另外,最好所述喷出异常检测机构包括将由所述F/V转换电路生成的所述振动板的残留振动的电压波形整形为给定的波形的波形整形电路。此外,最好该波形整形电路包括从由所述F/V转换电路生成的所述振动板的残留振动的电压波形中除去直流成分的DC成分除去机构、比较由该DC成分除去机构除去了直流成分的电压波形和给定的电压值的比较器,该比较器基于该电压比较,生成矩形波而输出。
另外,最好所述喷出异常检测机构包括从由所述波形整形电路生成的所述矩形波中计测所述振动板的残留振动的周期的计测机构。另外,所述计测机构也可以具有计数器,该计数器通过对基准信号的脉冲计数,计测所述矩形波的上升边沿之间或上升边沿和下降边沿之间的时间。像这样,通过使用计数器计测矩形波的周期,就可以更为简单地并且更为正确地检测出振动板的残留振动的周期。
而且,所述促动器既可以是静电式促动器,也可以是利用了压电元件的压电效应的压电促动器。本发明的液滴喷出装置由于不仅可以使用由如上所述的电容器构成的静电促动器,还可以使用压电促动器,因此就可以将本发明适用于已有的大部分的液滴喷出装置。另外,最好本发明的液滴喷出装置包括喷墨打印机。
另外,本发明的液滴喷出装置的特征是,具备:
多个液滴喷头,所述液滴喷头具有振动板、使所述振动板位移的促动器、在内部填充有液体并利用所述振动板的位移来增减该内部的压力的空腔、与所述空腔连通而利用所述空腔内的压力的增减将所述液体作为液滴喷出的喷嘴、
驱动所述促动器的驱动电路、
选择从所述液滴喷头当中的哪个喷嘴中喷出液滴的喷出选择机构、
检测所述振动板的残留振动并基于该被检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常的喷出异常检测机构、
将与所述促动器的连接切换为所述驱动电路或所述喷出异常检测机构的切换机构、
控制所述喷出选择机构的控制机构。
这里,最好所述控制机构基于选择进行液滴喷出或液滴的喷出异常检测的所述液滴喷头的喷嘴的数据、与所述驱动电路的状态对应地控制所述切换机构的切换动作的驱动/检测切换信号,控制所述喷出选择机构。
另外,最好所述控制机构的特征是,在进行喷出动作时,将所述促动器与所述驱动电路连接,在检测液滴的喷出异常时,在利用由所述驱动电路输出的驱动信号使所述振动板产生了位移动作后,将与所述促动器的连接从所述驱动电路切换为所述喷出异常检测机构。
最好所述切换机构将所述促动器与所述喷出异常检测机构连接的期间为所述驱动信号和所述驱动信号之间,即,为驱动休止期间内。
另外,最好所述喷出异常检测机构对由所述喷出选择机构选择的喷嘴检测所述喷出异常。此时,由所述喷出选择机构选择的喷嘴也可以对液滴喷头的每一个喷嘴扫描而检测液滴喷头的所述喷出异常。
这里,本发明的液滴喷出装置也可以设有多个与多个喷嘴分别对应的所述喷出异常检测机构、所述切换机构。此时,最好利用所述喷出选择机构选择液滴喷头的全部的喷嘴,对全部的喷嘴同时检测所述喷出异常。取而代之,本发明的液滴喷出装置也可以如下构成,即,还具备选择与由所述喷出选择机构选择的多个喷嘴同步的多个所述切换机构,并输入所述驱动/检测切换信号的切换控制机构,对由所述喷出选择机构选择的多个喷嘴同时地检测所述喷出异常。
另外,最好也可以设有与多个喷嘴分别对应的多个切换机构、任意地选择所述切换机构并输入所述驱动/检测切换信号的切换选择机构。
所述切换选择机构也可以如下构成,即,基于由所述控制机构输出的扫描信号,循环经过多个所述切换机构地对所述切换机构逐个元件地进行选择。另外,最好所述切换选择机构被以与由所述喷出选择机构选择的喷嘴的时序同步地执行。
最好也可以如下构成,即,将所述切换选择机构的输出向所述切换控制机构输入,基于所述切换选择机构的选择结果和所述切换控制机构的选择结果的逻辑积,向所述切换机构输入所述驱动/检测切换信号,与该切换机构对应的所述喷出异常检测机构检测出所述喷出异常。
另外,最好所述喷出异常检测机构如下构成,即,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印字动作的液滴喷出动作时的任意一个时序检测所述喷出异常。
另外,本发明的其他的实施方式中,本发明的液滴喷出装置是具备:
具有促动器和利用所述促动器的驱动而位移的振动板,利用所述促动器的驱动,将空腔内的液体作为液滴从喷嘴中喷出的多个液滴喷头、
驱动所述促动器的驱动电路、
检测所述振动板的残留振动并基于该被检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常的喷出异常检测机构、
具有进行驱动所述促动器而从喷嘴中预备性地喷出所述液滴的冲洗处理的冲洗机构,对所述液滴喷头,进行消除所述喷出异常的原因的恢复处理的恢复机构,其特征是,
将n(其中n为自然数)个所述液滴喷头设为1个组块,具有m(其中m为自然数)个所述组块,
具有与所述组块相同数目的所述喷出异常检测机构,各个喷出异常检测机构被分配为给定的所述组块,
为了良好地维持所述各液滴喷头的喷嘴的状态,使所述冲洗机构动作,向从所述各液滴喷头的喷嘴中液滴都可以命中的给定的区域喷出n次,此时,所述各喷出异常检测机构分别在被分配的所述组块中,对所述n个液滴喷头,依次进行所述喷出异常的检测。
根据本发明的其他的实施方式的液滴喷出装置,由于在冲洗处理时进行喷出异常的检测·判定,因此就不会为了该喷出异常的检测·判定而特别地花费时间,因而十分有效,并且还可以将墨液等液体的消耗量抑制为最小限度,可以对具有多个喷嘴的液滴喷头的各个喷嘴的喷出异常进行检测·判定。
另外,由于喷出液滴的次数(n次)与1个组块中的液滴喷头的个数(n个)一致,设有与组块相同数目(m个)的喷出异常检测机构,因此就可以在液滴的n次喷出中,依次逐一地可靠地进行喷嘴的喷出异常的检测·判定,另外可以减少喷出异常检测机构的个数,可以将电路构成按比例缩小,并且可以防止制造成本的增加。
这里,本发明的液滴喷出装置中,最好具有在利用所述促动器的驱动进行的液滴的喷出动作后,将与所述促动器的连接从所述驱动电路切换为所述喷出异常检测机构的切换机构。
另外,最好具有基于所述振动板的残留振动的振动模式,判定所述液滴喷头的液滴的喷出异常的有无的判定机构。此外,最好所述判定机构在判定为所述液滴喷头有液滴的喷出异常时,判定该喷出异常的原因。另外,最好所述判定机构在所述振动板的残留振动的周期小于给定的范围的周期时,判定为气泡混入了所述空腔内,在所述振动板的残留振动的周期大于给定的阈值时,判定为所述喷嘴附近的液体因干燥而增粘。这样,就可以判定在光学式检测装置等以往的可以进行漏点检测的装置中不可能判定的液滴的喷出异常的原因,这样,就可以根据需要,针对该原因选择、执行合适的恢复处理。
另外,最好定期地进行将所述液滴喷出n次而进行的喷出异常的检测。这样,就可以将各液滴喷头的喷嘴的状态维持良好,并且可以定期地检测·判定各喷嘴的喷出异常。
另外,最好在所述液滴喷头每次往复时进行将所述液滴喷出n次而进行的喷出异常的检测。这样,就可以将各液滴喷头的喷嘴的状态维持良好,并且可以在液滴喷头每次往复时,检测·判定各喷嘴的喷出异常。
另外,最好在接入该液滴喷出装置的电源后立即进行将所述液滴喷出n次而进行的喷出异常的检测。这样,当液滴喷出装置的电源被接入时,就可以在其后不久,可靠地将各液滴喷头的喷嘴设为良好的状态,并且可以检测·判定各喷嘴的喷出异常。
另外,最好在利用所述恢复机构进行的恢复处理后立即进行将所述液滴喷出n次而进行的喷出异常的检测。这样,当执行了恢复处理时,就可以在其后不久,可靠地将各液滴喷头的喷嘴设为良好的状态,并且可以检测·判定各喷嘴的喷出异常。
另外,在本发明的其他的方式中,本发明的液滴喷头的喷出异常检测·判定方法的特征是,选择从具有振动板、促动器、喷嘴的多个液滴喷头当中的哪个液滴喷头的喷嘴中喷出液滴,在通过驱动所选择的液滴喷头的促动器而使所述振动板振动,进行了从所述喷嘴中喷出液滴的动作后,从驱动所述驱动器的驱动电路切换为检测电路,在该检测电路中,检测出所述振动板的残留振动,基于所检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常。
这里,最好与所述多个液滴喷头分别对应地具备多个所述检测电路,在液滴的喷出动作后,将所述促动器的连接从所述驱动电路分别切换为与该促动器对应的检测电路。此时,也可以仅对所述被选择的液滴喷头执行从所述驱动电路向所述检测电路的切换动作。
另外,最好特定所述多个液滴喷头的任意的液滴喷头,对该被特定了的任意的液滴喷头执行所述切换动作。此外,最好在成为检测对象的所述喷嘴的冲洗处理中的液滴喷出动作时或印字动作中的液滴喷出动作时的任意一个时序检测液滴的喷出异常。
另外,最好基于所述振动板的残留振动的振动模式,判定所述液滴喷头的液滴的喷出异常的有无,并且在判定为所述液滴喷头有液滴的喷出异常时,判定该喷出异常的原因。
另外,最好所述残留振动的振动模式为残留振动的周期,在该被检测的残留振动的周期小于给定的范围的周期时,作为所述喷出异常的原因,判定为气泡混入了所述液滴喷头的空腔内,在该被检测的残留振动的周期大于给定的阈值时,作为所述喷出异常的原因,判定为所述液滴喷头的喷嘴附近的液体因干燥而增粘,在该被检测的残留振动的周期大于所述给定的范围的周期,而小于所述给定的阈值时,作为所述喷出异常的原因,判定为纸粉附着在所述液滴喷头的喷嘴的出口附近。而且,最好将在所述喷嘴机构中被判定了的判定结果储存在存储部中。
附图说明
图1是表示作为本发明的液滴喷出装置的一种的喷墨打印机的构成的概略图。
图2是概略性地表示本发明的喷墨打印机的主要部分的方框图。
图3是图2所示的喷头组件内的1个喷墨头的概略性的剖面图。
图4是表示图2的喷头组件的与1种颜色的墨液对应的概略性的构成的分解立体图。
图5是使用4色墨液的喷头组件的喷嘴平板的喷嘴配置图案的一个例子。
图6是表示图3的III-III剖面的驱动信号输入时的各状态的状态图。
图7是表示预想了图3的振动板的残留振动的单振动的计算模型的电路图。
图8是表示图3的振动板的残留振动的实验值和计算值的关系的图表。
图9是气泡混入了图3的空腔内时的喷嘴附近的概念图。
图10是表示因气泡向空腔中的混入而使墨滴无法喷出的状态的残留振动的计算值及实验值的图表。
图11是图3的喷嘴附近的墨液因干燥而固着时的喷嘴附近的概念图。
图12是表示喷嘴附近的墨液的干燥增粘状态的残留振动的计算值及实验值的图表。
图13是纸粉附着在了图3的喷嘴出口附近时的喷嘴附近的概念图。
图14是表示纸粉附着在了喷嘴出口的状态的残留振动的计算值及实验值的图表。
图15是表示纸粉附着在喷嘴附近前后的喷嘴的状态的照片。
图16是图3所示的喷出异常检测机构的概略性的方框图。
图17是将图3的静电促动器设为平行平板电容器时的概念图。
图18是包括由图3的静电促动器构成的电容器的起振电路的电路图。
图19是图16所示的喷出异常检测机构的F/V转换电路的电路图。
图20是表示基于从本发明的起振电路中输出的起振频率的各部的输出信号等的时序的时序表。
图21是用于说明固定时间tr及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构成的电路图。
图23是表示驱动电路和检测电路的切换机构的概略情况的方框图。
图24是表示本发明的喷出异常检测·判定处理的流程图。
图25是表示本发明的残留振动检测处理的流程图。
图26是表示本发明的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(喷出异常检测机构为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(喷出异常检测机构的数目与喷墨头的数目相同的情况)。
图29是多个喷墨头的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测机构的数目与喷墨头的数目相同,在有印字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(喷出异常检测机构的数目与喷墨头的数目相同,循环经过各喷墨头而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及图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及图29所示的喷墨打印机的印字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印字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概略性的构造(局部省略)的图。
图37是表示图36所示的擦拭器和喷头组件的位置关系的图。
图38是表示泵抽吸处理时的喷墨头、帽及泵的关系的图。
图39是表示图38所示的管道泵的构成的概略图。
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是表示本发明的喷墨头的其他的构成例的概略情况的剖面图。
图42是表示本发明的喷墨头的其他的构成例的概略情况的剖面图。
图43是表示本发明的喷墨头的其他的构成例的概略情况的剖面图。
图44是表示本发明的喷墨头的其他的构成例的概略情况的剖面图。
图45是表示本发明的液滴喷出装置的实施方式3的主要部分的方框图。
图46是关于图45所示的液滴喷出装置的1个组块的方框图。
图47是表示本发明的喷头组件的其他的构成例的立体图。
图48是图47所示的喷头组件的概略性的剖面图。
图49是表示使用4色墨液的喷头组件的喷嘴平板的喷嘴的配置图案的一个例子的俯视图。
具体实施方式
下面将参照图1~图49对本发明的液滴喷出装置及喷出异常检测·判定方法的优选的实施方式进行详细说明。而且,该实施方式是作为示例而举出的,不应当由此对本发明的内容进行限定性地解释。而且,下面,在本实施方式中,作为本发明的液滴喷出装置的一个例子,使用喷出墨液(液状材料)而在记录用纸上打印图像的喷墨打印机来进行说明。
<实施方式1>
图1是表示作为本发明的实施方式1的液滴喷出装置的一种的喷墨打印机1的构成的概略图。而且,以下的说明中,图1中将上侧称作「上部」,将下侧称作「下部」。首先,对该喷墨打印机1的构成进行说明。
图1所示的喷墨打印机1就别装置主体2,在上部后方设有设置记录用纸P的托盘21,在下部前方设有排出记录用纸P的排纸口22,在上部面上设有操作面板7。
操作面板7例如由液晶显示器、有机EL显示器、LED灯等构成,具备显示错误信息等的显示部(未图示)、由各种开关等构成的操作部(未图示)。
另外,在装置主体2的内部,主要具有:具备往复运动的印字机构(移动体)3的印刷装置(印刷机构)4、将记录用纸P逐张送入印刷装置4的供纸装置(供纸机构)5、控制印刷装置4及供纸装置5的控制部(控制机构)6。
利用控制部6的控制,供纸装置5将记录用纸P逐张间歇输送。该记录用纸P穿过印字机构3的下部附近。此时印字机构3沿与记录用纸P的输送方向大致正交的方向往复移动,进行向记录用纸P上的印刷。即,印字机构3的往复移动和记录用纸P的间歇输送成为印刷中的主扫描和副扫描,进行喷墨方式的印刷。
印刷装置4具备印字机构3、成为使印字机构3沿主扫描方向移动的驱动源的承载架马达41、受到承载架马达41的旋转驱动而使印字机构3往复移动的往复移动机构42。
印字机构3在其下部具有:具备多个喷嘴110的与墨液的种类对应的多个喷头组件35、向各喷头组件35供给墨液的多个墨盒(I/C)31、搭载了各喷头组件35及墨盒31的承载架32。
另外,喷头组件35如图3中后述所示,具备多个各自由一个喷嘴110、振动板121、静电促动器120、空腔141、墨液供给口142等构成的喷墨式记录头(喷墨头或液滴喷头)100。而且,喷头组件35虽然在图1中表示了包括墨盒31的构成,但是并不限定于此种构成。例如也可以另外固定墨盒31,利用管道等向喷头组件35供给。所以,以下说明中,将与印字机构3分开地设置了多个分别由一个喷嘴110、振动板121、静电促动器120、空腔141、墨液供给口142等构成的喷墨头100的构件称为喷头组件35。
而且,作为墨盒31,通过使用填充了黄色、蓝绿色、洋红色、黑色(黑)4色墨液的墨盒,就能够进行全色印刷。此时,在印字机构3上,设有与各色分别对应的喷头组件35。这里,图1中,虽然表示了与4色墨液对应的4个墨盒31,但是印字机构3也可以还具备其他的颜色,例如浅蓝绿色、浅洋红色、深黄色等墨盒31。
往复移动机构42具有将其两端支撑于框架(未图示)上的承载架导引轴422、与承载架导引轴422平行地延伸的同步带421。
承载架32被自由往复移动地支撑于往复移动机构42的承载架导引轴422上,被固定于同步带421的一部分上。
当利用承载架马达41的动作,借助滑轮使同步带421正反行进时,印字机构就在承载架导引轴422上被导引而往复移动。此外,在该往复移动时,与所印刷的图像数据(印刷数据)对应,从喷头组件35内的多个喷墨头100的喷嘴110中喷出适当的墨液,进行向记录用纸P上的印刷。
供纸装置5具有成为其驱动源的供纸马达51、利用供纸马达51的动作旋转的供纸滚筒52。
