(57)【要約】【課題】アクチュエータを構成する部材の選択の自由度を狭めず、適時動作不良を把握すること。【解決手段】可撓性があり、複数配列されたアクチュエータにおいて、前記アクチュエータの可撓面の一部もしくは全面を鏡面とし、前記アクチュエータの可撓面と一定の間隙を持たせて透明部材を配置し、発光手段と発光手段より発光された光で、前記透明部材を通して前記アクチュエータの鏡面となっている可撓部により反射された反射光を受光手段にて受光し、複数アクチュエータ間の動作を比較することにより前記アクチュエータの動作不良を適時把握することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓構造を持つアクチュエータが複数配列されたアクチュエータ部を搭載したアクチュエータ搭載装置において、
前記アクチュエータの可撓部分の一部もしくは全てが光を反射できる鏡面部と、、前記鏡面部と平行に設置された透過可能なな透過部材と、前記可撓部を前記透過部材を通して照射する発光手段と、前記発光手段により発光した光が前記アクチュエータの鏡面部分に反射された反射光を受光する手段と、
前記アクチュエータの正常動作時における前記反射光の干渉色を記憶している記憶部と、前記アクチュエータ毎に受光した前記反射光の干渉色とを比較してアクチュエータの動作不良を判別する比較判別手段とを有することを特徴とするアクチュエータ搭載装置。
【請求項２】
前記透過部材は、前記鏡面部によって反射された反射光の干渉色を確認できる距離に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ搭載装置。
【請求項３】
前記発光手段は、前記アクチュエータの動作の任意のタイミングにて発光させるように制御されることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ搭載装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、インクが充填されるインク室の外壁の一部に設けられ、撓む動作ことにより前記インクを吐出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアクチュエータ搭載装置。
【請求項５】
前記比較判別手段が前記アクチュエータの動作が不良と判断したとき、前記インクジェットヘッドの吐出回復に関する処理を制御する回復制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項３または４記載のアクチュエータ搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数配列されたアクチュエータに関し、特に、アクチュエータの動作不良を把握する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクチュエータの動作不良を確認する方法としては、以下に示す特許に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１６４９８号公報
【特許文献２】
特開２０００−１５８４１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術には、インクジェットヘッドとして見た場合、アクチュエータの一部であるインクの流路を透明な部材で構成する必要があり、アクチュエータを構成する部材を自由に選択できない場合がある。（例えば、特許文献１参照。）また、同様に、気泡のインク流路への混入や増粘したインクによる吐出不良時には、印字物を目視確認した後でないと不具合が確認出来なかったり、その後の回復動作でも再度印字物による目視確認が必要となる課題を有しており（例えば、特許文献１、特許文献２参照）、一旦は印字された物による目視確認を行わないと、アクチュエータの動作不良の確認が行えない等の課題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的とするところは、複数配列されたアクチュエータの動作不良を適時に発見し、インクジェットヘッドに用いた場合は、紙などに一旦印字すること無く、回復に至る適切な処置を行えるようにするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、可撓構造を持つアクチュエータが複数配列されたアクチュエータ部を搭載したアクチュエータ搭載装置において、前記アクチュエータの可撓部分の一部もしくは全てが光を反射できる鏡面部と、前記鏡面部と平行に設置された透過可能な透過部材と、前記可撓部を前記透過部材を通して照射する発光手段と、前記発光手段により発光した光が前記アクチュエータの鏡面部分に反射された反射光を受光する手段と、アクチュエータの正常動作時における反射光の干渉色を記憶している記憶装置と、アクチュエータ毎に受光した反射光の干渉色とを比較してアクチュエータの動作不良を判別する比較判別手段とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
上記構成により、アクチュエータの動作状況を確認可能となる。
また、前記透過部材は、前記鏡面部によって反射された反射光の干渉色を確認できる距離に配置されていれれば、干渉色を観察することによって、アクチュエータの動作状況を簡単に判断可能となっている。
