本发明例如涉及一种印刷装置。
背景技术:
在喷墨打印机等的印刷装置中,通过被设置于记录头上的喷出部的驱动,而使喷出部的压电元件发生位移。通过该位移,从而使被填充在喷出部的空腔(压力室)内的油墨等的液体被喷出,由此在记录介质上形成图像。在这种印刷装置中,有时会因空腔内的液体的粘度增加(增稠),或者异物附着在喷出部上等,从而发生无法正常地从喷出部喷出液体的喷出异常。当发生这种喷出异常时,将无法通过从喷出部被喷出的液体而准确地形成点,从而降低被形成于记录介质上的图像的品质。因此,为了防止因喷出异常造成的画质的降低,而提出了如下的技术,即,在喷出部被驱动时,对该喷出部中所产生的残留振动进行检测,并且基于该残留振动来对喷出部中的液体的喷出状态进行判断(例如,参照专利文献1)。
但是,在上述技术中,存在如下课题,即,必须对作为各个检查对象的喷出部(压电元件)实施等级排名,并参考等级来对检查结果进行判断。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-179873号公报
技术实现要素:
为了实现上述目的之一,本发明一个方式所涉及的印刷装置,其特征在于,具备:第一喷出部,其伴随着第一压电元件的驱动而喷出液体;驱动信号生成部,其生成包含第一驱动波形和第二驱动波形在内的驱动信号,其中,所述第一驱动波形用于使所述第一喷出部驱动,从而喷出所述液体并进行印刷,所述第二驱动波形用于使所述第一喷出部驱动,从而对所述第一喷出部进行检查;残留振动检测部,其伴随着所述第二驱动波形的供给而对与在所述第一喷出部内所产生的残留振动相应的电信号进行检测,所述第一驱动波形在第一期间中成为第一电位、在第二期间中成为第四电位、在第三期间中成为所述第一电位,所述第二驱动波形在第四期间中成为第二电位、在第五期间中成为第三电位、在第六期间中成为所述第二电位,所述第三电位低于所述第四电位以及所述第一电位。
在上述一个方式所涉及的印刷装置中,用于产生残留振动的电位与用于喷出液体而进行印刷的电位相比较低。因此,根据上述一个方式所涉及的印刷装置,由于在产生残留振动时,能够将配线电阻或者压电元件的特性偏差等各种喷出部的偏差因素的影响抑制得较小,因此能够在不考虑压电元件的个体差异、即不对压电元件标记等级的条件下,对喷出部中的液体的喷出状态进行判断。
另外,液体的喷出在第一驱动波形中的从第一电位向第四电位的直接的或者间接的变化中产生。因此,虽然在液体的喷出中有时会使用多个电位,但是此处所说的第四电位是指多个电位中的最高电位。此外,残留振动在第二驱动波形中的从第二电位向第三电位的变化中产生。因此,与第一驱动波形中的第一电位相比第二驱动波形中的第三电位较低成为如下情况的必要条件,所述情况为,用于产生残留振动的电位与用于喷出液体来进行印刷的电位相比而较低。
在上述一个方式所涉及的印刷装置中,也可以设为如下结构,即,所述第二电位低于所述第一电位。
根据该结构所涉及的印刷装置,通过将第二电位设为低于第一电位,从而能够降低施加到并非检查对象的喷出部的压力室上的压力,并减小来自检查对象的周边的喷出部的影响,进而能够抑制由喷出部的位置等而引起的偏差,由此能够在不考虑喷出部的个体差异的条件下对残留振动进行检测。
在上述一个方式所涉及的印刷装置中,也可以设为如下结构,即,所述第二电位低于所述第三电位。
根据该结构所涉及的印刷装置,第二电位成为在驱动以及检查中最低的电位,从而能够提高残留振动检测时的精度。
在上述一个方式所涉及的印刷装置中,也可以设为如下结构,即,所述残留振动检测部对与在所述第六期间内于所述第一喷出部中所产生的残留振动相应的电信号进行检测。
根据该结构所涉及的印刷装置,通过在成为从第三电位变化之后的第二电位的第六期间内实施检测,从而顺利地转移至作为相同的第二电位的检查前的第一期间,由此能够在不产生无用的电位变化的条件下连续地进行检查。
在上述一个方式所涉及的印刷装置中,也可以设为如下结构,即,具有第二喷出部,所述第二喷出部伴随着第二压电元件的驱动而喷出液体,所述第一喷出部被包含在由多个喷出部构成的喷出部列中,所述第一喷出部和所述第二压电元件在相同的驱动条件下被驱动,并且在相同的检查条件下被检查。
根据该结构所涉及的的印刷装置,能够在不考虑检查对象的喷出部是在喷出部列的哪个位置等的条件的情况下进行检查。在上述结构中,优选为,所述第一喷出部为,位于所述喷出部列的端部处的喷出部,所述第二喷出部为,不位于所述喷出部列的端部处的喷出部。
在上述一个方式所涉及的印刷装置中,也可以设为如下结构,即,具有多个所述喷出部列,多个喷出部列在相同的驱动条件下被驱动,并且在相同的检查条件下被检查。
根据该结构所涉及的印刷装置,能够在不考虑检查对象的喷出部是在喷出部列的哪个位置等的条件的情况下进行检查。
在上述一个方式所涉及的印刷装置中,也可以设为如下结构,即,具有多个所述喷出部列,多个喷出部列在相同的驱动条件下被驱动,且在相同的检查条件下被检查。
根据该结构所涉及的印刷装置,能够在不考虑每个喷出部列的偏差等的条件下进行检查。
在上述一个方式所涉及的印刷装置中,也可以采用如下结构,即,所述压电元件的各另一端被维持在预定电位上。
根据该结构所涉及的印刷装置,在喷出液体而进行印刷的情况以及检查喷出部的情况中的任意一个情况下,由于压电元件的各另一端均被维持在预定电位上,因此也能够在压电元件中抑制微小裂纹的生长。
附图说明
图1为表示实施方式所涉及的喷墨打印机的结构例的框图。
图2为表示印刷装置的简要的内部结构的一个示例的立体图。
图3为用于说明喷出部的结构的一个示例的说明图。
图4为用于说明喷出部中的油墨的喷出动作的一个示例的说明图。
图5为表示头模块中的喷嘴配置的一个示例的俯视图。
图6为表示头单元的结构的一个示例的框图。
图7为表示印刷处理时的驱动波形等的图。
图8为表示喷出状态判断处理时的驱动波形等的图。
图9为对印刷处理时的第一驱动波形与喷出状态判断处理时的第二驱动波形的电位进行比较的图。
图10为表示个别指定信号和连接状态指定信号的关系的一个示例的说明图。
图11为表示连接状态指定电路的结构的一个示例的框图。
图12为用于说明判断信息的一个示例的说明图。
图13为对其它方式1所涉及的第一驱动波形与第二驱动波形的电位进行比较的图。
图14为对其它方式2所涉及的第一驱动波形与第二驱动波形的电位进行比较的图。
图15为表示其它方式3所涉及的驱动波形中的、印刷处理时的波形的图。
图16为表示其它方式3所涉及的驱动波形中的、喷出状态判断处理时的波形的图。
图17为表示其它方式4所涉及的驱动波形中的、喷出状态判断处理时的波形的图。
图18为表示其它方式5所涉及的驱动波形中的、喷出状态判断处理时的波形的图。
图19a为用于说明压电体的特性的图。
图19b为用于说明压电体的特性的图。
图19c为用于说明压电体的特性的图。
图19d为用于说明压电体的特性的图。
图19e为用于说明压电体的特性的图。
图20为表示按等级进行了分类的压电元件的位移的一个示例的图。
图21为表示对比例1所涉及的驱动波形中的、喷出状态判断处理时的波形的图。
图22为用于说明对比例1中的判断对象喷出部的动作的说明图。
图23为用于说明对比例1中的判断对象喷出部的动作的说明图。
图24为表示对比例2所涉及的驱动波形中的、喷出状态判断处理时的波形的图。
图25为用于说明对比例2中的判断对象喷出部的动作的说明图。
图26为用于说明对比例2中的判断对象喷出部的动作的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图来对用于实施本发明的方式进行说明。另外,在以下的各附图中,各部的尺寸以及比例尺与实际的情况适当地有所不同。此外,虽然由于下文所记述的实施方式为本发明的优选的具体例,因此附加了技术性地优选的各种限定,但是本发明的范围,只要在下文的说明中没有特别地记载对本发明进行限定的主旨,则并不限于这些方式。
实施方式
对于作为实施方式的印刷装置,以喷出油墨(“液体”的一个示例)而在纸张等记录介质p上形成图像的喷墨打印机为例来进行说明。
喷墨打印机的概要
图1为表示本实施方式所涉及的喷墨打印机1的结构的一个示例的功能框图,此外,图2为表示喷墨打印机1的简要的内部结构的一个示例的立体图。
在喷墨打印机1中,从个人计算机或数码照相机等主机中被供给有表示喷墨打印机1应该形成的图像的印刷数据img。喷墨打印机1执行用于在记录介质p上形成由该印刷数据img所表示的图像的印刷处理。
如图1所示,喷墨打印机1具备:头模块hm,其具备设置有喷出油墨的喷出部d的头单元hu;控制部6,其对喷墨打印机1的各部进行控制;驱动信号生成电路2,其生成用于对喷出部d进行驱动的驱动信号com;输送机构7,其使记录介质p相对于头模块hm的相对位置发生变化;判断模块cm,其具备喷出状态判断电路9,所述喷出状态判断电路9对喷出部d中的油墨的喷出状态进行判断,并输出表示该喷出状态判断的结果的判断信息stt;存储部5,其对喷墨打印机1的控制程序以及其它信息进行存储。
在本实施方式中,如图1所示,头模块hm具备四个头单元hu,判断模块cm具备与四个头单元hu一一对应的四个喷出状态判断电路9。
在本实施方式中,各个头单元hu具备记录头hd、切换电路10、检测电路20(“残留振动检测部”的一个示例),其中,所述记录头hd具备m个喷出部d。在本实施方式中,m为满足1≤m的自然数。
另外,在下文中,为了对被设置于各个记录头hd上的m个喷出部d的每一个进行区分,而依次将其称为1级、2级、…、m级。此外,将m级的喷出部d称为喷出部d[m]。变量m为,满足1≤m≤m的自然数。
在喷墨打印机1的构成要素或信号等与喷出部d[m]的级数m相对应的情况下,在用于表示该构成要素或信号等的符号上标注表示与级数m相对应的情况的添附文字[m]来表达。
切换电路10对是否向各个喷出部d供给了从驱动信号生成电路2被输出的驱动信号com进行切换。此外,切换电路10对是否将各个喷出部d和检测电路20进行了电连接进行切换。
检测电路20基于从通过驱动信号com而被驱动的喷出部d[m]检测出的检测信号vout[m],而生成残留振动信号rvs[m],所述残留振动信号rvs[m]表示在喷出部d[m]被驱动了之后,在该喷出部d[m]中所残留的振动(以下,称为“残留振动”)。
喷出状态判断电路9基于残留振动信号rvs[m],而生成表示喷出部d[m]的喷出状态判断的结果的判断信息stt[m]。在下文中,将被设为喷出状态判断电路9中的喷出状态判断的对象的喷出部d称为判断对象喷出部d-h。