供纸滚筒52由夹隔记录用纸P的输送路径(记录用纸P)而在上下相面对的从动滚筒52a和驱动滚筒52b构成,驱动滚筒52b与供纸马达51连结。这样,供纸滚筒52就会将设于托盘21上的多张记录用纸P朝向印刷装置4逐张送入。而且,也可以取代托盘21,采用能够将收容记录用纸P的供纸盒自由拆装地安装的构成。
控制部6是例如基于由个人电脑(PC)或数字照相机(DC)等主机8输入的印刷数据,通过控制印刷装置4或供纸装置5等,在记录用纸P上进行印刷处理的部件。另外,控制部6使操作面板7的显示部显示错误信息等,或者使LED灯等点亮/关闭,并且基于由操作部输入的各种开关的按下信号,使各部执行对应的处理。
图2是概略性地表示本发明的喷墨打印机的主要部分的方框图。该图2中,本发明的喷墨打印机1具备:接收由主机8输入的印刷数据等的界面部(IF:Interface)9、控制部6、承载架马达41、对承载架马达41进行驱动控制的承载架马达驱动器43、供纸马达51、对供纸马达51进行驱动控制的供纸马达驱动器53、喷头组件35、对喷头组件35进行驱动控制的喷头驱动器33、喷出异常检测机构10。而且,对于喷出异常检测机构10、恢复机构24及喷头驱动器33,将在后面详细叙述。
在该图2中,控制部6具备:执行印刷处理或喷出异常检测·判定处理等各种处理的CPU(Central Processing Unit)61、将从主机8经过IF9而输入的印刷数据收纳在未图示的数据收纳区域中的作为非挥发性半导体存储器的一种的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory)(存储机构)62、在执行后述的喷出异常检测·判定处理等时将各种数据暂时收纳或者将印刷处理等的应用程序暂时展开的RAM(RandomAccess Memory)63、收纳控制各部的控制程序等的作为非挥发性半导体存储器的一种的PROM64。而且,控制部6的各构成要素被借助未图示的总线电连接。
如上所述,印字机构3由与各色的墨液对应的多个喷头组件35构成,该各喷头组件35具备:多个喷嘴110、与这些各喷嘴110对应的静电促动器120(多个喷墨头100)。即,喷头组件35具备了多个具有1组喷嘴110及静电促动器120而成的喷墨头(液滴喷头)100。此外,喷头驱动器33由驱动各喷墨头100的静电促动器120而控制墨液的喷出时序的驱动电路18、切换机构23构成(参照图16)。而且,对于喷墨头100及静电促动器120的构成将在后面叙述。
另外,在控制部6中,虽然未图示,但是例如分别电连接有可以检测墨盒31的墨液残量、印字机构3的位置、温度、湿度等印刷环境等的各种传感器。
控制部6当借助IF9从主机8中输入印刷数据时,就将该印刷数据收纳在EEPROM62中。此后,CPU61对该印刷数据执行给定的处理,基于该处理数据及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。当经过各驱动器33、43、53输入这些驱动信号时,喷头组件35的多个与喷墨头100对应的静电促动器120、印刷装置4的承载架马达41及供纸装置5就分别动作。这样,就对记录用纸P执行印刷处理。
下面,对各喷头组件35内的各喷墨头100的构造进行说明。图3是图2所示的喷头组件35内的1个喷墨头100的概略性的剖面图(包括膜厚31等公共部分),图4是表示与1种颜色的墨液对应的喷头组件35的概略性的构成的分解立体图,图5是表示使用了多个图3所示的喷墨头100的喷头组件35的喷嘴面的一个例子的俯视图。而且,图3及图4被与通常使用的状态上下颠倒地表示,图5是从图中上方看到图3所示的喷墨头100时的俯视图。
如图3所示,喷头组件35借助墨液输入口131、减震室130及墨液供给管道311,与墨盒31连接。这里,减震室130具备由橡胶等制成的减震器132。利用该减震室130,就可以吸收承载架32往复行进时的墨液的摆动及墨液压力的变化,这样,就可以向喷头组件35的各喷墨头100稳定地供给给定量的墨液。
另外,喷头组件35形成夹隔硅基板140,在上侧层叠了相同的硅制的喷嘴平板150,在下侧层叠了与硅的热膨胀率相近的硼硅酸玻璃基板(玻璃基板)160的3层构造。在中央的硅基板140上,形成有独立的多个空腔(压力室)141(图4中表示有7个空腔)、1个贮液室(公共墨液室)143、分别作为将该贮液室143与各空腔141连通的墨液供给口(小孔)142发挥作用的槽。各槽例如可以通过从硅基板140的表面上实施蚀刻处理而形成。该喷嘴平板150、硅基板140、玻璃基板160被以该顺序接合,划分形成有各空腔141、贮液室143、各墨液供给口142。
这些空腔141被分别制成长方形(长方体状),利用后述的振动板121的振动(位移),其容积可以改变,利用该容积变化就可以从喷嘴(墨液喷嘴)110中喷出墨液(液状材料)。在喷嘴平板150上,在与各空腔141的头端侧的部分对应的位置上,形成有喷嘴110,它们与各空腔141连通。另外,在设有贮液室143的玻璃基板160的部分上,形成有与贮液室143连通的墨液输入口131。墨液从膜厚31经过墨液供给管道311、减震室130,穿过墨液输入口131,向贮液室143供给。向贮液室143供给的墨液穿过各墨液供给口142,被向独立的各空腔141供给。而且,各空腔141被喷嘴平板150、侧壁(隔壁)144、底壁121划分形成。
独立的各空腔141的底壁121被制成薄壁,被作为可以沿着底壁121的面外方向(厚度方向),即,在图3中可以沿上下方向弹性变形(弹性位移)的振动板(振动膜)发挥作用。所以,为了说明上的方便,有时也将该底壁121的部分称作振动板121而说明(即,以下对于「底壁」和「振动板」都使用符号121)。
在玻璃基板160的硅基板140侧的表面,在与硅基板140的各空腔141对应的位置上,分别形成有浅的凹部161。所以,各空腔141的底壁121与形成了凹部161的玻璃基板160的对置壁162的表面,夹隔给定的间隙而相面对。即,在空腔141的底壁121和后述的片段电极122之间,存在有给定的厚度(例如0.2微米左右)的空隙。而且,所述凹部161例如可以用蚀刻等形成。
这里,各空腔141的底壁(振动板)121构成用于利用由喷头驱动器33供给的驱动信号分别蓄积电荷的各空腔141侧的公共电极124的一部分。即,各空腔141的振动板121分别兼作后述的对应的静电促动器120的对置电极(电容器的对置电极)的一方。此外,在玻璃基板160的凹部161的表面,按照与各空腔141的底壁121相面对的方式,分别形成有作为与公共电极124相面对的电极的片段电极122。另外,如图3所示,各空腔141的底壁121的表面被由硅的氧化膜(SiO2)制成的绝缘层123覆盖。像这样,各空腔141的底壁121,即振动板121,和与之对应的各片段电极122夹隔形成于空腔141的底壁121的图3中下侧的表面的绝缘层123和凹部161内的空隙,形成(构成)对置电极(电容器的对置电极)。所以,利用振动板121、片段电极122、它们之间的绝缘层123及空隙,构成静电促动器120的主要部分。
如图3所示,包括用于向这些对置电极之间施加驱动电压的驱动电路18的喷头驱动器33根据由控制部6输入的印字信号(印字数据),进行对这些对置电极间的充放电。喷头驱动器(电压施加机构)33的一方的输出端子被与各个片段电极122连接,另一方的输出端子被与形成于硅基板140上的公共电极124的输入端子124a连接。而且,为了向硅基板140中注入杂质,使其自身具有导电性,可以从该公共电极124的输入端子124a向底壁121的公共电极124供给电压。另外,例如也可以在硅基板140的一方的面上形成金或铜等导电性材料的薄膜。这样,就可以用较低的电阻(效率优良地)向公共电极124供给电压(电荷)。该薄膜例如也可以利用蒸镀或溅射等形成。这里,本实施方式中,由于例如将硅基板140和玻璃基板160利用阳极接合来结合(接合),因此将在该阳极结合中作为电极使用的导电膜形成于硅基板140的流路形成面侧(图3所示的硅基板140的上部侧)。此外,将该导电膜直接作为公共电极124的输入端子124a使用。而且,本发明中,例如也可以省略公共电极124的输入端子124a,另外,硅基板140和玻璃基板160的接合方法并不限定于阳极接合。
如图4所示,喷头组件35具备:形成了与多个喷墨头100对应的多个喷嘴110的喷嘴平板150、形成了多个空腔141、多个墨液供给口142、1个贮液室143的硅基板(墨液室基板)140、绝缘层123,它们被收纳于包括硅基板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,在该基体170上固定、支撑有硅基板140。
而且,形成于喷嘴平板150上的多个喷嘴110虽然在图4中为了简洁地表示而相对于贮液室143被近似平行地沿直线排列,但是喷嘴110的排列图案并不限定于该构成,通常来说,例如如图5所示的喷嘴配置图案所示,被错开一段地配置。另外,该喷嘴110间的间距是可以根据印刷解析度(dpi)而被适当地设定的值。而且,图5中,表示了使用4色的墨液(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剖面的驱动信号输入时的各状态。当从喷头驱动器33向对置电极间施加驱动电压时,即在对置电极间产生库仑力,底壁(振动板)121相对于初期状态(图6(a)),向片段电极122侧弯曲,空腔141的容积扩大(图6(b))。在该状态下,当利用喷头驱动器33的控制,使对置电极间的电荷急速地释放时,则振动板121就会因其弹性复原力向图中上方复原,超过初期状态下的振动板121的位置而向上部移动,空腔141的容积急速地收缩(图6(c))。此时由于在空腔141内产生的压缩压力,充满了空腔141的墨液(液状材料)的一部分就会从与该空腔141连通的喷嘴110中被作为墨滴喷出。
各空腔141的振动板121利用该一连串的动作(由喷头驱动器33的驱动信号产生的墨液喷出动作),在直至被输入下一个驱动信号(驱动电压)而再次喷出墨滴期间,会进行衰减振动。以下,也将该衰减振动称为残留振动。振动板121的残留振动被认为是具有由喷嘴110或墨液供给口142的形状或由墨液粘度等造成的声阻r、由流路内的墨液重量造成的惯性m、振动板121的柔量Cm决定的固有振动频率的振动。
对基于所述设想的振动板121的残留振动的计算模型进行说明。图7是表示设想了振动板121的残留振动的单振动的计算模型的电路图。像这样,振动板121的残留振动的计算模型由声压P、所述的惯性m、柔量Cm及声阻r表示。此外,当对向图7的电路赋予了声压P时的阶跃响应设为体积速度而进行计算时,则可以得到下式。
[数1]
u = P &omega; &CenterDot; m e - &omega;t &CenterDot; sin &omega;t - - - ( 1 )
&omega; = 1 m &CenterDot; C m - &alpha; 2 - - - ( 2 )
&alpha; = r 2 m - - - ( 3 )
对从该式得到的计算结果、另外进行的墨液喷出后的振动板121的残留振动的实验的实验结果进行比较。图8是表示振动板121的残留振动的实验值和计算值的关系的图表。从该图8中所示的图表也可以清楚地看到,实验值和计算值的2个波形基本上一致。
喷头组件35的各喷墨头100中,尽管进行了如前所述的喷出动作,但是仍然有无法从喷嘴110中正常地喷出墨滴的现象,即产生液滴的喷出异常的情况。作为产生该喷出异常的原因,如后所述,可以举出(1)气泡向空腔141内的混入、(2)喷嘴110附近的墨液的干燥·增粘(固着)、(3)纸粉向喷嘴110出口附近的附着等。
当产生该喷出异常时,作为其结果,典型地会产生液滴无法从喷嘴110中喷出的情况,即出现液滴的不喷出现象,此时,就会产生印刷(描画)在记录用纸P上的图像的象素的漏点。另外,在喷出异常的情况下,计时从喷嘴110中喷出了液滴,但是由于液滴的量过少,或该液滴的飞行方向(弹道)偏移而不恰当地命中,因此仍然会出现象素的漏点。根据此种情况,以下的说明中,有时也将液滴的喷出异常的情况简单地称为「漏点」。
以下说明中,基于图8所示的比较结果,对喷墨头100的喷嘴110上产生的印刷处理时的漏点(喷出异常)现象(液滴不喷出现象)的原因,分别地按照使振动板121的残留振动的计算值和实验值匹配(大致一致)的方式,调整声阻r及/或惯性m的值。而且,这里,对于气泡混入、干燥增粘及纸粉附着这3种进行讨论。
首先,对于作为漏点的一个原因的气泡向空腔141内的混入进行讨论。图9是气泡B混入了图3的空腔141内的情况的喷嘴110附近的概念图。如该图9所示,产生的气泡B被设想为产生附着在空腔141的壁面上(图9种,作为气泡B的附着位置的一个例子,表示气泡B附着在喷嘴110附近的情况)。
像这样,在气泡B混入了空腔141内的情况下,充满了空腔141内的墨液的总重量减少,惯性m降低。另外,气泡B由于附着在空腔141的壁面上,因此会成为喷嘴110的直径以其直径的大小变大的状态,声阻r也降低。
所以,通过相对于墨液被正常喷出的图8的情况,将声阻r、惯性m都设定得较小,与气泡混入时的残留振动的实验值匹配,就可以得到如图10所示的结果(图表)。从图8及图10的图表中可以看到,在气泡混入了空腔141内的情况下,与正常喷出时相比,可以得到频率变高的特征性的残留振动波形。而且也可以确认,由于声阻r的降低等,残留振动的振幅的衰减率也变小,残留振动使其振幅缓慢地降低。
下面,对作为漏点的另一个原因的喷嘴110附近的墨液的干燥(固着、增粘)进行讨论。图11是图3的喷嘴110附近的墨液因干燥而固着时的喷嘴110附近的概念图。如该图11所示,当喷嘴110附近的墨液干燥而固着时,空腔141内的墨液就成为被关闭在空腔141内的状况。像这样,在喷嘴110附近的墨液干燥、增粘了的情况下,声阻r增加。
所以,通过相对于墨液被正常地喷出的图8的情况,将声阻r设定得较大,与喷嘴110附近的墨液干燥固着(增粘)时的残留振动的实验值匹配,就可以得到如图12所示的结果(图表)。而且,图12所示的实验值是在未安装未图示的帽的状态下将喷嘴组件35放置数日,测定了空腔141内的喷嘴110附近的墨液因干燥、增粘而无法喷出墨液(墨液固着)的状态下的振动板121的残留振动的值。从图8及图12可以看到,在喷嘴110附近的墨液因干燥而固着了的情况下,与正常喷出时相比,频率变得极低,并且可以得到残留振动变为过衰减的特征性的残留振动波形。这是因为,通过为了喷出墨滴而使振动板121向图3中下方靠近,在墨液从贮液室143流入了空腔141内后,在振动板121向图3中上方移动时,由于空腔141内的墨液没有泄漏通道,因此振动板121就无法急剧地振动(是因为变为过衰减)。
下面,对作为漏点的另一个原因的纸粉向喷嘴110出口附近的附着进行讨论。图13是图3的纸粉附着在了喷嘴110出口附近的情况的喷嘴110附近的概念图。如该图13所示,当纸粉附着在了喷嘴110的出口附近时,墨液就会从空腔141内穿过纸粉而渗出,并且无法从喷嘴110喷出墨液。像这样,在纸粉附着在喷嘴110的出口附近,墨液从喷嘴110中渗出的情况下,由于从振动板121处看空腔141内及渗出部分的墨液与正常时相比增加,因此惯性m增加。另外,由于附着在喷嘴110的出口附近的纸粉的纤维的影响,声阻r增大。
所以,通过相对于墨液被正常地喷出的图8的情况,将惯性m、声阻r都设定得较大,与纸粉附着在喷嘴110出口附近时的残留振动的实验值匹配,就可以得到如图14所示的结果(图表)。从图8及图14中可以看到,在纸粉附着在了喷嘴110的出口附近的情况下,与正常喷出时相比,可以得到频率变低的特征性的残留振动波形(这里,从图12及图14的图表还可以看到,与纸粉附着的情况、墨液的干燥的情况相比,残留振动的频率更高。)。而且,图15是表示该纸粉附着前后的喷嘴110的状态的照片。当纸粉附着在喷嘴110的出口附近时,可以从图15(b)中看出墨液沿着纸粉渗出的状态。
这里,喷嘴110的附近的墨液干燥而增粘的情况、纸粉附着在了喷嘴110的出口附近的情况下,与墨滴被正常地喷出的情况相比,衰减振动的频率都变低。为了从振动板121的残留振动的波形特定出这2个漏点(墨液不喷出:喷出异常)的原因,例如可以在衰减振动的频率或周期、相位中设定给定的阈值而进行比较,或从残留振动(衰减振动)的周期变化或振幅变化的衰减率中特定。这样,根据墨滴从各喷墨头100的喷嘴110中被喷出时的振动板121的残留振动的变化,特别根据其频率的变化,就可以检测出各喷墨头100的喷出异常。另外,通过将此时的残留振动的频率与正常喷出时的残留振动的频率比较,还可以特定喷出异常的原因。
下面,对喷出异常检测机构10进行说明。图16是图2所示的喷出异常检测机构10的概略性的方框图。如该图16所示,本发明的喷出异常检测机构10具备:由起振电路11、F/V转换电路12、波形整形电路15构成的残留振动检测机构16、从被该残留振动检测机构16检测的残留振动波形数据中计测周期或振幅等的计测机构17、基于由该计测机构17计测的周期等判定喷墨头100的喷出异常的判定机构20。喷出异常检测机构10中,残留振动检测机构16基于静电促动器120的振动板121的残留振动,使起振电路11起振,从其起振频率在F/V转换电路12及波形整形电路15中形成振动波形并检测。此后,计测机构17基于所检测的振动波形计测残留振动的周期等,判定机构20基于所计测的残留振动的周期等,检测、判定喷头组件35内的各个喷墨头100的喷出异常。以下,对喷出异常检测机构10的各构成要素进行说明。
