(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-09
(45)【発行日】2024-12-17
(54)【発明の名称】液体吐出装置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/015 20060101AFI20241210BHJP
B41J 2/14 20060101ALI20241210BHJP
【FI】
B41J2/015 101
B41J2/14 611
(21)【出願番号】P 2020181177
(22)【出願日】2020-10-29
【審査請求日】2023-10-04
(73)【特許権者】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003177
【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】齊藤 範晃
(72)【発明者】
【氏名】上柳 雅史
【審査官】中村 博之
(56)【参考文献】
【文献】特開2005-125763(JP,A)
【文献】特開2006-199045(JP,A)
【文献】特開2019-005961(JP,A)
【文献】特開2018-099867(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0320322(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B41J 2/01-2/215
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1駆動信号の供給に応じて駆動する第1圧電素子と、
第2駆動信号の供給に応じて駆動する第2圧電素子と、
前記第1圧電素子、及び、前記第2圧電素子が設けられた第1ヘッドユニットと、
第3駆動信号の供給に応じて駆動する第3圧電素子が設けられた第2ヘッドユニットと、
前記第1駆動信号を前記第1ヘッドユニットに供給するための第1配線、及び、前記第2駆動信号を前記第1ヘッドユニットに供給するための第2配線を含むフレキシブルフラットケーブルと、
を備え、
前記第1駆動信号は、
第1期間において、第1電位から第2電位に遷移し、
前記第1期間に続く第2期間において、前記第2電位を維持し、
前記第2期間に続く第3期間において、前記第2電位から前記第1電位へと遷移し、
前記第2駆動信号は、
第4期間において、第3電位から第4電位に遷移し、
前記第4期間に続く第5期間において、前記第4電位を維持し、
前記第5期間に続く第6期間において、前記第4電位から前記第3電位へと遷移し、
前記第1期間と前記第4期間とは、互いに一部又は全部が重なり、
前記第3期間と前記第6期間とは、互いに一部又は全部が重なり、
前記第2電位は、前記第1電位よりも高電位であり、
前記第4電位は、前記第3電位よりも低電位であ
り、
前記第2ヘッドユニットは、
前記第3駆動信号による前記第3圧電素子の駆動に伴い前記第3圧電素子に生じる振動を検出し、当該検出の結果を、検出信号として出力する検出部を備え、
前記フレキシブルフラットケーブルは、
前記検出信号を伝送する検出配線を有する、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項2】
前記第2電位から前記第1電位を減じた電位差の絶対値と、前記第4電位から前記第3電位を減じた電位差の絶対値とは、略同じである、
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
【請求項3】
前記第1期間と前記第4期間とは、略同じ期間であり、
前記第3期間と前記第6期間とは、略同じ期間である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
【請求項4】
前記
第1ヘッドユニットは、
前記第1配線と前記第1圧電素子とを電気的に接続するか否かを切り替える第1スイッチと、
前記第2配線と前記第2圧電素子とを電気的に接続するか否かを切り替える第2スイッチと、を含み、
前記フレキシブルフラットケーブルは、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの動作を指定する指定信号を伝送する制御配線を含む、
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の液体吐出装置。
【請求項5】
前記第1圧電素子、前記第1圧電素子の駆動に伴い体積が変化する第1圧力室、及び、前記第1圧力室に連通し前記第1圧力室内部の体積の変化に応じて前記第1圧力室の内部に充填された液体を吐出可能な第1ノズル、を具備する第1吐出部と、
前記第2圧電素子、前記第2圧電素子の駆動に伴い体積が変化する第2圧力室、及び、前記第2圧力室に連通し前記第2圧力室内部の体積の変化に応じて前記第2圧力室の内部に充填された液体を吐出可能な第2ノズル、を具備する第2吐出部と、
を備え、
前記第1駆動信号は、前記第1期間の開始から前記第3期間の終了までにおいて、前記第1吐出部から液体が吐出されないように前記第1圧電素子を駆動し、
前記第2駆動信号は、前記第3期間の開始から前記第6期間の終了までにおいて、前記第2吐出部から液体が吐出されないように前記第2圧電素子を駆動する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
【請求項6】
前記フレキシブルフラットケーブルは、
前記第1圧電素子の一端と電気的に接続し、前記第1圧電素子の一端を定電位に保持するための第3配線と、
前記第2圧電素子の一端と電気的に接続し、前記第2圧電素子の一端を定電位に保持するための第4配線と、を備え、
前記第3配線と前記第4配線との間に、前記第1配線と前記第2配線とが配置されている、
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体吐出装置、及び容量性負荷駆動回路に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、インク等の液体を吐出する液体吐出装置が知られている。例えば、特許文献1には、複数の圧電素子を具備するヘッドユニットを有し、複数の圧電素子の各々に対して駆動信号を供給することによって、液体を吐出する液体吐出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の技術では、ヘッドユニットに対して供給される駆動信号の電位変化に伴い発生するノイズが、ヘッドユニットに対して供給される信号、又は、ヘッドユニットから取得される信号に対して、影響を及ぼす恐れがあった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以上の問題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体吐出装置は、第1駆動信号の供給に応じて駆動する第1圧電素子と、第2駆動信号の供給に応じて駆動する第2圧電素子と、を備え、前記第1駆動信号は、第1期間において、第1電位から第2電位に遷移し、前記第1期間に続く第2期間において、前記第2電位を維持し、前記第2期間に続く第3期間において、前記第2電位から前記第1電位へと遷移し、前記第2駆動信号は、第4期間において、第3電位から第4電位に遷移し、前記第4期間に続く第5期間において、前記第4電位を維持し、前記第5期間に続く第6期間において、前記第4電位から前記第3電位へと遷移し、前記第1期間と前記第4期間とは、互いに一部又は全部が重なり、前記第3期間と前記第6期間とは、互いに一部又は全部が重なり、前記第2電位は、前記第1電位よりも高電位であり、前記第4電位は、前記第3電位よりも低電位である。
【0006】
以上の問題を解決するために、本発明の好適な態様に係る容量性負荷駆動回路は、第1駆動信号の供給に応じて駆動する第1圧電素子と、第2駆動信号の供給に応じて駆動する第2圧電素子と、を備え、前記第1駆動信号は、第1期間において、第1電位から第2電位に遷移し、前記第1期間に続く第2期間において、前記第2電位を維持し、前記第2期間に続く第3期間において、前記第2電位から前記第1電位へと遷移し、前記第2駆動信号は、第4期間において、第3電位から第4電位に遷移し、前記第4期間に続く第5期間において、前記第4電位を維持し、前記第5期間に続く第6期間において、前記第4電位から前記第3電位へと遷移し、前記第1期間と前記第4期間とは、互いに一部又は全部が重なり、前記第3期間と前記第6期間とは、互いに一部又は全部が重なり、前記第2電位は、前記第1電位よりも高電位であり、前記第4電位は、前記第3電位よりも低電位である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】本実施形態に係るインクジェットプリンター1の構成の一例を示す機能ブロック図。
【
図2】インクジェットプリンター1を例示する模式図。
【
図3】吐出部Dを含むように記録ヘッドHDを切断した、記録ヘッドHDの概略的な一部断面図。
【
図4】吐出部Dにおけるインクの吐出動作の一例を説明するための説明図。
【
図5】吐出部Dにおけるインクの吐出動作の一例を説明するための説明図。
【
図6】吐出部Dにおけるインクの吐出動作の一例を説明するための説明図。
【
図8】ヘッドユニットHU[q]の構成の一例を示すブロック図。
【
図9】インクジェットプリンター1の単位期間Tuにおける動作を説明するためのタイミングチャートを示す図。
【
図10】第1微振動波形WHbと第2微振動波形WLbとを示す説明図。
【
図11】単位期間Tuにおける切替回路10の動作を説明するための説明図。
【
図12】本実施形態に係る接続状態指定回路11[q]の構成の一例を示す図。
【
図13】デコーダーDC[q1][m]における接続状態指定信号の生成を説明するための説明図。
【
図14】デコーダーDC[q2][m]における接続状態指定信号の生成を説明するための説明図。
【
図15】吐出状態判定回路64における、判定情報Sttの生成を説明するための説明図。
【
図16】本実施形態における微振動波形による残留振動信号NSASへのノイズの影響を示す説明図。
【
図17】参考例における微振動波形による残留振動信号NSASへのノイズの影響を示す説明図。
【
図18】第1微振動波形WHbと、第1変形例における第2微振動波形WLbaとを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【0009】
1.実施形態
本実施形態では、インクを吐出して記録用紙Pに画像を形成するインクジェットプリンター1を例示して、液体吐出装置を説明する。インクジェットプリンター1は、「液体吐出装置」の一例である。インクは、「液体」の一例である。記録用紙Pは、「媒体」の一例である。
【0010】
1.1.インクジェットプリンター1の概要
図1及び
図2を参照しつつ、本実施形態に係るインクジェットプリンター1の構成について説明する。ここで、
図1は、本実施形態に係るインクジェットプリンター1の構成の一例を示す機能ブロック図である。また、
図2は、インクジェットプリンター1を例示する模式図である。
【0011】
インクジェットプリンター1には、パーソナルコンピューターやデジタルカメラ等のホストコンピューターから、インクジェットプリンター1が形成すべき画像を示す印刷データImgと、インクジェットプリンター1が形成すべき画像の印刷部数を示す情報と、が供給される。インクジェットプリンター1は、ホストコンピューターから供給される印刷データImgが示す画像を記録用紙Pに形成する印刷処理を実行する。
【0012】
図1に例示するように、インクジェットプリンター1は、インクを吐出する吐出部Dが設けられたQ個のヘッドユニットHUを具備するヘッドモジュールHMと、メンテナンスユニット4と、インクジェットプリンター1の各部の動作を制御する制御モジュール6と、記録用紙Pを搬送する搬送機構7と、ヘッドモジュールHMを移動させる移動機構8と、を備える。Qは、2以上の偶数である。以下では、Q個のヘッドユニットHUを区別するために、順番に、1段、2段、…Q段と称することがある。また、q段のヘッドユニットHUを、ヘッドユニットHU[q]と称する場合がある。変数qは、1以上Q以下の整数である。また、インクジェットプリンター1の構成要素や信号等が、ヘッドユニットHU[q]の変数qに対応するものの場合は、当該構成要素や信号等を表わすための符号に、段数qに対応していることを示す添え字[q]を付して表現することがある。