另外,将包含喷出状态判断电路9所执行的喷出状态判断、和残留振动信号生成处理在内的、在喷墨打印机1中被执行的一系列的处理称为喷出状态判断处理,其中,所述残留振动信号生成处理为,为了使喷出状态判断电路9执行喷出状态判断而对判断对象喷出部d-h进行驱动,从而在使判断对象喷出部d-h产生了残留振动的基础上生成表示该残留振动的残留振动信号rvs的处理。
此外,在下文中,在喷出状态判断处理被执行的情况下,将判断对象喷出部d-h以外的喷出部d称为非对象喷出部d-r。
在本实施方式中,作为一个示例,将喷墨打印机1设为串行打印机来进行说明。具体而言,喷墨打印机1通过在副扫描方向上输送记录介质p且使头模块hm在主扫描方向上移动的同时,从喷出部d喷出油墨,从而执行印刷处理。
在本实施方式中,如图2所示,+y方向以及-y方向(以下,将+y方向以及-y方向统称为“y轴方向”)为主扫描方向,+x方向(以下,将+x方向以及其相反的-x方向统称为“x轴方向”)为副扫描方向。
如图2所示,喷墨打印机1具备:筐体200;滑架100,其能够在筐体200内于y轴方向上进行往复移动,并且搭载有头模块hm。
在执行印刷处理的情况下,输送机构7通过在使滑架100于y轴方向上进行往复移动的同时,向+x方向输送记录介质p,从而使记录介质p的相对于头模块hm的相对位置发生变化,由此能够使油墨喷落在记录介质p的整体上。
如图1所示,输送机构7具备:输送电机71,其成为用于使滑架100在y轴方向上进行往复移动的驱动源;电机驱动器72,其用于对输送电机71进行驱动;供纸电机73,其成为用于对记录介质p进行输送的驱动源;电机驱动器74,其用于对供纸电机73进行驱动。
此外,如图2所示,输送机构7具备:滑架导向轴76,其在y轴方向上延伸;同步齿形带710,其被架设在通过输送电机71而被旋转驱动的滑轮711与旋转自由的滑轮712之间,并且在y轴方向上延伸。滑架100以在y轴方向上往复自由的方式被滑架导向轴76支承,并且经由固定件101而被固定在同步齿形带710的预定部位处。因此,输送机构7能够通过利用输送电机71而使滑轮711旋转驱动,从而使被搭载于滑架100上的头模块hm沿着滑架导向轴76而在y轴方向上移动。
此外,如图2所示,输送机构7具备:压印板75,其被设置于滑架100的下侧即-z方向(以下,将-z方向以及其相反的+z方向统称为“z轴方向”)上;供纸辊(省略图示),其根据供纸电机73的驱动而进行旋转,从而用于将记录介质p一张一张地供给至压印板75上;排纸辊730,其根据供纸电机73的驱动而进行旋转,从而将压印板75上的记录介质p向排纸口输送。因此,输送机构7能够在压印板75上将记录介质p从-x方向(上游侧)向+x方向(下游侧)进行输送。
在本实施方式中,如图2所示,与蓝绿色(cy)、品红色(mg)、黄色(yl)以及黑色(bk)这四种颜色的油墨一一对应的四个墨盒31被收纳于滑架100上。另外,图2只不过是一个示例,墨盒31也可以被设置于滑架100的外部。
此外,在本实施方式中,四个头单元hu和四个墨盒31以一一对应的方式而设置。并且,各个喷出部d从与设置有该喷出部d的头单元hu相对应的墨盒31接受油墨的供给。由此,各个喷出部d在内部填充有被供给的油墨,并且能够从喷嘴n喷出已填充的油墨。即,头模块hm所具备的共计4m个喷出部d能够作为整体而喷出四种颜色的油墨。
存储部5被构成为,包含ram(randomaccessmemory:随机存取存储器)等易失性的存储器、和rom(readonlymemory:只读存储器)、eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory:电可擦可编程只读存储器)或者prom(programmablerom:可编程只读存储器)等非易失性存储器,并且对从主机供给的印刷数据img以及喷墨打印机1的控制程序等各种信息进行存储。
控制部6被构成为包含cpu(centralprocessingunit:中央处理器)。但是,在控制部6中,也可以代替cpu而具备fpga(field-programmablegatearray:现场可编程门阵列)等可编程逻辑设备。
控制部6通过使cpu执行被存储于存储部5中控制程序从而根据该控制程序进行工作,由此对喷墨打印机1的各部进行控制。
具体而言,控制部6生成用于对头模块hm进行控制的印刷信号si、用于对驱动信号生成电路2进行控制的波形指定信号dcom、以及用于对输送机构7进行控制的信号。
在此,波形指定信号dcom是指,对驱动信号com的波形进行规定的数字信号。此外,驱动信号com是指,用于驱动喷出部d的模拟信号。驱动信号生成电路2(“驱动信号生成部”的一个示例)包含da转换电路,并生成具有波形指定信号dcom所规定的波形的驱动信号com。另外,在本实施方式中,假定了如下情况,即,驱动信号com为,包含驱动信号com-a和驱动信号com-b的多串口信号的情况。
印刷信号si是指,用于对喷出部d的动作的种类进行指定的数字信号。具体而言,印刷信号si通过对是否相对于喷出部d而供给驱动信号com进行指定,从而对喷出部d的动作的种类进行指定。在此,喷出部d的动作的种类的指定是指,例如指定是否对喷出部d进行驱动,或者指定在对喷出部d进行了驱动时是否从该喷出部d喷出油墨,或者指定在对喷出部d进行了驱动时从该喷出部d被喷出的油墨量。
在执行印刷处理的情况下,控制部6首先将从主机供给的印刷数据img存储于存储部5中。接下来,控制部6基于被存储于存储部5中的印刷数据img等各种数据,而生成印刷信号si、波形指定信号dcom、以及用于对输送机构7进行控制的信号等的各种控制信号。然后,控制部6基于各种控制信号和被存储于存储部5中的各种数据而以使记录介质p相对于头模块hm的相对位置发生变化的方式对输送机构7进行控制,并且以使喷出部d被驱动的方式对头模块hm进行控制。由此,控制部6对来自喷出部d的油墨的喷出的有无、油墨的喷出量、以及油墨的喷出定时等进行调节,从而对在记录介质p上形成与印刷数据img相对应的图像的印刷处理的执行进行控制。
另外,为了形成由印刷数据img所表示的一张图像而执行的印刷任务被多次反复地执行,以便形成另行指定的份数。
如上文所述,在本实施方式所涉及的喷墨打印机1中,执行喷出状态判断处理,所述喷出状态判断处理为,对来自各个喷出部d的油墨的喷出状态是否处于正常状态、即在各个喷出部d中是否未产生喷出异常进行判断的处理。
在此,喷出异常是指,即使欲通过驱动信号com来驱动喷出部d而使油墨从喷出部d喷出,也无法通过驱动信号com所规定的方式来喷出油墨的状态。在此,驱动信号com所规定的油墨的喷出方式是指,喷出部d喷出根据驱动信号com的波形而被规定的量的油墨,并且喷出部d以根据驱动信号com的波形所规定的喷出速度来喷出油墨。即,作为无法通过驱动信号com所规定的油墨的喷出方式来喷出油墨的状态,除了无法从喷出部d喷出油墨的状态之外,还包含如下状态,即,从喷出部d喷出与被驱动信号com所规定的油墨的喷出量不同的量的油墨的状态、以及由于以与被驱动信号com所规定的油墨的喷出速度不同的速度喷出油墨而无法使油墨喷落在记录介质p上的预期的喷落位置上的状态等。
在喷出状态判断处理中,喷墨打印机1执行如下的一系列的处理,即,第一、通过控制部6而从被设置于各个头单元hu上的m个喷出部d中选择判断对象喷出部d-h;第二、在由控制部6实施的控制下,通过使判断对象喷出部d-h进行驱动,从而在判断对象喷出部d-h中产生残留振动;第三、通过检测电路20,从而基于从判断对象喷出部d-h检测出的检测信号vout而生成残留振动信号rvs;第四、通过喷出状态判断电路9,从而基于残留振动信号rvs而实施以判断对象喷出部d-h为对象的喷出状态判断,并生成表示该判断的结果的判断信息stt;第五、通过控制部6,而使判断信息stt存储于存储部5中。
记录头以及喷出部的概要
接下来,参照图3至图5,对记录头hd、和被设置于记录头hd上的喷出部d进行说明。
图3为以包含喷出部d的方式而将记录头hd剖切而得到的、记录头hd的简要的局部剖视图。
如图3所示,喷出部d具备:压电元件pz、在内部被填充有油墨的空腔320、与空腔320连通的喷嘴n、振动板310。
空腔320为,通过空腔板340、形成有喷嘴n的喷嘴板330和振动板310而被划分形成的空间。空腔320经由油墨供给口360而与贮液器350连通。贮液器350经由油墨取入口370而与对应于该喷出部d的墨盒31连通。
另外,在下文中,将空腔板340中的、对一个喷出部d的空腔320和其它喷出部d的空腔320进行划分的部分、以及对位于记录头hd的端部的喷出部d的空腔320和记录头hd的外部进行划分的部分称为隔壁340a(参照下文所述的图22、图23、图25以及图26)。
压电元件pz具有:上部电极zu、下部电极zd和被设置于上部电极zu以及下部电极zd之间的压电体zm。并且,下部电极zd与被设定为电位vbs的供电线lhd(参照图6)电连接,且在上部电极zu上被供给有驱动信号com。在这样的压电元件pz中,当在上部电极zu与下部电极zd之间被施加有电压时,根据该被施加的电压,压电元件pz的中央部分与周缘部分相比将向+z方向或者-z方向进行位移,其结果为,压电元件pz进行振动。
另外,在本实施方式中,作为压电元件pz而采用了如图3所示那样的单晶片(单晶)型。但是,压电元件pz并不限于单晶片型,也可以采用双压电晶片型或者层压型等。
在空腔板340的上表面开口部上设置有振动板310。在振动板310上接合有下部电极zd。因此,当压电元件pz通过驱动信号com而被驱动从而发生振动时,振动板310也发生振动。并且,通过振动板310的振动而使空腔320的容积发生变化,从而被填充于空腔320内的油墨从喷嘴n被喷出。在通过油墨的喷出而使空腔320内的油墨减少了的情况下,从贮液器350供给油墨。
图4为用于说明喷出部d中的油墨的喷出动作的一个示例的说明图。
如图4所示,控制部6在phase-1的状态下,通过使针对喷出部d所具备的压电元件pz而被供给的驱动信号com的电位发生变化,从而产生使该压电元件pz向+z方向位移这样的变形,从而使该喷出部d的振动板310向+z方向挠曲。由此,如图4所示的phase-2的状态那样,与phase-1的状态相比,扩大了该喷出部d的空腔320的容积。接下来,控制部6通过使驱动信号com所示的电位发生变化,从而产生使该压电元件pz向-z方向位移这样的变形,从而使该喷出部d的振动板310向-z方向挠曲。由此,如图4所示的phase-3的状态那样,空腔320的容积急剧地收缩,从而填满了空腔320的油墨的一部分作为油墨滴而从与该空腔320连通的喷嘴n被喷出。
