打印設(shè)備和墨排出狀態(tài)判斷方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種打印設(shè)備和墨排出狀態(tài)判斷方法。本發(fā)明的實施例涉及判斷能夠在抑制設(shè)備的大型化和成本增加的同時正確地判斷各噴嘴的排出狀態(tài)的打印頭的墨排出狀態(tài)。在本實施例中，如下判斷打印設(shè)備的墨排出狀態(tài)，其中該打印設(shè)備包括：打印頭，其包含用于生成排出墨所用的熱能的加熱器和溫度傳感器；以及驅(qū)動單元，用于驅(qū)動該加熱器。進行控制，以通過施加排出墨所用的第一電壓來驅(qū)動加熱器，并且通過施加不足以排出墨的第二電壓來驅(qū)動加熱器?；诟鶕?jù)與第二電壓的施加定時有關(guān)地檢測到的多個溫度所獲得的信息來判斷是正常排出了墨還是發(fā)生了排出不良。
【專利說明】打印設(shè)備和墨排出狀態(tài)判斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種打印設(shè)備和墨排出狀態(tài)判斷方法，尤其涉及使用包括用于排出墨 的加熱元件（加熱器）的打印頭的打印設(shè)備和墨排出狀態(tài)判斷方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在從噴嘴排出墨滴以使墨滴附著至紙張、塑料膜或其它打印介質(zhì)的噴墨打印方法 中，存在使用包括生成熱能以排出墨的加熱器的打印頭的噴墨打印方法。對于符合該方法 的打印頭，例如，可以使用與半導(dǎo)體制造工藝相同的工藝來形成根據(jù)通電而發(fā)熱的電熱變 換器及其驅(qū)動電路等。該打印頭具有例如容易進行噴嘴的高密度集成并且可以實現(xiàn)高打印 分辨率的優(yōu)點。
[0003] 在該打印頭中，由于諸如異物或粘度增加的墨等所引起的噴嘴的堵塞、進入墨供 給通道或噴嘴的氣泡或者噴嘴表面的濕潤性的變化等的原因，在打印頭的所有噴嘴或一些 噴嘴中有時發(fā)生墨排出不良。為了避免在發(fā)生這種排出不良的情況下圖像質(zhì)量劣化，期望 快速執(zhí)行恢復(fù)墨排出狀態(tài)的恢復(fù)操作或者使用其它噴嘴等的補充打印操作。然而，為了快 速進行這些操作，正確地恰當判斷墨排出狀態(tài)和排出不良的發(fā)生非常重要。
[0004] 傳統(tǒng)上，已提出了各種墨排出狀態(tài)判斷方法、補充打印方法和應(yīng)用這些方法的設(shè) 備。
[0005] 日本特開2009-083227公開了檢測在排出墨時所產(chǎn)生的通道內(nèi)的墨流動、從而檢 測墨排出不良的方法。在日本特開2009-083227中，使用與正常排出相比、在發(fā)生排出不良 時墨流動小這一事實來判斷排出狀態(tài)。作為檢測墨流動的方法，日本特開2009-083227公 開了將墨流動視為墨的熱傳遞并且檢測施加有熱的墨的溫度變化的方法、以及在通道或噴 嘴內(nèi)配置有用于檢測溫度的傳感器的結(jié)構(gòu)。
[0006] 日本特開2008-000914公開了檢測正常排出時所產(chǎn)生的溫度下降、從而檢測排出 不良的方法。根據(jù)日本特開2008-000914,在正常排出時，在從檢測溫度達到最大溫度起經(jīng) 過了預(yù)定時間之后，出現(xiàn)溫度下降速度改變的點。然而，在發(fā)生排出不良的情況下，不會出 現(xiàn)該點。通過檢測該點的有無來判斷墨排出狀態(tài)。日本特開2008-000914還公開了在被配 置為生成排出所用的熱能的加熱器下方配置有溫度檢測器的結(jié)構(gòu)。作為檢測該點的有無的 方法，日本特開2008-000914還公開了通過微分處理來將該點作為峰值進行檢測的方法。
