(57)【要約】【課題】ラインヘッド型印刷装置に使用された場合でもノズルアクチュエータの寿命を検出することが可能な液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体噴射ヘッド２に液体を噴射するためのノズルを複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータ２２を配設し、液体噴射ヘッド２の各ノズルアクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭで駆動することにより該当するノズルから印刷媒体１に向けて液体を噴射するにあたり、ノズルアクチュエータ２２に流れる電流の状態から当該ノズルアクチュエータ２２の寿命を検出するノズルアクチュエータ寿命検出回路２３を備え、ノズルアクチュエータ充電後も当該ノズルアクチュエータ２２に電圧信号を印加し、そのときの電流値が異常状態である場合に当該ノズルアクチュエータ２２の寿命が所定の状態であると判定する。【選択図】図６
2009234084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射ヘッドに液体を噴射するためのノズルを複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータを配設し、液体噴射ヘッドの各ノズルアクチュエータを駆動信号で駆動することにより該当するノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射する液体噴射装置であって、前記ノズルアクチュエータに流れる電流の状態から当該ノズルアクチュエータの寿命を検出するノズルアクチュエータ寿命検出手段を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記ノズルアクチュエータが充放電型アクチュエータである場合、前記ノズルアクチュエータ寿命検出手段は、ノズルアクチュエータ充電後の電流の状態から当該ノズルアクチュエータの寿命を検出することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記ノズルアクチュエータ寿命検出手段は、前記ノズルアクチュエータ充電後も当該ノズルアクチュエータに電圧信号を印加し、そのときの電流値が異常状態である場合に当該ノズルアクチュエータの寿命が所定の状態であると判定することを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記ノズルアクチュエータ寿命検出手段は、前記ノズルアクチュエータ充電後、所定時間が経過してからの電流値に基づいてノズルアクチュエータの寿命判定を行うことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記ノズルアクチュエータ寿命検出手段は、前記ノズルアクチュエータと並列なコンデンサを備え、ノズルアクチュエータと共にコンデンサを充電した後、当該コンデンサからノズルアクチュエータに流れる電流の状態から当該ノズルアクチュエータの寿命を検出するものであることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な液体を複数のノズルから噴射して、その微粒子（ドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像等を印刷するようにした液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような液体噴射装置の１つである液体噴射型印刷装置は、一般に安価で且つ高品質なカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このような液体噴射型印刷装置のうち、液体噴射ノズルの形成された液体噴射ヘッドをキャリッジと呼ばれる移動体に載せて印刷媒体の搬送方向と交差する方向に移動させるものを一般に「マルチパス型印刷装置」と呼んでいる。これに対し、印刷媒体の搬送方向と交差する方向に長尺な液体噴射ヘッドを配置して、所謂１パスでの印刷が可能なものを一般に「ラインヘッド型印刷装置」と呼んでいる。ラインヘッド型の液体噴射ヘッドを構成する場合には、複数のノズルが列状に形成されたブロック状の液体噴射ヘッドを印刷媒体搬送方向と交差する方向に複数配設してラインヘッド型の液体噴射ヘッドを構成する場合がある。
【０００３】
ところで、この種の液体噴射型印刷装置では、液体噴射ヘッドに液体を噴射するためのノズルを複数形成すると共に各ノズルに圧電素子などのノズルアクチュエータを配設し、液体噴射ヘッドのノズルアクチュエータに駆動信号を印加することで該当するノズルから搬送される印刷媒体に向けて液体を噴射する。圧電素子などのノズルアクチュエータを駆動するためには、比較的大きな電圧や電流が必要なので、駆動信号の電力を増幅するために、下記特許文献１に記載される液体噴射装置では、ノズルアクチュエータの駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号をアナログ変換回路でアナログ変換し、そのアナログ駆動波形信号をアナログ電力増幅回路で電力増幅するようにしている。