当压电元件pz以及振动板310通过驱动信号com而被驱动从而在z轴方向上发生了位移之后,在包含振动板310在内的喷出部d中会产生残留振动。
另外,关于在图4、下文所述的图20、图22、图23、图25、图26中所示的压电元件pz的位移方向以及位移量,只不过是用于表示空腔320的容积的相对扩大或缩小的一个示例。因此,压电元件pz并不一定如附图所示那样进行位移。
图5为,用于说明从+z方向或者-z方向俯视观察喷墨打印机1的情况下的、头模块hm所具备的四个记录头hd和被设置于该四个记录头hd上的共计4m个喷嘴n的配置的一个示例的说明图。
如图5所示,在被设置于头模块hm上的各个记录头hd上设置有喷嘴列ln。在此,喷嘴列ln是指,以在预定方向上延伸成列状的方式而设置的多个喷嘴n。在本实施方式中,各喷嘴列ln被构成为,以在x轴方向上延伸成列状的方式而配置有m个喷嘴n。
在下文中,将被设置于头模块hm上的四列的喷嘴列ln称为喷嘴列ln-bk、ln-cy、ln-mg、ln-yl。在此,喷嘴列ln-bk为,将喷出黑色油墨的喷出部d的喷嘴n排列而成的喷嘴列ln,喷嘴列ln-cy为,将喷出蓝绿色油墨的喷出部d的喷嘴n排列而成的喷嘴列ln,喷嘴列ln-mg为,将喷出品红色油墨的喷出部d的喷嘴n排列而成的喷嘴列ln,喷嘴列ln-yl为,将喷出黄色油墨的喷出部d的喷嘴n排列而成的喷嘴列ln。此外,在下文中,如图5所示那样,有时会将属于各个喷嘴列ln的多个喷嘴n中的、位于喷嘴列ln的端部处的喷嘴n称为端部喷嘴n-eg。
另外,图5为一个示例,属于各个喷嘴列ln的m个喷嘴n也可以被配置为在与喷嘴列ln的延伸方向交叉的方向上具有预定的宽度。即,在各个喷嘴列ln中,也可以以从+x侧起第偶数个喷嘴n和第奇数个喷嘴n的y轴方向上的位置不同的方式,而使属于各个喷嘴列ln的m个喷嘴n例如交替地被配置。此外,各个喷嘴列ln也可以在与x轴方向不同的方向上延伸。此外,虽然在本实施方式中,对被设置于各个记录头hd上的喷嘴列ln的列数为“1”的情况进行了例示,但是在各个记录头hd上也可以设置两列以上的喷嘴列ln。
头单元的结构
接下来,参照图6来对各个头单元hu的结构进行说明。
图6为表示头单元hu的结构的一个示例的框图。如上文所述那样,头单元hu具备:记录头hd、切换电路10和检测电路20。此外,头单元hu具备:内部配线lha,其从驱动信号生成电路2被供给有驱动信号com-a;内部配线lhb,其从驱动信号生成电路2被供给有驱动信号com-b;内部配线lhs,其用于向检测电路20供给从喷出部d检测出的检测信号vout。
如图6所示,切换电路10具备:m个开关swa(swa[1]~swa[m])、m个开关swb(swb[1]~swb[m])、m个开关sws(sws[1]~sws[m])、和对各个开关的连接状态进行指定的连接状态指定电路11。另外,作为各个开关,例如可以采用传输门。
连接状态指定电路11基于从控制部6供给的印刷信号si、锁存信号lat、以及期间指定信号tsig中的至少一部分的信号而生成对开关swa[1]~swa[m]的开闭进行指定的连接状态指定信号sla[1]~sla[m]、对开关swb[1]~swb[m]的开闭进行指定的连接状态指定信号slb[1]~slb[m]、和对开关sws[1]~sws[m]的开闭进行指定的连接状态指定信号sls[1]~sls[m]。
开关swa[m]根据连接状态指定信号sla[m],而在内部配线lha与被设置于喷出部d[m]上的压电元件pz[m]的上部电极zu[m]之间进行接通(导通)或者断开(非导通)。在本实施方式中,开关swa[m]在连接状态指定信号sla[m]为高电平的情况下接通,而在其为低电平的情况下断开。
开关swb[m]根据连接状态指定信号slb[m],而在内部配线lhb与被设置于喷出部d[m]上的压电元件pz[m]的上部电极zu[m]之间进行接通或者断开。在本实施方式中,开关swb[m]在连接状态指定信号slb[m]为高电平的情况下接通,而在其为低电平的情况下断开。
开关sws[m]根据连接状态指定信号sls[m],而在内部配线lhs与被设置于喷出部d[m]上的压电元件pz[m]的上部电极zu[m]之间进行接通或者断开。在本实施方式中,开关sws[m]在连接状态指定信号sls[m]为高电平的情况下接通,而在其为低电平的情况下断开。
从作为判断对象喷出部d-h而被驱动的喷出部d[m]的压电元件pz[m]被输出的检测信号vout[m]经由内部配线lhs而被供给至检测电路20。并且,检测电路20基于该检测信号vout[m]而生成残留振动信号rvs[m]。
头单元的动作
以下,参照图7至图11来对各个头单元hu的动作进行说明。
在本实施方式中,喷墨打印机1的动作期间包括一个或者多个单位期间tu。本实施方式所涉及的喷墨打印机1在各个单位期间tu中,能够选择性地执行印刷处理中的各个喷出部d的驱动、喷出状态判断处理中的判断对象喷出部d-h的驱动以及残留振动的检测中的任意一个。在下文中,一方面,将作为印刷处理而对各个喷出部d进行驱动的单位期间tu称为单位印刷期间tu-p,另一方面,将作为吐出状态判断处理而对判断对象喷出部d-h进行驱动并对残留振动进行检测的单位期间tu称为单位判断期间tu-h。
一般情况下,喷墨打印机1通过重复执行跨及连续性的或者间歇性的多个单位印刷期间tu-p的印刷处理,并从各个喷出部d每一次或者每数次地喷出油墨,从而执行形成由印刷数据img所表示的图像的印刷任务。
此外,本实施方式所涉及的喷墨打印机1在未执行印刷任务的情况下,在满足预定的条件时,例如在存在由用户实施的操作时、或重复了预定次数的印刷任务时、从上次的印刷任务结束后起经过了预定时间时等,执行对各个喷出部d的喷出状态进行判断的喷出状态判断处理。
详细而言,喷墨打印机1在连续性地或者间歇性地设置的m个单位判断期间tu-h内,通过执行m次的喷出状态判断处理,从而执行将m个喷出部d[1]~d[m]设为判断对象喷出部d-h的喷出状态判断处理。另外,在各个单位判断期间tu-h内,从被设置于各个头单元hu上的m个喷出部d[1]~d[m]之中,选择一个判断对象喷出部d-h。
图7以及图8为用于表示单位期间tu内的喷墨打印机1的动作的图。其中,图7表示单位印刷期间tu-p内的喷墨打印机1的动作,图8表示单位判断期间tu-h内的喷墨打印机1的动作。
如图7以及图8所示,控制部6输出具有脉冲plsl的锁存信号lat。由此,控制部6规定单元期间tu,以作为从脉冲plsl的上升沿起至下一个脉冲plsl的上升沿为止的期间。
另外,在单位印刷期间tu-p内,各个喷出部d使油墨喷出一次以上,从而能够根据在单位印刷期间tu-p内所喷出的油墨量之和而使点的大小不同。但是,在下文中,为了简化说明,采用在印刷处理时的单位印刷期间tu-p内,各个喷出部喷出一次油墨、或者不喷出油墨的结构来进行说明。
如图7以及图8所示,在控制部6所输出的印刷信号si中,包含有对各个单位期间tu内的喷出部d[1]~d[m]的驱动方式进行指定的个别指定信号sd[1]~sd[m]。并且,控制部6在于单位期间tu内执行印刷处理或者喷出状态判断处理的情况下,在该单位期间tu之前,将包括个别指定信号sd[1]~sd[m]在内的印刷信号si以与锁存信号cl同步的方式供给至连接状态指定电路11。在该情况下,连接状态指定电路11在该单位期间tu内,基于个别指定信号sd[m]而生成连接状态指定信号sla[m]、slb[m]、sls[m]。
另外,本实施方式所涉及的个别指定信号sd[m]在印刷处理的各个单位印刷期间tu-p内,针对喷出部d[m]而指定喷出油墨(形成点)、或者不喷出油墨(未形成点)中的任意一个。
另一方面,个别指定信号sd[m]在喷出状态判断处理的各个单位判断期间tu-h内,指定将吐出部d[m]作为判断对象喷出部d-h而进行驱动、或者将吐出部d[m]作为非对象喷出部d-r而进行驱动中的任意一个。
此外,如图8所示,控制部6在单位判断期间tu-h内输出具有脉冲plst1以及脉冲plst2的期间指定信号tsig。并且,控制部6将单位判断期间tu-h划分为从脉冲plsl的上升沿起至脉冲plst1的上升沿为止的控制期间tss1、从脉冲plst1的上升沿起至脉冲plst2的上升沿为止的控制期间tss2、和从脉冲plst2的上升沿起至接下来的脉冲plsl的上升沿为止的控制期间tss3。
如上文所述,在本实施方式中,驱动信号生成电路2作为驱动信号com而输出两个种类的驱动信号com-a以及驱动信号com-b。
在本实施方式中,在单位印刷期间tu-p内,向形成点的喷出部d[m]供给驱动信号com-a,向未形成点的喷出部d[m]供给驱动信号com-b。
另一方面,在单位判断期间tu-h内,对于判断对象喷出部d-h而言,在控制期间tss1以及tss3内供给驱动信号com-a,在控制期间tss2内不供给驱动信号com-a以及驱动信号com-b中的任何一个。在单位印刷期间tu-p内,针对非对象喷出部d-r而供给驱动信号com-b。
在执行印刷处理时,驱动信号com-a和驱动信号com-b例如为如图7所示那样的波形。
单位印刷期间tu-p内的驱动信号com-a为,用于从喷出部d喷出油墨的波形。具体而言,在单位印刷期间tu-p内,驱动信号com-a从第一电位下降至第四电位(min),并暂时维持第四电位(min),之后,在中途经过电位固定区间而上升至第四电位(max),并暂时维持第四电位(max),之后,下降至第一电位。另外,在驱动信号com-a中,也可以不经过电位固定区间而从第四电位(min)上升至第四电位(max)。
此外,单位印刷期间tu-p中的驱动信号com-b为,使油墨从喷出部d不喷出(不使其喷出)的波形,且为用于防止被填充在喷出部d的空腔320内的油墨的增稠的微振动波形(第一微振动波形的一个示例)。具体而言,在单位印刷期间tu-p内,驱动信号com-b从第一电位下降至电位vlb,并暂时维持电位vlb,之后,上升至第一电位。
在单位印刷期间tu-p开始时以及结束时,驱动信号com-a以及驱动信号com-b均成为第一电位。
在执行喷出状态判断处理时,驱动信号com-a和驱动信号com-b为例如图8所示那样的波形。
单位判断期间tu-h中的驱动信号com-a为,在控制期间tss1内使残留振动在压电元件pz中被激发的波形,且在控制期间tss2内在第二电位下成为固定,并且在控制期间tss3内成为微振动波形。
具体而言,驱动信号com-a在控制期间tss1内从第二电位上升至第三电位,并暂时维持第三电位,之后,下降至第二电位,在控制期间tss2内,维持该第二电位,在控制期间tss3内从该第二电位上升至第三电位,并暂时维持第三电位,之后,下降至第二电位。