[0007] 然而，日本特開2009-083227所公開的排出狀態(tài)判斷方法利用墨流動的差異，并 且在遠離加熱器的位置處配置有檢測器。因而，在正常排出和排出不良之間幾乎未發(fā)生大 的差異，這導(dǎo)致檢測精度差。此外，該檢測器包括用于向墨施加熱的加熱元件。這樣使打印 設(shè)備復(fù)雜化且大型化，由此使設(shè)備成本增加。
[0008] 在日本特開2008-000914所公開的結(jié)構(gòu)中，檢測器配置在加熱器的下方，因而容 易檢測到正常排出和排出不良之間的變化。然而，在接觸到正常排出時產(chǎn)生的微小墨滴時 發(fā)生溫度下降現(xiàn)象，因而在正常排出和排出不良之間幾乎未產(chǎn)生大的差異。由于在溫度下 降的定時出現(xiàn)正常排出時溫度下降速度改變的點，因此難以正確地檢測到該點。結(jié)果，檢測 精度劣化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 因此，構(gòu)思了本發(fā)明作為針對上述傳統(tǒng)技術(shù)的缺點的響應(yīng)。
[0010] 例如，根據(jù)本發(fā)明的打印設(shè)備和墨排出狀態(tài)判斷方法能夠在抑制設(shè)備的大型化和 成本增加的同時，正確地恰當判斷各噴嘴的排出狀態(tài)和排出不良的發(fā)生。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種打印設(shè)備，包括：打印頭，其包含：加熱器，用于 生成排出墨所用的熱能；以及溫度傳感器，用于檢測溫度；驅(qū)動單元，用于驅(qū)動所述加熱 器；控制單元，用于進行控制，以利用所述驅(qū)動單元通過施加排出墨所用的第一電壓來驅(qū)動 所述加熱器以及通過施加不足以排出墨的第二電壓來驅(qū)動所述加熱器；以及判斷單元，用 于基于根據(jù)所述溫度傳感器與所述第二電壓的施加定時有關(guān)地檢測到的多個溫度所獲得 的信息，來判斷是正常排出了墨還是發(fā)生了排出不良。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種打印設(shè)備的墨排出狀態(tài)判斷方法，所述打印設(shè) 備包括：打印頭，其包含用于生成排出墨所用的熱能的加熱器和用于檢測溫度的溫度傳感 器；以及驅(qū)動單元，用于驅(qū)動所述加熱器，所述墨排出狀態(tài)判斷方法包括以下步驟：進行控 制，以利用所述驅(qū)動單元通過施加排出墨所用的第一電壓來驅(qū)動所述加熱器以及通過施加 不足以排出墨的第二電壓來驅(qū)動所述加熱器；以及基于根據(jù)所述溫度傳感器與所述第二電 壓的施加定時有關(guān)地檢測到的多個溫度所獲得的信息，來判斷是正常排出了墨還是發(fā)生了 排出不良。
[0013] 由于可以在抑制設(shè)備的大型化和成本增加的同時正確地判斷各噴嘴的墨排出狀 態(tài)，因此本發(fā)明特別有利。
[0014] 通過以下（參考附圖）對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是示出作為本發(fā)明的典型實施例的噴墨打印設(shè)備的主要機構(gòu)的立體圖。
[0016] 圖2A和2B分別是示出包括溫度檢測元件的噴墨打印頭的基板（加熱器板）的一 部分的示意平面圖、以及沿著線a-a'所截取的示意截面圖。
[0017] 圖3是示出可以形成在圖2A和2B所示的加熱器板上的溫度傳感器的其它形狀的 示例的示意平面圖。
[0018] 圖4是示出包括圖1所示的打印設(shè)備的打印系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)的框圖。
[0019] 圖5A、5B、5C、5D、5E、5F和5G是示出在沒有施加第二電壓時、正常排出墨的情況和 發(fā)生排出不良的情況下的噴嘴內(nèi)的墨的狀態(tài)的圖。