【特許文献１】特開２００１−８００６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧電素子などのノズルアクチュエータは充放電型アクチュエータであり、充放電を繰り返すと、やがて本来の機能を失って寿命となる。特に、液体噴射装置を用いたラインヘッド型印刷装置は据え置き型であり、ノズルアクチュエータの寿命を予め検出して液体噴射ヘッドを交換するのが望ましいが、現状では、ノズルアクチュエータの寿命を検出する有効な手段がない。
本発明は、これらの諸問題に着目して開発されたものであり、ラインヘッド型印刷装置に使用された場合でもノズルアクチュエータの寿命を検出することが可能な液体噴射装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記諸問題を解決するため、本発明の液体噴射装置は、液体噴射ヘッドに液体を噴射するためのノズルを複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータを配設し、液体噴射ヘッドの各ノズルアクチュエータを駆動信号で駆動することにより該当するノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射する液体噴射装置であって、前記ノズルアクチュエータに流れる電流の状態から当該ノズルアクチュエータの寿命を検出するノズルアクチュエータ寿命検出手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
而して、本発明の液体噴射装置によれば、ラインヘッド型印刷装置に使用された場合でもノズルアクチュエータの寿命を検出することができる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記ノズルアクチュエータが充放電型アクチュエータである場合、前記ノズルアクチュエータ寿命検出手段は、ノズルアクチュエータ充電後の電流の状態から当該ノズルアクチュエータの寿命を検出することを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、充電後は流れないはずの電流の状態から充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータの寿命を正確に検出することができる。
【０００７】
また、本発明の液体噴射装置は、前記ノズルアクチュエータ寿命検出手段は、前記ノズルアクチュエータ充電後も当該ノズルアクチュエータに電圧信号を印加し、そのときの電流値が異常状態である場合に当該ノズルアクチュエータの寿命が所定の状態であると判定することを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、充電後は流れないはずの充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータに電圧信号を印加し、そのときの電流値からノズルアクチュエータの寿命を正確に判定することができる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記ノズルアクチュエータ寿命検出手段は、前記ノズルアクチュエータ充電後、所定時間が経過してからの電流値に基づいてノズルアクチュエータの寿命判定を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の液体噴射装置によれば、回路中のインダクタンス成分によって流れる電流を寿命検出の電流状態から排除することができ、もってノズルアクチュエータの寿命を正確に判定することができる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記ノズルアクチュエータ寿命検出手段は、前記ノズルアクチュエータと並列なコンデンサを備え、ノズルアクチュエータと共にコンデンサを充電した後、当該コンデンサからノズルアクチュエータに流れる電流の状態から当該ノズルアクチュエータの寿命を検出するものであることを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、コンデンサを電池として使用し、コンデンサからノズルアクチュエータに流れる比較的大きな電流値を用いてノズルアクチュエータの寿命を正確に検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の液体噴射装置の一実施形態について液体噴射型印刷装置を用いて説明する。
図１は、本実施形態の印刷装置の概略構成図であり、図において、印刷媒体１は、図の左から右に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッド型印刷装置である。
【００１０】
図１中の符号２は、印刷媒体１の搬送ライン上方に設けられた複数の液体噴射ヘッドであり、印刷媒体搬送方向に２列になるように且つ印刷媒体搬送方向と交差する方向に並べて配設されて、夫々、ヘッド固定プレート１１に固定されている。各液体噴射ヘッド２の最下面には、多数のノズルが形成されており、この面がノズル面と呼ばれている。ノズルは、図２に示すように、噴射する液体の色毎に、印刷媒体搬送方向と交差する方向に列状に配設されており、その列をノズル列と呼んだり、その列方向をノズル列方向と呼んだりする。そして、印刷媒体搬送方向と交差する方向に配設された全ての液体噴射ヘッド２のノズル列によって、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向の幅全長に及ぶラインヘッドが形成されている。印刷媒体１は、これらの液体噴射ヘッド２のノズル面の下方を通過するときに、ノズル面に形成されている多数のノズルから液体が噴射され、印刷が行われる。