首先,对为了检测静电促动器120的振动板121的残留振动的频率(振动数),而使用起振电路11的方法进行说明。图17是将图3的静电促动器120设为平行平板电容器时的概念图,图18是包括由图3的静电促动器120构成的电容器的起振电路11的电路图。而且,图18所示的起振电路11虽然是利用施密特触发器的磁滞特性的CR起振电路,但是本发明并不限定于此种CR起振电路,只要是使用促动器(包括振动板)的静电容量成分(电容器C)的起振电路,可以任意种类的起振电路。起振电路11例如也可以采用利用了LC起振电路的构成。另外,本实施方式中,虽然表示说明了使用了施密特触发器的例子,但是例如也可以采用使用了3段转换器的CR起振电路。
图3所示的喷墨头100中,如上所述,构成振动板121和夹隔了非常小的间隔(空隙)的片段电极122形成对置电极的静电促动器120。该静电促动器120可以考虑如图17所示的平行平板电容器。当将此种电容器的静电容量设为C,将振动板121及片段电极122的各自的表面积设为S,将2个电极121、122的距离(间隙长度)设为g,将由两电极所夹持的空间(空隙)的介电常数设为ε(当将真空的介电常数设为ε0,将空隙的比介电常数设为εr时,则ε=ε0·εr)时,则图17所示的电容器(静电促动器120)的静电容量C(x)由下式表示。
[数2]
C ( x ) = &epsiv; 0 &CenterDot; &epsiv; r S g - x ( F ) - - - ( 4 )
而且,式(4)的x如图17所示,表示因振动板121的残留振动而产生的从振动板121的基准位置上的位移量。
从该式(4)可以看到,如果间隙长度g(间隙长度g-位移量x)变小,则静电容量C(x)就变大,相反,如果间隙长度g(间隙长度g-位移量x)变大,则静电容量C(x)就变小。像这样,静电容量C(x)与(间隙长度g-位移量x)(当x为0时,则为间隙长度g)成反比。而且,图3所示的静电促动器120中,由于空隙被空气充满,因此比介电常数εr=1。
另外,一般来说,由于随着液滴喷出装置(本实施方式中为喷墨打印机1)的解析度变高,所喷出的墨滴(墨点)被微小化,因此该静电促动器120就被高密度化、小型化。由此,喷墨头100的振动板121的表面积S变小,构成较小的静电促动器120。另外,因墨滴喷出的残留振动而变化的静电促动器120的间隙长度g由于变为初期间隙g0的1成左右,因此从式(4)可以看到,静电促动器120的静电容量的变化量就变为非常小的值。
为了检测该静电促动器120的静电容量的变化量(因残留振动的振动模式而不同),使用如下所示的方法,即,构成基于静电促动器120的静电容量的如图18所示的起振电路,基于所起振的信号解析残留振动的频率(周期)的方法。图18所示的起振电路11由以静电促动器120构成的电容器(C)、施密特触发器111、电阻元件(R)112构成。
当施密特触发器111的输出信号为High电平时,就会经过电阻元件112对电容器C充电。当电容器C的充电电压(振动板121和片段电极122之间的电位差)达到施密特触发器111的输入临界电压VT+时,施密特触发器111的输出信号就反转为Low电平。此外,当施密特触发器111的输出信号变为Low电平时,就会经过电阻元件112放出未向电容器C充电的电荷。当因该放电,电容器C的电压达到施密特触发器111的输入临界电压VT-时,施密特触发器111的输出信号就再次反转为High电平。以后,反复进行该起振动作。
这里,为了检测所述的各个现象(气泡混入、干燥、纸粉附着及正常喷出)时的电容器C的静电容量的时间变化,该起振电路11的起振频率需要被设定为可以检测残留振动的频率最高的气泡混入时(参照图10)的频率的起振频率。由此,起振电路11的起振频率例如必须从所检测的残留振动的频率的数倍到数十倍以上,即,必须成为比气泡混入时的频率大约高1个数量级以上的频率。此时,最好为了使气泡混入时的残留振动的频率与正常喷出的情况相比显示出更高的频率,设定为能够检测气泡混入时的残留振动频率的起振频率即可。这样的话,相对于喷出异常的现象就无法检测出正确的残留振动的频率。由此,本实施方式中,根据起振频率,设定起振电路11的CR的时间常数。像这样,通过将起振电路11的起振频率设定得较高,就可以基于该起振频率的微小变化,检测出更为正确的残留振动波形。
而且,对于从起振电路11输出的起振信号的起振频率的周期(脉冲),使用测定用的计数脉冲(计数器)对其脉冲计数,通过从测定的计数量中减去在初期间隙g0的电容器C的静电容量C下起振时的起振频率的脉冲的计数量,就可以基于残留振动波形获得每个起振频率的数字信息。通过基于这些数字信息,进行数字/模拟(D/A)转换,就可以生成概略性的残留振动波形。虽然也可以使用此种方法,但是在测定用的计数脉冲(计数器)中,需要能够测定起振频率的微小变化的高频率(高解析度)的计数脉冲。此种计数脉冲(计数器)由于会提高成本,因此本发明的喷出异常检测机构10中,使用图19所示的F/V转换电路12。
图19是图16所示的喷出异常检测机构10的F/V转换电路12的电路图。如该图19所示,F/V转换电路12由3个开关SW1、SW2、SW3、2个电容器C1、C2、电阻元件R1、输出恒电流Is的恒电流源13、缓冲器14构成。使用图20的时序图及图21的图表对该F/V转换电路12的动作进行说明。
首先,图20的时序图中所示的充电信号、保持信号及清除信号的生成方法进行说明。充电信号被按照从起振电路11的起振脉冲的上升边沿开始设定固定时间tr,在该固定时间tr期间达到High电平的方式生成。保持信号被按照与充电信号的上升边沿同步地上升,在给定的固定时间内保持High电平,并下降为Low电平的方式生成。清除信号被按照与保持信号的下降边沿同步地上升,在给定的固定时间内保持High电平,并下降为Low电平的方式生成。而且,如后所述,由于从电容器C1向电容器C2的电荷的移动及电容器C1的放电被瞬时地进行,因此保持信号及清除信号的脉冲只要直至起振电路11的输出信号的下一个上升边沿前分别包含有1个脉冲即可,并不限定为如上所述的上升边沿、下降边沿。
为了获得漂亮的残留振动的波形(电压波形),参照图21,对固定时间tr及t1的设定方法进行说明。固定时间tr由静电促动器120为初期间隙长度g0时的静电容量C处起振的起振脉冲的周期调整,被按照使充电时间t1的充电电位达到C1的充电范围的大约1/2附近的方式设定。另外,在从间隙长度g最大(Max)的位置处的充电时间t2开始到最小(Min)的位置处的充电时间t3之间,按照不超过电容器C1的充电范围的方式,设定充电电位的斜率。即,充电电位的斜率由于由dV/dt=Is/C1决定,因此只要将恒电流源13的输出恒电流Is设定为适当的值即可。通过将该恒电流源13的输出恒电流Is在该范围内尽可能地设定得较高,就可以以高灵敏度检测出由静电促动器120构成的电容器的微小的静电容量的变化,从而能够检测出静电促动器120的振动板121的微小的变化。
下面,参照图22,对图16所示的波形整形电路15的构成进行说明。图22是表示图16的波形整形电路15的电路构成的电路图。该波形整形电路15是将残留振动波形作为矩形波向判定机构20输出的电路。如该图22所示,波形整形电路15由2个电容器C3(DC成分除去机构)、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、比较器(comparator)152构成。而且,也可以按照在残留振动波形的波形整形处理中,将所检测的波高值直接输出,计测残留振动波形的振幅的方式构成。
在F/V转换电路12的缓冲器14的输出中,含有基于静电促动器120的初期间隙g0的DC成分(直流成分)的静电容量成分。由于该直流成分会因各喷墨头100而有不均,因此电容器C3是将该静电容量的直流成分除去的部件。此外,电容器C3将缓冲器14的输出信号的DC成分除去,仅将残留振动的AC成分向运算放大器151的反转输入端子输出。
运算放大器151将除去了直流成分的F/V转换电路12的缓冲器14的输出信号反转放大,并且构成用于除去该输出信号的高值区域的低通过滤器。而且,该运算放大器151设想为单电源电路。运算放大器151构成2个电阻元件R2、R3的反转放大器,所输入的残留振动(交流成分)被放大为-R3/R2倍。
另外,由于运算放大器151的单电源动作,以由与其非反转输入端子连接的直流电压源Vref1设定的电位为中心振动的、被放大了的振动板121的残留振动波形被输出。这里,直流电压源Vref1被设定为运算放大器151能够以单电源动作的电压范围的1/2左右。另外,该运算放大器151利用2个电容器C3、C4,构成截止频率成为1/(2π×C4×R3)的低通过滤器。此外,在除去了直流成分后被放大的振动板121的残留振动波形如图20的时序图所示,在下一段的比较器(comparator)152中被与另一个直流电压源Vref2的电位比较,其比较结果被作为矩形波从波形整形电路15中输出。而且,直流电压源Vref2也可以共用另一个直流电压源Vref1。
下面,参照图20所示的时序图,对图19的F/V转换电路12及波形整形电路15的动作进行说明。基于如上所述生成的充电信号、清除信号及保持信号,图19所示的F/V转换电路12进行动作。在图20的时序图中,当静电促动器120的驱动信号经过喷头驱动器33被输入喷头组件35的喷墨头100中时,如图6(b)所示,静电促动器120的振动板121被拉向片段电极122侧,与该驱动信号的下降边沿同步,朝向图6中上方急剧地收缩(参照图6(c))。
与该驱动信号的下降边沿同步,对驱动电路18和喷出异常检测机构10进行切换的驱动/检测切换信号变为High电平。该驱动/检测切换信号在所对应的喷墨头100的驱动休止期间中,被保持为High电平,在下一个驱动信号被输入前,变为Low电平。该驱动/检测切换信号在High电平期间,图18的起振电路11在与静电促动器120的振动板121的残留振动对应地改变起振频率的同时起振。
如上所述,从驱动信号的下降边沿,即起振电路11的输出信号的上升边沿开始,直至残留振动的波形经过被按照不超过能够向电容器C1充电的范围的方式预先设定了的固定时间tr,充电信号被保持为High电平。而且,在充电信号为High电平期间,开关SW1为关的状态。
当经过固定时间tr,充电信号变为Low电平时,与该充电信号的下降边沿同步,开关SW1被关(参照图19)。此后,恒电流源13和电容器C1被连接,电容器C1如上所述,被以斜率Is/C1充电。在充电信号为Low电平期间,即,在直至与起振电路11的输出信号的下一个脉冲的上升边沿同步地变为High电平期间,电容器C1被充电。
当充电信号变为High电平时,开关SW1就变为关(开路),恒电流源13和电容器C1被切断。此时,在电容器C1上,保存有在充电信号为Low电平的期间被充电的电位(即,理想的情况为Is×t1/C1(V))。该状态下,当保持信号变为High电平时,开关SW2被设为开(参照图19),电容器C1和电容器C2被借助电阻元件R1连接。在开关SW2的连接后,利用2个电容器C1、C2的充电电位差相互进行充放电,按照使2个电容器C1、C2的电位差大致相等的方式,电荷从电容器C1向电容器C2移动。
这里,相对于电容器C1的静电容量,电容器C2的静电容量被设定为大约1/10以下左右。由此,因2个电容器C1、C2之间的电位差而产生的充放电中移动(被使用)的电荷量就变为向电容器C1充电的电荷的1/10以下。所以,即使在电荷从电容器C1向电容器C2移动后,电容器C1的电位差也不会变化很多(不会降低很多)。而且,图19的F/V转换电路12中,为了不使充电电位在电容器C2被充电时因F/V转换电路12的配线的阻抗等而急剧地上升,利用电阻元件R1和电容器C2构成一次的低通过滤器。
在电容器C2上保持了与电容器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被与电容器C2切断。另外,因清除信号变为High电平,开关SW3打开,电容器C1被与地GND连接,按照使向电容器C1充入的电荷变为0的方式进行放电动作。在电容器C1的放电后,因清除信号变为Low电平,开关SW3关闭,电容器C1的图19中上部的电极被与地GND切断,直至输入下一个充电信号,即,直至充电信号变为Low电平为止,处于待机状态。
被保持在电容器C2上的电位在每个充电信号的上升的时序中,即,在每个向电容器C2的充电结束的时序中被更新,经过缓冲器14被作为振动板121的残留振动波形向图22的波形整形电路15输出。所以,如果按照使起振电路11的起振频率变高的方式来设定静电促动器120的静电容量(此时,必须还考虑由残留振动造成的静电容量的变动幅度)和电阻元件112的电阻值,则由于图20的时序图中所示的电容器C2的电位(缓冲器14的输出)的各台阶(阶梯)变得更为详细,因此由振动板121的残留振动造成的静电容量的随时间的变化就能够被更为详细地检测出。
以下相同,充电信号的Low电平→High电平→Low电平…反复进行,以所述给定的时序将保持在电容器C2上的电位经过缓冲器14向波形整形电路15输出。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,电容器C2的电位)的直流成分被电容器C3除去,经过电阻元件R2被输入运算放大器151的反转输入端子。被输入的残留振动的交流(AC)成分被该运算放大器151反转放大,被向比较器152的一方的输入端子输出。比较器152对预先由直流电压源Vref2设定的电位(基准电压)、残留振动波形(交流成分)的电位进行比较,输出矩形波(图20的时序图中的比较电路的输出)。
下面,对喷墨头100的墨滴喷出动作(驱动)和喷出异常检测动作(驱动休止)的切换时序进行说明。图23是表示驱动电路18和喷出异常检测机构10的切换机构23的概略情况的方框图。而且,该图23中,将图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。也如图20的时序图中所示,本发明的喷出异常检测·判定处理是在喷墨头100的驱动信号和驱动信号之间,即在驱动休止期间被执行的。
图23中,为了驱动静电促动器120,切换机构23最初被与驱动电路18侧连接。如上所述,当从驱动电路18向振动板121输入驱动信号(电压信号)时,静电促动器120驱动,振动板121被拉向片段电极122侧,当施加电压变为0时,就会向离开片段电极122的方向位移而开始振动(残留振动)。此时,墨滴被从喷墨头100的喷嘴110中喷出。
当驱动信号的脉冲下降时,与其下降边沿同步地,驱动/检测切换信号(参照图20的时序图)被输入切换机构23,切换机构23被从驱动电路18切换至喷出异常检测机构(检测电路)10侧,静电促动器120(作为起振电路11的电容器使用)被与喷出异常检测机构10连接。
此后,喷出异常检测机构10执行如上所述的喷出异常(漏点)的检测·判定处理,将从波形整形电路15的比较器152中输出的振动板121的残留振动波形数据(矩形波数据)利用计测机构17数值化为残留振动波形的周期或振幅等。本实施方式中,计测机构17根据残留振动波形数据测定特定的振动周期,将其计测结果(数值)向判定机构20输出。
具体来说,计测机构17为了计测从变极器152的输出信号的波形(矩形波)的最初的上升边沿到下一次的上升边沿的时间(残留振动的周期),使用未图示的计数器对基准信号(给定的频率)的脉冲进行计数,根据该计数值计测残留振动的周期(特定的振动周期)。而且,计测机构17也可以计测从最初的上升边沿到下一次的下降边沿的时间,将该被计测的时间的2倍的时间作为残留振动的周期向判定机构20输出。以下,将如此获得的残留振动的周期设为Tw。
判定机构20基于由计测机构17计测的残留振动波形的特定的振动周期等(计测结果),判定喷嘴的喷出异常的有无、喷出异常的原因、比较偏差量等,将该判定结果向控制部6输出。控制部6将该判定结果保存在EEPROM(存储机构)62的给定的收纳区域中。此后,在从驱动电路18输入下一个驱动信号的时序,驱动/检测切换信号被再次向切换机构23输入,将驱动电路18和静电促动器120连接。驱动电路18由于一旦施加驱动电压时,就会维持接地(GND)电平,因此利用切换机构23进行如上所述的切换(参照图20的时序图)。这样,就可以不受来自驱动电路18的外界干扰等影响,正确地检测静电促动器120的振动板121的残留振动波形。
而且,本发明中,残留振动波形数据并不限定于利用比较器152矩形波化了的数据。例如,由运算放大器152输出的残留振动振幅数据也可以不利用比较器152进行比较处理,由进行A/D转换的计测机构17随时数值化,基于该被数值化了的数据,利用判定机构20判定喷出异常的有无,将该判定结果储存在存储机构62中。
另外,喷嘴110的弯月面(喷嘴110内墨液与大气接触的面)由于与振动板121的残留振动同步地振动,因此喷墨头100在墨滴的喷出动作后,在等待该弯月面的残留振动以由声阻r大致决定了的时间衰减后(以给定的待机),进行下一次的喷出动作。本发明中,由于有效地利用该待机时间检测振动板121的残留振动,因此就可以进行对喷墨头100的驱动不产生影响的喷出异常检测。即,可以不降低喷墨打印机1(液滴喷出装置)的生产能力地执行喷墨头100的喷嘴110的喷出异常检测·判定处理。