【0013】
制御モジュール6は、制御部60と、記憶部61と、Q個のヘッドユニットHUに1対1に対応するQ個の駆動信号生成回路62と、ヘッドユニットHUに含まれるノズルNの吐出状態を判定する吐出状態判定回路64と、定電圧生成回路66とを有する。制御部60は、CPUを含んで構成される。CPUは、Central Processing Unitの略称である。但し、制御部60は、CPUの代わりに、FPGA等のプログラマブルロジックデバイスを備えていてもよい。Field Programmable Gate Arrayの略称である。記憶部61は、インクジェットプリンター1の制御プログラム及びその他の情報を記憶する。
【0014】
本実施形態において、各ヘッドユニットHUは、M個の吐出部Dを具備する記録ヘッドHDと、切替回路10と、検出回路20と、を備える。本実施形態において、Mは、2以上の整数である。
以下では、ヘッドユニットHU[q]に設けられたM個の吐出部Dの各々を区別するために、順番に、1段、2段、…、M段と称することがある。また、ヘッドユニットHU[q]に設けられたm段の吐出部Dを、吐出部D[q][m]と称する場合がある。変数mは、1以上M以下の整数である。また、インクジェットプリンター1の構成要素や信号等が、吐出部D[q][m]の段数mに対応するものである場合には、当該構成要素や信号等を表わすための符号に、段数mに対応していることを示す添え字[m]を付して表現することがある。
【0015】
制御部60は、ヘッドモジュールHMを制御するための指定信号SIと、駆動信号生成回路62[q]を制御するための波形指定信号dCom[q]と、搬送機構7を制御するための信号と、移動機構8を制御するための信号と、を生成する。波形指定信号dCom[q]は、駆動信号Com[q]の波形を規定するデジタルの信号である。また、駆動信号Com[q]とは、吐出部D[q][m]を駆動するためのアナログの信号である。
【0016】
駆動信号生成回路62[q]は、DA変換回路を含み、波形指定信号dCom[q]が規定する波形を有する駆動信号Com[q]を生成する。本実施形態では、駆動信号Com[q]が、駆動信号ComA[q]と、駆動信号ComB[q]とを含む場合を想定する。例えば、駆動信号生成回路62[q]は、内部で独立した2つの回路によって、駆動信号ComA[q]と、駆動信号ComB[q]と、を生成する。
【0017】
吐出状態判定回路64は、残留振動信号NSAS[q][m]に基づいて、吐出部D[q][m]の吐出状態判定の結果を示す判定情報Stt[q][m]を生成する。残留振動信号NSAS[q][m]は、「検出信号」の一例である。なお、以下では、吐出状態判定回路64による吐出状態判定の対象とされる吐出部Dを、「判定対象吐出部D-H」と称する場合がある。また、ヘッドユニットHU[q]における判定対象吐出部D-Hを、「判定対象吐出部D[q]-H」と称する場合がある。また、吐出状態判定回路64が実行する吐出状態判定と、吐出状態判定回路64が吐出状態判定を実行するための準備処理とを含む、インクジェットプリンター1において実行される一連の処理を、吐出状態判定処理と称する。
【0018】
定電圧生成回路66は、
図7に例示する定電位信号SVbsを生成する。定電位信号SVbsは、定電位Vbsを有する。定電圧生成回路66は、各ヘッドユニットHUに対応するQ個の定電位信号SVbsを生成する。
図1では図の煩雑化を避けるために省略されているが、定電圧生成回路66は、Q個の定電位信号SVbsを、ヘッドユニットHUのそれぞれに供給する。
【0019】
切替回路10[q]は、駆動信号生成回路62[q]から出力される駆動信号Com[q]を各吐出部D[q][m]に供給するか否かを切り替える。また、切替回路10[q]は、各吐出部Dと検出回路20とを電気的に接続するか否かを切り替える。
【0020】
検出回路20[q]は、駆動信号Com[q]により駆動された吐出部D[q][m]から検出した検出信号Vout[q][m]に基づいて、吐出部D[q][m]が駆動された後に当該吐出部D[q][m]において残留している残留振動を示す残留振動信号NSAS[q][m]を生成する。
【0021】
本実施形態では、インクジェットプリンター1が、シリアルプリンターである場合を想定する。具体的には、インクジェットプリンター1は、
図2に示すように、副走査方向に記録用紙Pを搬送し主走査方向にヘッドモジュールHMを移動させつつ、吐出部Dからインクを吐出することで、印刷処理を実行する。本実施形態では、
図2に示すように、+X方向及び+X方向に反対方向の-X方向が主走査方向であり、+Y方向が副走査方向であることとする。以下、+X方向及び-X方向を「X軸方向」と総称し、以下、+Y方向及び+Y方向の反対方向である-Y方向を「Y軸方向」と総称する。
【0022】
搬送機構7は、記録用紙Pを+Y方向に搬送する。具体的には、搬送機構7は、回転軸がX軸方向に平行な不図示の搬送ローラーと、搬送ローラーを制御モジュール6による制御のもとで回転させる不図示のモーターとを具備する。
【0023】
移動機構8は、制御モジュール6による制御のもとでヘッドモジュールHMをX軸に沿って往復させる。
図2に例示する通り、移動機構8は、ヘッドモジュールHMを収容する略箱型の搬送体82と、搬送体82が固定された無端ベルト81とを備える。
【0024】
メンテナンスユニット4は、吐出部Dにおけるインクの吐出状態が異常となった場合に当該吐出部Dのインクの吐出状態を正常に回復させるメンテナンス処理を実行する。メンテナンスユニット4は、吐出部DのノズルNが密閉されるように各ヘッドユニットHUを覆うための不図示のキャップと、吐出部DのノズルN近傍に付着した紙粉等の異物を拭き取るための不図示のワイパーと、吐出部D内のインクや気泡等を吸引するための不図示のチューブポンプと、吐出部D内のインクを排出する場合に排出されたインクを受けるための不図示の排出インク受領部と、を備える。
【0025】
また、
図2に例示するように、インクジェットプリンター1は、インクを貯留する液体容器14を備える。液体容器14としては、例えば、インクジェットプリンター1に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、又は、インクを補充可能なインクタンク等を採用することができる。液体容器14には、色彩が相違する複数種のインクが貯留される。
【0026】
記憶部61は、RAM等の揮発性のメモリーと、ROM、EEPROM、又は、PROM等の不揮発性メモリーと、を含んで構成され、ホストコンピューターから供給される印刷データImg、及び、インクジェットプリンター1の制御プログラム等の各種情報を記憶する。RAMは、Random Access Memoryの略称である。ROMは、Read Only Memoryの略称である。EEPROMは、Electrically Erasable Programmable Read-Only Memoryの略称である。PROMは、Programmable ROMの略称である。
【0027】
また、
図1及び
図2に例示するように、ヘッドユニットHUは、FFC19に接続される。FFCは、Flexible Flat Cableの略称であり、フレキシブルフラットケーブルを意味する。FFC19は、各ヘッドユニットHUに供給するための配線と、各ヘッドユニットHUから供給される残留振動信号NSAS[q][m]を吐出状態判定回路64に供給するための配線とを含む。各ヘッドユニットHUに供給するための配線は、例えば、駆動信号Com[q]と、定電位信号SVbsと、指定信号SIとを各ヘッドユニットHUに供給するための複数の配線である。
【0028】
指定信号SIは、吐出部Dの動作の種類を指定するためのデジタルの信号である。具体的には、指定信号SIは、吐出部Dに対して駆動信号Comを供給するか否かを指定することで、吐出部Dの動作の種類を指定する。ここで、吐出部Dの動作の種類の指定とは、例えば、吐出部Dを駆動するか否かを指定したり、吐出部Dを駆動した際に当該吐出部Dからインクが吐出されるか否かを指定したり、また、吐出部Dを駆動した際に当該吐出部Dから吐出されるインク量を指定したりすることである。
【0029】
印刷処理が実行される場合、制御部60は、まず、ホストコンピューターから供給される印刷データImgを記憶部61に記憶させる。次に、制御部60は、記憶部61に記憶されている印刷データImg等の各種データに基づいて、指定信号SI、波形指定信号dCom、搬送機構7を制御するための信号、及び、移動機構8を制御するための信号等の各種制御信号を生成する。そして、制御部60は、各種制御信号に基づいて、ヘッドモジュールHMに対する記録用紙Pの相対位置を変化させるように搬送機構7及び移動機構8を制御しつつ、吐出部Dが駆動されるようにヘッドモジュールHMを制御する。これにより、制御部60は、吐出部Dからのインクの吐出の有無、インクの吐出量、及び、インクの吐出タイミング等を調整し、印刷データImgに対応する画像を記録用紙Pに形成する印刷処理の実行を制御する。
【0030】
上述のとおり、本実施形態に係るインクジェットプリンター1は、各吐出部Dからのインクの吐出状態が正常であるか否か、すなわち、各吐出部Dにおいて吐出異常が生じていないか否か、を判定する吐出状態判定処理を実行する。
吐出異常とは、駆動信号Comにより吐出部Dを駆動して吐出部Dからインクを吐出させようとしても、駆動信号Comが規定する態様によりインクを吐出できない状態である。ここで、駆動信号Comが規定するインクの吐出態様とは、吐出部Dが駆動信号Comの波形により規定される量のインクを吐出し、吐出部Dが駆動信号Comの波形により規定される吐出速度でインクを吐出することである。すなわち、駆動信号Comが規定するインクの吐出態様によりインクを吐出できない状態とは、吐出部Dからインクを吐出できない状態の他に、駆動信号Comにより規定されるインクの吐出量よりも少ない量のインクが吐出部Dから吐出される状態、駆動信号Comにより規定されるインクの吐出量よりも多くの量のインクが吐出部Dから吐出される状態、又は、駆動信号Comにより規定されるインクの吐出速度と異なる速度でインクが吐出されるために記録用紙P上の所望の着弾位置にインクを着弾させることができない状態、等を含む。
【0031】
吐出状態判定処理において、インクジェットプリンター1は、以下に示す、第1の処理、第2の処理、第3の処理、第4の処理、及び、第5の処理という一連の処理を実行する。第1の処理において、制御部60が、各ヘッドユニットHUに設けられたM個の吐出部Dの中から判定対象吐出部D-Hを選択する。第2の処理において、制御部60は、判定対象吐出部D-Hを駆動させることにより、判定対象吐出部D-Hに残留振動を生じさせる。第3の処理において、検出回路20が、判定対象吐出部D-Hから検出された検出信号Voutに基づいて残留振動信号NSASを生成する。第4の処理において、吐出状態判定回路64が、残留振動信号NSASに基づいて判定対象吐出部D-Hを対象とする吐出状態判定を行い、当該判定の結果を示す判定情報Sttを生成する。第5の処理において、制御部60は、判定情報Sttを記憶部61に記憶させる。
【0032】
上述のとおり、本実施形態に係るインクジェットプリンター1は、吐出異常となった吐出部Dにおけるインクの吐出状態を正常に回復させるメンテナンス処理を実行する。具体的には、メンテナンス処理とは、フラッシング処理、ワイピング処理、及び、ポンピング処理等、吐出部Dのインクの吐出状態を正常に戻すための処理の総称である。フラッシング処理は、吐出部Dからインクを排出させる処理である。ワイピング処理は、吐出部DのノズルN近傍に付着した紙粉等の異物をワイパーにより拭き取る処理である。ポンピング処理は、吐出部D内のインクや気泡等をチューブポンプにより吸引する処理である。
【0033】
また、本実施形態に係るインクジェットプリンター1は、印刷処理として、吐出状態が異常となった吐出部Dの代わりに、吐出状態が正常な吐出部Dからインクを吐出させることで、記録用紙Pに印刷データImgに応じた画像を記録用紙Pに形成する補完印刷処理を実行する場合がある。
【0034】
より具体的には、補完印刷処理とは、一の吐出部Dにおいて吐出異常が生じた場合に、一の吐出部Dからインクを吐出させる代わりに、一の吐出部Dとは異なる他の吐出部Dからのインクの吐出量を増加させることで、他の吐出部Dにより一の吐出部Dの役割を補完させる印刷処理である。なお、以下では、補完印刷処理以外の印刷処理、すなわち、いかなる吐出部Dも他の吐出部Dを補完することなく実行される印刷処理を、通常印刷処理と称する場合がある。