【００１１】
液体噴射ヘッド２には、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクなどの液体が、図示しない各色の液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。そして、各液体噴射ヘッド２に形成されているノズルから同時に必要箇所に必要量の液体を噴射することにより、印刷媒体１上に微小なドットを出力する。これを各色毎に行うことにより、搬送部４で搬送される印刷媒体１を一度通過させるだけで、所謂１パスによる印刷を行うことができる。
【００１２】
液体噴射ヘッドの各ノズルから液体を噴射する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰液体噴射方式などがあり、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、ノズルアクチュエータである圧電素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液滴がノズルから噴射されるというものである。そして、駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで液滴の噴射量を調整することが可能となる。なお、ピエゾ方式に用いられる圧電素子は容量性負荷である。また、本発明は、ピエゾ方式以外の液体噴射方法にも、同様に適用可能である。
【００１３】
液体噴射ヘッド２の下方には、印刷媒体１を搬送方向に搬送するための搬送部４が設けられている。搬送部４は、駆動ローラ８及び従動ローラ９に搬送ベルト６を巻回して構成され、駆動ローラ８には図示しない電動モータが接続されている。また、搬送ベルト６の内側には、当該搬送ベルト６の表面に印刷媒体１を吸着するための図示しない吸着装置が設けられている。この吸着装置には、例えば負圧によって印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する空気吸引装置や、静電気力で印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する静電吸着装置などが用いられる。従って、給紙ローラ５によって給紙部３から印刷媒体１を一枚だけ搬送ベルト６上に送給し、電動モータによって駆動ローラ８を回転駆動すると、搬送ベルト６が印刷媒体搬送方向に回転され、吸着装置によって搬送ベルト６に印刷媒体１が吸着されて搬送される。この印刷媒体１の搬送中に、液体噴射ヘッド２から液体を噴射して印刷を行う。印刷の終了した印刷媒体１は、搬送方向下流側の排紙部１０に排紙される。なお、前記搬送ベルト６には、例えばリニアエンコーダなどで構成される印刷基準信号出力装置が取付けられている。この印刷基準信号出力装置は、例えば搬送ベルト６とそれに吸着されて搬送される印刷媒体１とが同期して移動されることに着目し、印刷媒体１が搬送経路中の所定位置を通過した後は、搬送ベルト６の移動に伴って要求される印刷解像度相当のパルス信号を出力し、このパルス信号に応じて、後述する駆動回路から駆動信号をノズルアクチュエータに出力することで印刷媒体１上の所定位置に所定の色の液体を噴射し、そのドットによって印刷媒体１上に所定の画像を描画する。
【００１４】
この印刷装置内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば図３に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データ読込むための入力インタフェース６１と、この入力インタフェース６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理等の演算処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、前記給紙ローラ５に接続されている給紙ローラモータ１７を駆動制御する給紙ローラモータドライバ６３と、各液体噴射ヘッド２を駆動制御するヘッドドライバ６５と、前記駆動ローラ８に接続されている電動モータ７を駆動制御する電動モータドライバ６６と、各ドライバ６３、６５、６６と外部の給紙ローラモータ１７、液体噴射ヘッド２，３、電動モータ７とを接続するインタフェース６７とを備えて構成される。
【００１５】
制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄを備えている。この制御部６２は、インタフェース６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れの液体噴射ヘッド２の何れのノズルから液体を噴射するか或いはどの程度の液体を噴射するかというノズル選択データ（駆動信号選択データ）を算出し、この印刷データや駆動信号選択データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３、６５、６６に制御信号を出力する。各ドライバ６３、６５、６６からはアクチュエータを駆動するための駆動信号が出力され、給紙ローラモータ１７、電動モータ７、液体噴射ヘッド２内のノズルアクチュエータなどが夫々作動して、印刷媒体１の給紙及び搬送及び排紙、並びに印刷媒体１への印刷処理が実行される。なお、制御部６２内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
【００１６】