如上所述,在气泡混入了喷墨头100的空腔141内的情况下,由于与正常喷出时的振动板121的残留振动波形相比,频率变高,因此其周期就相反地变得比正常喷出时的残留振动的周期更短。另外,在喷嘴110附近的墨液因干燥而增粘、固着的情况下,残留振动变为过衰减,由于与正常喷出时的残留振动波形相比,频率变得相当低,因此其周期就变得比正常喷出时的残留振动的周期更长。另外,在纸粉附着在了喷嘴110的出口附近的情况下,由于残留振动的频率比正常喷出时的残留振动的频率更低,但是比墨液的干燥时的残留振动的频率更高,因此其周期就变得比正常喷出时的残留振动的周期更长,比墨液干燥时的残留振动的周期更短。
所以,通过作为正常喷出时的残留振动的周期,设置给定的范围Tr,另外,为了区别纸粉附着在了喷嘴110出口上时的残留振动的周期、在喷嘴110的出口附近墨液干燥时的残留振动的周期,设定给定的临界值(给定的阈值)T1,就可以决定此种喷墨头100的喷出异常的原因。判定机构20判定由所述喷出异常检测·判定处理检测的残留振动波形的周期Tw是否为给定的范围的周期,另外是否比给定的临界值更长,由此来判定喷出异常的原因。
下面,基于所述的喷墨打印机1的构成,对本发明的液滴喷出装置的动作进行说明。首先,对于对1个喷墨头100的喷嘴110的喷出异常检测·判定处理(包括驱动/检测切换处理)进行说明。图24是表示本发明的喷出异常检测·判定处理的流程图。当所印刷的印字数据(也可以是冲洗动作的喷出数据)被从主机8经过界面(IF9)输入控制部6时,以给定的时序执行该喷出异常检测·判定处理。而且,为了说明上的方便,该图24中所示的流程图中,表示了与1个喷墨头100,即,与1个喷嘴110的喷出动作对应的喷出异常检测·判定处理。
首先,与印字数据(喷出数据)对应的驱动信号被从喷头驱动器33的驱动电路18输入,这样,基于如图20的时序图所示的驱动信号的时序,向静电促动器120的两电极间施加驱动信号(电压信号)(步骤S101)。此后,控制部6基于驱动/检测切换信号,判断进行喷出的喷墨头100是否处于驱动休止期间(步骤S102)。这里,驱动/检测切换信号与驱动信号的下降边沿同步地变为High电平(参照图20),从控制部6向切换机构23输入。
当驱动/检测切换信号被输入切换机构23时,利用切换机构23,静电促动器120,即,构成起振电路11的电容器被与驱动电路18切断,与喷出异常检测机构10(检测电路)侧,即,与残留振动检测机构16的起振电路11连接(步骤S103)。此后,执行后述的残留振动检测处理(步骤S104)。计测机构17根据在该残留振动检测处理中检测的残留振动波形数据计测给定的数值(步骤S105)。这里,如上所述,计测机构17根据残留振动波形数据计测该残留振动的周期。
然后,利用判定机构20,基于计测机构的计测结果,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(存储机构)62的给定的收纳区域中(步骤S107)。此后,在步骤S108中判断喷墨头100是否除去驱动期间。即,判断驱动休止期间是否结束,而输入下一个驱动信号,直至下一个驱动信号输入为止,在该步骤S108中待机。
在下一个驱动信号的脉冲被输入的时序处,当与驱动信号的上升边沿同步地,驱动/检测切换信号变为Low电平时(步骤S108中「yes」),切换机构23将与静电促动器120的连接从喷出异常检测机构(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·判定处理。
而且,图24所示的流程图中,虽然表示了计测机构17根据由残留振动检测处理(残留振动检测机构16)检测的残留振动波形计测周期的情况,但是本发明并不限定于此种情况,例如计测机构17也可以根据在残留振动检测处理中检测的残留振动波形数据,计测残留振动波形的相位差或振幅等。
下面,对图24所示的流程图的步骤S104的残留振动检测处理(子程序)进行说明。图25是表示本发明的残留振动检测处理的流程图。如上所述,当利用切换机构23,将静电促动器120和起振电路11连接时(图24的步骤S103),起振电路11就构成CR起振电路,基于静电促动器120的静电容量的变化(静电促动器120的振动板121的残留振动)而进行起振(步骤S201)。
如所述的时序图等所示,基于起振电路11的输出信号(脉冲信号),在F/V转换电路12中,生成充电信号、保持信号及清除信号,基于这些信号利用F/V转换电路12进行从起振电路11的输出信号的频率向电压转换的F/V转换处理(步骤S202),从F/V转换电路12将振动板121的残留振动波形数据输出。从F/V转换电路12输出的残留振动波形数据被波形整形电路15的电容器C3除去DC成分(直流成分)(步骤S203),利用运算放大器151,将除去了DC成分的残留振动波形(AC成分)放大(步骤S204)。
放大后的残留振动波形数据被给定的处理进行波形整形、脉冲化(步骤S205)。即,本实施方式中,在比较器152中,对由直流电压源Vref2设定的电压值(给定的电压值)和运算放大器151的输出电压进行比较。比较器152基于该比较结果,输出被2值化了的波形(矩形波)。该比较器152的输出信号为残留振动检测机构16的输出信号,为了进行喷出异常判定处理,被向计测机构17输出,该残留振动检测处理结束。
下面,对图24所示的流程图的步骤S106的喷出异常判定处理(子程序)进行说明。图26是表示由本发明的控制部6及判定机构20执行的喷出异常判定处理的流程图。判定机构20基于由所述的计测机构17计测的周期等计测数据(计测结果),判定墨滴是否从该喷墨头100中正常地喷出,当未正常地喷出时,即,在喷出异常的情况下,判定其原因。
首先,控制部6将保存于EEPROM62中的残留振动的周期的给定的范围Tr及残留振动的周期的给定的临界值T1向判定机构20输出。残留振动的周期的给定的范围Tr相对于正常喷出时的残留振动周期,具有可以判定为正常的容许范围的数据。这些数据被收纳于判定机构20的未图示的存储器中,执行以下的处理。
在图24的步骤S105中由计测机构17计测的计测结果被输入判定机构20(步骤S301)。这里,本实施方式中,计测结果为振动板121的残留振动的周期Tw。
在步骤S302中,判定机构20判定残留振动的周期Tw是否存在,即,是否可以利用喷出异常检测机构10获得残留振动波形数据。在判定为残留振动的周期Tw不存在的情况下,判定机构20判定该喷墨头100的喷嘴110为在喷出异常检测·判定处理中不喷出墨滴的未喷出喷嘴(步骤S306)。另外,在判定为残留振动波形数据存在的情况下,接着在步骤S303中,判定机构20判定该周期Tw是否处于被认为是正常喷出时的周期的给定的范围Tr内。
在判定为残留振动的周期Tw处于给定的范围内的情况下,就意味着墨滴被从所对应的喷墨头100中正常地喷出,判定机构20判定该喷墨头100的喷嘴110正常地喷出了墨滴(正常喷出)(步骤S307)。另外,在判定为残留振动的周期Tw不处于给定的范围Tr内的情况下,接下来,在步骤S304中,判定机构20判定残留振动的周期Tw是否比给定的范围Tr更短。
在判定为残留振动的周期Tw比给定的范围Tr更短的情况下,就意味着残留振动的频率高,如上所述,认为气泡混入了喷墨头100的空腔141内,判定机构20判定为气泡混入了该喷墨头100的空腔141内(气泡混入)(步骤S308)。
另外,在判定为残留振动的周期Tw比给定的范围Tr更长的情况下,接下来,判定机构20判定残留振动的周期Tw是否比给定的临界值T1更长(步骤S305)。在判定为残留振动的周期Tw比给定的临界值T1更长的情况下,认为残留振动为过衰减,判定机构20判定为该喷墨头100的喷嘴110附近的墨液因干燥而增粘(干燥)(步骤S309)。
此外,在步骤S305中,在判定为残留振动的周期Tw比给定的临界值T1更短的情况下,该残留振动的周期Tw为满足Tr<Tw<T1的范围的值,如上所述,认为纸粉附着在与干燥相比频率更高的喷嘴110的出口附近,判定机构20判定纸粉附着在了该喷墨头100的喷嘴110出口附近(纸粉附着)(步骤S310)。
像这样,当利用判定机构20,判定成为对象的喷墨头100的正常喷出或喷出异常的原因时(步骤S306~S310),其判定结果被向控制部6输出,结束该喷出异常判定处理。
然后,设想具备了具有多个喷墨头(液滴喷头)100,即具有多个喷嘴110的喷头组件35的喷墨打印机1(本实施方式中,虽然喷头组件35具备5个喷墨头100a~100e(即,5个喷嘴110),但是,印字机构3所具备的喷头组件35的数量、各喷头组件35所具备的喷墨头100(喷嘴110)的数量并不限定于此,是几个都可以),对该喷墨打印机1的与各色的墨液对应的多个喷出选择机构(喷嘴选择器)182、各喷墨头100的喷出异常检测·判定的时序进行说明。图27~图30是表示具备多个喷出选择机构182的喷墨打印机的喷出异常检测·判定时序的若干个例子的方框图。以下,对各图的构成例依次进行说明。
图27是多个喷墨头100的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测机构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具备:生成驱动波形的驱动波形生成机构181、可以选择从哪个喷嘴110中喷出墨滴的喷出选择机构182、由该喷出选择机构182选择并由驱动波形生成机构181驱动的多个喷墨头100a~100e。而且,图27的构成中,由于除了所述以外的构成与图2、图16及图23中所示的构成相同,因此将其说明省略。
而且,本实施方式中,驱动波形生成机构181及喷出选择机构182虽然作为包含于喷头驱动器33的驱动电路18中的机构进行说明(图27中,虽然夹隔切换机构23作为2个方框表示,但是一般来说,可以在任意的喷头驱动器33内构成),但是本发明并不限定于该构成,例如,也可以采用驱动波形生成机构181与喷头驱动器33独立的构成。
如该图27所示,喷出选择机构182具备移位寄存器182a、门闩电路182b、驱动器182c。向移位寄存器182a中,依次输入由图2所示的主机8中输出并在控制部6中被进行了给定的处理的印字数据(喷出数据)、时钟信号(CLK)。该印字数据与时钟信号(CLK)的输入脉冲对应(在每一次时钟信号的输入时)被从移位寄存器182的初段依次向后段侧移位输入,被作为与各喷墨头100a~100e对应的印字数据向门闩电路182b输出。而且,在后述的喷出异常检测·判定处理中,虽然在不是输入印字数据,而是输入冲洗(预备喷出)时的喷出数据,但是所谓该喷出数据是指对全部的喷墨头100a~100e的印字数据。而且,在冲洗时,也可以按照使门闩电路182b的全部的输出被设定为成为喷出的值的方式硬性地进行处理。
门闩电路182b在将与喷头组件35的喷嘴110的数目,即与喷墨头100的数目对应的印字数据收纳于移位寄存器182a中后,利用所输入的门闩信号将移位寄存器182a的各输出信号门闩。这里,在输入了CLEAR信号的情况下,就解除门闩状态,被门闩了的移位寄存器182a的输出信号变为0(门闩的输出停止),印字动作被停止。在未输入CLEAR信号的情况下,被门闩了的移位寄存器182a的印字数据被向驱动器182c输出。在由移位寄存器182a输出的印字数据被门闩电路182b门闩以后,将下一个印字数据输入移位寄存器182a,与印字时序匹配地依次更新门闩电路182b的门闩信号。
驱动器182c是将驱动波形生成机构181和各喷墨头100的静电促动器120连接的部件,向由门闩电路182b输出的门闩信号所指定(特定)了的各静电促动器120(喷墨头100a~100e的某一个或全部的静电促动器120)输入驱动波形生成机构181的输出信号(驱动信号),由此将该驱动信号(电压信号)加在静电促动器120的两电极间。
该图27所示的喷墨打印机1具备:驱动多个喷墨头100a~100e的1个驱动波形生成机构181、对各喷墨头100a~100e的某一个喷墨头100检测喷出异常(墨滴不喷出)的喷出异常检测机构10、将由该喷出异常检测机构10获得的喷出异常的原因等判定结果保存(收纳)的存储机构62、切换驱动波形生成机构181和喷出异常检测机构10的1个切换机构23。所以,该喷墨打印机1基于由驱动波形生成机构181输入的驱动信号,驱动由驱动器182c选择的1个或多个喷墨头100,通过在喷出驱动动作后由切换机构23输入驱动/检测切换信号,在切换机构23将与喷墨头100的静电促动器120的连接从驱动波形生成机构181切换为喷出异常检测机构10后,基于振动板121的残留振动波形,利用喷出异常检测机构10,检测该喷墨头100的喷嘴110的喷出异常(墨滴不喷出),在喷出异常的情况下判定其原因。
此后,该喷墨打印机1当对1个喷墨头100的喷嘴110检测·判定喷出异常时,继而基于由驱动波形生成机构181输入的驱动信号,对下一个被指定的喷墨头100的喷嘴110检测·判定喷出异常,以下相同,对由驱动波形生成机构181的输出信号驱动的喷墨头100的喷嘴110依次检测·判定喷出异常。此后,如上所述,当残留振动检测机构16检测出振动板121的残留振动波形时,计测机构17就基于该波形数据计测残留振动波形的周期等,判定机构20基于计测机构17的计测结果,判定是正常喷出还是异常喷出,以及在喷出异常(喷头异常)的情况下判定喷出异常的原因,向存储机构62输出该判定结果。
像这样,该图27所示的喷墨打印机1中,由于采用对多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110在墨滴喷出驱动动作时依次检测·判定喷出异常的构成,因此具备喷出异常检测机构10和切换机构23各1个即可,可以将能够检测·判定喷出异常的喷墨打印机1的电路构成按比例缩小,并且可以防止其制造成本的增加。
图28是多个喷墨头100的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测机构10的数目与喷墨头100的数目相同的情况)。该图28所示的喷墨打印机1具备1个喷出选择机构182、5个喷出异常检测机构10a~10e、5个切换机构23a~23e、与5个喷墨头100a~100e共通的1个驱动波形生成机构181、1个存储机构62。而且,各构成要素由于已经在图27的说明中叙述,因此将其说明省略,对于它们的连接进行说明。
与图27所示的情况相同,喷出选择机构182基于由主机8输入的印字数据(喷出数据)和时钟信号CLK,将与各喷墨头100a~100e对应的印字数据对门闩电路182b门闩,对应于由驱动波形生成机构181向驱动器182c输入的驱动信号(电压信号),驱动与印字数据对应的喷墨头100a~100e的静电促动器120。驱动/检测切换信号被分别输入与全部的喷墨头100a~100e对应的切换机构23a~23e,切换机构23a~23e不管所对应的印字数据(喷出数据)的有无,在基于驱动/检测切换信号,向喷墨头100的静电促动器120输入驱动信号后,将与喷墨头100的连接从驱动波形生成机构181切换为喷出异常检测机构10a~10e。
在利用全部的喷出异常检测机构10a~10e,对各个喷墨头100a~100e的喷出异常进行了检测·判定后,该喷出异常检测·判定处理中所得的全部的喷墨头100a~100e的判定结果被向存储机构62输出,存储机构62将各喷墨头100a~100e的喷出异常的有无及喷出异常的原因收纳于给定的保存区域中。
像这样,该图28所示的喷墨打印机1中,由于与多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110对应地设置多个喷出异常检测机构10a~10e,利用与它们对应的多个切换机构23a~23e进行切换动作,进行喷出异常检测及其原因判定,因此就可以一次对全部的喷嘴110在短时间内进行喷出异常检测及其原因判定。
图29是多个喷墨头100的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测机构10的数目与喷墨头100的数目相同,在有喷出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是在图28所示的喷墨打印机1的构成中,追加(附加)了切换控制机构19的打印机。本实施方式中,该切换控制机构19由多个AND电路(逻辑积电路)ANDa~ANDe构成,当向各喷墨头100a~100e输入的印字数据、驱动/检测信号被输入时,就向所对应的切换机构23a~23e输出High电平的输出信号的机构。而且,切换控制机构19并不限定于AND电路(逻辑积电路),只要按照选择与选择所驱动的喷墨头100的门闩电路182b的输出一致的切换机构23的方式构成即可。