【0035】
1.2.記録ヘッドHD及び吐出部Dの概要
図3乃至
図6を参照しつつ、記録ヘッドHDと、記録ヘッドHDに設けられる吐出部Dについて説明する。
【0036】
図3は、吐出部Dを含むように記録ヘッドHDを切断した、記録ヘッドHDの概略的な一部断面図である。
図3に示すように、吐出部Dは、圧電素子PZと、内部にインクが充填されたキャビティー320と、キャビティー320に連通するノズルNと、振動板310と、を備える。キャビティー320は、「圧力室」の一例である。吐出部Dは、圧電素子PZに駆動信号Comが供給されて当該圧電素子PZが駆動信号Comにより駆動されることにより、キャビティー320内のインクをノズルNから吐出させる。キャビティー320は、キャビティプレート340と、ノズルNが形成されたノズルプレート330と、振動板310と、により区画される空間である。キャビティー320は、インク供給口360を介してリザーバ350と連通している。リザーバ350は、インク取入口370を介して、当該吐出部Dに対応する液体容器14と連通している。
【0037】
本実施形態では、圧電素子PZとして、
図3に示すようなユニモルフ型を採用する。なお、圧電素子PZは、ユニモルフ型に限らず、バイモルフ型や積層型等を採用してもよい。
【0038】
圧電素子PZは、上部電極Zuと、下部電極Zdと、上部電極Zu及び下部電極Zdの間に設けられた圧電体Zmと、を有する。そして、下部電極Zdが定電位Vbsに設定され、上部電極Zuに駆動信号Comが供給されることで、上部電極Zu及び下部電極Zdの間に電圧が印加されると、当該印加された電圧に応じて圧電素子PZが+Z方向又は-Z方向に変位し、この変位の結果、圧電素子PZが振動する。
なお、下部電極Zdが、「圧電素子の一端」の一例である。
【0039】
キャビティプレート340の上面開口部には、振動板310が設置される。振動板310には、下部電極Zdが接合されている。このため、圧電素子PZが駆動信号Comにより駆動されて振動すると、振動板310も振動する。そして、振動板310の振動によりキャビティー320の容積が変化し、キャビティー320内に充填されたインクがノズルNより吐出される。インクの吐出によりキャビティー320内のインクが減少した場合、リザーバ350からインクが供給される。
【0040】
図4乃至
図6は、吐出部Dにおけるインクの吐出動作の一例を説明するための説明図である。
図4に例示するように、制御部60は、吐出部Dが備える圧電素子PZに対して供給される駆動信号Comの電位を変化させることで、当該圧電素子PZが+Z方向に変位するような歪を発生させ、当該吐出部Dの振動板310を+Z方向に撓ませる。これにより、
図5に例示する状態のように、
図4に例示する状態と比較して、当該吐出部Dのキャビティー320の容積が拡大する。
【0041】
次に、制御部60は、駆動信号Comが示す電位を変化させることで、当該圧電素子PZが-Z方向に変位するような歪を発生させ、当該吐出部Dの振動板310を-Z方向に撓ませる。これにより、
図6に例示する状態のように、キャビティー320の容積が急激に収縮し、キャビティー320を満たすインクの一部が、このキャビティー320に連通しているノズルNからインク滴として吐出される。圧電素子PZ及び振動板310が駆動信号Comにより駆動されてZ軸方向に変位した後、振動板310を含む吐出部Dには残留振動が生じる。
【0042】
1.3.FFC19
図7は、FFC19の配線配列を示す図である。FFC19は、2つのシールド層193及び194と、複数の配線191と、絶縁層192と、を有する。2つのシールド層193及び194は、アルミ又は金等の導電性材料を含んで形成されている。複数の配線191は、シールド層193及び194の間に設けられ、導電性材料を含んで形成された、各種信号を伝送するために設けられる。絶縁層192は、シールド層193及び194の間において複数の配線191を覆うように設けられた、絶縁性材料からなる。
【0043】
図7の例示では、複数の配線191のうち、指定信号SIを伝送する配線191-SIと、ヘッドユニットHU[q1]に関連する信号を伝送する配線191と、ヘッドユニットHU[q2]に関連する信号を伝送する配線191とを表示してある。ヘッドユニットHU[q]に関連する信号とは、ヘッドユニットHU[q]に対して供給される信号と、ヘッドユニットHU[q]から取得される信号とを意味する。変数q1は、1からQ-1までの奇数を取り得る。変数q2は、変数q1に1を加算した整数である。変数q1が奇数であるから、変数q2は、2からQまでの偶数を取り得る。
【0044】
ヘッドユニットHU[q1]に関連する信号を伝送する配線191は、残留振動信号NSAS[q1]を伝送する配線191-N[q1]と、定電圧信号SVbs1[q1]を伝送する配線191-V1[q1]と、駆動信号ComA[q1]を伝送する配線191-CA[q1]と、駆動信号ComB[q1]を伝送する配線191-ComB[q1]と、定電圧信号SVbs2[q1]を伝送する配線191-V2[q1]と、である。定電圧信号SVbs1[q]及びSVbs2[q]は、下部電極Zd[q][m]に供給される。
【0045】
ヘッドユニットHU[q2]に関連する信号を伝送する配線191は、残留振動信号NSAS[q2]を伝送する配線191-N[q2]と、定電圧信号SVbs1[q2]を伝送する配線191-V1[q2]と、駆動信号ComA[q2]を伝送する配線191-CA[q2]と、駆動信号ComB[q2]を伝送する配線191-CB[q2]と、定電圧信号SVbs2[q2]を伝送する配線191-V2[q2]と、である。
なお、配線191-CA[q]は、「第1配線」の一例である。配線191-CB[q]は、「第2配線」の一例である。配線191-V1[q]は、「第3配線」の一例である。配線191-V2[q]は、「第4配線」の一例である。配線191-SIは、「制御配線」の一例である。配線191-N[q]は、「検出配線」の一例である。
【0046】
図7に例示される通り、配線191-V1[q1]と配線191-V2[q1]との間に、配線191-CA[q1]と配線191-CB[q1]とが配置されている。更に、
図7の例示では、配線191-V1[q1]を基準として配線191-V2[q1]とは反対側に、配線191-SIと配線191-N[q1]が配置されており、配線191-V2[q1]を基準として配線191-CB[q1]とは反対側に、配線191-N[q2]が配置されている。
図7に例示する複数の配線191は、配線191が伝送する信号名を用いて記載すると、次の順序で配列している。
SI-…-NSAS[q1]-SVbs1[q1]-ComA[q1]-ComB[q1]-SVbs2[q1]-NSAS[q2]-SVbs1[q2]-ComA[q2]-ComB[q2]-SVbs2[q2]
【0047】
1.4.ヘッドユニットHUの構成
以下、
図8を参照しつつ、各ヘッドユニットHUの構成について説明する。
【0048】
図8は、ヘッドユニットHU[q]の構成の一例を示すブロック図である。上述のように、ヘッドユニットHU[q]は、記録ヘッドHD[q]と、切替回路10[q]と、検出回路20[q]と、を備える。また、ヘッドユニットHU[q]は、駆動信号生成回路62[q]から駆動信号ComA[q]が供給される内部配線LHaと、駆動信号生成回路62[q]から駆動信号ComB[q]が供給される内部配線LHbと、吐出部Dから検出される検出信号Voutを検出回路20[q]に供給するための内部配線LHsと、を備える。
【0049】
図8に示すように、切替回路10[q]は、M個のスイッチSWa[q][1]~SWa[q][M]と、M個のスイッチSWb[q][1]~SWb[q][M]と、M個のスイッチSWs[q][1]~SWs[q][M]と、各スイッチの接続状態を指定する接続状態指定回路11と、を備える。なお、各スイッチとしては、例えば、トランスミッションゲートを採用することができる。
接続状態指定回路11は、制御部60から供給される指定信号SI、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、及び、期間指定信号Tsig[q]の少なくとも一部の信号に基づいて、変数mが取り得る1からMまでのそれぞれについて、スイッチSWa[q][m]のオンオフを指定する接続状態指定信号SLa[q][m]と、スイッチSWb[q][m]のオンオフを指定する接続状態指定信号SLb[q][m]と、スイッチSWs[m]のオンオフを指定する接続状態指定信号SLs[q][m]と、を生成する。
【0050】
スイッチSWa[q][m]は、接続状態指定信号SLa[q][m]に応じて、内部配線LHaと、吐出部D[q][m]に設けられた圧電素子PZ[q][m]の上部電極Zu[q][m]とを、電気的に接続するか否かを切り替える。例えば、スイッチSWa[q][m]は、接続状態指定信号SLa[q][m]がハイレベルの場合にオンし、ローレベルの場合にオフする。
スイッチSWb[q][m]は、接続状態指定信号SLb[q][m]に応じて、内部配線LHbと、吐出部D[q][m]に設けられた圧電素子PZ[q][m]の上部電極Zu[q][m]とを、電気的に接続するか否かを切り替える。例えば、スイッチSWb[q][m]は、接続状態指定信号SLb[q][m]がハイレベルの場合にオンし、ローレベルの場合にオフする。
なお、駆動信号ComA[q]及びComB[q]のうち、スイッチSWa[q][m]又はSWb[q][m]を介して、吐出部D[q][m]の圧電素子PZ[q][m]に実際に供給される信号を、供給駆動信号Vin[q][m]と称する場合がある。
【0051】
スイッチSWs[q][m]は、接続状態指定信号SLs[q][m]に応じて、内部配線LHsと、吐出部D[q][m]に設けられた圧電素子PZ[q][m]の上部電極Zu[q][m]とを、電気的に接続するか否かを切り替える。例えば、スイッチSWs[q][m]は、接続状態指定信号SLs[q][m]がハイレベルの場合にオンし、ローレベルの場合にオフする。
【0052】
検出回路20[q]には、判定対象吐出部D[q]-Hとして駆動された吐出部D[q][m]の圧電素子PZ[q][m]から出力される検出信号Vout[q][m]が、内部配線LHsを介して供給される。そして、検出回路20[q]は、当該検出信号Vout[q][m]に基づいて残留振動信号NSASを生成する。
【0053】
1.5.ヘッドユニットHUの動作
以下、
図9~
図14を参照しつつ、各ヘッドユニットHUの動作について説明する。
【0054】
本実施形態において、インクジェットプリンター1の動作期間は、1又は複数の単位期間Tuを含む。本実施形態に係るインクジェットプリンター1は、各単位期間Tuにおいて、印刷処理における各吐出部Dの駆動と、吐出状態判定処理における判定対象吐出部D-Hの駆動及び残留振動の検出と、の一方を実行する場合を想定する。但し、本実施形態はこのような態様に限定されるものではなく、各単位期間Tuにおいて、印刷処理における各吐出部Dの駆動と、吐出状態判定処理における判定対象吐出部D-Hの駆動及び残留振動の検出と、の両方を実行可能であってもよい。
なお、一般的に、インクジェットプリンター1は、連続的又は間欠的な複数の単位期間Tuに亘り印刷処理を繰り返し実行して各吐出部Dから1又は複数回ずつインクを吐出させることで、印刷データImgの示す画像を形成する。また、本実施形態に係るインクジェットプリンター1は、連続的又は間欠的に設けられたM個の単位期間Tuにおいて、M回の吐出状態判定処理を実行することで、M個の吐出部D[q][1]~D[q][M]の各々を判定対象吐出部D-Hとした吐出状態判定処理を実行する。
【0055】
図9は、インクジェットプリンター1の単位期間Tuにおける動作を説明するためのタイミングチャートである。
図9の例示では、ヘッドユニットHU[q1]に供給される駆動信号ComA[q1]と、駆動信号ComB[q1]と、期間指定信号Tsig[q1]と、ヘッドユニットHU[q2]に供給される駆動信号ComA[q2]と、駆動信号ComB[q2]と、期間指定信号Tsig[q2]とについて例示する。
【0056】
図9に示すように、制御部60は、パルスPlsLを有するラッチ信号LATと、パルスPlsCを有するチェンジ信号CHと、を出力する。これにより、制御部60は、パルスPlsLの立ち上がりから次のパルスPlsLの立ち上がりまでの期間として、単位期間Tuを規定する。また、制御部60は、パルスPlsCにより、単位期間Tuを3つの制御期間Tu1、Tu2、及びTu3に区分する。