单位判断期间tu-p内的驱动信号com-b在控制期间tss1以及控制期间tss2内在第二电位下成为固定,并在控制期间tss3内成为与驱动信号com-a相同的微振动波形。
另外,控制期间tss3内的驱动信号com-a以及com-b为第二微振动波形的一个示例。此外,在单位印刷期间tu-p内的控制期间tss1、控制期间tss2以及控制期间tss3的开始时以及结束时,驱动信号com-a以及驱动信号com-b均成为第二电位。
在本实施方式中,单位判断期间tu-h内的第二电位与第三电位之差变得小于单位印刷期间tu-p内的电位vlb与第一电位之差。第二电位与第三电位之差变得小于电位vlb与第一电位之差的理由在于,虽然在使喷出部d微振动时,优选为,单位判断期间tu-h内的压电元件pz的位移量为与单位印刷期間tu-p内的压电元件pz的位移量相同的程度,但是在压电元件pz中位移量相对于电压变化的特性(动电转换特性)相对于施加电压而并非是直线性的。详细而言,这是因为,在需要相同程度的位移量的情况下,只需使施加电压较低的状态(变化的基准为第二电位的喷出状态判断处理)下的电压的变化量小于施加电压较高的状态(变化的基准为第一电位的印刷处理)下的电压的变化量即可。
在执行印刷处理时,在通过个别指定信号sd[m]而指定了形成点的情况下,连接状态指定电路11在单位印刷期间tu-p内将连接状态指定信号sla[m]设定为高电平,并将连接状态指定信号slb[m]以及sls[m]设定为低电平。在该情况下,由于喷出部d[m]通过驱动信号com-a而被驱动从而喷出油墨,因此在记录介质p上形成了点。
另一方面,在执行印刷处理时,在通过个别指定信号sd[m]而指定了不形成点的情况下,连接状态指定电路11在单位印刷期间tu-p内将连接状态指定信号slb[m]设定为高电平,并将连接状态指定信号sla[m]以及sls[m]设定为低电平。在该情况下,由于喷出部d[m]通过驱动信号com-b而被驱动从而不喷出油墨,因此不会在记录介质p上形成点。
另外,在从印刷处理向喷出状态判断处理转移的情况下,如在图7以及图8中以虚线所表示的那样,驱动信号com-a以及com-b从第一电位向第二电位逐渐地下降。在该转移时,向所有的压电元件pz供给驱动信号com-a或者com-b中的任意一个。
相反地,在从喷出状态判断处理向印刷处理转移的情况下,如在图7以及图8中以虚线所表示的那样,驱动信号com-a以及com-b从第二电位向第一电位逐渐地上升。在该转移时,向所有的压电元件pz供给驱动信号com-a或者com-b中的任意一个。
在处理的转移时,使驱动信号com-a、com-b从第一电位或者第二电位的一方向另一方逐渐地变化,并且将驱动信号com-a、com-b中的任意一个供给至所有的压电元件pz的理由如下。即,由于压电元件pz仅从电气性来看是电容器,因此具有保持开关swa、swb中的任意一个即将断开时的电压的性质。因此,在从第一电位或者第二电位的一方变化为另一方时,当处于上述开关均断开了的状态(即,不供给驱动信号com-a、com-b中的任意一个的状态)时,在接着接通上述开关中的任意一个时,会存在因电位的变化而使油墨被误喷出的可能性。为了防止这种误喷出,而在处理的转移时,使驱动信号com-a、com-b从第一电位或者第二电位的一方消耗时间而变化为另一方,并且将这种电位正在发生变化的驱动信号com-a、com-b中的任意一个供给至所有的压电元件pz上,从而使压电元件pz的保持电压发生变化。
图10为用于说明单位判断期间tu-h内的个别指定信号sd[m]、与连接状态指定信号sla[m]、slb[m]、sls[m]之间的关系的说明图。
在本实施方式中,在执行喷出状态判断处理时,如图10所示,存在如下两种情况,即,个别指定信号sd[m]指定了作为判断对象喷出部d-h的驱动的情况、和指定作为非对象喷出部d-r的驱动的情况。
当个别指定信号sd[m]指定作为判断对象喷出部d-h的驱动的情况下,连接状态指定电路11将连接状态指定信号sla[m]在控制期间tss1以及tss3内设定为高电平,在控制期间tss2内设定为低电平,并将连接状态指定信号slb[m]在控制期间tss1、tss2以及tss3内设定为低电平,并且将连接状态指定信号sls[m]在控制期间tss1以及tss3内设定为低电平,在控制期间tss2内设定为高电平。
在该情况下,作为判断对象喷出部d-h而被指定的喷出部d[m]在控制期间tss1内通过驱动信号com-a而被驱动。其结果为,在作为判断对象喷出部d-h而被指定的吐出部d[m]上,在控制期间tss1内产生振动,并且该振动在控制期间tss2内并未平息而残留。在控制期间tss2内,在判断对象喷出部d-h所具有的压电元件pz的上部电极zu上,出现与判断对象喷出部d-h中所产生的残留振动相应的电信号。该电信号通过开关sws[m]的接通,从而经由内部配线lhs而被供给至检测电路20。检测电路20将在控制期间tss2内作为判断对象喷出部d-h而被指定的喷出部d[m]所具有的上部电极zu的电位,作为检测信号vout[m]来进行检测。
另外,在控制期间tss3内,作为判断对象喷出部d-h而被指定的喷出部d[m]通过驱动信号com-a而以产生微振动的方式被驱动。
在个别指定信号sd[m]指定作为非对象喷出部d-r的驱动的情况下,连接状态指定电路11将连接状态指定信号sla[m]在控制期间tss1、tss2以及tss3内设定为低电平,并将连接状态指定信号slb[m]在控制期间tss1、tss2以及tss3内设定为高电平,并且将连接状态指定信号sls[m]在控制期间tss1、tss2以及tss3内设定为低电平。
在该情况下,作为非对象喷出部d-r而被指定的喷出部d[m]在喷出状态判断处理中通过驱动信号com-b而被驱动。其结果为,对于作为非对象喷出部d-r而被指定的吐出部d[m]而言,在控制期间tss1以及tss2内被维持为第二电位,在控制期间tss3内以产生微振动的方式被驱动。
图11为表示连接状态指定电路11的结构的一个示例的图。如图11所示,连接状态指定电路11生成连接状态指定信号sla[1]~sla[m]、slb[1]~slb[m]、以及sls[1]~sls[m]。
具体而言,连接状态指定电路11以与喷出部d[1]~d[m]一一对应的方式而具有转送电路sr[1]~sr[m]、锁存电路lt[1]~lt[m]和解码器dc[1]~dc[m]。其中,个别指定信号sd[m]被供给至转送电路sr[m]。另外,在该图中,个别指定信号sd[1]~sd[m]以串行方式被供给,并且例如与m级相对应的个别指定信号sd[m]从转送电路sr[1]与时钟信号cl同步的方式依次向转送电路sr[m]被转送。此外,锁存电路lt[m]在锁存信号lat的脉冲plsl上升至高电平的定时下,对被供给至转送电路sr[m]的个别指定信号sd[m]进行锁存。此外,如参照图10等进行说明的那样,解码器dc[m]基于个别指定信号sd[m]、锁存信号lat、期间指定信号tsig,而生成连接状态指定信号sla[m]、slb[m]以及sls[m]。
如上文所述的那样,检测电路20基于检测信号vout而生成残留振动信号rvs。残留振动信号rvs是指,通过放大检测信号vout的振幅、或者从检测信号vout中去除噪声成分等,从而将检测信号vout整形为与喷出状态判断电路9中的处理相适的波形的信号。
检测电路20例如也可以为,包含用于使检测信号vout放大的负反馈型放大器、和用于使检测信号vout的高域频率成分衰减的低通滤波器、和对阻抗进行转换而输出低阻抗的残留振动信号rvs的电压跟随器的结构等。
喷出状态判断电路
接下来,对喷出状态判断电路9进行说明。
一般而言,在喷出部d所产生的残留振动中,在如下的情况下,存在如下所述的趋势。例如,第一、喷出部d所产生的残留振动具有由喷嘴n的形状、被填充于空腔320中的油墨的重量、被填充于空腔320中的油墨的粘度、以及空腔320的刚性(尤其是,隔壁340a的刚性)等决定的固有振动频率。第二、在因喷出部d的空腔320中混入有气泡而在喷出部d中产生了喷出异常的情况下,与空腔320中未混入有气泡的情况相比,残留振动的频率变高。第三、在因纸粉等异物附着在喷出部d的喷嘴n附近而在喷出部d中产生了喷出异常的情况下,与未附着有异物的情况相比,残留振动的频率变低。第四、在因被填充于喷出部d的空腔320内的油墨的粘度正在增稠而在喷出部d中产生了喷出异常的情况下,与油墨未增稠的情况相比,残留振动的频率变低。第五、在被填充于喷出部d的空腔320内的油墨的粘度增稠至在喷出部d中产生喷出异常的程度的情况下,与纸粉等异物附着在喷出部d的喷嘴n附近的情况相比,残留振动的频率变低。第六、在因油墨未被填充于喷出部d的空腔320中而在喷出部d中产生了喷出异常的情况下,或者因压电元件pz发生故障而无法位移从而在喷出部d中产生了喷出异常的情况下,残留振动的振幅变小。第七、在包含隔壁340a在内的空腔320的刚性较高的情况下,与刚性较低的情况相比,残留振动的频率变高。
如上文所述那样,残留振动信号rvs表示,与在判断对象喷出部d-h中所产生的残留振动相应的波形。具体而言,残留振动信号rvs表示与在判断对象喷出部d-h中所产生的残留振动的频率相应的频率,并且表示与在判断对象喷出部d-h中所产生的残留振动的振幅相应的振幅。因此,喷出状态判断电路9能够基于残留振动信号rvs而对判断对象喷出部d-h中的油墨的喷出状态进行判断。
喷出状态判断电路9在对喷出状态进行判断时,对残留振动信号rvs的一个周期的时间长度ntc进行测量,并生成表示该测量结果的周期信息info-t。
此外,喷出状态判断电路9在对喷出状态进行判断时,生成表示残留振动信号rvs是否具有预定的振幅的振幅信息info-s。具体而言,喷出状态判断电路9在对残留振动信号rvs的一个周期的时间长度ntc进行测量的期间内,对残留振动信号rvs的电位是否成为与残留振动信号rvs的振幅中心电平的电位vth-c相比为高电位的阈值电位vth-o以上、且成为与电位vth-c相比为低电位的阈值电位vth-u以下进行判断。并且,在该判断的结果为肯定的情况下,在振幅信息info-s中设定表示残留振动信号rvs具有预定的振幅的情况的值、例如“1”,并且在该判断的结果为否定的情况下,在振幅信息info-s中设定表示残留振动信号rvs不具有预定的振幅的值、例如“0”。
并且,喷出状态判断电路9基于周期信息info-t以及振幅信息info-s,而生成表示判断对象喷出部d-h中的油墨的喷出状态的判断结果的判断信息stt。