各切换机构23a~23e基于切换控制机构19的各自所对应的AND电路ANDa~ANDe的输出信号,将与所对应的喷墨头100a~100e的静电促动器120的连接从驱动波形生成机构181切换为各自所对应的喷出异常检测机构10a~10e。具体来说,当所对应的AND电路ANDa~ANDe的输出信号为High电平时,即,在驱动/检测切换信号为High电平的状态下向所对应的喷墨头100a~100e输入的印字数据被由门闩电路182b向驱动器182c输出的情况下,与该AND电路对应的切换机构23a~23e将与所对应的喷墨头100a~100e的连接从驱动波形生成机构181切换为喷出异常检测机构10a~10e。
在利用与输入了印字数据的喷墨头100对应的喷出异常检测机构10a~10e,检测了喷墨头100的喷出异常的有无以及在喷出异常的情况下检测了其原因后,该喷出异常检测机构10将在该喷出异常检测·判定处理中得到的判定结果向存储机构62输出。存储机构62将如此输入(得到)的1个或多个判定结果收纳于给定的保存区域中。
像这样,该图29所示的喷墨打印机1中,由于与多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110对应地设置多个喷出异常检测机构10a~10e,在与各个喷墨头100a~100e对应的印字数据被从主机8经过控制部6输入喷出选择机构182时,仅由切换控制机构19指定了的切换机构23a~23e进行给定的切换动作,进行喷墨头100的喷出异常检测及其原因判定,因此对于不进行喷出驱动动作的喷墨头100就不进行该检测·判定处理。所以,利用该喷墨打印机1,就可以避免多余的检测及判定处理。
图30是多个喷墨头100的喷出异常检测的时序的一个例子(喷出异常检测机构10的数目与喷墨头100的数目相同,对各喷墨头100循环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的构成中将喷出异常检测机构10设为1个,追加了对驱动/检测切换信号进行扫描(逐一特定执行检测·判定处理的喷墨头100)的切换选择机构19a。
该喷墨打印机1中,利用检测决定机构,反复循环进行从多个喷墨头100a~100e中,以给定的顺序依次选择喷墨头的选择动作,在墨滴的喷出动作的动作时序与所述喷墨头的选择时序一致的时刻,将该时序一致的所述喷墨头作为检测·判定喷出异常的喷墨头决定而构成。以下将详细说明。
切换选择机构19a是与图29所示的切换控制机构19连接的机构,是基于由控制部6输入的扫描信号(选择信号),对向与多个喷墨头100a~100e对应的AND电路ANDa~ANDe的驱动/检测切换信号的输入进行扫描(选择而切换)的选择器。该切换选择机构19a的扫描(选择)顺序既可以是向移位寄存器182a输入的印字数据的顺序,即多个喷墨头100的喷出顺序,也可以简单地为多个喷墨头100a~100e的顺序。而且,图30所示的构成中,该切换选择机构10a和切换控制机构19构成决定喷出异常检测机构10对多个喷墨头100a~100e的哪个喷嘴110检测喷出异常的检测决定机构。
对于扫描顺序为向移位寄存器182a输入的印字数据的顺序的情况,当向喷出选择机构182的移位寄存器182a输入印字数据时,该印字数据就被门闩电路182a门闩,利用门闩信号的输入向驱动器182c输出。与印字数据向移位寄存器182a的输入或门闩信号向门闩电路182b的输入同步,用于特定与印字数据对应的喷墨头100的扫描信号被输入切换选择机构19a,向所对应的AND电路输出驱动/检测切换信号。而且,切换选择机构19a的输出端子在非选择时输出Low电平。
该所对应的AND电路(切换控制机构19)通过对由门闩电路182b输入的印字数据、由切换选择机构19a输入的驱动/检测切换信号进行逻辑积运算,将High电平的输出信号向所对应的切换机构23输出。此后,从切换控制机构19输入了High电平的输出信号的切换机构23将与所对应的喷墨头100的静电促动器120的连接从驱动波形生成机构181切换为喷出异常检测机构10。
喷出异常检测机构10检测输入了印字数据的喷墨头100的喷出异常,在有喷出异常的情况下判定了其原因后,将该判定结果向存储机构62输出。此后,存储机构62将被如此输入(得到)的判定结果收纳于给定的保存区域中。
另外,对于扫描顺序为单纯的喷墨头100a~100e的顺序的情况,当向喷出选择机构182的移位寄存器182a输入印字数据时,该印字数据即被门闩电路182b门闩,利用门闩信号的输入向驱动器182c输出。与印字数据向移位寄存器182a的输入或门闩信号向门闩电路182b的输入同步,用于特定与印字数据对应的喷墨头100的扫描(选择)信号被输入切换选择机构19a,向切换选择机构19所对应的AND电路输出驱动/检测切换信号。
这里,在相对于由向切换选择机构19a输入的扫描信号确定了的喷墨头100的印字数据被输入了移位寄存器182a时,与之对应的AND电路(切换控制机构19)的输出信号变为High电平,切换机构23将与所对应的喷墨头100的连接从驱动波形生成机构181切换为喷出异常检测机构10。但是,在所述印字数据未被输入移位寄存器182a时,AND电路的输出信号为Low电平,所对应的切换机构23不执行给定的切换动作。所以,基于切换选择机构19a的选择结果和由切换控制机构19指定了的结果的逻辑积,进行喷墨头100的喷出异常检测·判定处理。
在利用切换机构23进行了切换动作的情况下,与所述情况相同,喷出异常检测机构10检测输入了印字数据的喷墨头100的喷出异常,在有喷出异常的情况下判定了其原因后,将该判定结果向存储机构62输出。此后,存储机构62将如此输入(得到)的判定结果收纳于给定的保存区域中。
而且,在没有相对于由切换选择机构19a特定了的喷墨头100的印字数据时,如上所述,由于所对应的切换机构23执行切换动作,因此就不需要执行利用喷出异常检测机构10进行的喷出异常检测·判定处理,但是也可以执行此种处理。对于不进行切换动作地执行了喷出异常检测·判定处理的情况,喷出异常检测机构10的判定机构20如图26的流程图所示,将所对应的喷墨头100的喷嘴110判定为未喷出喷嘴(步骤S306),将该判定结果收纳于存储机构62的给定的保存区域中。
像这样,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,由于对多个喷墨头100a~100e的各喷嘴110仅设置1个喷出异常检测机构10,与各个喷墨头100a~100e对应的印字数据被从主机8经过控制部6输入喷出选择机构182,仅与此同时由扫描(选择)信号特定并与根据该印字数据进行喷出驱动动作的喷墨头100对应的切换机构23进行切换动作,进行所对应的喷墨头100的喷出异常检测及其原因判定,因此就可以不一次性处理大量的检测结果,减轻对控制部6的CPU61的负担。另外,由于喷出异常检测机构10与喷出动作分立地循环检测喷嘴的状态,因此即使在驱动印字中也可以对每一个喷嘴掌握喷出的异常,从而可以知道喷头组件35全体的喷嘴110的状态。这样,就可以减少例如为了定期地进行喷出异常的检测,在印刷停止中对每一个喷嘴检测喷出的异常的工序。根据以上讨论,就可以有效地进行喷墨头100的喷出异常检测及其原因判定。
另外,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由于仅具备1个喷出异常检测机构10即可,因此与图28及图29所示的喷墨打印机1相比,可以将喷墨打印机1的电路构成按比例缩小,并且可以防止其制造成本的增加。
下面,对图27~图30所示的打印机1的动作,即具备多个喷墨头100的喷墨打印机1的喷出异常检测·判定处理(主要是检测时序)进行说明。本发明的液滴喷头的喷出异常检测·判定处理(多喷嘴的处理)是检测各喷墨头100的静电促动器120进行墨滴喷出动作时的振动板121的残留振动,基于该残留振动的周期,对该喷墨头100判定是否产生了喷出异常(漏点、墨滴不喷出),在产生了漏点(墨滴不喷出)的情况下,判定其原因为何。像这样,本发明中,如果进行利用喷墨头100的墨滴(液滴)的喷出动作,则可以执行这些检测·判定处理,但是喷墨头100喷出墨滴的情况不仅是实际地在记录用纸P上印刷(打印)的情况,也有进行冲洗动作(预备喷出或预备的喷出)的情况。以下,对于该2种情况,说明本发明的液滴喷头的喷出异常检测·判定处理(多喷嘴)。
这里,所谓冲洗(预备喷出)是指,在图1中未图示的帽的安装时,或在墨滴(液滴)不喷向记录用纸P(介质)的场所(清洗位置)上,即向非记录区域(液滴也可以命中的给定的区域),从喷头组件35的全部的或者成为对象的喷墨头100的喷嘴110中喷出墨滴的喷头清洗动作。该冲洗处理(冲洗动作)例如是为了将喷嘴110内的墨液粘度保持为适当范围的值,定期地将空腔141内的墨液排出时实施,或者也被作为墨液增粘时的恢复动作实施。另外,冲洗处理在将墨盒31安装在印字机构3上后,将墨液向各空腔141中初期填充的情况下也被实施。
另外,虽然也有为了清洗喷嘴平板(喷嘴面)150而进行擦拭处理(对附着在喷头组件35的喷头面上的附着物(纸粉或灰尘等)用图1中未图示的擦拭器进行擦掉处置)的情况,但是此时喷嘴110内变为负压,有可能将其他颜色的墨液(其他种类的液滴)吸入。由此,在擦拭处理后,为了从喷头组件35的全部的喷嘴110中喷出一定量的墨滴,也实施冲洗处理。另外,为了将喷嘴110的弯月面的状态保持正常而确保良好的印字,也可以适时地实施冲洗处理。
首先,参照图31~图33所示的流程图,对冲洗处理时的喷出异常检测·判定处理进行说明。而且,这些流程图是在参照图27~图30的方框图的同时进行说明(以下在印字动作时也相同)。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。
在给定的时序中,当执行喷墨打印机1的冲洗处理时,执行该图31所示的喷出异常检测·判定处理。控制部6向喷出选择机构182的移位寄存器182a输入1个喷嘴的喷出数据(步骤S401),向门闩电路182b输入门闩信号(步骤S402),该喷出数据被门闩。此时,切换机构23将作为该喷出数据的对象的喷墨头100的静电促动器120和驱动波形生成机构181连接(步骤S403)。
此后,利用喷出异常检测机构10,对进行了墨液喷出动作的喷墨头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)。在步骤S405中,控制部6基于向喷出选择机构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。此后,在对全部的喷嘴110判断为这些处理并未结束时,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),转移至步骤S402反复进行相同的处理。
另外,在步骤S405中,在对全部的喷嘴110判断为所述的喷出异常检测及判定处理结束了的情况下,控制部6向门闩电路182b输入CLEAR信号(步骤S407),解除门闩电路182b的门闩状态,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,由于由1个喷出异常检测机构10和1个切换机构23构成检测电路,因此喷出异常检测·判定处理虽然被以喷墨头100的数目反复进行多次,但是具有构成喷出异常检测机构10的电路不会变得很大的效果。
下面,图32是表示图28及图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。虽然图28所示的喷墨打印机1和图29所示的喷墨打印机1的电路构成略有不同,但是在喷出异常检测机构10及切换机构23的数目与喷墨头100的数目对应(相同)这一点上是一致的。由此,冲洗动作时的喷出异常检测·判定处理由相同的步骤构成。
在给定的时序中,当执行喷墨打印机1的冲洗处理时,控制部6向喷出选择机构182的移位寄存器182a输入全部喷嘴的喷出数据(步骤S501),向门闩电路182b输入门闩信号(步骤S502),该喷出数据被门闩。此时,切换机构23a~23e将全部的喷墨头100a~100e和驱动波形生成机构181分别连接(步骤S503)。
此后,利用与各个喷墨头100a~100e对应的喷出异常检测机构10a~10e,对应当进行墨液喷出动作的喷墨头100,并列地执行图24的流程图所示的喷出异常检测·判定处理(步骤S504)。此时,与全部的喷墨头100a~100e对应的判定结果被与成为处理对象的喷墨头100关联,保存于存储机构62的给定的收纳区域中(图24的步骤S107)。
此后,为了将被选择喷出机构182的门闩电路182b门闩的喷出数据清除,控制部6将CLEAR信号输入门闩电路182b(步骤S505),解除门闩电路182b的门闩状态,将图28及图29所示的喷墨打印机1的喷出异常检测·判定处理结束。
如上所述,在该图28及图29所示的打印机1的处理中,由于由与喷墨头100a~100e对应的多个(该实施方式中为5个)喷出异常检测机构10和多个切换机构23构成检测及判定电路,因此就具有能够一次对全部的喷嘴110在短时间内执行喷出异常检测·判定处理的效果。
下面,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。以下相同,使用图30所示的喷墨打印机1的电路构成,对冲洗动作时的喷出异常检测·判定处理进行说明。
在给定的时序中,当执行喷墨打印机1的冲洗处理时,首先,控制部6将扫描信号向切换选择机构(选择器)19a输出,利用该切换选择机构19a及切换控制机构19,设定(特定)最初的切换机构23a及喷墨头100a(步骤S601)。此后,向喷出选择机构182的移位寄存器182a输入全部喷嘴的喷出数据(步骤S602),向门闩电路182b输入门闩信号(步骤S603),该喷出数据被门闩。此时,切换机构23a将喷墨头100a的静电促动器120和驱动波形生成机构181连接(步骤S604)。
此后,对执行了墨液喷出动作的喷墨头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,在图24的步骤S103中,作为切换选择机构19a的输出信号的驱动/检测切换信号、由门闩电路182b输出的喷出数据被输入AND电路ANDa,通过AND电路ANDa的输出信号变为High电平,切换机构23a就将喷墨头100a的静电促动器120和喷出异常检测机构10连接。此后,图24的步骤S106中被执行的喷出异常判定处理的判定结果被与成为处理对象的喷墨头100(这里为100a)关联,被保存于存储机构62的给定的收纳区域中(图24的步骤S107)。
在步骤S606中,控制部6判断喷出异常检测·判定处理相对于全部的喷嘴是否结束。此后,在判断为还未对全部的喷嘴110结束喷出异常检测·判定处理的情况下,控制部6将扫描信号向切换选择机构(选择器)19a输出,利用该切换选择机构19a及切换控制机构19,设定(特定)下一个切换机构23b及喷墨头100b(步骤S607),转移至步骤S603,反复进行相同的处理。以下,对全部的喷墨头100反复进行该循环,直至喷出异常检测·判定处理结束。
另外,在步骤S606中,在判断为对全部的喷嘴110结束了喷出异常检测·判定处理的情况下,为了将被喷出选择机构182的门闩电路182b门闩的喷出数据清除,控制部6将CLEAR信号输入门闩电路182b(步骤S609),解除门闩电路182b的门闩状态,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,在图30所示的喷墨打印机1的处理中,由于由多个切换机构23和1个喷出异常检测机构10构成检测电路,仅由切换选择机构(选择器)10a的扫描信号特定并与根据喷出数据进行喷出驱动的喷墨头100对应的切换机构23进行切换动作,进行所对应的喷墨头100的喷出异常检测及原因判定,因此就可以更为有效地进行喷墨头100的喷出异常检测及原因判定。
而且,该流程图的步骤S602中,虽然向移位寄存器182a输入与全部的喷嘴110对应的喷出数据,但是也可以像图31所示的流程图那样,与利用切换选择机构19a进行的喷墨头100的扫描顺序匹配地,将向移位寄存器182a输入的喷出数据输入所对应的1个喷墨头100,逐个喷嘴110地进行喷出异常检测·判定处理。
下面,参照图34及图35所示的流程图,对印字动作时的喷墨打印机1的喷出异常检测·判定处理进行说明。图27所示的喷墨打印机1中,由于主要适于冲洗动作时的喷出异常检测·判定处理,因此将印字动作时的流程图及其动作说明省略,但是在该图27所示的喷墨打印机1中也可以在印字动作时进行喷出异常检测·判定处理。
图34是表示图28及图29所示的喷墨打印机1的印字动作时的喷出异常检测的时序的流程图。利用来自主机8的印刷(印字)指示,执行(开始)该流程图的处理。当经过控制部6从主机8将印字数据向喷出选择机构182的移位寄存器182a输入时(步骤S701),向门闩电路182b输入门闩信号(步骤S702),该印字数据被门闩。此时,切换机构23a~23e将全部的喷墨头100a~100e和驱动波形生成机构连接(步骤S703)。
此后,与进行了墨液喷出动作的喷墨头100对应的喷出异常检测机构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,与各喷墨头100对应的各个判定结果被与成为处理对象的喷墨头关联,被保存于存储机构62的给定的收纳区域中。