【0057】
指定信号SIは、各単位期間Tuにおける吐出部D[q1][1]~D[q1][M]の駆動の態様を指定する個別指定信号Sd[q1][1]~Sd[q1][M]と、各単位期間Tuにおける吐出部D[q2][1]~D[q2][M]の駆動の態様を指定する個別指定信号Sd[q2][1]~Sd[q2][M]とを含む。そして、制御部60は、単位期間Tuにおいて印刷処理及び吐出状態判定処理の少なくとも一方が実行される場合、
図9に示すように、当該単位期間Tuの開始に先立って、個別指定信号Sd[q1][1]~Sd[q1][M]を含む指定信号SIを、クロック信号CLに同期させて接続状態指定回路11[q1]に供給する。この場合、接続状態指定回路11[q1]は、当該単位期間Tuにおいて、個別指定信号Sd[q1][m]に基づいて、接続状態指定信号SLa[q1][m]、SLb[q1][m]、SLs[q1][m]を生成する。同様に、制御部60は、単位期間Tuにおいて印刷処理及び吐出状態判定処理の少なくとも一方が実行される場合、
図9に示すように、当該単位期間Tuの開始に先立って、個別指定信号Sd[q2][1]~Sd[q2][M]を含む指定信号SIを、クロック信号CLに同期させて接続状態指定回路11[q2]に供給する。この場合、接続状態指定回路11[q2]は、当該単位期間Tuにおいて、個別指定信号Sd[q2][m]に基づいて、接続状態指定信号SLa[q2][m]、SLb[q2][m]、SLs[q2][m]を生成する。
【0058】
本実施形態に係る個別指定信号Sd[q][m]は、各単位期間Tuにおいて、吐出部D[m]に対して、大ドットに相当する量のインクの吐出、小ドットに相当する量のインクの吐出、インクの非吐出、及び、吐出状態判定処理における判定対象としての駆動、の4つの駆動態様のうち、いずれか一つの駆動態様を指定する信号である。以下、大ドットに相当する量を、「大程度の量」と称する場合がある。そして、大程度の量のインクの吐出を、「大ドットの形成」と称する場合がある。また、小ドットに相当する量を、「小程度の量」と称する場合がある。また、小程度の量のインクの吐出を、「小ドットの形成」と称する場合がある。また、吐出状態判定処理における判定対象としての駆動を、「判定対象吐出部D-Hとしての駆動」又は「判定対象吐出部D[q]-Hとしての駆動」と称する場合がある。
【0059】
まず、駆動信号Com[q1]について説明する。
図9に示すように、駆動信号生成回路62[q1]は、制御期間Tu1に設けられた大ドット波形Wdと、制御期間Tu2に設けられた第1微振動波形WHbと、制御期間Tu3に設けられた判定波形Wkとを有する駆動信号ComA[q1]を出力する。更に、駆動信号生成回路62[q1]は、制御期間Tu1に設けられた小ドット波形Wsと、制御期間Tu2に設けられた第2微振動波形WLbと、制御期間Tu3に設けられた波形W0とを有する駆動信号ComB[q1]を出力する。大ドット波形Wd、第1微振動波形WHb、判定波形Wk、小ドット波形Ws、第2微振動波形WLb、及び、波形W0は、開始時及び終了時の電位が基準電位V0に設定されている。本実施形態では、一例として、個別指定信号Sd[q][m]が、3ビットのデジタル信号である場合を想定する。
【0060】
大ドット波形Wdと小ドット波形Wsとについて説明する。大ドット波形Wdは、大ドットを形成するための波形である。小ドット波形Wsは、小ドットを形成するための波形である。本実施形態では、インクジェットプリンター1の設計者は、大ドット波形Wdの最高電位VHdと最低電位VLdとの電位差が小ドット波形Wsの最高電位VHsと最低電位VLsとの電位差よりも大きくなるように、大ドット波形Wd及び小ドット波形Wsを定める。具体的には、大ドット波形Wdを有する駆動信号ComA[q1]により吐出部D[q1][m]を駆動する場合、吐出部D[q1][m]から大ドットに相当する量のインクが吐出されるように、大ドット波形Wdを定める。また、小ドット波形Wsを有する駆動信号ComB[q1]により吐出部D[q1][m]を駆動する場合、吐出部D[q1][m]から小程度の量のインクが吐出されるように、小ドット波形Wsを定める。
【0061】
個別指定信号Sd[q1][m]が吐出部D[q1][m]に対して、大ドットの形成を指定する場合、接続状態指定回路11[q1]は、接続状態指定信号SLa[q1][m]を、制御期間Tu1においてハイレベルに設定し、制御期間Tu2及びTu3においてローレベルに設定し、接続状態指定信号SLb[q1][m]及びSLs[q1][m]を、単位期間Tuにおいてローレベルに設定する。この場合、吐出部D[q1][m]は、制御期間Tu1において大ドット波形Wdの駆動信号ComA[q1]により駆動されて大ドットに相当する量のインクを吐出する。これにより、吐出部D[q1][m]は、大程度の量のインクを吐出し、記録用紙Pには大ドットが形成される。
【0062】
個別指定信号Sd[q1][m]が吐出部D[q1][m]に対して、小ドットの形成を指定する場合、接続状態指定回路11[q1]は、接続状態指定信号SLa[q1][m]及びSLs[q1][m]を、単位期間Tuにおいてローレベルに設定し、接続状態指定信号SLb[q1][m]を、制御期間Tu1においてハイレベルに設定し、制御期間Tu2及びTu3においてローレベルに設定する。この場合、吐出部D[q1][m]は、制御期間Tu1において小ドット波形Wsの駆動信号ComB[q1]により駆動されて小ドットに相当する量のインクを吐出する。これにより、吐出部D[q1][m]は、小程度の量のインクを吐出し、記録用紙Pには小ドットが形成される。
【0063】
第1微振動波形WHbと第2微振動波形WLbとについて説明する。第1微振動波形WHbと第2微振動波形WLbとは、吐出部D[q1][m]からインクが吐出されないように圧電素子PZを駆動する波形である。以下、第1微振動波形WHbと第2微振動波形WLbとを、「微振動波形」と総称する。微振動波形が圧電素子PZの上部電極Zuに供給されると、ノズルN付近のインクが微振動し、インクの粘度の増大を抑制できる。第1微振動波形WHb又は第2微振動波形WLbが圧電素子PZの上部電極Zuに供給されたとしても、該圧電素子PZに対応するノズルNからインクが吐出されない。
図9に示すように、第1微振動波形WHbの最高電位VHbから基準電位V0を減じた電位差dVHの絶対値と、第2微振動波形WLbの最低電位VLbから基準電位V0を減じた電位差dVLの絶対値とが、略同じである。この「略同じ」とは完全に同じである場合の他に、製造上の誤差、及び、ノイズによる誤差等のうち少なくとも1つの誤差を考慮すれば同じであると看做せる場合を含む。
【0064】
個別指定信号Sd[q1][m]が吐出部D[q1][m]に対して、インクの非吐出を指定する場合、接続状態指定回路11[q1]は、下記に示す第1設定態様及び第2設定態様のうちいずれか1つの設定態様を選択し、ノズルN付近のインクを微振動させる。第1設定態様において、接続状態指定回路11[q1]は、接続状態指定信号SLa[q1][m]を、制御期間Tu2においてハイレベルに設定し、制御期間Tu1及びTu3においてローレベルに設定し、接続状態指定信号SLb[q1][m]及びSLs[q1][m]を、単位期間Tuにおいてローレベルに設定する。これにより、吐出部D[q1][m]は、制御期間Tu2において第1微振動波形WHbの駆動信号ComB[q1]により駆動されて、ノズルN付近のインクを微振動させる。第2設定態様において、接続状態指定回路11[q1]は、接続状態指定信号Slb[q1][m]を、制御期間Tu2においてハイレベルに設定し、制御期間Tu1及びTu3においてローレベルに設定し、接続状態指定信号Sla[q1][m]及びSls[q1][m]を、単位期間Tuにおいてローレベルに設定する。これにより、吐出部D[q1][m]は、制御期間Tu2において第2微振動波形WLbの駆動信号ComB[q1]により駆動されて、ノズルN付近のインクを微振動させる。
【0065】
第1設定態様と第設定態様のいずれを選択するかについて、接続状態指定回路11[q1]は、例えば、個別指定信号Sd[q1][m]に基づいて、第1設定態様が選択される吐出部Dの個数と、第2設定態様が選択される吐出部Dの個数とが同数に近づくように接続状態指定信号SLa[q1][m]、SLb[q1][m]及びSLs[q1][m]を設定する。具体的には、ある単位期間Tuにおいて、吐出部D[q1][1]から吐出部D[q1][M]までの全てに対して、インクの非吐出を指定する場合を想定する。接続状態指定回路11[q1]は、変数mが奇数である吐出部D[q1][m]に対して、第1設定態様によって接続状態指定信号SLa[q1][m]、SLb[q1][m]及びSLs[q1][m]を設定し、変数mが偶数である吐出部D[q1][m]に対して、第2設定態様によって接続状態指定信号SLa[q1][m]、SLb[q1][m]及びSLs[q1][m]を設定する。
【0066】
判定波形Wkについて説明する。判定波形Wkは、圧電素子PZを吐出状態判定処理における判定対象として駆動させる波形である。インクジェットプリンター1の設計者は、判定波形Wkを有する駆動信号ComB[q1]を吐出部D[q1][m]に供給する場合、吐出部D[q1][m]からインクが吐出されない程度に吐出部D[q1][m]が駆動されるように、判定波形Wkの波形を定める。具体的には、インクジェットプリンター1の設計者は、判定波形Wkの最高電位VHkと最低電位VLkとの電位差が、小ドット波形Wsの最高電位VHsと最低電位VLsとの電位差よりも小さくなるように、判定波形Wkを定める。
また、制御部60は、制御期間Tu3において、パルスPlsT1及びパルスPlsT2を有する期間指定信号Tsig[q1]を出力する。これにより、制御部60は、制御期間Tu3を、パルスPlsCの開始からパルスPlsT1の開始までの制御期間TSS1と、パルスPlsT1の開始からパルスPlsT2の開始までの制御期間TSS2と、パルスPlsT2の開始からパルスPlsLの開始までの制御期間TSS3と、に区分する。
【0067】
個別指定信号Sd[q1][m]が吐出部D[q1][m]を、判定対象吐出部D-hとして指定する場合、接続状態指定回路11[q1]は、接続状態指定信号Sla[q1][m]を、制御期間Tu1、Tu2、及び、制御期間TSS2においてローレベルに設定し、制御期間TSS1及びTSS3においてハイレベルに設定し、接続状態指定信号SLb[q1][m]を、単位期間Tuにおいてローレベルに設定し、接続状態指定信号SLs[q1][m]を、制御期間TSS1及びTSS3においてローレベルに、制御期間TSS2においてハイレベルに、それぞれ設定する。
この場合、判定対象吐出部D[q1]-Hは、制御期間TSS1において判定波形Wkの駆動信号ComA[q1]により駆動される。具体的には、判定対象吐出部D[q1]-Hが有する圧電素子PZは、制御期間TSS1において判定波形Wkの駆動信号ComA[q1]により変位させられる。その結果、判定対象吐出部D-Hにおいて振動が生じ、この振動は、制御期間TSS2においても残留する。そして、制御期間TSS2において、判定対象吐出部D[q1]-Hの圧電素子PZが有する上部電極Zuは、判定対象吐出部D[q1]-Hにおいて生じている残留振動に応じて電位を変化させる。換言すれば、制御期間TSS2において、判定対象吐出部D[q1]-Hの圧電素子PZが有する上部電極Zuは、判定対象吐出部D[q1]-Hにおいて生じている残留振動に起因する圧電素子PZの起電力に応じた電位を示す。そして、当該上部電極Zuの電位は、制御期間TSS2において、検出信号Voutとして検出することができる。
【0068】
波形W0は、開始から終了まで電位が基準電位V0から変動しない。判定波形Wkと同一のタイミングに波形W0が設けられることにより、制御期間TSS2において検出された検出信号Voutに駆動信号ComB[q1]によるノイズが発生することを抑制できる。
【0069】
次に、駆動信号Com[q2]について説明する。
図9に示すように、駆動信号生成回路62[q2]は、制御期間Tu1に設けられた大ドット波形Wdと、制御期間Tu2に設けられた判定波形Wkと、制御期間Tu3に設けられた第1微振動波形WHbとを有する駆動信号ComA[q2]を出力する。更に、駆動信号生成回路62[q2]は、制御期間Tu1に設けられた小ドット波形Wsと、制御期間Tu2に設けられた波形W0と、制御期間Tu3に設けられた第2微振動波形WLbとを有する駆動信号ComB[q2]を出力する。
【0070】