図４には、本実施形態の印刷装置の制御装置から液体噴射ヘッド２に供給され、圧電素子からなるノズルアクチュエータを駆動するための駆動信号ＣＯＭの一例を示す。本実施形態では、中間電位を中心に電位が変化する信号とした。この駆動信号ＣＯＭは、ノズルアクチュエータを駆動して液体を噴射する単位駆動信号としての駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に接続したものであり、各駆動パルスＰＣＯＭの立上がり部分がノズルに連通するキャビティ（圧力室）の容積を拡大して液体を引込む（液体の噴射面を考えればメニスカスを引き込むとも言える）段階であり、駆動パルスＰＣＯＭの立下がり部分がキャビティの容積を縮小して液体を押出す（液体の噴射面を考えればメニスカスを押出すとも言える）段階であり、液体を押出した結果、液滴がノズルから噴射される。
【００１７】
この電圧台形波からなる駆動パルスＰＣＯＭの電圧増減傾きや波高値を種々に変更することにより、液体の引込量や引込速度、液体の押出量や押出速度を変化させることができ、これにより液滴の噴射量を変化させて異なる大きさのドットを得ることができる。従って、複数の駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に連結する場合でも、そのうちから単独の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を複数回噴射したりすることで種々の大きさのドットを得ることができる。即ち、液体が乾かないうちに複数の液滴を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液滴を噴射するのと同じことになり、ドットの大きさを大きくすることができるのである。このような技術の組合せによって多階調化を図ることが可能となる。駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰで駆動信号を選択する仕組みとしては、例えば特開２００３−１８２４号公報に記載されるような形態で実現が可能である。なお、図４の左端の駆動パルスＰＣＯＭ１は、液体を引込むだけで押出していない。これは、微振動と呼ばれ、液滴を噴射せずに、例えばノズルの増粘を抑制防止したりするのに用いられる。
【００１８】
各液体噴射ヘッド２には、前記駆動信号ＣＯＭの他、前記図３の制御装置から制御信号として、印刷データに基づいて噴射するノズルを選択すると共に圧電素子などのノズルアクチュエータの駆動信号ＣＯＭへの接続タイミングを決定する駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰ、全ノズルにノズル選択データが入力された後、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰに基づいて駆動信号ＣＯＭと液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータとを接続させるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨ、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰをシリアル信号として液体噴射ヘッド２に送信するためのクロック信号ＳＣＫが入力されている。なお、これ以後、ノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の最小単位を駆動パルスＰＣＯＭとし、駆動パルスＰＣＯＭが時系列的に連結された信号全体を駆動信号ＣＯＭと記す。即ち、ラッチ信号ＬＡＴで一連の駆動信号ＣＯＭが出力され始め、チャンネル信号ＣＨ毎に駆動パルスＰＣＯＭが出力されることになる。
【００１９】
図５には、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）をノズルアクチュエータ２２に供給するために各液体噴射ヘッド２内に構築されたスイッチングコントローラの具体的な構成を示す。このスイッチングコントローラは、液体を噴射させるべきノズルに対応した圧電素子などのノズルアクチュエータ２２を指定するための駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスタ２１１と、シフトレジスタ２１１のデータを一時的に保存するラッチ回路２１２と、ラッチ回路２１２の出力をレベル変換して選択スイッチ２０１に供給することにより、駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子などのノズルアクチュエータ２２に接続するレベルシフタ２１３を備えて構成されている。
【００２０】