这里,在图28所示的喷墨打印机1的情况下,切换机构23a~23e基于由控制部6输出的驱动/检测切换信号,将喷墨头100a~100e与喷出异常检测机构10a~10e连接(图24的步骤S103)。由此,不存在印字数据的喷墨头100中,由于静电促动器120不驱动,因此喷出异常检测机构10的残留振动检测机构16就不检测振动板121的残留振动波形。另一方面,在图29所示的喷墨打印机1的情况下,切换机构23a~23e基于将由控制部6输出的驱动/检测切换信号、由门闩电路182b输出的印字数据输入的AND电路的输出信号,将存在有印字数据的喷墨头100与喷出异常检测机构10连接(图24的步骤S103)。
在步骤S705中,控制部6判断喷墨打印机1的印字动作是否结束。此后,在判断为印字动作并未结束时,控制部6转移至步骤S701,将下一个印字数据输入移位寄存器182a,反复进行相同的处理。另外,在判断为印字动作已经结束时,为了将被喷出选择机构182的门闩电路182b门闩的喷出数据清除,控制部6将CLEAR信号输入门闩电路182b(步骤S706),解除门闩电路182b的门闩状态,结束图28及图29所示的喷墨打印机1的喷出异常检测·判定处理。
如上所述,图28及图29所示的喷墨打印机1由于具备多个切换机构23a~23e、多个喷出异常检测机构10a~10e,一次性地对全部的喷墨头100a~100e进行喷出异常检测·判定处理,因此就可以在短时间内进行这些处理。另外,图29所示的喷墨打印机1由于还具备切换控制机构19,即对驱动/检测切换信号和印字数据进行逻辑积运算的AND电路ANDa~ANDe,仅对进行印字动作的喷墨头100进行利用切换机构23的切换动作,因此就可以不进行多余的检测地进行喷出异常检测·判定处理。
下面,图35是表示图30所示的喷墨打印机1的印字动作时的喷出异常检测的时序的流程图。利用来自主机8的印刷指示,在图30所示的喷墨打印机1中执行该流程图的处理。首先,切换选择机构19a预先设定(特定)最初的切换机构23a及喷墨头100a(步骤S801)。
当经过控制部6从主机8将印字数据向喷出选择机构182的移位寄存器182a输入时(步骤S802),即向门闩电路182b输入门闩信号(步骤S803),该印字数据被门闩。这里,切换机构23a~23e在该阶段中,将全部的喷墨头100a~100e和驱动波形生成机构181(喷出选择机构182的驱动器182c)连接(步骤S804)。
此后,控制部6在喷墨头100a中有印字数据的情况下,利用切换选择机构19a在喷出动作后将静电促动器120与喷出异常检测机构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)。此后,图24的步骤S106中被执行的喷出异常判定处理的判定结果被与成为处理对象的喷墨头100(这里为100a)关联,被保存于存储机构62的给定的收纳区域中(图24的步骤S107)。
步骤S806中,控制部6对全部的喷嘴110(全部的喷墨头100)判断是否结束了所述的喷出异常检测·判定处理。此后,在对全部的喷嘴110判断为所述处理结束的情况下,控制部6基于扫描信号,再设定与最初的喷嘴110对应的切换机构23a(步骤S808),在对全部的喷嘴110判断为所述处理并未结束的情况下,设定与下一个喷嘴110对应的切换机构23b(步骤S807)。
在步骤S809中,控制部6判断由主机8指示了的给定的印字动作是否结束。此后,在判断为印字动作尚未结束的情况下,下一个印字数据被输入移位寄存器182a(步骤S802),反复进行相同的处理。在判断为印字动作结束了的情况下,为了将被喷出选择机构182的门闩电路182b门闩的喷出数据清除,控制部6将CLEAR信号输入门闩电路182b(步骤S810),解除门闩电路182b的门闩状态,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)具备多个具有振动板121、使振动板121位移的多个静电促动器120、在内部填充有液体并利用振动板121的位移而改变(增减)该内部的压力的空腔141、与空腔141连通并利用空腔141内的压力的变化(增减)将液体作为液滴喷出的喷嘴110的喷墨头(液滴喷头)100,具备驱动它们的静电促动器120的驱动波形生成机构181、选择从多个喷嘴110当中的哪个喷嘴110中喷出液滴的喷出选择机构182、检测出振动板121的残留振动并基于该被检测出的振动板121的残留振动检测液滴的喷出的异常的1个或多个喷出异常检测机构10、在利用静电促动器120的驱动进行的液滴的喷出动作后基于驱动/检测切换信号或印字数据或者扫描信号,将静电促动器120从驱动波形生成机构181向喷出异常检测机构10切换的1个或多个切换机构23,一次性地(并列地)或依次地检测多个喷嘴110的喷出异常。
所以,利用本发明的液滴喷出装置及液滴喷头的喷出异常检测·判定方法,就可以在短时间内进行喷出异常检测及其原因判定,可以将包括喷出异常检测机构10的检测电路的电路构成按比例缩小,从而可以防止液滴喷出装置的制造成本的增加。另外,在静电促动器120的驱动后,由于切换为喷出异常检测机构10而进行喷出异常检测及原因判定,因此就可以不对促动器的驱动造成影响,由此就不会使本发明的液滴喷出装置的生产能力降低或变差。另外,在具备给定的构成要素的已有的液滴喷出装置(喷墨打印机)上,也可以装备本发明的喷出异常检测机构10。
另外,本发明的液滴喷出装置与所述构成不同,具备多个切换机构23、切换控制机构19、1个或与喷嘴110的数量对应的多个喷出异常检测机构10,基于驱动/检测切换信号及喷出数据(印字数据)或扫描信号、驱动/检测切换信号及喷出数据(印字数据),将所对应的静电促动器120从驱动波形生成机构181或喷出选择机构182切换为喷出异常检测机构10,进行喷出异常检测及其原因判定。
所以,利用本发明的液滴喷出装置,由于与不输入喷出数据(印字数据)的,即,不进行喷出驱动动作的静电促动器120对应的切换机构不进行切换动作,因此就可以避免多余的检测·判定处理。另外,在利用切换选择机构19a的情况下,液滴喷出装置由于仅具备1个喷出异常检测机构10即可,因此就可以将液滴喷出装置电路构成按比例缩小,并且可以防止液滴喷出装置的制造成本的增加。
而且,该实施方式1中,为了说明上的方便,表示有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在喷头组件35上具备5个喷墨头100(喷嘴110)的构成,并且对于该构成进行了说明,但是本发明的液滴喷出装置中,喷墨头(液滴喷头)100的数量并不限定于5个,可以将实际所搭载的数量的喷嘴110作为对象进行喷出异常的检测·判定。
下面,对执行使本发明的液滴喷出装置的喷墨头100的喷头异常(喷出异常)的原因消除的恢复处理的构成(恢复机构24)进行说明。图36是表示从图1所示的喷墨打印机1的上部看到的概略性的构造(局部省略)的图。该图36所示的喷墨打印机1除了图1的立体图中所示的构成以外,还具备用于执行本发明的墨滴不喷出(喷头异常)的恢复处理的擦拭器300和帽310。
作为本发明的恢复机构24所执行的恢复处理,包括从各喷墨头100的喷嘴中预备性地喷出液滴的冲洗处理、利用后述的擦拭器300(参照图37)进行的擦拭处理、利用后述的管道泵320进行的抽吸处理(泵抽吸处理)。即,恢复机构24具备管道泵320及驱动它的脉冲马达、擦拭器300及擦拭器300的上下驱动机构、帽310的上下驱动机构(未图示),在冲洗处理中喷头驱动器33及喷头组件35等作为恢复机构24的一部分发挥作用,另外在擦拭处理中承载架马达41等作为恢复机构24的一部分发挥作用。对于冲洗处理由于前面已经叙述,因此以后对擦拭处理及抽吸处理进行说明。
这里,所谓擦拭处理是指将附着在喷墨头100的喷嘴平板150(喷嘴面)上的纸粉等异物利用擦拭器300擦掉的处理。另外,所谓抽吸处理(泵抽吸处理)是指驱动后述的管道泵320,从喷墨头100的喷嘴110中抽吸空腔141内的墨液而排出的处理。像这样,擦拭处理是适于用作作为如上所述的喷墨头100的液滴的喷出异常的原因之一的纸粉附着的状态的恢复处理的处理。另外,泵抽吸处理是适于用作将用所述的冲洗处理无法去掉的空腔141内的气泡除去,或者在喷嘴110附近的墨液因干燥或空腔141内的墨液因经年老化而增粘的情况下,将增粘了的墨液除去的恢复处理的处理。而且,在增粘程度不大而粘度不太大的情况下,也可以进行利用所述的冲洗处理的恢复处理。此时,由于所排出的墨液量少,因此可以不降低生产能力或运行成本地进行恰当的恢复处理。
具备多个喷墨头(液滴喷头)100的喷头组件35被搭载于承载架32上,由2根承载架轴422导引而利用承载架马达41,借助图中设于其上端的连结部34与同步带421连结而移动。搭载于承载架32上的喷头组件35借助利用承载架马达41的驱动而移动的同步带421(与同步带421连动),可以沿主扫描方向移动。而且,承载架马达41起到用于使同步带421连续地选择的滑轮的作用,在另一端侧也同样地设有滑轮44。
另外,帽310是用于进行喷墨头100的喷嘴平板150(参照图5)的封帽的构件。在帽310上,在其底部侧面形成有孔,如后述所示,连接有作为管道泵320的构成要素的柔性的管道321。而且,对于管道泵320,后面将在图39中叙述。
在记录(印字)动作时,在驱动给定的喷墨头(液滴喷头)100的静电促动器120的同时,通过记录用纸P沿副扫描方向,即图36中下方移动,印字机构3沿主扫描方向,即图36中左右移动,喷墨打印机(液滴喷出装置)1基于由主机8输入的印刷数据(印字数据)将给定的图像等印刷(记录)在记录用纸P上。
图37是表示图36所示的擦拭器300和喷头组件35的位置关系的图。该图37中,喷头组件35和擦拭器300被作为从图36所示的喷墨打印机1的图中下侧看到上侧时的侧视图的一部分表示。擦拭器300如图37(a)所示,被按照能够与喷头组件35的喷嘴面,即喷墨头100的喷嘴平板150接触的方式可以上下移动地配置。
这里,对于作为利用擦拭器300的恢复处理的擦拭处理进行说明。在进行擦拭处理时,如图37(a)所示,按照使擦拭器300的头端与喷嘴面(喷嘴平板150)相比位于上侧的方式,利用未图示的驱动装置将擦拭器300向上方移动。该情况下,当驱动承载架马达41向图中左方(箭头的方向)移动喷头组件35时,擦拭构件301就会与喷嘴平板150(喷嘴面)接触。
而且,由于擦拭构件301由柔性的橡胶构件等构成,因此如图37(b)所示,擦拭构件301的与喷嘴平板150接触的头端部分弯曲,利用其头端部清洁(擦拭扫除)喷嘴平板150(喷嘴面)的表面。这样,就可以将附着在喷嘴平板150(喷嘴面)上的纸粉等异物(例如纸粉、悬浮在空气中的灰尘、橡胶的切口端等)除去。另外,通过根据此种异物的附着状态(在异物附着较多的情况下),将擦拭器300的上方在喷头组件35上往复移动,还可以实施多次擦拭处理。
图38是表示泵抽吸处理时的喷墨头100和帽310及泵320的关系的图。管道321是形成抽吸处理(泵抽吸处理)中的墨液排出路的构件,其一端如上所述被与帽310的底部连接,另一端借助管道泵320与排墨盒340连接。
在帽310的内部底面上,配置有墨液吸收体330。该墨液吸收体330在泵抽吸处理或冲洗处理中吸收从喷墨头100的喷嘴110中喷出的墨液,暂时贮存。而且,利用墨液吸收体330,在对帽310内的冲洗动作时,可以防止所喷出的液滴溅回而弄脏喷嘴平板150。
图39是表示图38所示的管道泵320的构成的概略图。如该图39(B)所示,管道泵320是旋转式泵,具备旋转体322、配置于该旋转体322的圆周部上的4个滚筒322、导引构件350。而且,滚筒323由旋转体322支撑,是对沿着导引构件350的导引351被成圆弧状放置的柔性的管道321加压的构件。
该管道泵320通过以轴322a为中心使旋转体322沿图39所示的箭头X方向旋转,在与管道321接触的1个或2个滚筒323沿Y方向旋转的同时,对放置于导引构件350的圆弧状的导引351上的管道321依次加压。这样,管道321发生变形,利用在该管道321内产生的负压,各喷墨头100的空腔141内的墨液(液状材料)经过帽310被抽吸,混入了气泡或因干燥而增粘了的不需要的墨液被经过喷嘴110向墨液吸收体330排出,被该墨液吸收体330吸收了的排出墨液经过管道泵320被向排墨盒340(参照图38)排出。
而且,该管道泵320被未图示的脉冲马达等马达驱动。脉冲马达由控制部6控制。对管道泵320的旋转控制的驱动信息,例如记述了转速、转数的查询表、记述了顺序控制的控制程序等被收纳于控制部6的PROM64等中,基于这些驱动信息,利用控制部6的CPU61进行管道泵320的控制。
下面,对本发明的恢复机构的动作(喷出异常恢复处理)进行说明。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。当在所述喷出异常检测·判定处理(参照图24的流程图)中检测出喷出异常的喷墨头100,并判定其原因时,以不进行印刷动作(印字动作)等的给定的时序将喷头组件35移动至给定的待机区域(例如在图36中覆盖喷头组件35的喷嘴平板150的位置或能够实施利用擦拭器300进行的擦拭处理的位置),执行本发明的喷出异常恢复处理。
首先,控制部6读出在图24的步骤S107中保存于控制部6的EEPROM62中的与各喷嘴110对应的判定结果(这里,该判定结果不是限定于各喷嘴110的内容的判定结果,而是相对于各喷墨头100的结果。由此,在以下讨论中,所谓喷出异常的喷嘴110也意味着发生了喷出异常的喷墨头100。)(步骤S901)。在步骤S902中,控制部6判定在该读出的判定结果中是否有喷出异常的喷嘴110。此后,当判定为没有喷出异常的喷嘴110时,即,在从全部的喷嘴110中正常地喷出液滴的情况下,就这样直接结束该喷出异常恢复处理。
另一方面,在判定某个喷嘴110为喷出异常的情况下,在步骤S903中,控制部6判定该被判定为喷出异常的喷嘴110是否是纸粉附着。此后,在判定为纸粉并未附着在该喷嘴110的出口附近的情况下,转移至步骤S905,在判定为纸粉附着的情况下,执行利用所述的擦拭器300进行的对喷嘴平板150的擦拭处理(步骤S904)。
在步骤S905中,接下来,控制部6判定所述被判定为喷出异常的喷嘴110是否为气泡混入。此后,在被判定为气泡混入的情况下,控制部6对全部的喷嘴110执行利用管道泵320进行的泵抽吸处理(步骤S906),结束该喷出异常恢复处理。另一方面,在被判定为并非气泡混入的情况下,控制部6基于由所述计测机构17计测的振动板121的残留振动的周期的长短,执行利用管道泵320进行的泵抽吸处理,或仅对被判定为喷出异常的喷嘴110或全部的喷嘴110的冲洗处理(步骤S907),结束该喷出异常恢复处理。
如上所述,本发明的实施方式1的液滴喷出装置(喷墨打印机1)及液滴喷头(喷墨头100)的喷出异常恢复反复中,具备:对多个液滴喷头(喷头组件35的多个喷墨头100)检测喷出的异常及其原因的喷出异常检测机构10、在利用该喷出异常检测机构10对该喷嘴110检测出了喷出的异常的情况下,与该喷出异常的原因对应地执行恢复处理的恢复机构(例如泵抽吸处理中的管道泵320、擦拭处理中的擦拭器300等)。
所以,由于利用本发明的液滴喷出装置及喷出异常恢复方法,可以执行与喷出异常的原因对应的适当的恢复处理(冲洗处理、泵抽吸处理及擦拭处理的任意一项或2项),因此与以往的液滴喷出装置中的顺序的恢复处理不同,可以减少在进行恢复处理时产生的多余的排墨,由此就可以防止液滴喷出装置整体的生产能力的降低或变差。
另外,本发明的液滴喷出装置(喷墨打印机1)采用如下的构成,即,在液滴喷头(喷墨头100)上设置因静电促动器120的驱动而位移的振动板121,喷出异常检测机构10基于液滴喷出动作时的该振动板121的残留振动的振动模式(例如残留振动的周期),检测液滴的喷出异常。
所以,利用本发明,由于与以往的能够检测喷出异常的液滴喷出装置相比,不需要其他的部件(例如光学式的漏点检测装置等),因此就可以不增大液滴喷头的尺寸地检测液滴的喷出异常,并且可以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控制得很低。另外,本发明的液滴喷出装置中,由于使用液滴喷出动作后的振动板的残留振动检测液滴的喷出异常,因此即使在印字动作的中途也可以检测液滴的喷出异常。
另外,作为恢复机构24所执行的恢复处理之一的泵抽吸恢复处理是对因干燥等而产生增粘的情况和气泡混入的情况有效的处理,由于在哪种原因中都可以获得相同的恢复处理,因此在喷头组件35内检测出了需要进行泵抽吸处理的气泡混入和干燥增粘的喷墨头100的情况下,也可以不用像图40的流程图的步骤S905~907那样单独地决定处理,而一次性地对气泡混入的喷墨头100和干燥增粘的喷墨头100执行泵抽吸处理。即,在判断了纸粉是否附着在喷嘴110附近后,也可以不用进行气泡混入或干燥增粘的判断地执行泵抽吸处理。另外,泵抽吸处理既可以对包括产生了喷出异常的喷墨头100的给定的区域进行,也可以对包括产生了喷出异常的喷墨头100的喷头组件35的全部或针对墨液的种类进行。
<实施方式2>