個別指定信号Sd[q2][m]が吐出部D[q2][m]に対して、大ドットの形成を指定する場合、接続状態指定回路11[q2]は、接続状態指定信号SLa[q2][m]を、制御期間Tu1においてハイレベルに設定し、制御期間Tu2及びTu3においてローレベルに設定し、接続状態指定信号SLb[q2][m]及びSLs[q2][m]を、単位期間Tuにおいてローレベルに設定する。この場合、吐出部D[q2][m]は、制御期間Tu1において大ドット波形Wdの駆動信号ComA[q2]により駆動されて大ドットに相当する量のインクを吐出する。これにより、吐出部D[q2][m]は、大程度の量のインクを吐出し、記録用紙Pには大ドットが形成される。
【0071】
個別指定信号Sd[q2][m]が吐出部D[q2][m]に対して、小ドットの形成を指定する場合、接続状態指定回路11[q2]は、接続状態指定信号SLa[q2][m]及びSLs[q2][m]を、単位期間Tuにおいてローレベルに設定し、接続状態指定信号SLb[q2][m]を、制御期間Tu1においてハイレベルに設定し、制御期間Tu2及びTu3においてローレベルに設定する。この場合、吐出部D[q2][m]は、制御期間Tu1において小ドット波形Wsの駆動信号ComB[q2]により駆動されて小ドットに相当する量のインクを吐出する。これにより、吐出部D[q2][m]は、小程度の量のインクを吐出し、記録用紙Pには小ドットが形成される。
【0072】
個別指定信号Sd[q2][m]が吐出部D[q2][m]に対して、インクの非吐出を指定する場合、接続状態指定回路11[q2]は、下記に示す第3設定態様及び第4設定態様のうちいずれか1つの設定態様を選択し、ノズルN付近のインクを微振動させる。第3設定態様において、接続状態指定回路11[q2]は、接続状態指定信号SLa[q2][m]を、制御期間Tu3においてハイレベルに設定し、制御期間Tu1及びTu2においてローレベルに設定し、接続状態指定信号SLb[q2][m]及びSLs[q2][m]を、単位期間Tuにおいてローレベルに設定する。これにより、吐出部D[q2][m]は、制御期間Tu3において第1微振動波形WHbの駆動信号ComA[q2]により駆動されて、ノズルN付近のインクを微振動させる。第4設定態様において、接続状態指定回路11[q2]は、接続状態指定信号Slb[q2][m]を、制御期間Tu3においてハイレベルに設定し、制御期間Tu1及びTu3においてローレベルに設定し、接続状態指定信号Sla[q2][m]及びSls[q2][m]を、単位期間Tuにおいてローレベルに設定する。これにより、吐出部D[q2][m]は、制御期間Tu3において第2微振動波形WLbの駆動信号ComB[q2]により駆動されて、ノズルN付近のインクを微振動させる。
【0073】
制御部60は、制御期間Tu2において、パルスPlsT1及びパルスPlsT2を有する期間指定信号Tsig[q2]を出力する。これにより、制御部60は、制御期間Tu2を、パルスPlsCの開始からパルスPlsT1の開始までの制御期間TSS4と、パルスPlsT1の開始からパルスPlsT2の開始までの制御期間TSS5と、パルスPlsT2の開始から次のパルスPlsCの開始までの制御期間TSS6と、に区分する。
個別指定信号Sd[q2][m]が吐出部D[q2][m]を、判定対象吐出部D-hとして指定する場合、接続状態指定回路11[q2]は、接続状態指定信号Sla[q2][m]を、制御期間Tu1、Tu3、及び、制御期間TSS5においてローレベルに設定し、制御期間TSS4及びTSS6においてハイレベルに設定し、接続状態指定信号SLb[q2][m]を、単位期間Tuにおいてローレベルに設定し、接続状態指定信号SLs[q2][m]を、制御期間TSS4及びTSS6においてローレベルに、制御期間TSS5においてハイレベルに、それぞれ設定する。
この場合、判定対象吐出部D[q2]-Hは、制御期間TSS4において判定波形Wkの駆動信号ComA[q2]により駆動される。具体的には、判定対象吐出部D[q2]-Hが有する圧電素子PZは、制御期間TSS4において波形WSの駆動信号ComA[q2]により変位させられる。その結果、判定対象吐出部D[q2]-Hにおいて振動が生じ、この振動は、制御期間TSS5においても残留する。そして、制御期間TSS5において、判定対象吐出部D[q2]-Hの圧電素子PZが有する上部電極Zuは、判定対象吐出部D[q2]-Hにおいて生じている残留振動に応じて電位を変化させる。そして、当該上部電極Zuの電位は、制御期間TSS5において、検出信号Voutとして検出できる。
【0074】
第1微振動波形WHbと第2微振動波形WLbとについて、
図10を用いてより詳細に説明する。
【0075】
図10は、第1微振動波形WHbと第2微振動波形WLbとを示す説明図である。
図10の例示では、制御期間Tu2において駆動信号ComA[q1]が有する第1微振動波形WHbと、制御期間Tu2において駆動信号ComB[q1]が有する第2微振動波形WLbと、を示す。制御期間Tu2は、期間T1と、期間T1に続く期間T2と、期間T2に続く期間T3と、期間T3に続く期間T4と、期間T4に続く期間T5とに区分される。期間T1において、駆動信号ComA[q1]は、基準電位V0に保持される。期間T2において、駆動信号ComA[q1]は、基準電位V0から最高電位VHbに遷移する。最高電位VHbは、基準電位V0よりも高電位である。期間T3において、駆動信号ComA[q1]は、最高電位VHbに保持される。期間T4において、駆動信号ComA[q1]は、最高電位VHbから基準電位V0に遷移する。期間T5において、駆動信号ComA[q1]は、基準電位V0に保持される。
同様に、期間T1において、駆動信号ComB[q1]は、基準電位V0に保持される。期間T2において、駆動信号ComB[q1]は、基準電位V0から最低電位VLbに遷移する。最低電位VLbは、基準電位V0よりも低電位である。期間T3において、駆動信号ComB[q1]は、最低電位VLbに保持される。期間T4において、駆動信号ComB[q1]は、最低電位VLbから基準電位V0に遷移する。期間T5において、駆動信号ComB[q1]は、基準電位V0に保持される。すなわち、本実施形態では、第1微振動波形WHbにおける電位変化のタイミングと、第2微振動波形WLbにおける電位変化のタイミングとが略同じである。
なお、駆動信号ComA[q1]が、「第1駆動信号」の一例である。駆動信号ComB[q1]が、「第2駆動信号」の一例である。駆動信号ComA[q1]の供給に応じて駆動する圧電素子PZ[q1][m1]が、「第1圧電素子」の一例であり、駆動信号ComB[q1]の供給に応じて駆動する圧電素子PZ[q1][m2]が、「第2圧電素子」の一例である。変数m1は、1からMまでの整数である。変数m2は、1からMまでの整数であり、且つ、変数m1とは異なる整数である。圧電素子PZ[q1][m1]を有する吐出部D[q1][m1]が、「第1吐出部」の一例であり、吐出部D[q1][m1]が有するキャビティー320が、「第1圧力室」の一例であり、吐出部D[q1][m1]が有するノズルNが、「第1ノズル」の一例である。配線191-CA[q1]と吐出部D[q1][m1]とを電気的に接続するか否かを切り替えるスイッチSWa[q1][m1]が、「第1スイッチ」の一例である。配線191-CB[q1]と吐出部D[q1][m2]とを電気的に接続するか否かを切り替えるスイッチSWb[q1][m2]が、「第2スイッチ」の一例である。圧電素子PZ[q1][m2]を有する吐出部D[q1][m2]が、「第2吐出部」の一例であり、吐出部D[q1][m2]が有するキャビティー320が、「第2圧力室」の一例であり、吐出部D[q1][m2]が有するノズルNが、「第2ノズル」の一例である。更に、ヘッドユニットHU[q1]が「第1ヘッドユニット」の一例であり、ヘッドユニットHU[q2]が「第2ヘッドユニット」の一例である。駆動信号ComA[q2]及びComB[q2]が、「第3駆動信号」の一例であり、駆動信号ComA[q2]又はComB[q2]の供給に応じて駆動する圧電素子PZ[q2][m]が、「第3圧電素子」の一例である。駆動信号ComA[q2]又は駆動信号ComB[q2]による圧電素子PZ[q2][m3]の駆動に伴い圧電素子[q2][m3]に生じる振動を検出し、当該検出の結果を、残留振動信号NSAS[q2][m3]として出力する検出回路20[q2]が、「検出部」の一例である。
期間T2が、「第1期間」及び「第4期間」の一例であり、期間T3が「第2期間」及び「第5期間」の一例であり、期間T4が「第3期間」及び「第6期間」の一例である。基準電位V0が「第1電位」及び「第3電位」の一例であり、最高電位VHbが「第2電位」の一例であり、最低電位VLbの「第4電位」の一例である。
また、駆動信号ComA[q2]が、「第1駆動信号」の一例でもある。駆動信号ComA[q2]が「第1駆動信号」の一例である場合、駆動信号ComB[q2]が、「第2駆動信号」の一例であり、駆動信号ComA[q2]の供給に応じて駆動する圧電素子PZ[q2][m3]が、「第1圧電素子」の一例であり、駆動信号ComB[q2]の供給に応じて駆動する圧電素子PZ[q2][m4]が、「第2圧電素子」の一例である。変数m3は、1からMまでの整数である。変数m4は、1からMまでの整数であり、変数m3とは異なる整数である。更に、圧電素子PZ[q2][m3]を有する吐出部D[q2][m3]が、「第1吐出部」の一例であり、吐出部D[q2][m3]が有するキャビティー320が、「第1圧力室」の一例であり、吐出部D[q2][m3]が有するノズルNが、「第1ノズル」の一例である。配線191-CA[q2]と吐出部D[q2][m3]とを電気的に接続するか否かを切り替えるスイッチSWa[q2][m3]が、「第1スイッチ」の一例である。配線191-CB[q2]と吐出部D[q2][m4]とを電気的に接続するか否かを切り替えるスイッチSWb[q2][m4]が、「第2スイッチ」の一例である。圧電素子PZ[q2][m4]を有する吐出部D[q2][m4]が、「第2吐出部」の一例であり、この吐出部D[q2][m4]が有するキャビティー320が、「第2圧力室」の一例であり、この吐出部D[q2][m4]が有するノズルNが、「第2ノズル」の一例である。更に、ヘッドユニットHU[q2]が「第1ヘッドユニット」の一例であり、ヘッドユニットHU[q1]が「第2ヘッドユニット」の一例である。そして、駆動信号ComA[q1]及びComB[q1]が、「第3駆動信号」の一例であり、駆動信号ComA[q1]又はComB[q1]の供給に応じて駆動する圧電素子PZ[q1][m]が、「第3圧電素子」の一例である。駆動信号ComA[q1]又は駆動信号ComB[q1]による圧電素子PZ[q1][m1]の駆動に伴い圧電素子[q1][m1]に生じる振動を検出し、当該検出の結果を、残留振動信号NSAS[q1][m1]として出力する検出回路20[q1]が、「検出部」の一例である。
【0076】
図11は、単位期間Tuにおける切替回路10の動作を説明するための説明図である。なお、以下では、判定対象吐出部D[q]-Hに対応して設けられるスイッチSWa、SWb、SWsを、それぞれ、スイッチSWa[q]-H、SWb[q]-H、SWs[q]-Hと称することがある。また、以下では、印刷処理において駆動される吐出部D[q][m]を印刷駆動吐出部D[q]-Pと称し、印刷駆動吐出部D[q]-Pに対応して設けられるスイッチSWa、SWb、SWsを、それぞれ、スイッチSWa[q]-P、SWb[q]-P、SWs[q]-Pと称することがある。
【0077】
まず、ヘッドユニットHU[q1]について説明する。
図11に示すように、単位期間Tuにおいて吐出部D[q1][m]が印刷駆動吐出部D[q1]-Pとして動作する場合、吐出部D[q1][m]は個別指定信号Sd[q1][m]に従って駆動され、印刷処理の用に供されることになる。
図11に示すように、単位期間Tuにおいて吐出部D[q1][m]が判定対象吐出部D[q1]-Hとして動作する場合、スイッチSWa[q1]-HであるスイッチSWa[q1][m]は制御期間TSS1及びTSS3においてオンし、スイッチSWb[q1]-HであるスイッチSWb[q1][m]は単位期間Tuに亘ってオフし、スイッチSWs[q1]-HであるスイッチSWs[q1][m]は制御期間TSS2においてオンする。この場合、制御期間TSS1において判定対象吐出部D[q1]-Hである吐出部D[q1][m]が具備する圧電素子PZ[q1][m]が駆動信号ComA[q1]により駆動されて変位し、制御期間TSS2において吐出部D[q1][m]に残留振動が生じている状態が作り出される。そして、当該制御期間TSS2において、吐出部D[q1][m]における残留振動に基づく検出信号Vout[q1][m]が、内部配線LHsを介して検出回路20[q1]に供給される。