シフトレジスタ２１１には、駆動信号選択データ信号ＳＩ＆ＳＰが順次入力されると共に、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路２１２は、ノズル数分の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがシフトレジスタ２１１に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってシフトレジスタ２１１の各出力信号をラッチする。ラッチ回路２１２に保存された信号は、レベルシフタ２１３によって次段の選択スイッチ２０１をオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号ＣＯＭが、ラッチ回路２１２の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ２０１の動作電圧範囲も高く設定されているためである。従って、レベルシフタ２１３によって選択スイッチ２０１が閉じられる圧電素子などのノズルアクチュエータは駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰの接続タイミングで駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）に接続される。また、シフトレジスタ２１１の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがラッチ回路２１２に保存された後、次の印刷情報をシフトレジスタ２１１に入力し、液体の噴射タイミングに合わせてラッチ回路２１２の保存データを順次更新する。なお、図中の符号ＨＧＮＤは、圧電素子などのノズルアクチュエータのグランド端である。また、この選択スイッチ２０１によれば、圧電素子などのノズルアクチュエータを駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後も、当該ノズルアクチュエータ２２の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。
【００２１】
図６には、ヘッドドライバ６５内に構築され、前記駆動信号ＣＯＭを出力する駆動回路２０の具体的な構成を示す。この駆動回路２０は、駆動信号を創成出力するために制御部６２から出力された駆動波形データＤＷＣＯＭに基づいて、駆動信号の元、つまりノズルアクチュエータ２２の駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路３１と、駆動波形信号発生回路３１で発生された駆動波形信号ＷＣＯＭをアナログ変換するＤ／Ａ変換回路（アナログ変換回路）３２と、Ｄ／Ａ変換回路２４でアナログ変換されたアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭを電力増幅するアナログ電力増幅回路３３とを備えて構成される。アナログ電力増幅回路３３は、プッシュプル接続されたトランジスタ対３５と、当該トランジスタ対３５の各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を駆動するためのプリドライバ回路３４とを備えて構成される。
【００２２】
駆動波形信号発生回路３１は、制御部６２から出力された駆動波形データＤＷＣＯＭを読込み、それを電圧信号に変換して所定サンプリング周期分ホールドすることで、デジタルデータの駆動波形信号ＷＣＯＭを出力する。Ｄ／Ａ変換回路３２には、一般的なデジタル−アナログ変換回路を用い、これによってデジタルデータの駆動波形信号ＷＣＯＭをアナログ駆動波形信号ＡＷＣＯＭに変換出力する。プリドライバ回路３４は、プッシュプル接続されたトランジスタ対３５の各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース電圧を制御することで、例えば接続されるノズルアクチュエータの数が変化することにより上昇する充電用トランジスタのベース電流を抑制する。このプリドライバ回路３４としては、例えば本出願人が先に提案した特開２００４−３０６４３４号公報に記載されるものが適用可能である。トランジスタ対３５は、充電用トランジスタＴｒ１と放電用トランジスタＴｒ２とをプッシュプル接続して構成され、一方のＮＰＮ型充電用トランジスタＴｒ１のコレクタは電源電圧ＶＤＤが供給され、エミッタは後述の選択スイッチを介してノズルアクチュエータに接続され、ベースがプリドライバ回路３４の一方の出力に接続されている。また、他方のＰＮＰ型放電用トランジスタＴｒ２のエミッタが後述する選択スイッチを介してノズルアクチュエータに接続され、コレクタが接地され、ベースがプリドライバ回路２５の他方の出力に接続されている。このトランジスタ対３５では、一方の充電用トランジスタＴｒ１は、後述する選択スイッチを介して、駆動信号ＣＯＭに応じた電圧波形を伴いながら電源電圧ＶＤＤから容量性負荷であるノズルアクチュエータ２２に電荷を供給する、即ち充電し、他方の放電用トランジスタＴｒ２は、後述する選択スイッチを介して、駆動信号ＣＯＭに応じた電圧波形を伴いながら容量性負荷であるノズルアクチュエータ２２の電荷を放電する。
【００２３】
本実施形態の駆動回路２０には、例えば充電用トランジスタＴｒ１からノズルアクチュエータに流れる電流状態から当該ノズルアクチュエータの寿命を検出するノズルアクチュエータ寿命検出回路２３が設けられている。本実施形態のノズルアクチュエータ寿命検出回路２３は、電源電圧ＶＤＤと充電用トランジスタＴｒ１との間に介装された抵抗Ｒと、この抵抗Ｒの前後の電位差を求め、その電位差によって生じる電流値をノズルアクチュエータに流れるノズルアクチュエータ電流値ＩMNTとして検出する差動増幅器２４とを備えて構成される。そして、前記制御部６２では、このノズルアクチュエータ寿命検出回路２３で検出されたノズルアクチュエータ電流値ＩMNTが所定値以上である場合に、ノズルアクチュエータに流れる電流値が異常であるとして、ノズルアクチュエータの寿命表示を行う。
【００２４】
図７には、前記制御部６２で行われるノズルアクチュエータ寿命表示のための演算処理のフローチャートを示す。この演算処理は、例えば印刷装置の電源オン時に行われ、まずステップＳ１で、前述した所定の印刷基準信号が検出されたか否かを判定し、印刷基準信号が検出された場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合には待機する。