下面,对本发明的喷墨头(喷头组件)的其他的构成例进行说明。图41~图44分别是表示喷墨头100的其他的构成例的概略情况的剖面图。以下虽然基于这些图进行说明,但是以与所述的实施方式不同的点为中心进行说明,对于相同的事项,将其说明省略。
图41所示的喷墨头100A是利用压电元件200的驱动使振动板212振动,空腔208内的墨液(液体)从喷嘴203中喷出的构件。在形成了喷嘴(孔)203的不锈钢制的喷嘴平板202上,借助粘接薄膜205接合有不锈钢制的金属平板204,另外在其上还借助粘接薄膜205接合有相同的不锈钢制的金属平板204。此外,在其上,依次接合有连通口形成平板206及空腔平板207。
喷嘴平板202、金属平板204、粘接薄膜205、连通口形成平板206及空腔平板207分别被制成给定的形状(形成有凹部的形状),通过将它们重叠,形成空腔208及贮液室209。空腔208及贮液室209借助墨液供给口210连通。另外,贮液室209与墨液输入口211连通。
在空腔平板207的上面开口部,设有振动板212,在该振动板212上,夹隔下部电极213接合有压电元件(压电元件)200。另外,在压电元件200的与下部电极213相反一侧,接合有上部电极214。喷头驱动器215具备生成驱动电压波形的驱动电路,通过向上部电极214和下部电极213之间施加(供给)驱动电压波形,压电元件200振动,与之接合的振动板212振动。利用该振动板212的振动,空腔208的容积(空腔内的压力)变化,填充于空腔208内的墨液(液体)从喷嘴203中作为液滴喷出。
因液滴的喷出而在空腔208内减少了的液量被从贮液室209供给墨液而补给。另外,墨液被从墨液输入口211向贮液室209供给。
图42所示的喷墨头100B也与前面所述相同,是利用压电元件200的驱动从喷嘴中喷出空腔221内的墨液(液体)的构件。该喷墨头100B具有一对相面对的基板220,在两基板220之间,拉开给定间隔地间歇地设有多个压电元件200。
在相邻的压电元件200之间,形成有空腔221。在空腔221的图42中前方设有平板(未图示),在后方设有喷嘴平板222,在喷嘴平板222的与各空腔221对应的位置上,形成有喷嘴(孔)223。
在各压电元件200的一方的面及另一方的面上,分别设有一对电极224。即,在1个压电元件200上,接合有4个电极224。通过向这些电极224当中的给定的电极间施加给定的驱动电压波形,压电元件200发生剪切模式变形而振动(图42中以箭头表示),由于该振动,空腔221的容积(空腔内的压力)变化,填充于空腔221内的墨液(液体)从喷嘴223中作为液滴喷出。即,喷墨头100B中,压电元件200自身作为振动板发挥作用。
图43所示的喷墨头100C也与前面所述相同,是利用压电元件200的驱动从喷嘴231中喷出空腔233内的墨液(液体)的构件。该喷墨头100C具备形成了喷嘴231的喷嘴平板230、隔块232、压电元件200。压电元件200相对于喷嘴平板230被夹隔隔块232分开给定距离地设置,在由喷嘴平板230和压电元件200和隔块232包围的空间中形成有空腔233。
在压电元件200的图43中上面,接合有多个电极。即,在压电元件200的大致中央部,接合有第1电极234,在其两侧部,分别接合有第2电极235。通过向第1电极234和第2电极235之间施加给定的驱动电压波形,压电元件200发生剪切模式变形而振动(图43中以箭头表示),由于该振动,空腔233的容积(空腔内的压力)变化,填充于空腔233内的墨液(液体)从喷嘴231中作为液滴喷出。即,喷墨头100C中,压电元件200自身作为振动板发挥作用。
图44所示的喷墨头100D也与前面所述相同,是利用压电元件200的驱动从喷嘴241中喷出空腔245内的墨液(液体)的构件。该喷墨头100D具备形成了喷嘴241的喷嘴平板240、空腔平板242、振动板243、将多个压电元件200层叠而成的叠层压电元件201。
空腔平板242被制成给定的形状(形成有凹部的形状),这样就形成空腔245及贮液室246。空腔245和贮液室246借助墨液供给口247连通。另外,贮液室246借助墨液供给管道311与墨盒31连通。
叠层压电元件201的图44中下端被夹隔中间层244与振动板243接合。在叠层压电元件201上,接合有多个外部电极248及内部电极249。即,在叠层压电元件201的外表面,接合有外部电极248,在构成叠层压电元件201的各压电元件200之间(或各压电元件的内部),设有内部电极249。此时,外部电极248和内部电极249的一部分被交互地沿压电元件200的厚度方向重合地配置。
此外,通过向外部电极248和内部电极249之间利用喷头驱动器33施加驱动电压波形,叠层压电元件201就如图44中的箭头所示那样变形(沿图44中上下方向伸缩)振动,由于该振动,振动板243发生振动。由于该振动板243的振动,空腔245的容积(空腔内的压力)变化,填充于空腔245内的墨液(液体)从喷嘴241中作为液滴喷出。
因液滴的喷出而在空腔245内减少了的液量被从贮液室246供给墨液而补给。另外,墨液被经过墨液供给管道311从墨盒31向贮液室246供给。
在具备如上所述的压电元件的喷墨头100A~100D中,都与所述的静电容量方式的喷墨头100相同,基于振动板或作为振动板发挥作用的压电元件的残留振动,可以检测液滴喷出的异常或特定该异常的原因。而且,在喷墨头100B及100C中,也可以采用如下的构成,即,在面向空腔的位置上设有作为传感器的振动板(残留振动检测用的振动板),从而检测出该振动板的残留振动。
<实施方式3>
下面,对本发明的实施方式3进行说明。
图45是表示本发明的液滴喷出装置的实施方式3的主要部分的方框图,图46是关于图45所示的液滴喷出装置的1个组块的方框图。
以下,对于实施方式3,以与所述的实施方式1不同的点为中心进行说明,对于相同的事项,将其说明省略。
实施方式3的喷墨打印机(液滴喷出装置)1中,将n(其中n为自然数)个喷墨头(液滴喷头)100设为1个组块,设有m(其中m为自然数)个所述组块(喷头组块)50,具有与所述组块50相同数目(m个)喷出异常检测机构10,各个喷出异常检测机构10被分配给给定的组块10。此外,为了将各喷墨头100的喷嘴110的状态维持良好,使冲洗机构动作(进行冲洗处理),从各喷墨头100的喷嘴110中向非记录区域(墨滴(液滴)也可以命中的给定的区域)喷出n次墨滴,此时,各喷出异常检测机构10分别在被分配的组块50中,对n个喷墨头100的喷头,依次进行喷出异常的检测·判定。
下面,基于图示例子,详细地进行说明。
如图45所示,印字机构3具有黄色(Y)、洋红色(M)、蓝绿色(C)、黑色(K)4色的墨液用的4个组块(喷头组块)50a、50b、50c、50d。在各组块50a、50b、50c、50d上,分别排列有n个黄色(Y)、洋红色(M)、蓝绿色(C)、黑色(K)的墨液用喷墨头100(喷嘴110)。而且,图中及以下的说明中,将黄色记作「Y」,将洋红色记作「M」,将蓝绿色记作「C」,将黑色记作「K」。
在各组块50a、50b、50c、50d上,分别分配有喷出异常检测机构10a、10b、10c、10d。另外,与喷出异常检测机构10a、10b、10c、10d分开地设有一个判定机构20。
而且,判定机构20也可以设置多个,例如与喷出异常检测机构的个数相同的数目,另外,判定机构20也可以包含于喷出异常检测机构中。
图46中,表示有Y的组块50a,如同图所示,n个Y的喷墨头100分别借助开闭开关501及切换机构23与喷出异常检测机构10a及驱动波形生成机构181连接。各开闭开关501及切换机构23分别由控制部6控制。虽然未图示,但是对于其他的M的组块50b、C的组块50c、K的组块50d也相同。
如前所述,由主机8输入的印刷数据(印字数据)被从移位寄存器182c向门闩电路182b转移,从多个喷墨头100中选择喷出墨滴的喷墨头100。此后,借助驱动器182c,来自驱动电路18的驱动波形生成机构181的驱动波形被送向给定的喷墨头100。这样,就从给定的喷墨头100的喷嘴110中喷出墨滴,该液滴命中记录用纸P上而进行记录。
这里,虽然也有因所记录的图像或文字等,频繁地喷出墨滴的喷嘴110,但是也有基本上不喷出墨滴的喷嘴110。对于后者的喷嘴110,当不进行冲洗处理时,干燥就会加剧,形成墨滴的喷出稳定性变差的状态。在串行方式的打印机的情况下,在印字机构3位于作为非记录区域的清洁位置时,定期地进行冲洗处理而防止喷嘴110的干燥,维持良好的状态。该冲洗处理中的墨滴的喷出次数例如根据周围的温度或冲洗处理的时间间隔而被设定为任意次,大致上为10次~数千次左右。本实施方式中,在该冲洗处理时,进行喷出异常的检测·判定。这样,就不会为了喷出异常的检测·判定而特别地花费时间,十分有效率,并且可以将墨液的消耗量控制为最小限度。
下面,以Y的组块50a作为代表,对所述冲洗处理时进行喷出异常的检测·判定时的动作进行说明。而且,图中及以下的说明中,由于从n个开闭开关501及n个喷墨头100中特定给定的部分,因此分别以括号书写,记录1~n的编号。
如图46所示,在冲洗处理之时,首先,将切换机构23切换向驱动波形生成机构181侧(按照将驱动波形生成机构181和喷墨头100连接的方式对切换机构23进行切换),将开闭开关501(1)~501(n)全都设为ON,从全部的喷墨头100的喷嘴110中喷出墨滴(进行第1次的墨滴的喷出)。此后,在其后不久,将切换机构23切换向喷出异常检测机构10a侧(按照将喷出异常检测机构10a和喷墨头100连接的方式对切换机构23进行切换),除去开闭开关501(1)以外,将开闭开关501(2)~501(n)设为OFF。这样,仅喷墨头100(1)与喷出异常检测机构10a连接,如前所述,对于该喷墨头100(1),进行喷出异常的检测·判定。
然后,再次将切换机构23切换向驱动波形生成机构181侧,将开闭开关501(1)~501(n)全都设为ON,从全部的喷墨头100的喷嘴110中喷出墨滴(进行第2次的墨滴的喷出)。此后,在其后不久,将切换机构23切换向喷出异常检测机构10a侧,除去开闭开关501(2)以外,将剩余的开闭开关501设为OFF。这样,仅喷墨头100(2)与喷出异常检测机构10a连接,如前所述,对于该喷墨头100(2),进行喷出异常的检测·判定。
以后,同样地,对喷墨头100(3)~100(n),依次逐个地进行喷出异常的检测·判定。
而且,对于其他的M的组块50b、C的组块50c、K的组块50d,由于与所述Y的组块50a的情况相同,因此将其说明省略。
像这样,当预先使1个喷出异常检测机构10所接受的组块50的喷墨头100的数目与冲洗处理中的墨滴的喷出次数一致时,就可以在1次的冲洗处理中,对全部的喷墨头100,分别逐次地进行喷出异常的检测·判定。
另外,本实施方式中,虽然表示了组块50的数目和墨液的颜色的数目一致的例子,但是不一定需要一致,例如Y、M、C、K各色的喷墨头100分别也可以被分为多个组块。
下面,对执行将所述墨滴喷出n次而进行(与冲洗处理一起进行)的喷出异常的检测·判定的时序(时期)等进行说明。
作为执行与所述冲洗处理一起进行的喷出异常的检测·判定的时序,例如可以举出下述(1)~(4),从它们当中,仅选择1个即可,另外,也可以选择任意的2个以上(也可以将任意的2个以上组合)。
(1)定期地(以给定的一定的时间间隔)进行。
这样,就可以将各喷墨头100的喷嘴110的状态维持良好,并且,可以定期地对各喷嘴110的喷出异常进行检测·判定。
(2)在串行类型的喷墨打印机的情况下在每次喷墨头100(印字机构3)往复运动时进行。
这样,就可以将各喷墨头100的喷嘴110的状态维持良好,并且,可以在喷墨头100(印字机构)每次往复运动时对各喷嘴110的喷出异常进行检测·判定。
(3)在加入了喷墨打印机1的电源后立即进行。
这样,当加入了喷墨打印机1的电源时,在其后不久,就可以可靠地将各喷墨头100的喷嘴110维持良好的状态,并且,可以对各喷嘴110的喷出异常进行检测·判定。
(4)在利用恢复机构24的恢复处理后立即进行。
这样,在执行了恢复处理时,在其后不久,就可以可靠地将各喷墨头100的喷嘴110的状态维持良好,并且,可以对各喷嘴110的喷出异常进行检测·判定。
如上所述,根据本发明的实施方式3,由于在冲洗处理之时进行喷出异常的检测·判定,因此就不会为了该喷出异常的检测·判定而特别地花费时间,十分有效率,并且还可以将墨液的消耗量控制为最小限度,可以对各喷墨头100的喷嘴110的喷出异常进行检测·判定。
另外,由于使喷出墨滴的次数(n次)、1组中的喷墨头100的个数(n个)一致,设有与组块数相同数目(m个)的喷出异常检测机构10,因此就可以在墨滴的n次的喷出中,依次逐一地可靠地进行喷出异常的检测·判定,另外,可以减少喷出异常检测机构10的个数,可以将电路构成按比例缩小,并且可以防止制造成本的增加。
而且,该实施方式3也可以适用于前面所述的实施方式2及后述的实施方式4。
<实施方式4>
下面,对本发明的喷墨头(喷头组件)的其他的构成例进行说明。图47是表示喷头组件100H的构成的立体图,图48是与图47所示的喷头组件100H的1色的墨液(1个空腔)对应的概略性的剖面图。以下,虽然基于这些图进行说明,但是以与前面所述的实施方式1不同的点为中心进行说明,对于相同的事项,将其说明省略。
这些图中所示的喷头组件100H是利用所谓的膜沸腾喷墨方式(热喷射方式)的组件,是将支撑板410、基板420、外壁430及隔壁431、顶板440从图47及图48中下侧开始以该顺序接合的构成的组件。
基板420和顶板440被夹隔外壁430及以等间隔平行配置的多片(图示的例子中为6片)隔壁431拉开给定的间隔地配置。此外,在基板420和顶板440之间,形成有由隔壁431划分的多个(图示的例子中为5个)空腔(压力室:墨液室)432。各空腔432形成长方形(长方体状)。
另外,如图47及图48所示,各空腔432的图48中左侧端部(图47中上端)被喷嘴平板(前板)433覆盖。在该喷嘴平板433上,形成有与各空腔432连通的喷嘴(孔)434,从该喷嘴434中喷出墨液(液状材料)。
图47中,虽然相对于喷嘴平板433喷嘴434被直线地,即成列状地配置,但是喷嘴110的配置模式应该说并不限定于此。配置为列状的该喷嘴434的间距可以根据以上解析度(dpi)等而适当地设定。
而且,也可以是如下的构成,即,不设置喷嘴平板433,各空腔432的图47中上端(图48中左端)开放,该开放了的开口成为喷嘴。
另外,在顶板440上,形成有墨液输入口441,在该墨液输入口上,借助墨液供给管道311,与墨盒31连接。而且,虽然未图示,但是在墨液输入口441和墨盒31之间,也可以设置减震室(具备由橡胶制成的减震块,利用其变形室室内的容积变化)。这样,减震室就可以吸收空腔32往复行进时的墨液的晃动或墨压的变化,向喷头组件100H稳定地供给给定量的墨液。
支撑板410、外壁430、隔壁431、顶板440及喷嘴平板433分别例如由不锈钢等各种金属材料或各种树脂材料、各种陶瓷等构成。另外,基板420例如由硅等构成。
在基板420的与各空腔432对应的位置上,分别设置(嵌设)有发热体450。各发热体450被由喷头驱动器(通电机构)452向各自独立通电,而进行发热。喷头驱动器452根据由控制部6输入的印字信号(印字数据),作为发热体450的驱动信号,输出例如脉冲状的信号。
另外,发热体450的空腔432侧的面被保护膜(耐气蚀膜)451覆盖。该保护膜451是为了防止发热体450与空腔432内的墨液直接接触而设置的。通过设置该保护膜451,就可以防止由发热体450与墨液直接接触而造成的变质、老化等。
在基板420的各发热体450的附近,与各空腔432对应的位置上,分别形成有凹部460。该凹部460可以利用例如蚀刻、冲裁等方法形成。
按照将凹部460的空腔432侧遮蔽的方式设置振动板461。该振动板461追随空腔432内的压力(液压)的变化而沿图48中的上下方向弹性变形(弹性位移)。
振动板461的构成材料或厚度没有特别限定,可以适当地设定。
另一方面,凹部460的另一方的一侧,被支撑部410覆盖,该支撑部410的与图48中上面的各振动板461对应的位置上,分别设有片段电极462。
振动板461和片段电极462被拉开给定的间隙距离地大致平行地配置。振动板461和片段电极462之间的间隙距离(间隙长度g)没有特别限定,可以适当地设定。通过略为拉开间隙距离地配置振动板461和片段电极462,就可以形成平行平板电容器。此外,如前所述,当振动板461追随空腔432内的压力而沿图48中的上下方向弹性变形时,与之对应地,振动板461和片段电极462的间隙距离发生变化,所述平行平板电容器的静电容量C改变。该静电容量C的变化由于当在CR起振电路中起振而转换为频率的信息时,即作为频率变化体现,因此如前所述,通过检测它,就可以知道振动板461的残留振动(衰减振动)。
在基板420的空腔432以外,形成有公共电极470。另外,在支撑部410的空腔432以外,形成有外部片段电极471。
作为片段电极462、公共电极470及外部片段电极471的构成材料,例如可以举出不锈钢、铝、金、铜或包含它们的合金等。另外,片段电极462、公共电极470及外部片段电极471分别例如可以利用金属铂的接合、镀膜、蒸镀、溅射等方法形成。