【０００８】
また、アクチュエータの動作の任意のタイミングにて前記発光手段を発光させる手段を持つことにより、アクチュエータのどの動作の段階で動作不良が発生しているのか把握することができる。
【０００９】
前記アクチュエータをインクジェットヘッドに用いることにより、気泡の混入や、増粘によるインクの吐出不良を前記手段により簡単に判別することが可能となる。
【００１０】
さらに、前記インクジェットヘッドにおいて、アクチュエータの動作不良の判断結果に基づき、前記インクジェットヘッドの吐出回復に関する処理を制御する回復制御手段をインクジェットプリンタに具えることにより、印字物を目視判断して回復動作を人為的に行う必要が無くなるとともに、回復確認用として無駄に紙資源を消費することが無くなる、等を特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下の本発明の好適な例を詳細に説明する。
図１は本発明第一の実施例である。１は透過可能な部材として代表例の透明部材、２はＰＺＴ、３は振動板であり、２のＰＺＴは３の振動版に接着剤で固定されている。２のＰＺＴに通電することにより、３振動版を撓ませる動作をする。ＰＺＴ２のア面は鏡面加工されており、光の反射を効率良く行えるようになっている。４は発光手段であり、ＬＥＤ、キセノン光電管等、発光手段であればよい。５は受光手段であり、ＣＣＤカメラ等を用いる。発光手段４で発光した光を受光手段５により受光する構造となっている。
【００１２】
図２はアクチュエータが動作していない状態における光の反射状況を示す図である。光はＰＺＴ上面の鏡面ア面に反射して受光部に到達する。このとき、ア面は均一な明るさとして観察される。
【００１３】
図３はアクチュエータ動作時における光の反射状況を示している。光はＰＺＴ上面の鏡面で反射されるが、この図３の状態では受光部に入る光の量は図２の状態より少なくなっており、状態の変化が光の量により容易に確認することができる。よって、アクチュエータが正常に動作しているか否かを受光部における受光量により判断することができる。アクチュエータが多数並列されている場合、アクチュエータ間の反射光の多寡により、正常動作しているアクチュエータと、動作不良のアクチュエータを容易に判別できる。また、受光した光の強弱や一定以上の光量を持つ部分の面積を計測手段により測定し、比較することにより、人為に頼らず、自動判別することも可能である。
【００１４】
図４は第２の実施例を示す、アクチュエータの断面図である。実施例１と同様の構成となっており、同一番号の部材は実施例１と同一部材である。第２の実施例では、ＰＺＴの上面ア面と透明部材１のＰＺＴと対向するイ面間の距離が、光の干渉による干渉色が確認できる間隙ｄとなっている。入射光６は透明部材の下面イにて反射し、反射光９となって受光部に到達する。また、ＰＺＴ上面の鏡面アに入射した光７は、反射光８となって受光部に到達する。このとき、同一線上にある反射光８と反射光９が光の干渉原理に従い、一定の色を持って見える。この干渉色を確認することにより、実施例１と比較して、より詳細にアクチュエータの動作の状態を確認することができる。干渉色の色相は、透明部材の屈折率、透明部材と鏡面との距離、透明部材と鏡面間に存在する物質、光の反射角、等に影響される。
【００１５】
図５は第３の実施例として、本発明をインクジェットヘッドのアクチュエータとして用いた時の断面図を示している。１１はインクを吐出するノズル、１２はインク供給口、１３はインク、１４はインク室である。
【００１６】
アクチュエータ部の２のＰＺＴが伸縮と伸長を繰り返すことにより、振動板３が撓み、インク室１４に圧力変動が発生し、１１のノズルから吐出される。その後、１２のインク供給口からインクが導入される。このとき、インクの持つ粘性抵抗や、ノズル部におけるインクメニスカスの表面張力影響により、インクがインク室等のインク経路に充填されているときは、インクが充填されていないときに比較して、振動板またはＰＺＴの動きは遅れを生じることがわかっている。図６に、インクが充填されてる場合と、図７にインクが充填されていない場合の入力信号と振動板の動きの差を図示する。インクが充填されている場合は振動板の入力信号に対する遅れ時間はｔ１に対し、インクが充填されていない場合の入力信号に対する振動版の遅れ時間はｔ２となる。このとき、ｔ１＞ｔ２となる。
【００１７】
ところで、インクジェットヘッドにおいて、インク経路内に気泡が存在すると、本発明の第３の実施例等では、ＰＺＴが撓んで振動板が変形し、インク室に圧力を発生させても、気泡が断熱膨張したり、断熱圧縮されることにより、インクを吐出させるための圧力を気泡が吸収してしまうのでインクを正常に吐出することが出来なくなってしまう。
【００１８】
その場合回復手段として、加圧によりインク供給口側からインクを押し出すことで気泡を排出したり、ポンプによりノズルから気泡を吸引する必要が生じる。このとき、回復手段を使用する判断は通常、異常なインク吐出により印字物に白く抜けた部分を人間が確認することで行っている。そのため、通常は印刷の途中で以上に気付くため、印刷物が無駄になる場合がある。また、その後、回復手段を用いても、再度印字物により人間が回復したか否かを判断する必要があり、紙を無駄に使用したり、手順が煩雑になる。
【００１９】