【0078】
次に、ヘッドユニットHU[q2]について説明する。
図11に示すように、単位期間Tuにおいて吐出部D[q2][m]が印刷駆動吐出部D[q2]-Pとして動作する場合、吐出部D[q2][m]は個別指定信号Sd[q2][m]に従って駆動され、印刷処理の用に供されることになる。
図11に示すように、単位期間Tuにおいて吐出部D[q2][m]が判定対象吐出部D[q2]-Hとして動作する場合、スイッチSWa[q2]-HであるスイッチSWa[q2][m]は制御期間TSS4及びTSS6においてオンし、スイッチSWb[q2]-HであるスイッチSWb[q2][m]は単位期間Tuに亘ってオフし、スイッチSWs[q2]-HであるスイッチSWs[q2][m]は制御期間TSS5においてオンする。この場合、制御期間TSS4において判定対象吐出部D[q2]-Hである吐出部D[q2][m]が具備する圧電素子PZ[q2][m]が駆動信号ComA[q2]により駆動されて変位し、制御期間TSS5において吐出部D[q2][m]に残留振動が生じている状態が作り出される。そして、当該制御期間TSS5において、吐出部D[q2][m]における残留振動に基づく検出信号Vout[q2][m]が、内部配線LHsを介して検出回路20[q2]に供給される。
【0079】
図12は、本実施形態に係る接続状態指定回路11[q]の構成の一例を示す図である。
図10に示すように、接続状態指定回路11[q]は、接続状態指定信号SLa[q][1]~SLa[q][M]、SLb[q][1]~SLb[q][M]、及び、SLs[q][1]~SLs[q][M]を生成する。
具体的には、接続状態指定回路11は、吐出部D[q][1]~D[q][M]と1対1に対応するように、転送回路SR[q][1]~SR[q][M]と、ラッチ回路LT[q][1]~LT[q][M]と、デコーダーDC[q][1]~DC[q][M]と、を有する。このうち、転送回路SR[q][m]には、個別指定信号Sd[q][m]が供給される。なお、
図12では、個別指定信号Sd[q][1]~Sd[q][M]がシリアルで供給され、例えば、m段に対応する個別指定信号Sd[q][m]が、転送回路SR[q][1]から転送回路SR[q][m]へと、クロック信号CLに同期して順番に転送される場合を例示している。また、ラッチ回路LT[q][m]は、ラッチ信号LATのパルスPlsLがハイレベルに立ち上がるタイミングにおいて、転送回路SR[q][m]に供給された個別指定信号Sd[q][m]をラッチする。また、デコーダーDC[q][m]は、個別指定信号Sd[q][m]、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、及び、期間指定信号Tsig[q]に基づいて、接続状態指定信号SLa[q][m]、SLb[q][m]、及び、SLs[q][m]を生成する。
【0080】
図13は、デコーダーDC[q1][m]における接続状態指定信号SLa[q1][m]、SLb[q1][m]、及び、SLs[q1][m]の生成を説明するための説明図である。デコーダーDC[q1][m]は、
図13に従って、個別指定信号Sd[q1][m]をデコードし、接続状態指定信号SLa[q1][m]、SLb[q1][m]、及び、SLs[q1][m]を生成する。
【0081】
図13に示すように、本実施形態に係る個別指定信号Sd[q1][m]は、大ドットの形成を指定する値(1,1,0)、小ドットの形成を指定する値(1,0,0)、第1微振動波形WHbを指定する値(0,1,1)、第2微振動波形WLbを指定する値(0,0,1)、又は、判定対象吐出部D[q1]-Hとしての駆動を指定する値(1,1,1)のいずれかの値を示す。
そして、デコーダーDC[q1][m]は、個別指定信号Sd[q1][m]が(1,1,0)である場合、制御期間Tu1において接続状態指定信号SLa[q1][m]をハイレベルに設定する。デコーダーDC[q1][m]は、個別指定信号Sd[q1][m]が(1,0,0)を示す場合、制御期間Tu1において接続状態指定信号SLb[q1][m]をハイレベルに設定する。デコーダーDC[q1][m]は、個別指定信号Sd[q1][m]が(0,1,1)を示す場合、制御期間Tu2において接続状態指定信号SLa[q1][m]をハイレベルに設定する。デコーダーDC[q1][m]は、個別指定信号Sd[q1][m]が(0,0,1)を示す場合、制御期間Tu2において接続状態指定信号SLb[q1][m]をハイレベルに設定する。デコーダーDC[q1][m]は、個別指定信号Sd[q1][m]が(1,1,1)を示す場合、制御期間TSS1及びTSS3において接続状態指定信号SLa[m]をハイレベルに設定するとともに、制御期間TSS2において接続状態指定信号SLs[q1][m]をハイレベルに設定する。以上に該当しない場合において、デコーダーDC[q1][m]は、各信号をローレベルとする。
【0082】
図14は、デコーダーDC[q2][m]における接続状態指定信号SLa[q2][m]、SLb[q2][m]、及び、SLs[q2][m]の生成を説明するための説明図である。デコーダーDC[q2][m]は、
図14に従って、個別指定信号Sd[q2][m]をデコードし、接続状態指定信号SLa[q2][m]、SLb[q2][m]、及び、SLs[q2][m]を生成する。
【0083】
図14に示すように、本実施形態に係る個別指定信号Sd[q2][m]は、大ドットの形成を指定する値(1,1,0)、小ドットの形成を指定する値(1,0,0)、第1微振動波形WHbを指定する値(0,1,1)、第2微振動波形WLbを指定する値(0,0,1)、又は、判定対象吐出部D[q2]-Hとしての駆動を指定する値(1,1,1)のいずれかの値を示す。
そして、デコーダーDC[q2][m]は、個別指定信号Sd[q2][m]が(1,1,0)である場合、制御期間Tu1において接続状態指定信号SLa[q2][m]をハイレベルに設定する。デコーダーDC[q2][m]は、個別指定信号Sd[q2][m]が(1,0,0)を示す場合、制御期間Tu1において接続状態指定信号SLb[q2][m]をハイレベルに設定する。デコーダーDC[q2][m]は、個別指定信号Sd[q2][m]が(0,1,1)を示す場合、制御期間Tu3において接続状態指定信号SLa[q2][m]をハイレベルに設定する。デコーダーDC[q2][m]は、個別指定信号Sd[q2][m]が(0,0,1)を示す場合、制御期間Tu3において接続状態指定信号SLb[q2][m]をハイレベルに設定する。デコーダーDC[q2][m]は、個別指定信号Sd[q2][m]が(1,1,1)を示す場合、制御期間TSS4及びTSS6において接続状態指定信号SLa[m]をハイレベルに設定するとともに、制御期間TSS5において接続状態指定信号SLs[q2][m]をハイレベルに設定する。以上に該当しない場合において、デコーダーDC[q2][m]は、各信号をローレベルとする。
【0084】
検出回路20[q]は、上述のとおり、検出信号Voutに基づいて残留振動信号NSASを生成する。残留振動信号NSASとは、検出信号Voutの振幅を増幅し、また、検出信号Voutからノイズ成分を除去する等することで、検出信号Voutを吐出状態判定回路64における処理に適した波形に整形した信号である。
検出回路20[q]は、例えば、検出信号Voutを増幅させるための負帰還型のアンプと、検出信号Voutの高域周波数成分を減衰させるためのローパスフィルターと、インピーダンスを変換してローインピーダンスの残留振動信号NSASを出力するボルテージフォロアと、を含む構成等であってもよい。
【0085】
1.6.吐出状態判定回路64
次に、吐出状態判定回路64について説明する。
【0086】
一般的に、吐出部Dに生じる残留振動は、ノズルNの形状、キャビティー320に充填されたインクの重量、及び、キャビティー320に充填されたインクの粘度、等により決定される固有振動周波数を有する。
また、一般的に、吐出部Dのキャビティー320に気泡が混入しているために吐出部Dにおいて吐出異常が生じている場合には、キャビティー320に気泡が混入していない場合と比較して、残留振動の周波数が高くなる。また、一般的に、吐出部DのノズルN付近に紙粉等の異物が付着しているために吐出部Dにおいて吐出異常が生じている場合には、異物が付着していない場合と比較して、残留振動の周波数が低くなる。また、一般的に、吐出部Dのキャビティー320に充填されたインクが増粘しているために吐出部Dにおいて吐出異常が生じている場合には、インクが増粘していない場合と比較して、残留振動の周波数が低くなる。また、一般的に、吐出部Dのキャビティー320に充填されたインクが増粘しているために吐出部Dにおいて吐出異常が生じている場合には、吐出部DのノズルN付近に紙粉等の異物が付着している場合と比較して、残留振動の周波数が低くなる。また、一般的に、吐出部Dのキャビティー320にインクが充填されていないために吐出部Dにおいて吐出異常が生じている場合や、圧電素子PZが故障して変位できないために吐出部Dにおいて吐出異常が生じている場合には、残留振動の振幅が小さくなる。
【0087】
上述のとおり、残留振動信号NSASは、判定対象吐出部D-Hにおいて生じている残留振動に応じた波形を示す。具体的には、残留振動信号NSASは、判定対象吐出部D-Hにおいて生じている残留振動の周波数に応じた周波数を示し、判定対象吐出部D-Hにおいて生じている残留振動の振幅に応じた周波数を示す。このため、吐出状態判定回路64は、残留振動信号NSASに基づいて、判定対象吐出部D-Hにおけるインクの吐出状態を判定する吐出状態判定を行うことができる。
【0088】
吐出状態判定回路64は、吐出状態判定において、残留振動信号NSASの1周期の時間長NTcを測定し、当該測定結果を示す周期情報Info-Tを生成する。
また、吐出状態判定回路64は、吐出状態判定において、残留振動信号NSASが所定の振幅を有しているか否かを示す振幅情報Info-Sを生成する。具体的には、吐出状態判定回路64は、残留振動信号NSASの1周期の時間長NTcを測定している期間において、残留振動信号NSASの電位が、残留振動信号NSASの振幅中心レベルの電位Vth-Cよりも高電位の閾値電位Vth-O以上となり、且つ、電位Vth-Cよりも低電位の閾値電位Vth-U以下となるか否かを判定する。そして、当該判定の結果が肯定の場合には、振幅情報Info-Sに、残留振動信号NSASが所定の振幅を有していることを示す値、例えば「1」を設定し、当該判定の結果が否定の場合には、振幅情報Info-Sに、残留振動信号NSASが所定の振幅を有していないことを示す値、例えば「0」を設定する。
そして、吐出状態判定回路64は、周期情報Info-T及び振幅情報Info-Sに基づいて、判定対象吐出部D-Hにおけるインクの吐出状態の判定結果を示す判定情報Sttを生成する。
【0089】
図15は、吐出状態判定回路64における、判定情報Sttの生成を説明するための説明図である。
図15に示すように、吐出状態判定回路64は、周期情報Info-Tの示す時間長NTcを、閾値Tth1、閾値Tth2、閾値Tth3の一部又は全部と比較することで、判定対象吐出部D-Hにおける吐出状態を判定し、当該判定の結果を示す判定情報Sttを生成する。
ここで、閾値Tth1は、判定対象吐出部D-Hの吐出状態が正常である場合における残留振動の1周期の時間長と、キャビティー320に気泡が混入した場合における残留振動の1周期の時間長と、の境界を示すための値である。また、閾値Tth2は、判定対象吐出部D-Hの吐出状態が正常である場合における残留振動の1周期の時間長と、ノズルN付近に異物が付着した場合における残留振動の1周期の時間長と、の境界を示すための値である。また、閾値Tth3は、判定対象吐出部D-HのノズルN付近に異物が付着した場合における残留振動の1周期の時間長と、キャビティー320内のインクが増粘した場合における残留振動の1周期の時間長と、の境界を示すための値である。なお、閾値Tth1~閾値Tth3は、「Tth1<Tth2<Tth3」を満たすこととする。
【0090】
図15に示すように、本実施形態では、振幅情報Info-Sの値が「1」であり、且つ、周期情報Info-Tの示す時間長NTcが「Tth1≦NTc≦Tth2」を満たす場合には、判定対象吐出部D-Hにおけるインクの吐出状態が正常であると看做す。そして、この場合、吐出状態判定回路64は、判定情報Sttに、判定対象吐出部D-Hの吐出状態が正常であることを示す値「1」を設定する。