图12为用于说明喷出状态判断电路9中的、判断信息stt的生成的说明图。
如图12所示,喷出状态判断电路9通过对周期信息info-t所表示的时间长度ntc与阈值tth1、阈值tth2、阈值tth3的一部分或者全部进行比较,从而对判断对象吐出部d-h中的喷出状态进行判断,并生成表示该判断的结果的判断信息stt。在此,阈值tth1为,用于表示在判断对象喷出部d-h的空腔320具有预定的刚性的情况下、且在该判断对象喷出部d-h的喷出状态处于正常状态的情况下的残留振动的一个周期的时间长度、与在该判断对象喷出部d-h的空腔320中混入有气泡的情况下的残留振动的一个周期的时间长度之间的边界的值。此外,阈值tth2为,用于表示在判断对象喷出部d-h的空腔320具有预定的刚性的情况下、且在该判断对象喷出部d-h的喷出状态处于正常状态的情况下的残留振动的一个周期的时间长度、与在该判断对象喷出部d-h的喷嘴n附近附着有异物的情况下的残留振动的一个周期的时间长度之间的边界的值。此外,阈值tth3为,用于表示在判断对象喷出部d-h的空腔320具有预定的刚性的情况下、且在该判断对象喷出部d-h的喷嘴n附近附着有异物的情况下的残留振动的一个周期的时间长度、与该判断对象喷出部d-h的空腔320内的油墨增稠了的情况下的残留振动的一个周期的时间长度之间的边界的值。另外,阈值tth1~阈值tth3满足“tth1<tth2<tth3”。
如图12所示,在本实施方式中,在振幅信息info-s的值为“1”,且周期信息info-t所示的时间长度ntc满足“tth1≤ntc≤tth2”的情况下,视为判断对象喷出部d-h中的油墨的喷出状态处于正常状态。并且,在该情况下,喷出状态判断电路9在判断信息stt中设定表示判断对象喷出部d-h的喷出状态处于正常状态的值“1”。
此外,在振幅信息info-s的值为“1”,且周期信息info-t所表示的时间长度ntc满足“ntc<tth1”的情况下,视为在判断对象喷出部d-h中产生了由气泡导致的喷出异常。并且,在该情况下,喷出状态判断电路9在判断信息stt中设定表示在判断对象喷出部d-h中产生了由气泡导致的喷出异常的情况的值“2”。
此外,在振幅信息info-s的值为“1”,且周期信息info-t所表示的时间长度ntc满足“tth2<ntc≤tth3”的情况下,视为在判断对象喷出部d-h中产生了由异物附着导致的喷出异常。并且,在该情况下,喷出状态判断电路9在判断信息stt中设定表示在判断对象喷出部d-h中产生了由异物附着导致的喷出异常的情况的值“3”。
此外,在振幅信息info-s的值为“1”,且周期信息info-t所表示的时间长度ntc满足“tth3<ntc”的情况下,视为在判断对象喷出部d-h中产生了由增稠导致的喷出异常。并且,在该情况下,喷出状态判断电路9在判断信息stt中设定表示在判断对象喷出部d-h中产生了由增稠导致的喷出异常的情况的值“4”。
此外,即使在振幅信息info-s的值为“0”的情况下,也视为在判断对象喷出部d-h中产生了喷出异常。并且,在该情况下,喷出状态判断电路9在判断信息stt中设定表示在判断对象喷出部d-h中产生了喷出异常的情况的值“5”。
喷出状态判断电路9基于周期信息info-t和振幅信息info-s而生成判断信息stt。并且,控制部6将喷出状态判断电路9所生成的判断信息stt与对应于该判断信息stt的判断对象喷出部d-h的级数m建立相关关系,并将其存储于存储部5中。由此,控制部6对与喷出部d[1]~d[m]相对应的判断信息stt[1]~stt[m]进行管理。
另外,虽然在本实施方式中,例示了判断信息stt为“1”至“5”的五个值的信息的情况,但是判断信息stt也可以为表示时间长度ntc是否满足“tth1≤ntc≤tth2”的两个值的信息。只需至少使判断信息stt包含表示判断对象喷出部d-h中的油墨的喷出状态是否处于正常状态的信息即可。
图9为用于说明在本实施方式中执行印刷处理时的驱动信号com-a的波形中的电位、与执行喷出状态判断处理时的驱动信号com-b的波形中的电位之间的关系的图。
在图9中,第一驱动波形是指,印刷处理的单位印刷期间tu-p内的驱动信号com-a中的、用于使喷出部d驱动而喷出油墨的波形。此外,第二驱动波形是指,喷出状态判断处理的单位判断期间tu-h内的驱动信号com-a中的、用于使吐出部d驱动而提供用于对残留振动进行检测的振动的波形。
另外,由于图9只不过是用于说明第一驱动波形与第二驱动波形之间的电位关系的图,因此第一驱动波形中的时间轴的分度和第二驱动波形中的时间轴的分度并不一定一致。
如图9所示,第一驱动波形被大致划分为第一期间、第二期间以及第三期间。其中,第一期间为包含单位印刷期间tu-p内的开始时刻的期间,且为第一驱动波形在第一电位下大致成为固定的期间。第三期间为包含单位印刷期间tu-p内的结束时刻的期间,且为第一驱动波形在第一电位下大致成为固定的期间。
第二期间为单位印刷期间tu-p内的位于第一期间与第三期间之间的期间,且为用于使喷出部d的压电元件pz发生位移而使其喷出油墨的期间。
另外,在本实施方式中,如上文所述,第一驱动波形的电位在第二期间内从第一电位下降至第四电位(min),并暂时维持第四电位(min),之后,在中途经过电位固定区间而上升至第四电位(max),并暂时维持第四电位(max),之后,下降至第一电位。
第二驱动波形被大致划分为第四期间、第五期间以及第六期间。其中,第四期间为单位判断期间tu-h中的、包含控制期间tss1的开始时刻的期间,且为第二驱动波形在第二电位下大致成为固定的期间。第六期间为包含控制期间tss1的结束时刻的期间,且为第二驱动波形在第二电位下大致成为固定的期间。
第五期间为控制期间tss1内的位于第四期间与第六期间之间的期间,且为用于向压电元件pz提供成为在控制期间tss2内检测残留振动时的前提的振动的期间。
另外,在本实施方式中,如上文所述,第二驱动波形的电位在第五期间内从第二电位上升至第三电位,并暂时维持第三电位,之后,下降至第二电位。
在本实施方式中,第一驱动波形中的第一电位、第四电位(min)、第四电位(max)、与第二驱动波形中的第二电位、第三电位成为如下所述的关系。
第二电位<第三电位<第四电位(min)<第一电位<第四电位(max)
此外,在本实施方式中,单位印刷期间tu-p内的第一微振动波形(参照图7)向下凸起,相对于此,单位判断期间tu-h内的驱动信号com-a以及com-b的第二微振动波形(参照图8)向上凸起。
在本实施方式中,关于用于对以此方式设定电位的理由进行说明的对比例1,参照图21至图23来进行说明。
图21为用于说明在对比例1中对喷出状态进行判断时所使用的驱动信号com-a以及com-b的波形的图。对比例1所涉及的驱动信号com-a基本上成为在执行印刷处理时的第一电位下共用单位判断期间tu-h内的开始时以及结束时的电位的波形。
但是,由于在对比例1所涉及的驱动信号com-a中,作为控制期间tss3内的微振动波形而与执行印刷处理时一致、以及由于在电位的下降方向上存有富余,因此使用了向下凸起的波形。
此外,虽然在对比例1所涉及的驱动信号com-b中成为在执行印刷处理时的第一电位下共用单位判断期间tu-h内的开始时以及结束时的电位的波形,但是根据与驱动信号com-a相同的理由,作为控制期间tss3内的微振动波形而使用了向下凸起的波形。
图22及图23为在使用对比例1所涉及的驱动信号com-a或者com-b来对喷出状态进行判断时,用于说明喷出部d[1]~d[m]的动作的图。具体而言,图22及图23为,在执行喷出状态判断处理时,在将喷出部d[1]~d[m]作为判断对象喷出部d-h或者非对象喷出部d-r而进行驱动的情况下,用于说明控制期间tss2内的喷出部d[1]~d[m]的动作的图。
另外,图22及图23例示了m为“3”的情况。此外,在图22及图23中,喷出部d[1]及d[3]的各个喷嘴n为,位于喷嘴列ln的端部的端部处的喷嘴n-eg,喷出部d[2]的喷嘴n位于喷嘴列ln的中央部处。
图22例示了在单位判断期间tu-h内,具有端部喷嘴n-eg的喷出部d[1]被选择作为判断对象喷出部d-h,且喷出部d[2]以及d[3]成为非对象喷出部d-r的情况下,控制期间tss2内的喷出部d[1]~d[3]的动作。
如图22所示,在单位判断期间tu-h内,在具有端部喷嘴n-eg的喷出部d[1](第一喷出部的一个示例)被选择作为判断对象喷出部d-h、且通过对比例1所涉及的驱动信号com-a而被驱动的情况下,当在控制期间tss1内,喷出部d[1]所具有的压电元件pz[1]的上部电极zu从第一电位变为电位vhs时,喷出部d[1]所具有的压电元件pz[1]向-z方向进行位移。因此,由于在控制期间tss1内,喷出部d[1]的空腔320容积变小,且喷出部d[1]的空腔320内部的压力变高,因此喷出部d[1]的隔壁340a在从空腔320进行观察时向外侧进行位移。具体而言,由于喷出部d[1]所具有的隔壁340a中的、喷出部d[1]与记录头hd的外部空间之间的隔壁340a-1不存在来自记录头hd的外部空间的压力,因此向外侧(在图中为右侧)较大地进行位移。
另一方面,在单位判断期间tu-h内,在喷出部d[2](第二喷出部的一个示例)作为非对象喷出部d-r并通过对比例1所涉及的驱动信号com-b而被驱动的情况下,在控制期间tss1内,喷出部d[2]所具有的压电元件pz[2]的上部电极zu的电位成为第一电位。因此,在控制期间tss1内,喷出部d[2]所具有的压电元件pz[2]的位移被维持为与单位判定期间tu-h的开始时刻的压电元件pz[2]的位移大致相同。由此,由于喷出部d[1]所具有的隔壁340a中的、喷出部d[1]与喷出部d[2]之间的隔壁340a-2存在来自喷出部d[2]的空腔320的压力,因此与隔壁340a-1相比向左侧位移较小。
图23例示了在单位判断期间tu-h内不具有端部喷嘴n-eg的喷出部d[2]被选择作为判断对象喷出部d-h且喷出部d[1]及d[3]成为非对象喷出部d-r的情况下的、控制期间tss1内的喷出部d[1]~d[3]的动作。
如图23所示,在单位判断期间tu-h内,在喷出部d[2]被选择作为判断对象喷出部d-h且通过对比例1所涉及的驱动信号com-a而被驱动的情况下,由于在控制期间tss1内,喷出部d[2]所具有的压电元件pz[2]向-z方向位移而使喷出部d[2]的空腔320内部的压力变高,因此喷出部d[2]的隔壁340a在从空腔320进行观察时向外侧进行位移。