前述のように、気泡がインク室などのインク経路に存在する場合、インクの粘性抵抗やインクメニスカスの表面張力影響による圧力変動が気泡の膨張・収縮によって吸収されるため、気泡が無いときと比較して、振動板およびＰＺＴの動きは入力信号に対する遅れ時間ｔ１が小さくなり、インクがインク室に満たされていないときの遅れ時間ｔ２に近くなる。
【００２０】
よって、本発明における実施例に示した手段を用い、実際に印字する前にアクチュエータの動作を確認すれば、インク室等に気泡が存在するためにインク吐出不可能となっているアクチュエータの存在を事前に発見することができるので、印字物を無駄にすることが無い。
【００２１】
また、確認手段として、アクチュエータを一定の周期で繰り返し振動させ、発光手段をアクチュエータの振動のあるタイミングに合わせて発光させ、異常振動しているアクチュエータと正常振動しているアクチュエータを比較することで、より正確に気泡が存在せず正常動作を行っているアクチュエータと、インク経路に存在する気泡の影響を受け、誤動作しているアクチュエータとを見分けることができる。
【００２２】
アクチュエータの動作を確認する比較判別手段としては、アクチュエータが目視で確認できる程度に大きい場合は目視で確認できる構造とするだけで良い。また、アクチュエータが目視で確認可能な程大きくない場合は、別途ＣＣＤカメラ等のイメージセンサで受光したアクチュエータ部の画像をモニタに表示して確認する手段も可能である。さらに、ＣＣＤカメラ等のイメージセンサにて受光した画像を画像データとして記憶し、正常動作しているアクチュエータの画像との比較により、誤動作しているかどうかの判断を自動で行うことにより、回復手段を人為的判断を経ずに自動で行うことも可能となる。このときの判断を示すアルゴリズムの一例を図８に示す。
【００２３】
【発明の効果】
以上記したように本発明によれば、可撓構造を持つアクチュエータで、かつ、前記アクチュエータが複数配列され、前記アクチュエータの可撓部分の一部もしくは全てが鏡面構造であり、前記鏡面部分と平行に設置された透明な部材と、前記アクチュエータ可撓部を前記透明部材を通して照射する発光手段と、前記発光手段により発光した光が前記アクチュエータの鏡面部分に反射された反射光を受光する手段とを備えたことにより、アクチュエータの動作状況を適時に確認可能とすることができる。
【００２４】
また、前記アクチュエータにおいて、鏡面構造の可撓部分と平行に設置された透明部材の距離が光の干渉色を確認できる距離であれば、干渉色を観察することによって、アクチュエータの動作状況を簡単に判断可能となる。
【００２５】
さらに、アクチュエータの正常動作時における反射光の干渉色を記憶している記憶装置と、複数列配列されているアクチュエータ毎に受光した反射光の干渉色とを比較してアクチュエータの動作不良を判別する比較判別手段と、を持つことにより、アクチュエータの動作不良を自動判別することが可能となる。
【００２６】
また、アクチュエータの動作の任意のタイミングにて前記発光手段を発光させる手段を持つことにより、アクチュエータのどの動作の段階で動作不良が発生しているのか把握することができる。
【００２７】
前記アクチュエータをインクジェットヘッドに用いることにより、気泡の混入や、増粘によるインクの吐出不良を前記手段により簡単に判別することが可能となる。
【００２８】
さらに、前記インクジェットヘッドにおいて、アクチュエータの動作不良の判断結果に基づき、前記インクジェットヘッドの吐出回復に関する処理を制御する回復制御手段をインクジェットプリンタに具えることにより、印字物を目視判断して回復動作を人為的に行う必要が無くなるとともに、回復確認用として無駄に紙資源を消費することが無くない、簡便なインクジェットプリンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したアクチュエータの概略断面斜視図である。
【図２】本発明を適用したアクチュエータの光の透過を示す説明図である。
【図３】本発明を適用したアクチュエータ動作時の光の透過を示す説明図である。
【図４】本発明を適用したアクチュエータの光の干渉を示す説明図である。
【図５】本発明をインクジェットヘッドに適用した時のアクチュエータの断面図である。
【図６】インクジェットヘッドのインク経路に気泡が存在しない場合の入力信号に対するアクチュエータの遅れを示す図。
【図７】インクジェットヘッドのインク経路に気泡が存在する場合の入力信号に対するアクチュエータの遅れを示す図。
【図８】アクチュエータの誤動作を自動判別する場合のインクジェットプリンタの動作フローをを示す流れ図。
【符号の説明】
１    透明部材
２    ＰＺＴ
３    振動板
４    発光手段
５    受光手段
６    光経路
７    光経路
８    反射光経路
９    反射光経路
１１  ノズル
１２  インク供給口
１３  インク
１４  インク室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004148648.tif 000008
【図７】
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【図８】
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