各振动板461和公共电极470被导体475电连接,各片段电极462和各外部片段电极471被导体476电连接。
作为导体475、476,分别可以举出(1)配设了金属线等导线的构件、(2)在基板420或支撑板410的表面例如形成了由金、铜等导电性材料制成的薄膜的构件、(3)对基板420等的导体形成部位实施离子注入等而赋予了导电性的构件等。
如上所述的喷头组件100H可以沿图48中的上下方向重叠多层(多级地)配置。图49中,虽然表示了使用了4色的墨液(墨盒31)的情况的喷嘴434的配置的例子,但是此时,可以采用将多个喷头组件100H例如沿主扫描方向重叠配置,在它们的前面接合了1片喷嘴平板433的构成。
喷嘴平板433上的喷嘴434的配置模式虽然没有特别限定,但是可以如图49所示,在相邻的喷嘴列中,按照使喷嘴434错开半个间距的方式配置。
下面,对喷头组件100H的作用(动作原理)进行说明。
当从喷头驱动器33中输出驱动信号(脉冲信号)而向发热体450通电时,发热体450就会瞬间地发热至300℃以上的温度。这样,在保护膜451上就会产生由膜沸腾造成的气泡(与成为后述的不喷出的原因的混入空腔内而产生的气泡不同)480,该气泡480瞬间地膨胀。这样,充满在空腔432内的墨液(液状材料)的液压增大,墨液的一部分从喷嘴434中作为液滴被喷出。
在喷出了墨液的液滴后不久,气泡480急剧地收缩,回到原来的状态。利用此时的空腔432内的压力变化,振动板461弹性变形,在直至输入下一个驱动信号而再次喷出墨滴期间,产生衰减振动(残留振动)。
当振动板461产生衰减振动时,与之对应,振动板461和与之相面对的片段电极462之间的静电容量变化。该静电容量的变化作为公共电极470和外部片段电极471的电压差的变化体现,通过读取它,就可以检测、特定墨滴的不喷出或其原因。即,通过与从喷嘴434中正常地喷出墨滴时的公共电极470和外部片段电极471的电压差的变化(静电容量的变化)的样子(模式)进行比较,就可以判定墨滴是否被正常地喷出,另外通过与墨滴的不喷出的每个原因的样子(模式)分别比较、特定,就可以判定墨滴的不喷出的原因。
因墨滴的喷出而在空腔432内减少了的液量被通过从墨液输入口441向空腔432内供给墨液而补给。该墨液是从墨盒31穿过墨液供给管道311而供给的。
如上所述,本发明的液滴喷出装置及液滴喷头的喷出异常检测·判定方法具备:具有空腔、振动板、促动器及喷嘴的多个液滴喷头、驱动这些促动器的驱动电路、基于印字数据等选择液滴喷头的喷嘴的喷出选择机构、从振动板的残留振动中检测出液滴的喷出异常的1个或多个喷出异常检测机构、将驱动电路和喷出异常检测机构切换的1个或多个切换机构,检测出冲洗动作或印字动作中的液滴喷出动作后的振动板的残留振动,基于它对喷出异常进行检测·判定。
所以,由于利用本发明的液滴喷出装置及液滴喷头的喷出异常检测·判定方法,就可以在液滴喷头上不设置其他的检测装置,对多喷嘴的液滴喷头的各个喷嘴检测·判定喷出异常,因此就可以不增大液滴喷头的尺寸,并且可以防止能够检测喷出异常的液滴喷出装置的制造成本的增加。
以上,虽然基于图示的各实施方式对本发明的液滴喷出装置及液滴喷头的喷出异常检测·判定方法进行了说明,但是本发明并不限定于此,构成液滴喷头或液滴喷出装置的各部分可以与能够发挥相同的功能的任意的构成的部分置换。另外,在本发明的液滴喷头或液滴喷出装置上,也可以附加其他的任意的构成物。
而且,作为从本发明的液滴喷出装置的液滴喷头(所述的实施方式中为喷墨头100)中喷出的喷出对象液(液滴),没有特别限定,例如可以采用含有如下所述的各种材料的液体(包括悬浮液、乳液等分散液)。即,包括滤色片的过滤片材料的墨液、用于形成有机EL(Electro Luminescence)装置的EL发光层的发光材料、用于在电子发射装置的电极上形成荧光体的荧光材料、用于形成PDP(Plasma Display Panel)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、用于在基板W的表面形成电极的液状电极材料、用于形成金属配线的液状金属材料、用于形成微透镜的透镜材料、抗蚀剂材料、用于形成光扩散体的光扩散材料等。
另外,本发明中,成为喷出液滴的对象的液滴收容物并不限定于记录用纸之类的纸,也可以是薄膜、织物、无纺布等其他的介质、玻璃基板、硅基板等各种基板酯类的工件。
(工业上的利用可能性)
如上说明所示,根据本发明,可以检测·判定具有多个喷嘴的液滴喷头的各个喷嘴的喷出异常,并且可以将此种液滴喷出装置的电路构成按比例缩小,从而防止其制造成本的增加。

Claims (43)

1.一种液滴喷出装置,其特征是,具备:
多个液滴喷头,所述液滴喷头具有振动板、使所述振动板位移的促动器、在内部填充有液体并利用所述振动板的位移来增减该内部的压力的空腔、以及与所述空腔连通而利用所述空腔内的压力的增减将所述液体作为液滴喷出的喷嘴、
驱动所述促动器的驱动电路、
选择从所述多个液滴喷头当中的哪个液滴喷头的喷嘴中喷出液滴的喷出选择机构、
检测所述振动板的残留振动并基于该被检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常的喷出异常检测机构、
在利用所述促动器的驱动进行的液滴的喷出动作后,将与所述促动器的连接从所述驱动电路切换到所述喷出异常检测机构的切换机构。
2.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征是,对所述多个液滴喷头,依次逐一地进行所述液滴的喷出异常的检测。
3.一种液滴喷出装置,其特征是,具备:
多个液滴喷头,所述液滴喷头具有振动板、使所述振动板位移的促动器、在内部填充有液体并利用所述振动板的位移来增减该内部的压力的空腔、与所述空腔连通而利用所述空腔内的压力的增减将所述液体作为液滴喷出的喷嘴、
驱动所述促动器的驱动电路、
选择从所述多个液滴喷头当中的哪个液滴喷头的喷嘴中喷出液滴的喷出选择机构、
与利用所述喷出选择机构选择的所述液滴喷头对应地检测出所述振动板的残留振动,基于该被检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常的多个喷出异常检测机构、
在利用所述促动器的驱动进行的液滴的喷出动作后,将与所述促动器的连接从所述驱动电路分别切换为所述多个喷出异常检测机构当中的与所述促动器对应的所述喷出异常检测机构的切换机构。
4.根据权利要求3所述的液滴喷出装置,其特征是,对所述多个液滴喷头,大致同时地进行所述液滴的喷出异常的检测。
5.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征是,所述切换机构基于给定的切换信号的输入,执行切换动作。
6.根据权利要求5所述的液滴喷出装置,其特征是,还具备切换控制机构,该切换控制机构按照对与由所述喷出选择机构选择了的液滴喷头对应的所述切换机构进行切换动作的方式进行控制。
7.根据权利要求6所述的液滴喷出装置,其特征是,所述切换控制机构由与所述多个切换机构对应地配置于所述喷出选择机构和各个切换机构之间的多个逻辑积电路构成。
8.一种液滴喷出装置,其特征是,具备:
多个液滴喷头,所述液滴喷头具有振动板、使所述振动板位移的促动器、在内部填充有液体并利用所述振动板的位移来增减该内部的压力的空腔、与所述空腔连通而利用所述空腔内的压力的增减将所述液体作为液滴喷出的喷嘴、
驱动所述促动器的驱动电路、
选择从所述多个液滴喷头当中的哪个液滴喷头的喷嘴中喷出液滴的喷出选择机构、
检测所述振动板的残留振动并基于该被检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常的喷出异常检测机构、
决定所述喷出异常检测机构对所述多个喷嘴的哪个喷嘴检测出液滴的喷出异常的检测决定机构、
在利用与由所述检测决定机构决定了的所述液滴喷头的喷嘴对应的所述促动器的驱动进行的液滴的喷出动作后,将与所述促动器的连接从所述驱动电路切换为所述喷出异常检测机构的切换机构。
9.根据权利要求8所述的液滴喷出装置,其特征是,所述检测决定机构包括选择对与所述多个液滴喷头的哪个对应的所述切换机构进行切换动作的切换选择机构、按照对与所述切换选择机构及由所述喷出选择机构选择了的液滴喷头对应的所述切换机构进行切换动作的方式控制的切换控制机构,在与由所述检测决定机构决定了的液滴喷头对应的所述切换机构被所述切换控制机构进行了切换动作时,所述喷出异常检测机构检测出所对应的液滴喷头的喷出异常。
10.根据权利要求8所述的液滴喷出装置,其特征是,所述检测决定机构反复循环进行从所述多个液滴喷头中以给定的顺序依次选择液滴喷头的选择动作,在所述液滴的喷出动作的动作时序与所述液滴喷头的选择时序一致了的时刻,将该时序一致了的所述液滴喷头作为检测所述液滴的喷出异常的液滴喷头决定。
11.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征是,所述喷出异常检测机构在成为检测对象的所述喷嘴的冲洗处理中的液滴喷出动作时或印字动作中的液滴喷出动作时的任意一个时序下检测液滴的喷出异常。
12.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征是,所述喷出异常检测机构包括基于所述振动板的残留振动的振动模式,判定所述液滴喷头的液滴的喷出异常的有无的判定机构。
13.根据权利要求12所述的液滴喷出装置,其特征是,所述判定机构在判定为所述液滴喷头有液滴的喷出异常时,判定该喷出异常的原因。
14.根据权利要求13所述的液滴喷出装置,其特征是,所述振动板的残留振动的振动模式包括所述残留振动的周期。
15.根据权利要求13所述的液滴喷出装置,其特征是,所述判定机构在所述振动板的残留振动的周期小于给定的范围的周期时,判定为气泡混入了所述空腔内,在所述振动板的残留振动的周期大于给定的阈值时,判定为所述喷嘴附近的液体因干燥而增粘,在所述振动板的残留振动的周期大于所述给定的范围的周期,而小于所述给定的阈值时,判定为纸粉附着在所述喷嘴的出口附近。
16.根据权利要求12所述的液滴喷出装置,其特征是,还具备储存由所述判定机构判定了的判定结果的存储机构。
17.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征是,所述喷出异常检测机构具备起振电路,基于因所述振动板的残留振动而变化的所述促动器的静电容量成分,该起振电路起振。
18.根据权利要求17所述的液滴喷出装置,其特征是,所述起振电路构成由所述促动器的静电容量成分、和所述促动器连接的电阻元件的电阻成分形成的CR起振电路。
19.根据权利要求17所述的液滴喷出装置,其特征是,所述喷出异常检测机构包括根据基于所述起振电路的输出信号的起振频率的变化而生成的给定的信号组,生成所述振动板的残留振动的电压波形的F/V转换电路。
20.根据权利要求19所述的液滴喷出装置,其特征是,所述喷出异常检测机构包括将由所述F/V转换电路生成的所述振动板的残留振动的电压波形整形为给定的波形的波形整形电路。
21.根据权利要求20所述的液滴喷出装置,其特征是,所述波形整形电路包括从由所述F/V转换电路生成的所述振动板的残留振动的电压波形中除去直流成分的DC成分除去机构、比较由该DC成分除去机构除去了直流成分的电压波形和给定的电压值的比较器,该比较器基于该电压比较,生成矩形波而输出。
22.根据权利要求21所述的液滴喷出装置,其特征是,所述喷出异常检测机构包括从由所述波形整形电路生成的所述矩形波中计测所述振动板的残留振动的周期的计测机构。
23.根据权利要求22所述的液滴喷出装置,其特征是,所述计测机构具有计数器,该计数器通过对基准信号的脉冲计数,计测所述矩形波的上升边沿之间或上升边沿和下降边沿之间的时间。
24.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征是,所述促动器为静电式促动器。
25.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征是,所述促动器是利用了压电元件的压电效应的压电促动器。
26.根据权利要求1所述的液滴喷出装置,其特征是,所述液滴喷出装置包括喷墨打印机。
27.一种液滴喷出装置,是具备:
具有促动器和利用所述促动器的驱动而位移的振动板,利用所述促动器的驱动,将空腔内的液体作为液滴从喷嘴中喷出的多个液滴喷头、
驱动所述促动器的驱动电路、
检测所述振动板的残留振动并基于该被检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常的喷出异常检测机构、
具有进行驱动所述促动器而从喷嘴中预备性地喷出所述液滴的冲洗处理的冲洗机构,对所述液滴喷头,进行消除所述喷出异常的原因的恢复处理的恢复机构的液滴喷出装置,其特征是,
将n个所述液滴喷头设为1个组块,具有m个所述组块,其中n为自然数,m为自然数,
具有与所述组块相同数目的所述喷出异常检测机构,各个喷出异常检测机构被分配给给定的所述组块,
为了良好地维持所述各液滴喷头的喷嘴的状态,使所述冲洗机构动作,从所述各液滴喷头的喷嘴中向液滴也可以命中的给定的区域喷出n次液滴,此时,所述各喷出异常检测机构分别在被分配的所述组块中,对所述n个液滴喷头,依次进行所述喷出异常的检测。
28.根据权利要求27所述的液滴喷出装置,其特征是,具有在利用由所述促动器的驱动进行的液滴的喷出动作后,将与所述促动器的连接从所述驱动电路切换为所述喷出异常检测机构的切换机构。
29.根据权利要求27所述的液滴喷出装置,其特征是,具有判定所述液滴喷头有无液滴的喷出异常的判定机构。
30.根据权利要求29所述的液滴喷出装置,其特征是,所述判定机构在判定为所述液滴喷头有液滴的喷出异常时,判定该喷出异常的原因。
31.根据权利要求30所述的液滴喷出装置,其特征是,所述判定机构在所述振动板的残留振动的周期小于给定的范围的周期时,判定为气泡混入了所述空腔内,在所述振动板的残留振动的周期大于给定的阈值时,判定为所述喷嘴附近的液体因干燥而增粘,在所述振动板的残留振动的周期大于所述给定的范围的周期,而小于所述给定的阈值时,判定为纸粉附着在所述喷嘴的出口附近。
32.根据权利要求27所述的液滴喷出装置,其特征是,定期地进行将所述液滴喷出n次而进行的喷出异常的检测。
33.根据权利要求27所述的液滴喷出装置,其特征是,在所述液滴喷头每次往复运动时进行将所述液滴喷出n次而进行的喷出异常的检测。
34.根据权利要求27所述的液滴喷出装置,其特征是,在接入该液滴喷出装置的电源后立即进行将所述液滴喷出n次而进行的喷出异常的检测。
35.根据权利要求27所述的液滴喷出装置,其特征是,在利用所述恢复机构进行的恢复处理后立即进行将所述液滴喷出n次而进行的喷出异常的检测。
36.一种液滴喷头的喷出异常检测·判定方法,其特征是,选择从具有振动板、促动器、喷嘴的多个液滴喷头当中的哪个液滴喷头的喷嘴中喷出液滴,在通过驱动所选择的液滴喷头的促动器而使所述振动板振动,进行了从所述喷嘴中喷出液滴的动作后,从驱动所述驱动器的驱动电路切换为检测电路,在该检测电路中,检测出所述振动板的残留振动,基于所检测出的所述振动板的残留振动的振动模式,检测液滴的喷出异常。
37.根据权利要求36所述的液滴喷头的喷出异常检测·判定方法,其特征是,与所述多个液滴喷头分别对应地具备多个所述检测电路,在液滴的喷出动作后,将所述促动器的连接从所述驱动电路分别切换为与该促动器对应的检测电路。
38.根据权利要求37所述的液滴喷头的喷出异常检测·判定方法,其特征是,仅对所述被选择的液滴喷头执行从所述驱动电路向所述检测电路的切换。
39.根据权利要求37所述的液滴喷头的喷出异常检测·判定方法,其特征是,指定所述多个液滴喷头的任意的液滴喷头,对该被指定了的任意的液滴喷头执行所述切换动作。
40.根据权利要求36所述的液滴喷头的喷出异常检测·判定方法,其特征是,在成为检测对象的所述喷嘴的冲洗处理中的液滴喷出动作时或印字动作中的液滴喷出动作时的任意一个时序下检测液滴的喷出异常。
41.根据权利要求36所述的液滴喷头的喷出异常检测·判定方法,其特征是,基于所述振动板的残留振动的振动模式,判定所述液滴喷头的液滴的喷出异常的有无,并且在判定为所述液滴喷头有液滴的喷出异常时,判定该喷出异常的原因。
42.根据权利要求41所述的液滴喷头的喷出异常检测·判定方法,其特征是,所述残留振动的振动模式为残留振动的周期,在该被检测的残留振动的周期小于给定的范围的周期时,作为所述喷出异常的原因,判定为气泡混入了所述液滴喷头的空腔内,在该被检测的残留振动的周期大于给定的阈值时,作为所述喷出异常的原因,判定为所述液滴喷头的喷嘴附近的液体因干燥而增粘,在该被检测的残留振动的周期大于所述给定的范围的周期,而小于所述给定的阈值时,作为所述喷出异常的原因,判定为纸粉附着在所述液滴喷头的喷嘴的出口附近。
43.根据权利要求41所述的液滴喷头的喷出异常检测·判定方法,其特征是,将在所述判定中判定的判定结果存储在储存部中。
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