ステップＳ２では、図示しない個別の演算処理に従って、ノズルアクチュエータテスト信号を出力する。このノズルアクチュエータテスト信号は、凡そ前述した微振動ＰＣＯＭ１のような台形波形電圧信号であるが、その詳細については後述する。
【００２５】
次にステップＳ３に移行して、タイマカウントを開始する。
次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ３で開始されたタイマカウントにより、電流検出タイミングになったか否かを判定し、電流検出タイミングになった場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合には待機する。
ステップＳ５では、前述したノズルアクチュエータ寿命検出回路２３からの出力信号からノズルアクチュエータ電流値ＩMNTを検出する。
【００２６】
次にステップＳ６に移行して、前記ステップＳ３で開始されたタイマカウントにより、電流検出終了タイミングになったか否かを判定し、電流検出終了タイミングになった場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合には待機する。
ステップＳ７では、タイマのリセット行う。
次にステップＳ８に移行して、前記ステップＳ５で検出されたノズルアクチュエータ電流値ＩMNTが所定値以上であるか否かを判定することによって当該ノズルアクチュエータ電流値ＩMNTが異常であるか否かを判定し、ノズルアクチュエータ電流値ＩMNTが異常である場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。
ステップＳ９では、ノズルアクチュエータの寿命表示を行ってからメインプログラムに復帰する。
【００２７】
図８には、ノズルアクチュエータテスト信号の一例を示す。このノズルアクチュエータテスト信号は、前記微振動ＰＣＯＭ１と同様に、液体を引込むだけで、押出す行程がない。このノズルアクチュエータテスト信号のうち、電圧の増加する領域が、容量性負荷からなるノズルアクチュエータの充電領域であり、電圧の減少する領域がノズルアクチュエータの放電領域である。ノズルアクチュエータテスト信号は、印刷基準信号からの経過時間に応じて、駆動回路２０で電圧指令値からなる駆動波形信号を創生することで出力される。
容量性負荷からなるノズルアクチュエータが正常であれば、ノズルアクチュエータへの充電時及びノズルアクチュエータからの放電時にのみ電流が流れる。但し、印加されるノズルアクチュエータテスト信号と実際にノズルアクチュエータに流れる電流にはタイムラグがあるので、このタイムラグを見込んでノズルアクチュエータ電流検出時間を設定する。
【００２８】
ところで、容量性負荷からなるノズルアクチュエータも充放電を繰り返すと、その性能が劣化し、例えば図９に示すように、ノズルアクチュエータ２２に抵抗Ｒ’が並列に接続されている等価回路特性となる。すると、例えば容量性負荷からなるノズルアクチュエータ２２の充電後に関わらず選択スイッチ２０１をオンすると、この抵抗Ｒ’部分に電流が流れるようになる。従って、図８に示すように、正常電流に異常な電流が加算される。このため、ノズルアクチュエータへの充電電流が終了するタイミングでノズルアクチュエータ電流値ＩMNTをモニタし、このノズルアクチュエータ電流値ＩMNTが所定値以上であれば当該ノズルアクチュエータＩMNTは疲労によって性能劣化していると判断できるので、前記図７の演算処理では、そのような場合にノズルアクチュエータの寿命表示を行う。このようなノズルアクチュエータの寿命表示に応じてノズルアクチュエータ（実際には液体噴射ヘッド全体）を交換するようにすればよい。
【００２９】
ちなみに、ノズルアクチュエータ寿命検出回路２３としては、例えば図１０のような構成としても良い。このノズルアクチュエータ寿命検出回路２３は、容量性負荷からなるノズルアクチュエータと並列にコンデンサＣを接続し、それを接地する。そして、図８に示すようなノズルアクチュエータテスト信号を印加すると、ノズルアクチュエータの充電終了後、コンデンサＣから抵抗Ｒに大きな電流が短時間流れる。これは、ノズルアクチュエータの充電に伴ってコンデンサも充電され、それらの充電が終了したときにノズルアクチュエータに電流を通過する成分があると、電源電圧ＶＤＤより近い位置にあるコンデンサＣから短時間に大電流がながれる。そこで、この大電流を検出してノズルアクチュエータの寿命検出を行うようにすることも可能である。なお、抵抗Ｒに流れる電流が大き過ぎる場合には、抵抗ＲとコンデンサＣとの間に、個別の抵抗を介装すればよい。
【００３０】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、液体噴射ヘッド２に液体を噴射するためのノズルを複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータ２２を配設し、液体噴射ヘッド２の各ノズルアクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭで駆動することにより該当するノズルから印刷媒体１に向けて液体を噴射するにあたり、ノズルアクチュエータ２２に流れる電流の状態から当該ノズルアクチュエータ２２の寿命を検出するノズルアクチュエータ寿命検出回路２３を備えたことにより、ラインヘッド型印刷装置に使用された場合でもノズルアクチュエータ２２の寿命を検出することができる。