此外,在单位判断期间tu-h内,在喷出部d[1]及d[3]作为非对象喷出部d-r并通过对比例1所涉及的驱动信号com-b而被驱动的情况下,在控制期间tss1内,喷出部d[1]及d[3]所具有的压电元件pz的上部电极zu的电位成为第一电位。因此,在控制期间tss1内,喷出部d[1]及d[3]所具有的压电元件pz的位移从单位判断期间tu-h的开始时刻起被维持为大致相同。
由此,喷出部d[2]所具有的隔壁340a中的、喷出部d[2]与喷出部d[1]之间的隔壁340a-2在接受来自喷出部d[1]的空腔320的压力的同时,向右侧位移得较小。此外,喷出部d[2]所具有的隔壁340a中的、喷出部d[2]与喷出部d[3]之间的隔壁340a-3在接受来自喷出部d[3]的空腔320的压力的同时,向左侧位移得较小。
像根据图22及图23的示例所理解的那样,一般而言,存在如下趋势,即,位于喷嘴列ln的端部附近的判断对象喷出部d-h的隔壁340a与位于喷嘴列ln的中央附近的判断对象喷出部d-h的隔壁340a相比更容易发生位移。
换言之,存在如下趋势,即,在位于喷嘴列ln的端部附近的喷出部d成为判断对象喷出部d-h的情况下,该喷出部d中的隔壁340a的刚性会变得低于位于喷嘴列ln的中央附近的喷出部d成为判断对象喷出部d-h的情况下的该喷出部d中的隔壁340a的刚性。
即,在对比例1中,在控制期间tss1内,根据记录头hd中的喷嘴列ln的位置,判断对象喷出部d-h所具有的空腔320的刚性会发生变动。其结果为,根据记录头hd中的喷嘴列ln的位置而从判断对象喷出部d-h所检测出的残留振动的频率会产生偏差。
具体而言,存在如下趋势,即,在判断对象喷出部d-h位于记录头hd中的喷嘴列ln的端部处的情况下,从该判断对象喷出部d-h检测出的残留振动的频率会变得低于,在判断对象喷出部d-h位于记录头hd的中央处的情况下从该判断对象喷出部d-h检测出的残留振动的频率。
如此,由于在对比例1中,根据记录头hd中的判断对象喷出部d-h的位置,从判断对象喷出部d-h检测出的残留振动的频率会变得易于发生变动,因此为了高精度地实施喷出状态判断,需要根据判断对象喷出部d-h的位置而将在喷出状态判断处理中所使用的阈值tth1~閾值tth3例如针对每个喷出部d[m]而单独地确定。
另外,在根据判断对象喷出部d-h的位置而将阈值tth1~阈值tth3针对每个喷出部d[m]而单独地确定的结构中,具体而言,需要掌握例如判断对象喷出部d-h在记录头hd中处于哪个位置,并且需要从存储部等中适当地读取与该位置相对应的一组阈值tth1~阈值tth3。因此,在对比例1中,不仅需要存储部等,而且还需要根据判断对象喷出部d-h的位置而预先求出一组阈值tth1~阈值tth3这样的作业。
因此,接下来,对如下的对比例2进行说明,在所述对比例2中,根据记录头hd中的判断对象喷出部d-h的位置,而减小从判断对象吐出部d-h检测出的残留振动的频率变得易于发生变动的趋势,从而高精度地实施喷出状态判断。
图24为用于说明在对比例2中对喷出状态进行判断时所使用的驱动信号com-a以及com-b的波形的图。
对比例2所涉及的驱动信号com-a的波形与对比例1所涉及的驱动信号com-a的波形相同。
对比例2所涉及的驱动信号com-b的波形与对比例1所涉及的驱动信号com-b存在如下不同。具体而言,对比例2中的驱动信号com-b在控制期间tss1的中途从第一电位下降至电位vl2,并在控制期间tss2内被维持在电位vl2,并且在从控制期间tss3的中途起上升至第一电位之后,成为微振动波形。
在执行喷出状态判断处理时,当非对象喷出部d-r通过对比例2所涉及的驱动信号com-b而被驱动时,该非对象喷出部d-r中的空腔320的容积会变得大于单位判定期间tu-h的开始时刻时的空腔320的容积。
另外,在通过对比例2所涉及的驱动信号com-b来对非对象喷出部d-r进行驱动的情况下,电位vl2以如下方式被设定,即,使该非对象喷出部d-r中所产生的振动相对于判断对象喷出部d-h而充分地减小至不会作为噪声而传播的程度。
接下来,参照图25及图26来对对比例2的效果进行说明。
图25及图26为在利用对比例2所涉及的驱动信号com-a或者com-b而对喷出状态进行判断时,用于说明喷出部d[1]~d[3]的动作的图。
其中,图25例示了在单位判断期间tu-h内具有端部喷嘴n-eg的喷出部d[1]被选择作为判断对象喷出部d-h且喷出部d[2]以及d[3]成为非对象喷出部d-r的情况下,控制期间tss2内的喷出部d[1]~d[3]的动作。图26例示了在单位判断期间tu-h内不具有端部喷嘴n-eg的喷出部d[2]被选择作为判断对象喷出部d-h且喷出部d[1]及d[3]成为非对象喷出部d-r的情况下的、控制期间tss1内的喷出部d[1]~d[3]的动作。
如图25所示,在单位判断期间tu-h内,当喷出部d[2]及d[3]作为非对象喷出部d-r并通过对比例2所涉及的驱动信号com-b而被驱动的情况下,在控制期间tss2内,在喷出部d[2]所具有的压电元件pz[2]的上部电极zu变成了电位vl2时,喷出部d[2]所具有的压电元件pz[2]向+z方向进行位移。因此,喷出部d[2]的空腔320内部的容积增大,从而使喷出部d[2]的空腔320内部的压力降低。
因此,如图25所示,在对比例2中,来自喷出部d[2]的对于隔壁340a-1的压力与来自记录头hd的外部空间的对于隔壁340a-1的压力之间的差分变得小于对比例1中的来自喷出部d[2]的对于隔壁340a-2的压力与来自记录头hd的外部空间的对于隔壁340a-1的压力之间的差分(参照图22)。
因此,能够将喷出部d[1]的隔壁340a中的、喷出部d[1]与喷出部d[2]之间的隔壁340a-2的位移大小、和喷出部d[1]与记录头hd的外部空间之间的隔壁340a-1的位移的大小设为例如大致相同。
换言之,在喷出部d[1]被选择作为判断对象喷出部d-h的单位判断期间tu-h的控制期间tss2内,喷出部d[1]所具有的隔壁340a中的、喷出部d[1]与记录头hd的外部空间之间的隔壁340a-1在附图中向右侧较大地位移,同样,喷出部d[1]与喷出部d[2]之间的隔壁340a-2也能够在附图中向左侧较大地位移。
如图26所示那样,在单位判断期间tu-h内,在喷出部d[1]及d[3]作为非对象喷出部d-r通过驱动信号com-bh而被驱动的情况下,在控制期间tss2内,喷出部d[1]及d[3]所具有的压电元件pz向+z方向进行位移。由此,在喷出部d[2]被选择作为判断对象喷出部d-h的单位判断期间tu-h的控制期间tss2内,喷出部d[2]所具有的隔壁340a中的、喷出部d[2]与喷出部d[1]之间的隔壁340a-2在附图中向右侧位移得较大,喷出部d[2]与喷出部d[3]之间的隔壁340a-3在附图中向左侧位移得较大。
如根据图25及图26的示例所理解的那样,当使用对比例2所涉及的驱动信号com-a以及com-b时,在控制期间tss2内,与对比例1相比,能够减小位于喷嘴列ln的端部附近的判断对象喷出部d-h的隔壁340a中的变形的大小与位于喷嘴列ln的中央附近的判断对象喷出部d-h的隔壁340a中的变形的大小之差。
换言之,与对比例1相比,能够减小在位于喷嘴列ln的端部附近的喷出部d成为判断对象喷出部d-h的情况下,该喷出部d中的隔壁340a的刚性与位于喷嘴列ln的中央附近的喷出部d成为判断对象喷出部d-h的情况下的该喷出部d中的隔壁340a的刚性之差。
因此,在对比例2中,与对比例1相比,能够在控制期间tss2内,将与记录头hd中的判断对象喷出部d-h的位置相应的、判断对象喷出部d-h所具有的空腔320的刚性的偏差抑制得较小。其结果为,在对比例2中,能够根据记录头hd中的判断对象喷出部d-h的位置,而对从判断对象喷出部d-h检测出的残留振动的频率发生变动的情况进行抑制。由此,在对比例2中,能够在不考虑记录头hd中的判断对象喷出部d-h的位置的条件下,高精度地实施喷出状态判断。
如此,由于在对比例2中不需要设置存储部等,因此在使结构简化的同时,也不需要根据判断对象喷出部d-h的位置、与记录头hd中的压电元件pz的位移特性而预先求出一组阈值tth1~阈值tth3这样的作业。
但是,在对比例2所涉及的驱动信号com-b中,需要在控制期间tss1的中途从第一电位逐渐地下降至电位vl2,并跨及对残留振动进行检测的控制期间tss2而维持电位vl2,并且在控制期间tss3的中途从电位vl2逐渐地上升至第一电位。这是因为,如上文所述的那样,使非对象喷出部d-r的压电元件pz向+z方向位移,从而减小了空腔320内部的压力。
尤其是,在对比例2所涉及的驱动信号com-b中,对于控制期间tss1内的从第一电位至电位vl2的下降需要耗费比较长的时间。这是因为,当急剧地变化时,有可能会因伴随着该电位变动的振动而使油墨被误喷出,而且,该振动在控制期间tss2内未衰减而成为噪声,从而给判断对象喷出部d-h中的残留振动的检测带来恶劣影响。
因此,在对比例2中,由于实际上需要延长控制期间tss1的时间,因此对于判断一个喷出部d的喷出状态所需要的单位判断期间tu-h时间也变长。因此,被指出了如下的问题,即,例如在针对m个喷出部d的全部而依次在作为判断对象喷出部d-h进行切换的同时连续性地判断喷出状态的情况下,如果从记录头hd的整体来看,则喷出状态判断处理所需的时间会变得非常长。
尤其近年来,对于被形成在记录介质p上的图像的高精细化(例如300dpi)的要求变强,即使对于喷出部d的个数(m)而言也要求成为400至600个左右,非常多,因此喷出状态判断处理所需的时间会变得非常长。因此,如果是印刷装置的话,则由于无助于印刷物的生产的时间增加,因此会引起印刷効率降低这样的问题。
相对于此,在本实施方式中,在单位判断期间tu-h的开始时以及结束时,驱动信号com-a的电位以及驱动信号com-b的电位的各自分别成为低于第一电位的第二电位、即用于使空腔320的容积扩大的第二电位。因此,在被供给至非对象喷出部d-r的驱动信号com-b中,不需要在控制期间tss1内用于使电位下降的时间以及在控制期间tss3内用于使电位上升的时间。
因此,在本实施方式中,如对比例2那样的、根据判断对象喷出部d-h的位置、或者记录头hd中的压电元件pz的位移特性等而减小了从判断对象喷出部d-h检测出的残留振动的频率变得易于发生变动的趋势,从而能够高精度地实施喷出状态判断,并且在确保了以上优点的基础上,与对比例2相比,具有能够实现喷出状态判断处理所需的时间的缩短这样的优点。