また、振幅情報Info-Sの値が「1」であり、且つ、周期情報Info-Tの示す時間長NTcが「NTc<Tth1」を満たす場合には、判定対象吐出部D-Hにおいて気泡による吐出異常が生じていると看做す。そして、この場合、吐出状態判定回路64は、判定情報Sttに、判定対象吐出部D-Hにおいて気泡による吐出異常が発生していることを示す値「2」を設定する。
また、振幅情報Info-Sの値が「1」であり、且つ、周期情報Info-Tの示す時間長NTcが「Tth2<NTc≦Tth3」を満たす場合には、判定対象吐出部D-Hにおいて異物付着による吐出異常が生じていると看做す。そして、この場合、吐出状態判定回路64は、判定情報Sttに、判定対象吐出部D-Hにおいて異物付着による吐出異常が発生していることを示す値「3」を設定する。
また、振幅情報Info-Sの値が「1」であり、且つ、周期情報Info-Tの示す時間長NTcが「Tth3<NTc」を満たす場合には、判定対象吐出部D-Hにおいて増粘による吐出異常が生じていると看做す。そして、この場合、吐出状態判定回路64は、判定情報Sttに、判定対象吐出部D-Hにおいて増粘による吐出異常が発生していることを示す値「4」を設定する。
また、振幅情報Info-Sの値が「0」の場合においても、判定対象吐出部D-Hにおいて吐出異常が生じていると看做す。そして、この場合、吐出状態判定回路64は、判定情報Sttに、判定対象吐出部D-Hにおいて吐出異常が発生していることを示す値「5」を設定する。
以上のように、吐出状態判定回路64は、周期情報Info-Tと振幅情報Info-Sとに基づいて、判定情報Sttを生成する。
【0091】
そして、制御部60は、吐出状態判定回路64が生成する判定情報Sttを、当該判定情報Sttに対応する判定対象吐出部D[q]-Hの段数q及び段数mと対応付けて、記憶部61に記憶させる。これにより、制御部60は、吐出部D[q][1]~D[q][M]に対応する判定情報Stt[q][1]~Stt[q][M]を管理する。
なお、本実施形態では、判定情報Sttが「1」から「5」までの5値の情報である場合を例示しているが、判定情報Sttは、時間長NTcが「Tth1≦NTc≦Tth2」を満たすか否かを示す2値の情報であってもよい。少なくとも、判定情報Sttは、判定対象吐出部D-Hにおけるインクの吐出状態が正常であるか否かを示す情報を含めばよい。
【0092】
1.8.実施形態のまとめ
以上説明したように、本実施形態におけるインクジェットプリンター1は、駆動信号ComA[q1]の供給に応じて駆動する圧電素子PZ[q1][m1]と、駆動信号ComB[q1]の供給に応じて駆動する圧電素子PZ[q1][m2]と、を有する。制御期間Tu2の駆動信号ComA[q1]は、期間T2において、基準電位V0から最高電位VHbに遷移し、期間T2に続く期間T3において、最高電位VHbを維持し、期間T3に続く期間T4において、最高電位VHbから基準電位V0へと遷移する。制御期間Tu2の駆動信号ComB[q1]は、期間T2において、基準電位V0から最低電位VLbに遷移し、期間T2に続く期間T3において、最低電位VLbを維持し、期間T3に続く期間T4において、最低電位VLbから基準電位V0へと遷移する。最高電位VHbは、基準電位V0よりも高電位であり、最低電位VLbは、基準電位V0よりも低電位である。
一般的に、導線内の電位変化によって導線の周囲の磁界が変化し、この磁界内に配置された他の導線に電磁誘導による誘導電流が発生する。この誘導電流がノイズとなって、他の導線によって伝送される信号に影響を与える虞がある。
本実施形態によれば、期間T2において、駆動信号ComA[q1]を伝送する配線191-CA[q1]の電位変化が正方向である一方で、駆動信号ComB[q1]を伝送する配線191-CB[q1]の電位変化が負方向である。従って、正方向の電位変化に伴って配線191-CA[q1]の周囲に発生する磁界の変化と、負方向の電位変化に伴って配線191-CB[q1]の周囲に発生する磁界の変化とが相殺する。この2つの磁界の変化が相殺するため、配線191-CA[q1]及び配線191-CB[q1]の周囲に配置された配線191によって伝送される信号に与える影響を抑制できる。
【0093】
また、最高電位VHbから基準電位V0を減じた電位差dVHの絶対値と、最低電位VLbから基準電位V0を減じた電位差dVLの絶対値とは、略同じである。
本実施形態において、配線191-CA[q1]の周囲に発生する磁界の変化の大きさと、配線191-CB[q1]の周囲に発生する磁界の変化の大きさとを略同じになる。従って、本実施形態によれば、電位差dVHの絶対値と電位差dVLの絶対値とが異なる態様と比較して、配線191-CA[q1]及び配線191-CB[q1]の周囲に配置された配線191によって伝送される信号に与える影響を抑制できる。
【0094】
また、インクジェットプリンター1は、圧電素子PZ[q1][m1]、及び、圧電素子[q1][m2]が設けられたヘッドユニットHU[q1]と、駆動信号ComA[q1]をヘッドユニットHU[q1]に供給するための配線191-CA[q1]、及び、駆動信号ComB[q1]をヘッドユニットHU[q1]に供給するための配線191-CB[q1]を含むFFC19と、備える。ヘッドユニットHU[q1]は、配線191-CA[q1]と圧電素子PZ[q1][m1]とを電気的に接続するか否かを切り替えるスイッチSWa[q1][m1]と、配線191-CB[q1]と圧電素子PZ[q1][m2]とを電気的に接続するか否かを切り替えるスイッチSWb[q1][m2]と、を含む。FFC19は、スイッチSWa[q1][m1]及びスイッチSWa[q1][m2]の動作を指定する指定信号SIを伝送する配線191-SIを含む。
本実施形態によれば、微振動波形が指定信号SIに与える影響を抑制できる。微振動波形によるノイズが指定信号SIに影響すると、吐出不良が発生する虞がある。本実施形態では、指定信号SIに与える影響を抑制できるため、吐出不良を低減できる。指定信号SIは、デジタルの信号であるため、アナログの信号と比較して、ノイズの影響が低い。しかしながら、ノズルの個数Mが多くなると、駆動信号Comを伝送する配線191に流れる電流が大きくなるため、配線191の電位変化による磁界の変化も大きくなり、誘導電流の大きさも大きくなる。誘導電流が大きくなった結果、ハイレベルとローレベルとの2つの信号レベルのうち、本来の信号の電位が示す信号レベルと、本来の信号の電位にノイズが加わった電位が示す信号レベルとが異なってしまう虞がある。本実施形態では、微振動波形によるノイズを低減できるため、微振動波形が指定信号SIに与える影響を抑制できる。
【0095】
また、インクジェットプリンター1は、吐出部D[q1][m1]と、吐出部D[q1][m2]と、を備える。吐出部D[q1][m1]は、圧電素子PZ[q1][m1]、圧電素子PZ[q1][m1]の駆動に伴い体積が変化するキャビティー320、及び、このキャビティー320に連通しキャビティー320内部の体積の変化に応じてキャビティー320の内部に充填されたインクを吐出可能なノズルN、を具備する。吐出部D[q1][m2]は、圧電素子PZ[q1][m2]、圧電素子PZ[q1][m2]の駆動に伴い体積が変化するキャビティー320、及び、このキャビティー320に連通しキャビティー320内部の体積の変化に応じてキャビティー320の内部に充填されたインクを吐出可能なノズルN、を具備する。駆動信号ComA[q1]は、期間T2の開始から期間T4の終了までにおいて、吐出部D[q1][m1]からインクが吐出されないように圧電素子PZ[q1][m1]を駆動する。駆動信号ComA[q2]は、期間T7の開始から期間T9の終了までにおいて、吐出部D[q1][m2]からインクが吐出されないように圧電素子PZ[q1][m2]を駆動する。
本実施形態によれば、微振動波形によってインクの粘度の増大を抑制しつつ、微振動波形によって発生するノイズを抑制できる。
【0096】
また、インクジェットプリンター1の設計者は、圧電素子PZ[q1][m1]、及び、圧電素子PZ[q1][m2]が設けられたヘッドユニットHU[q1]と、駆動信号ComA[q2]又は駆動信号ComB[q2]の供給に応じて駆動する圧電素子PZ[q2][m3]が設けられたヘッドユニットHU[q2]と、配線191-CA[q1]及び配線191-CB[q1]を含むFFC19とを備える。ヘッドユニットHU[q2]は、駆動信号ComA[q2]又は駆動信号ComB[q2]による圧電素子PZ[q2][m3]の駆動に伴い圧電素子[q2][m3]に生じる振動を検出し、当該検出の結果を、残留振動信号NSAS[q2][m3]として出力する検出回路20[q2]を備える。FFC19は、残留振動信号NSAS[q2][m3]を伝送する配線191-N[q2]を有する。
本実施形態によれば、微振動波形が残留振動信号NSASに与える影響を抑制できる。ノイズが残留振動信号NSASに影響すると、吐出状態の判定不良が発生する虞がある。具体的には、判定不良は、吐出状態が正常であるにも関わらず吐出状態が異常であると判定したり、吐出状態が異常であるにも関わらず吐出状態が正常であると判定したり、吐出異常の要因が実際の要因とは異なって判定したりすることである。吐出状態が実際には正常であるにも関わらず吐出状態が異常であると判定された場合、不要なメンテナンス処理が実行されてしまう。吐出状態が実際には異常であるにも関わらず吐出状態が正常であると判定された場合、メンテナンス処理が実行されないため、吐出状態を回復させることができなくなる。吐出異常の要因が実際の要因とは異なって判定された場合、実際の要因に応じたメンテナンス処理が実行されないため、吐出状態を回復させることができなくなる。
【0097】
図16及び
図17を用いて、微振動波形による残留振動信号NSASへのノイズの影響を説明する。
【0098】
図16は、本実施形態における微振動波形による残留振動信号NSASへのノイズの影響を示す説明図である。制御期間Tu2において、第1微振動波形WHbを有する駆動信号ComA[q1]により吐出部D[q1][m1]を駆動し、かつ、第2微振動波形WLbを有する駆動信号ComB[q1]により吐出部D[q1][m2]を駆動した場合に、残留振動信号NSAS[q2][m3]は、
図16に例示する波形を有する。本実施形態における残留振動信号NSAS[q2][m3]の最高電位と最低電位の電位差は、電位差dV1である。電位差dV1は、例えば、130mVである。
【0099】
図17は、参考例における微振動波形による残留振動信号NSASへのノイズの影響を示す説明図である。参考例は、制御期間Tu2において、駆動信号ComA[q1]は第1微振動波形WHbを有し、参考例における駆動信号ComBa[q1]は第2微振動波形WLbを有さず、電位差の変化がない態様である。制御期間Tu2において、第1微振動波形WHbを有する駆動信号ComA[q1]により吐出部D[q1][m1]を駆動した場合に、残留振動信号NSAS[q2][m3]は、
図16に例示する波形を有する。参考例における残留振動信号NSAS[q2][m3]の最高電位と最低電位の電位差は、電位差dV2である。電位差dV2は、例えば、450mVである。
【0100】
図16及び
図17から理解できるように、電位差dV1は、電位差dV2より小さい。電位差dV1が電位差dV2より小さくなる理由を説明する。本実施形態において、残留振動信号NSAS[q2]を伝送する配線191-N[q2]付近には、第1微振動波形WHbによる磁界と、第2微振動波形WLbによる磁界とが発生している。配線191-N[q2]付近において、この2つの磁界の向きは反転している。従って、反転した2つの磁界によって磁界の変化が相殺し、配線191-N[q2]付近における磁界の変化が小さくなる。磁界の変化が小さくなった結果、誘導電流も小さくなるため、電位差dV1は、磁界が相殺しない電位差dV2より小さくなる。また、
図16及び
図17に示すように、残留振動信号NSASはアナログの信号であるため、デジタルの信号と比較して、ノイズの影響が大きい。また、
図8~
図10から理解できるように、ヘッドユニットHU[q1]において微振動波形を有する期間T2の開始から期間T4の終了までの期間と、期間T7の開始から期間T9の終了までの期間とは、ヘッドユニットHU[q2]における制御期間TSS5と重なるため、微振動波形によって発生したノイズが検出信号Vout[q2][m]に含まれてしまう。従って、本実施形態によれば、参考例と比較して、ノイズの大きさが小さくなるため、吐出状態の判定不良を低減できる。