また、ノズルアクチュエータ２２が充放電型アクチュエータである場合、ノズルアクチュエータ寿命検出回路２３は、ノズルアクチュエータ充電後の電流の状態から当該ノズルアクチュエータ２２の寿命を検出することとしたため、充電後は流れないはずの電流の状態から充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータ２２の寿命を正確に検出することができる。
【００３１】
また、ノズルアクチュエータ寿命検出回路２３は、ノズルアクチュエータ充電後も当該ノズルアクチュエータ２２に電圧信号を印加し、そのときの電流値が異常状態である場合に当該ノズルアクチュエータの寿命が所定の状態であると判定することとしたため、充電後は流れないはずの充放電型アクチュエータからなるノズルアクチュエータ２２に電圧信号を印加し、そのときの電流値ＩMNTからノズルアクチュエータ２２の寿命を正確に判定することができる。
また、ノズルアクチュエータ寿命検出回路２３は、ノズルアクチュエータ充電後、所定時間が経過してからの電流値ＩMNTに基づいてノズルアクチュエータの寿命判定を行うこととしたため、回路中のインダクタンス成分によって流れる電流を寿命検出の電流状態から排除することができ、もってノズルアクチュエータ２２の寿命を正確に判定することができる。
【００３２】
また、ノズルアクチュエータ寿命検出回路２３は、ノズルアクチュエータ２２と並列なコンデンサＣを備え、ノズルアクチュエータ２２と共にコンデンサＣを充電した後、当該コンデンサＣからノズルアクチュエータ２２に流れる電流の状態から当該ノズルアクチュエータ２２の寿命を検出することとすれば、コンデンサＣを電池として使用し、コンデンサＣからノズルアクチュエータ２２に流れる比較的大きな電流値ＩMNTを用いてノズルアクチュエータ２２の寿命を正確に検出することが可能となる。
なお、前記実施形態では、本発明の液体噴射装置をラインヘッド型印刷装置に用いた場合についてのみ詳述したが、本発明の液体噴射装置は、マルチパス型印刷装置にも同様に適用可能である。
【００３３】
また、前記実施形態では、本発明の液体噴射装置をインクジェット式印刷装置に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルなどの流状体を含む）や液体以外の流体（流体として流して噴射できる固体など）を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッサンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解の形態で含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。更に、時計やカメラなどの精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子などに用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するための紫外線硬化樹脂などの透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリなどのエッチング液を噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射する流体噴射式記録装置であってもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の液体噴射装置を用いた印刷装置の一実施形態を示す概略構成正面図である。
【図２】図１の液体噴射装置に用いられる液体噴射ヘッド近傍の平面図である。
【図３】図１の液体噴射型印刷装置の制御装置のブロック図である。
【図４】各液体噴射ヘッド内のノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の説明図である。
【図５】スイッチングコントローラのブロック図である。
【図６】図３のヘッドドライバ内に設けられた駆動回路及びノズルアクチュエータ寿命検出回路の一例を示すブロック図である。
【図７】図３の制御装置の制御部内で行われるノズルアクチュエータ寿命検出のための演算処理を示すフローチャートである。
【図８】図７の演算処理によるノズルアクチュエータテスト信号及びノズルアクチュエータ電流値の説明のためのタイミングチャートである。
【図９】性能劣化時のノズルアクチュエータの等価回路である。
【図１０】図３のヘッドドライバ内に設けられた駆動回路及びノズルアクチュエータ寿命検出回路の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１は印刷媒体、２は液体噴射ヘッド、３は給紙部、４は搬送部、５は給紙ローラ、６は搬送ベルト、７は電動モータ、８は駆動ローラ、９は従動ローラ、１０は排紙部、１１は固定プレート、２０は駆動回路、２２はノズルアクチュエータ、２３はノズルアクチュエータ寿命検出回路、２４は差動増幅器、３１は駆動波形信号発生回路、３２はＤ／Ａ変換回路（アナログ変換回路）、３３はアナログ電力増幅回路、３４はプリドライバ回路、３５はトランジスタ対、６２は制御部、６５はヘッドドライバ
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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