另外,在本实施方式中,在喷出状态判断处理中用于使残留振动在判断对象喷出部d-h中被激发的第二驱动波形(控制期间tss1内的驱动信号com-a的波形)、和在喷出状态判断处理中用于使喷出部d微振动的波形(控制期间tss3内的驱动信号com-a以及com-b的波形)均成为向上凸起的波形。即,第二电位被设定为低于第三电位。
以下,对于在本实施方式中,对第二电位被设定为低于第三电位的理由进行说明。
优选为,被用于喷出部d所具备的压电元件pz中的压电体zm为,厚度例如为5μm以下(更具体而言,例如为1.0μm以上1.5μm以下)的薄膜。这是因为,通过将压电体zm设得较薄,从而能够增大相对于预定的施加电压的压电元件pz的位移量。使用了薄膜压电体zm的压电元件pz从提高量产性并且小型化的观点来看,通过mems(microelectromechanicalsystems:微机电系统)技术而被制造的情况较多。通过mems技术,能够制造出如上文所述的那样的高喷嘴密度(平均每1英寸300以上)、且具备多个(600个以上)的喷出部d的记录头hd。
图19a至图19e为压电体zm的局部剖视图,以下,参照这些附图,来对压电体zm进行说明。
另外,在图19a至图19e中,假定了如下情况,即,在包含压电体zm的喷出部d被设置于记录头hd上的情况下,+w方向与+z方向一致。此外,在以下的说明中,有时会将+w方向、和+w方向的相反方向即-w方向统称为w轴方向。
由于压电体zm作为单晶体来形成较为困难,因此作为铁电体的微结晶的集合即多晶体而被形成。具体而言,如图19a所示,压电体zm在作为压电体zm的制造时的时刻t1处,作为铁电体的微结晶k的集合而被形成。
由于在制造时各个微结晶的自发极化的方向自发性地朝向散乱的方向,因此体现压电体zm的压电特性。例如,如图19a所示,在时刻t1处,压电体zm所具有的多个微结晶k中的微结晶k[1]的极化方向b[1]、和微结晶k[2]的极化方向b[2]成为不同的方向。
因此,在将压电体zm被组装入喷墨打印机1之前,实施极化处理(poling),所述极化处理为,向压电体zm施加预定的直流电场,从而使极化方向一致的处理。通过极化处理,从而体现出压电体zm的压电特性。
以下,作为被施加于压电体zm上的电场,而将与极化处理时相同极性的电场称为同极性电场,且将与极化处理时相反极性的电场称为反极性电场。
例如,如图19b所示,在与制造压电体zm时的时刻t1相比靠后的时刻即时刻t2处,在对压电体zm施加同极性电场ef1从而实施极化处理的情况下,压电体zm所具有的各个微结晶k的极化方向b成为与同极性电场ef1相同的方向,即,变为朝向-w方向。具体而言,在时刻t2处,微结晶k[1]的极化方向b[1]、和微结晶k[2]的极化方向b[2]均朝向-w方向。
另外,在对压电体zm实施极化处理的情况下,压电体zm的w轴方向上的厚度dw有时会发生变化。例如,如对图19a及图19b进行比较便可理解的那样,对压电体zm实施了极化処理后的时刻t2处的压电体zm的厚度dw有时会厚于对压电体zm实施极化处理之前的时刻t1处的压电体zm的厚度。换言之,圧电体zm通过实施极化处理,从而有时会在w轴方向上被拉长。
因此,在压电体zm上,在实施了针对该压电体zm的极化处理之后,存在于压电体zm所具有的多个微结晶k之间的应力会变得不均匀。由此,在压电体zm上,在实施了针对该压电体zm的极化处理之后,会在压电体zm所具有的多个微结晶k之间存在发生应力集中的应力集中区域ar。
而且,在压电元件pz的驱动时,当对压电体zm施加了反极性电场时,通过极化処理而一致的极化方向会变乱。例如,如图19c所示,在与时刻t2相比靠后的时刻即时刻t3处,当对压电体zm施加了朝向+w方向的反极性电场ef2时,压电体zm所具有的多个微结晶k中的、至少一部分的微结晶k的极化方向b会向与时刻t1处的极化方向b即-w方向不同的方向发生变化。
另外,在图19c中,例示了微结晶k[1]的极化方向b[1]向与-w方向不同的方向进行变化的情况。此外,即使在对压电体zm施加了反极性电场ef2的情况下,在压电体zm所具有的多个微结晶k中,也存在极化方向b并未从时刻t1处的极化方向b即-w方向发生变化的微结晶k。例如,在图19c中,示出了微结晶k[2]的极化方向b[2]维持与-w方向为相同的方向的情况。其结果为,在图19所示的情况下,微结晶k[1]的极化方向b[1]和微结晶k[2]的极化方向b[2]朝向不同的方向,从而产生了极化方向b的混乱。这种极化方向b的混乱有时例如会提高应力集中区域ar中的应力集中的程度。此外,由于这种极化方向b的混乱使压电特性降低,因此有可能会引起压电元件pz的动作不良。
由于压电体zm为多结晶体,因此在制造过程或者极化处理的过程中,当在压电体zm的内部产生了局部性的应力集中等时,会在压电体zm的内部产生潜在的微小裂纹。例如,如图19d所示,在与时刻t3相比靠后的时刻即时刻t4处,在应力集中区域ar等上产生微小裂纹。
另外,在图19d中,示出了在应力集中区域ar-1中产生微小裂纹cr-1,并在应力集中区域ar-2中产生微小裂纹cr-2的情况。
反极性电场的施加不仅会搞乱压电体zm的极化方向,而且还会因极化方向的变化的方法针对每个微结晶而不同,从而有时会使微少裂纹生长。例如,在图19e中示出了如下情况,即,在与时刻t4相比靠后的时刻即时刻t5处,在应力集中区域ar-1内所产生的微小裂纹cr-1和在应力集中区域ar-2内所产生的微小裂纹cr-2会生长,其结果为,微小裂纹cr-1和微小裂纹cr-2会结合在一起。
此外,有使还会因由驱动信号com引起的压电体zm的振动,而使压电体zm中所产生的微小裂纹cr生长。并且,微小裂纹cr的生长有可能会引起压电体zm的损坏。尤其是,在薄膜压电体zm中,已生长的裂纹易于贯穿厚度方向。例如,如图19e所示那样,示出了在时刻t5处,微小裂纹cr-1以及微小裂纹cr-2结合并生长形成的微小裂纹cr在w轴方向上贯穿压电体zm的情况。当微小裂纹cr在厚度方向上贯穿压电体zm时,会产生上部电极zu与下部电极zd之间的电短路,从而损坏压电元件pz的功能。
如此,反极性电场的施加有时会搞乱压电体zm的极化方向,从而降低压电特性,而且,有时会损坏压电体zm。由此,可以说,优选为,使对于压电元件pz的反极性电场的施加、尤其是长时间的施加或者高电场的施加受到抑制。
在本实施方式中,如上文所述那样,压电元件pz的下部电极zd的电位成为电位vbs。将下部电极zd设为电位vbs是为了,在压电元件pz的动电转换特性中,在动电转换关系接近线性的区域即最佳位移区域中使其进行动作。
如图9所示,第一驱动波形的基准电位为第一电位,第二驱动波形的基准电位为与第一电位相比较低的第二电位。在此,第一驱动波形的基准电位是指,在包含单位印刷期间tu-p的开始时刻以及结束时刻在内的期间内大致成为固定的电位,第二驱动波形的基准电位是指,在包含单位判断期间tu-h的控制期间tss1的开始时刻以及结束时刻在内的期间内大致成为固定的电位。
在使第二电位低于第一电位的情况下,第二电位必然接近电位vbs。在第二电位接近电位vbs的状态下,在为了于控制期间tss1内产生残留振动而采用了向下凸起的波形的情况下,即,在使电位从第二电位起进一步下降的情况下,为了使压电元件pz充分地进行振动,可能会使电位变得低于电位vbs。当被施加在压电元件pz的上部电极zu上的电位低于电位vbs时,由于被施加在压电元件pz上的电场成为反极性电场,因此会搞乱压电体zm的极化方向,从而导致微小裂纹的生长。
因此,在本实施方式中,在执行喷出状态判断处理的情况下,将用于使残留振动激发的第二驱动波形(控制期间tss1内的驱动信号com-a的波形)设为向上凸起的波形,以免反极性电场被施加于压电元件pz上。在执行喷出状态判断处理的情况下,将为了防止油墨的增稠而使压电元件pz微振动的第二微振动波形(控制期间tss1内的驱动信号com-a以及com-b的波形)设为向上凸起的波形也是同样的理由。
如此,在本实施方式中,由于使执行喷出状态判断处理的情况下的第三电位高于第二电位,因此防止了反极性电场被施加于压电元件pz的情况,其结果为,能够抑制搞乱压电体zm的极化方向、微小裂纹的生长、促进甚至是破坏。
接下来,从其他观点来对第二电位低于第一电位的情况的优点进行说明。
在此,如果考虑记录头hd的制造工序,则由于各部的偏差、尤其是压电体zm的膜厚的偏差、不均匀性等因素,而在对多个记录头hd彼此进行比较时,动电转换特性不同的情况较多。
图20为表示按等级分类了的记录头hd中的压电元件pz的位移量的一个示例的图。
在图20中示出了如下情况,即,在将对于记录头hd的等级分类成-2、-1、±0、+1、+2这五个等级的同时,对被分类为各等级的记录头hd的压电元件pz施加了电压的情况下,如何(以何种程度)进行位移的情况。
在向压电元件pz施加了相同电压的情况下,由于可以说是该压电元件pz的位移量越小,动电转换的效率越差,因此在五个等级的分类中,位移量最小的被分类为等级最低的-2。相反地,在向压电元件pz施加了相同电压的情况下,由于可以说是该压电元件pz的位移量越大,动电转换的效率越好,因此在五个等级的分类中,位移量最大的被分类为等级最高的+2。另外,等级的±0为其平均(基准)。
等级能够通过如下的判断来进行分类,即,例如分别对向记录头hd中的m个压电元件pz中的一部分或者全部的压电元件pz施加预定的电压时的位移量进行测量,并求取其平均值,并判断该平均值属于每个等级所决定的范围中的哪个范围。
此外,被施加在压电元件pz上的电压是指,将下部电极zd的电位作为基准的、与上部电极zu的电位差。
如该附图所示的那样,如果被施加至压电元件pz上的电压为零,则在压电元件pz的位移量中几乎看不到由等级引起的偏差。
如果被施加至压电元件pz上的电压例如+20v那样较高,则在压电元件pz的位移量中可看到每个等级的偏差,且该差较大。
另一方面,如果被施加至压电元件pz上的电压例如+5v那样较低,则虽然在压电元件pz的位移量中可多少看到每个等级的偏差,但是该差较小。
在本实施方式中,在执行印刷处理时,在使空腔320的容积扩大并引入了油墨之后,缩小空腔320的容积,并使油墨从喷嘴n被喷出。因此,由于在第一驱动波形中,以较高的第一电位为基准而使电位大幅度地振动,即,以较高的电压来驱动压电元件pz,因此易于因等级而使压电元件pz的位移产生偏差。
另外,为了减小由偏差造成的影响,有时会根据等级来对驱动信号的电压进行补正。
另一方面,由于在执行喷出状态判断处理时,以接近下部电极zd的电位vbs的第二电位为基准,因此以较低的电压来驱动压电元件pz。即,由于与印刷处理所使用的第一驱动波形的基准电位(第一电位)相比,喷出状态判断处理所使用的第二驱动波形的基准电位(第二电位)较低,因此以较低的电压来驱动压电元件pz。