【0101】
また、インクジェットプリンター1は、配線191-CA[q1]と、配線191-CB[q1]と、圧電素子PZ[q1][m1]の一端と電気的に接続し、圧電素子PZ[q1][m1]の一端を定電位Vbsに保持するための配線191-V1[q1]と、圧電素子PZ[q1][m2]の一端と電気的に接続し、第2圧電素子の一端を定電位Vbsに保持するための配線191-V2[q1]と、を有する。配線191-V1[q1]と配線191-V2[q1]との間に、配線191-CA[q1]と、配線191-CB[q1]とが配置されている。
第1実施形態によれば、配線191-V1[q1]と配線191-V2[q1]との間に、配線191-CA[q1]と、配線191-CB[q1]とが配置されるため、微振動波形が、配線191-V1[q1]と配線191-V2[q1]との間以外に配置された配線191が伝送する信号に与える影響を抑制できる。配線191-V1[q1]と配線191-V2[q1]との間以外に配置された配線191は、
図7の例では、配線191-SI及び191-N[q1]である。
【0102】
2.変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【0103】
2.1.第1変形例
実施形態では、第1微振動波形WHbにおける電位変化のタイミングと、第2微振動波形WLbにおける電位変化のタイミングとが略同じであるが、これに限らない。
【0104】
図18は、第1微振動波形WHbと、第1変形例における第2微振動波形WLbbとを示す説明図である。第1変形例における駆動信号ComBb[q1]は、制御期間Tu2において、第2微振動波形WLbbを有する。制御期間Tu2は、期間T6と、期間T6に続く期間T7と、期間T7に続く期間T8と、期間T8に続く期間T9と、期間T9に続く期間T10とに区分される。期間T6において、駆動信号ComBb[q1]は、基準電位V0に保持される。期間T7において、駆動信号ComBb[q1]は、基準電位V0から最低電位VLbに遷移する。期間T8において、駆動信号ComBb[q1]は、最低電位VLbに保持される。期間T8において、駆動信号ComBb[q1]は、最低電位VLbから基準電位V0に遷移する。期間T10において、駆動信号ComBb[q1]は、基準電位V0に保持される。
図18に例示される通り、期間T1と期間T6とは互いに一部が重なり、期間T2と期間T7とは互いに一部が重なり、期間T3と期間T8とは互いに一部が重なり、期間T4と期間T9とは互いに一部が重なり、期間T5と期間T10とは互いに一部が重なる。例えば、
図18に例示する重複期間T27は、期間T2と期間T7とが互いに重なる期間であり、重複期間T49は、期間T4と期間T9とが互いに重なる期間である。
なお、期間T7が「第4期間」の一例であり、期間T8が「第5期間」の一例であり、期間T9が、「第6期間」の一例である。
【0105】
重複期間T27と重複期間T49とにおいて、実施形態と同様に、正方向の電位変化に伴って配線191-CA[q1]の周囲に発生する磁界の変化と、負方向の電位変化に伴って配線191-CB[q1]の周囲に発生する磁界の変化とが相殺する。2つの磁界の変化が相殺するため、配線191-CA[q1]及び配線191-CB[q1]の周囲に配置された配線によって伝送される信号に与える影響を抑制できる。ここで、期間T2と期間T7とが重なる期間が増加することに応じて、2つの磁界が相殺する期間が長くなる。従って、期間T2と期間T7とが重なる期間が長いことが好ましく、期間T2と期間T7とが略同じである実施形態が最も好ましい。期間T4と期間T9とについても、期間T2と期間T7と同様に、期間T4と期間T9とが重なる期間が長いことが好ましく、期間T4と期間T9とが略同じである実施形態が最も好ましい。
【0106】
2.2.第2変形例
実施形態では、最高電位VHbから基準電位V0を減じた電位差dVHの絶対値と、最低電位VLbから基準電位V0を減じた電位差dVLの絶対値とは、略同じであったが、異なってもよい。ただし、2つの電位差の絶対値が近付くことに応じて、配線191-CA[q1]の周囲に発生する磁界の変化の大きさと、配線191-CB[q1]の周囲に発生する磁界の変化の大きさとが近付く。従って、電位差dVHの絶対値と、電位差dVLの絶対値とが近いことが好ましく、略同じである実施形態が最も好ましい。
【0107】
2.3.第3変形例
実施形態では、基準電位V0が「第1電位」と「第3電位」との例、言い換えれば、駆動信号ComA[q1]の基準電位と、駆動信号ComB[q1]の基準電位とが同一であることを記載したが、これに限らない。例えば、駆動信号ComA[q1]の基準電位と、駆動信号ComB[q1]の基準電位とが異なってもよい。
【0108】
2.4.第4変形例
実施形態では、圧電素子PZ[q1][m1]が「第1圧電素子」の一例であり、圧電素子PZ[q1][m2]が「第2圧電素子」の一例であると説明した。すなわち、実施形態は、第1圧電素子と第2圧電素子が、同一のヘッドユニットHUに含まれる態様であるが、第1圧電素子と第2圧電素子とが、互いに異なるヘッドユニットHUに含まれてもよい。例えば、圧電素子PZ[q1][m1]が「第1圧電素子」の一例であり、圧電素子PZ[q3][m5]が「第2圧電素子」の一例であってもよい。変数q3は、1からQまでの整数であり、かつ、変数q1とは異なる整数である。変数m5は、1からMまでの整数である。そして、圧電素子PZ[q1][m1]に供給される駆動信号ComA[q1]が制御期間Tu2において第1微振動波形WHbを有し、圧電素子PZ[q3][m5]に供給される駆動信号ComA[q3]が制御期間Tu2において第2微振動波形WLbを有することにより、駆動信号ComA[q1]を伝送する配線191と駆動信号ComA[q3]を伝送する配線191との付近に配置された配線が伝送する信号に与える影響を抑制できる。
【0109】
2.5.第5変形例
実施形態では、微振動波形が指定信号SIに与える影響、及び、微振動波形が残留振動信号NSASに与える影響を抑制できることを説明したが、微振動波形による影響を抑制できる信号は、指定信号SI及び残留振動信号NSASに限らない。具体的には、クロック信号CL、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、及び、期間指定信号Tsigに対しても、微振動波形の影響を抑制できる。
【0110】
2.6.第6変形例
実施形態では、ヘッドユニットHUの個数Qが、2以上の偶数であると記載したが、3以上の奇数であってもよい。例えば、個数Qが3である場合に、駆動信号生成回路62[1]及び62[3]が、
図9に示した駆動信号Com[q1]を生成し、駆動信号生成回路62[2]が、
図9に示した駆動信号Com[q2]を生成してもよい。
【0111】
2.7.第7変形例
上述した各態様では、ヘッドモジュールHMを収容する搬送体82を、X軸方向に往復同させるシリアル方式のインクジェットプリンター1を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。インクジェットプリンターは、複数のノズルNが、記録用紙Pの全幅に亘り分布する、ライン方式のインクジェットプリンターであってもよい。ライン方式のインクジェットプリンターでは、ヘッドモジュールHMが移動しないため、FFC19を有さなくてもよい。例えば、ライン方式のインクジェットプリンターは、FFC19の替わりに、駆動信号ComA[q]を伝送する配線191-CA[q]及び駆動信号ComB[q]を伝送する配線191-CA[q]等が配置されたリジット基板を有する。
【0112】
2.8.第8変形例
上述した各態様で例示したインクジェットプリンターは、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置及びコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線及び電極を形成する製造装置として利用される。
【0113】
2.9.第9変形例
上述した各態様では、2つの圧電素子PZを有するインクジェットプリンター1を例にして説明した。更に、上述した各態様は、2つの圧電素子を有する容量性負荷駆動回路にも適用できる。容量性負荷駆動回路は、例えば、指紋センサー、エコーシステム、及び、マンモグラフィーである。
【0114】
インクジェットプリンター1と同様に、容量性負荷駆動回路は、2つの圧電素子のうち1方の第1圧電素子は、第1駆動信号の供給に応じて駆動する。他方の第2駆動信号の供給に応じて駆動する。第1駆動信号は、第1期間において、第1電位から第2電位に遷移し、第1期間に続く第2期間において、第2電位を維持し、第2期間に続く第3期間において、第2電位から第1電位へと遷移する。第2駆動信号は、第4期間において、第3電位から第4電位に遷移し、第4期間に続く第5期間において、第4電位を維持し、第5期間に続く第6期間において、第4電位から第3電位へと遷移する。第1期間と第4期間とは、互いに一部又は全部が重なり、第3期間と第6期間とは、互いに一部又は全部が重なり、第2電位は、第1電位よりも高電位であり、第4電位は、第3電位よりも低電位である。
【0115】
容量性負荷駆動回路は、第1圧電素子、及び、第2圧電素子が設けられたヘッドユニットと、第1駆動信号をヘッドユニットに供給するための第1配線、及び、第2駆動信号をヘッドユニットに供給するための第2配線を含むフレキシブルフラットケーブルと、を備える。ヘッドユニットは、第1配線と第1圧電素子とを電気的に接続するか否かを切り替える第1スイッチと、第2配線と第2圧電素子とを電気的に接続するか否かを切り替える第2スイッチと、を含む。フレキシブルフラットケーブルは、第1スイッチ及び第2スイッチの動作を指定する指定信号を伝送する制御配線を含む。
【0116】
容量性負荷駆動回路が備えるフレキシブルフラットケーブルは、第1圧電素子の一端と電気的に接続し、第1圧電素子の一端を定電位に保持するための第3配線と、第2圧電素子の一端と電気的に接続し、第2圧電素子の一端を定電位に保持するための第4配線と、を有する。第3配線と第4配線との間に、第1配線と第2配線とが配置されている。
【符号の説明】
【0117】
1…インクジェットプリンター、4…メンテナンスユニット、6…制御モジュール、7…搬送機構、8…移動機構、10…切替回路、11…接続状態指定回路、14…液体容器、19…FFC、20…検出回路、60…制御部、61…記憶部、62…駆動信号生成回路、64…吐出状態判定回路、66…定電圧生成回路、81…無端ベルト、82…搬送体、191…配線、192…絶縁層、193…シールド層、310…振動板、320…キャビティー、330…ノズルプレート、340…キャビティプレート、350…リザーバ、360…インク供給口、370…インク取入口、CH…チェンジ信号、CL…クロック信号、Com…駆動信号、ComA,ComB,ComBa,ComBb…駆動信号、D…吐出部、判定対象吐出部、印刷駆動吐出部、DC…デコーダー、HD…記録ヘッド、HM…ヘッドモジュール、HU…ヘッドユニット、Img…印刷データ、LAT…ラッチ信号、LHa,LHb,LHs…内部配線、LT…ラッチ回路、M…個数、N…ノズル、NSAS…残留振動信号、NTc…時間長、P…記録用紙、PZ…圧電素子、PlsC,PlsL,PlsT1,PlsT2…パルス、SI…指定信号、SLa,SLb,SLs…接続状態指定信号、SR…転送回路、SVbs,SVbs1,SVbs2…定電位信号、SWa,SWb,SWs…スイッチ、Sd…個別指定信号、Sla,Slb,Stt…接続状態指定信号、T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9,T10…期間、T27,T49…重複期間、TSS1,TSS2,TSS3,TSS4,TSS5,TSS6…制御期間、Tsig…期間指定信号、Tth1,Tth2,Tth3…閾値、Tu…単位期間、Tu1,Tu2,Tu3…制御期間、V0…基準電位、VHb,VHd,VHk,VHs…最高電位、VLb,VLd,VLk,VLs…最低電位、Vbs…定電位、Vin…供給駆動信号、Vout…検出信号、W0…波形、WHb…第1微振動波形、WLb,WLbb…第2微振動波形、Wd…大ドット波形、Wk…判定波形、Ws…小ドット波形、Zd…下部電極、Zm…圧電体、Zu…上部電極、dCom…波形指定信号、dV1,dV2,dVH,dVL…電位差。