因此,在本实施方式中,几乎不会受到由等级造成的偏差的影响,从而能够高精度地对喷出状态进行判断。
其它方式、改变例、应用例
上述实施方式能够以多种方式变形。在下文中,对具体的变形方式进行例示。从以下的示例中任意地选出的两个以上的方式,可以在不相互矛盾的范围内适当地合并。另外,对于在以下所例示的改变例中作用或功能与实施方式相同的要素,留用在以上的说明中所参照的符号,并且适当地省略各自的详细的说明。
其它方式1
图13为用于说明其它方式1所涉及的第一驱动波形中的电位与第二驱动波形中的电位之间的关系的图。
图13与图9所示的实施方式的不同点为,第二驱动波形成为向下凸起的波形这一点。
详细而言,虽然图13中的第一驱动波形与图9中的第一驱动波形相同,但是图13中的第二驱动波形的电位在第四期间内在第二电位下大致固定,且在第五期间内下降至第三电位,并暂时维持第三电位,之后,上升至第二电位,并在第六期间在第二电位下成为大致固定。
在其它方式1中,第一驱动波形的第一电位、第四电位(min)、第四电位(max)、第二驱动波形的第二电位、第三电位成为如下所述的关系。
第三电位<第四电位(min)<第二电位<第一电位<第四电位(max)
在其它方式1中,如果从与第一电位相比较低的第二电位起至电位vbs为止的差存有富余,则能够进行应用。虽然在其它方式1中,与实施方式相比,第一电位与第二电位之差变小,但是这也是其它方式1中的优点之一。
详细而言,如上文所述那样,在从印刷处理向喷出状态判断处理转移的情况下,需要使驱动信号com-a以及com-b从第一电位起消耗时间而逐渐地下降至第二电位。由于在其它方式1中,与实施方式相比,第一电位与第二电位之差较小,因此能够缩短从第一电位逐渐地下降至第二电位所需的时间。
同样地,虽然在从喷出状态判断处理向印刷处理转移的情况下,需要使驱动信号com-a以及com-b从第二电位起消耗时间而逐渐地上升至第一电位,但是在其它方式1中,能够缩短该上升所需的时间。
此外,在其它方式1中,通过将第二驱动波形中的第二电位设定在第一驱动波形中的第一电位与第三电位之间,从而在确保了使第二电位低于第一电位的状态的基础上,能够将第一驱动波形和第二驱动波形中的从最小值至最高值的范围设定得与实施方式相比而较窄。
另外,其它方式1中的从第二电位起至第三电位的差变得大于实施方式中的从第二电位起至第三电位的差。其理由在于,由于其它方式1中的第二电位高于实施方式中的第二电位,因此为了获得相同的位移量而需要更大的电位差。
其它方式2
图14为用于说明其它方式2所涉及的第一驱动波形中的电位与第二驱动波形中的电位之间的关系的图。
图14与图13所示的其它方式1的不同点在于,第二驱动波形的第二电位低于第一驱动波形的第三电位这一点。
即,在其它方式2中,第一驱动波形的第一电位、第四电位(min)、第四电位(max)、第二驱动波形的第二电位、第三电位构成如下所述的关系。
第三电位<第二电位<第四电位(min)<第一电位<第四电位(max)
在其它方式2中,如果从低于第四电位的第二电位起至电位vbs为止的差存有富余,则能够进行应用。
如上文所述那样,被施加至压电元件pz上的电压越低,则压电元件pz的位移量的每个等级的偏差越小。因此,在其它方式2中,每当对喷出部d的状态进行检查时,能够更准确地提供用于激发振动的向压电元件pz的位移。
另外,其它方式2中的从第二电位起至第三电位的差变得小于实施方式中的从第二电位起至第三电位的差。其理由在于,由于其它方式2中的第二电位低于实施方式中的第二电位,因此为了获得相同的位移量,只需以较小的电位差便可实现。
对于实施方式、其它方式1以及其它方式2而言,也可以将印刷处理中的单位印刷期间tu-p分割成两个以上的期间,并且在各个期间内使不同的波形被包含在驱动信号com-a、com-b中。例如,也可以设为如下结构,即,将单位印刷期间tu-p分割为前半期间和后半期间这两个,作为驱动信号com-a而分别在前半期间及后半期间内配置第一驱动波形,并且作为驱动信号com-b而在前半期间内配置用于形成小点的波形,在后半期间内配置用于防止油墨的增稠的第一微振动波形。
在该结构中,对于一个点而言,能够表现出大点、中点、小点、非记录(未形成点)这四个灰度。
在该结构中,例如在形成大点的情况下,只需在单位印刷期间tu-p的前半期间和后半期间内分别选择驱动信号com-a即可。由此,由于在前半期间和后半期间内分别喷出共计两次的油墨,因此在记录介质p上通过被喷出两次的油墨合体、即通过中点与中点的合体,从而形成了大点。
此外,例如在形成中点的情况下,只需在单位印刷期间tu-p的前半期间内选择驱动信号com-a,在后半期间内不选择驱动信号com-a及驱动信号com-b中的任何一个即可。由此,由于仅在前半期间内喷出油墨,因此在记录介质p上通过被喷出的油墨而形成了中点。
此外,在形成小点的情况下,只需在单位印刷期间tu-p内,在前半期间内选择驱动信号com-b而在后半期间内不选择驱动信号com-a及驱动信号com-b中的任何一个。由此,由于仅在前半期间内喷出油墨,因此在记录介质p上通过被喷出的油墨而形成了小点。
在设为非记录的情况下,只需在单位印刷期间tu-p的前半期间内不选择驱动信号com-a及驱动信号com-b中的任何一个,而在后半期间内选择驱动信号com-b即可。
由此,在前半期间及后半期间中的任意一个期间内均不喷出油墨,而且,通过后半期间内的第一微振动波形从而防止了油墨的增稠。
对于驱动信号而言,可以为两种以上,对于印刷处理中的单位印刷期间tu-p的分割数而言,也可以设定为三个以上。
此外,除了多串口信号(multi-com)之外,也可以应用仅一种的单串口信号(single-com)。因此,在下文中,对于单串口信号的示例而做出几点说明。
其它方式3
图15为表示其它方式3所涉及的驱动波形中的、印刷处理所使用的驱动波形的图。
如图15所示,单位印刷期间tu-p被分割为期间t1和期间t2。此外,驱动信号com在期间t1内成为与实施方式相同的第一驱动波形,且在期间t2内成为与实施方式相同的第一微振动波形。
在该其它方式3所涉及的驱动信号com中,在形成点的情况下,只需在单位印刷期间tu-p的期间t1内选择驱动信号com,在期间t2内不选择驱动信号com即可。由此,在期间t1内喷出油墨,从而形成点。
在其它方式3所涉及的驱动信号com中,在不形成点的情况下,只需在单位印刷期间tu-p的期间t1内不选择驱动信号com,而在期间t2内选择驱动信号com即可。由此,在期间t1内不喷出油墨,且在期间t2内产生微振动,从而防止油墨的增稠。
图16为表示其它方式3所涉及的驱动波形中的、喷出状态判断处理所使用的驱动波形的图。图16所示的驱动信号com为,与在实施方式中喷出状态判断处理所使用的驱动信号com-a(参照图8)相同的波形。
因此,在其它方式3中,印刷处理的单位印刷期间tu-p内的驱动信号com中的用于使喷出部d驱动从而喷出油墨的第一驱动波形的电位、与喷出状态判断处理的单位判断期间tu-h内的驱动信号com中的用于使喷出部d驱动从而提供用于对残留振动进行检测的振动的第二驱动波形的电位之间的关系和实施方式中的图9相同。
因此,即使在其它方式3中,也能够获得与上述实施方式相同的效果。
其它方式4
图17为表示其它方式4所涉及的驱动波形中的、喷出状态判断处理所使用的驱动信号的图。图17所示的驱动信号com为,将其它方式1的第二驱动波形分别配置在控制期间tss1以及控制期间tss3内而得到的信号。
另外,在其它方式4中印刷处理所使用的驱动信号使用与其它方式3相同的驱动信号(参照图15)。
因此,在其它方式4中,用于使喷出部d驱动从而喷出油墨的第一駆動波形的电位、与用于使喷出部d驱动从而提供用于对残留振动进行检测的振动的第二驱动波形的电位之间的关系和其它方式1中的图13相同。
因此,即使在其它方式4中,也能够获得与上述其它方式1相同的效果。
其它方式5
图18为表示其它方式5所涉及的驱动波形中的、喷出状态判断处理所使用的驱动信号的图。图18所示的驱动信号com为,将其它方式2的第二驱动波形分别配置在控制期间tss1以及控制期间tss3内而得到的信号。
另外,在其它方式5中印刷处理所使用的驱动信号使用了与其它方式3相同的驱动信号(参照图15)。
因此,在其它方式5中,用于使喷出部d驱动从而喷出油墨的第一驱动波形的电位、与用于使喷出部d驱动从而提供用于对残留振动进行检测的振动的第二驱动波形的电位之间的关系和其它方式2中的图14相同。
因此,即使在其它方式5中,也能够获得与上述其它方式2相同的效果。
另外,对于其它方式3、其它方式4以及其它方式5,也可以将印刷处理中的单位印刷期间tu-p分割为三个以上的期间,并在各个期间内包含使被喷出的油墨量不同的波形。
改变例1
虽然在上述的实施方式、其它方式1至5(以下,称为“实施方式等”)中,喷墨打印机1以四个头单元hu和四个墨盒31一一对应的方式被设置,但是并不被限定于这种方式,喷墨打印机1只需具备一个以上的头单元hu和一个以上的墨盒31即可。
此外,虽然在上述的实施方式等中,在喷墨打印机1上,以与四个头单元hu一一对应的方式而设置有四个喷出状态判断电路9,但是并不限定于这种方式,在喷墨打印机1上,既可以针对多个头单元hu而设置一个喷出状态判断电路9,而且,也可以针对一个头单元hu而设置多个喷出状态判断电路9。
另一方面,虽然在上文所述的实施方式等中,控制部6在各个单位判断期间tu-h内从被设置于各头单元hu上的m个喷出部d中选择一个喷出部d来作为判断对象吐出部d-h,但是并不限定于这种方式,控制部6也可以在各单位判断期间tu-h内,从被设置于各头单元hu上的m个喷出部d中选择两个以上的喷出部d来作为判断对象喷出部d-h。
改变例2
虽然在上述的实施方式等中,喷出状态判断电路9被设置为与控制部6分体的电路,但是本发明并不限定于这种方式,喷出状态判断电路9中的一部分或全部也可以作为功能块而被安装,所述功能块通过控制部6的cpu等按照控制程序而进行工作从而被实现。
改变例3
虽然在上文所述的实施方式等中,对于作为印刷装置的喷墨打印机1以串行打印机为例来进行了说明,但是并不限定于这种方式。例如,喷墨打印机1也可以为在头模块hm中多个喷嘴n以与记录介质p的宽度相比较宽的宽度而延伸的方式被设置的、所谓的行式打印机。
符号说明
1…喷墨打印机;2…驱动信号生成电路;5…存储部;6…控制部;7…输送机构;9…喷出状态判断电路;10…切换电路;20…检测电路;cm…判断模块;d…喷出部;hd…记录头;hm…头模块;hu…头单元。