[0020] 圖6是示出在沒有施加第二電壓時、正常排出墨的情況和發(fā)生排出不良的情況下 的溫度傳感器105所檢測到的溫度變化的圖。
[0021] 圖7是示出第一實施例中的施加第二電壓以及溫度傳感器檢測溫度的定時的時 序圖。
[0022] 圖8是示出在施加第二電壓時、正常排出墨的情況和發(fā)生排出不良的情況下的溫 度變化的圖。
[0023] 圖9是示出溫度傳感器所檢測到的溫度的時間變化和判斷閾值的圖。
[0024] 圖10是示出第一實施例中的墨排出狀態(tài)判斷處理的流程圖。
[0025] 圖11是示出第二實施例中的施加第二電壓以及溫度傳感器檢測溫度的定時的時 序圖。
[0026] 圖12是示出溫度傳感器所檢測到的溫度T的與時間有關(guān)的二階微分值d2T/dt 2的 波形和判斷閾值的圖。
[0027] 圖13是示出第二實施例中的排出狀態(tài)判斷處理的流程圖。

【具體實施方式】
[0028] 現(xiàn)在將根據(jù)附圖來詳細說明本發(fā)明的典型實施例。
[0029] 在本說明書中，術(shù)語"打?。╬rint) "和"進行打印（printing) "不僅包括諸如字 符和圖形等的重要信息的形成，而且還廣泛包括打印介質(zhì)上的圖像、圖和圖案等的形成或 者針對介質(zhì)的處理，而與它們是否重要以及它們是否被可視化以使人們可在視覺上感知無 關(guān)。
[0030] 同樣，術(shù)語"打印介質(zhì)"不僅包括在普通打印設(shè)備中使用的紙張薄片，而且還廣泛 包括能夠接受墨的諸如布料、塑料膜、金屬板、玻璃、陶瓷、木材和皮革等的材料。
[0031] 此外，與上述對"打印"的定義類似，應(yīng)當廣泛地解釋術(shù)語"墨"（以下還稱為"液 體"）。也就是說，"墨"包括如下液體，其中當施加到打印介質(zhì)上時，該液體可以形成圖像、 圖和圖案等，可以處理打印介質(zhì)，并且可以處理墨。墨的處理例如包括使在施加至打印介質(zhì) 的墨中所包含的著色劑凝固或不可溶解。
[0032] 另外，除非另外說明，否則"打印元件"（以下還稱為"噴嘴"）通常指墨排出口、與 該墨排出口相連通的液體通道以及生成排出墨要使用的能量的元件。
[0033] 打印設(shè)各的說明（圖1)
[0034] 首先，將說明可共通地應(yīng)用于后面要說明的幾個實施例的噴墨打印設(shè)備（以下稱 為打印設(shè)備）。
[0035] 圖1是作為本發(fā)明的典型實施例示出安裝有噴墨打印頭（以下稱為打印頭）以將 墨排出至打印介質(zhì)并進行打印的打印設(shè)備的主要機構(gòu)的概況的立體圖。如圖1所示，將打 印頭1安裝在滑架3上。滑架3根據(jù)正時帶4的移動而沿著導(dǎo)軌6在由箭頭S表示的方向 上以往復(fù)移動的方式引導(dǎo)并支撐。打印頭1在與打印介質(zhì)2相對的表面上包括沿著與滑架 3的移動方向不同的方向排列的噴嘴。在使支撐打印頭1的滑架3在由箭頭S表示的方向 上往復(fù)掃描的情況下，根據(jù)打印數(shù)據(jù)來從打印頭1的噴嘴排出墨，由此在打印介質(zhì)2上進行 打印。
[0036] 考慮到多個顏色的墨的排出，可以配置多個打印頭1。例如，打印頭1可以使用青 色（C)、品紅色（M)、黃色（Y)和黑色（Bk)的墨來進行打印。打印頭1可以以可分離或不可 分離的方式與容納墨的儲墨器一體化。打印頭1可以從配置在設(shè)備的固定部位的儲墨器經(jīng) 由管等接收墨的供給?；?包括用于將驅(qū)動信號等經(jīng)由軟電纜8和連接器傳送至各打印 頭1的電氣連接部。
[0037] 盡管圖1中沒有示出，但在打印頭的移動范圍內(nèi)針對打印介質(zhì)2的打印范圍的外 部配置有用于使打印頭的噴嘴的墨排出操作維持為良好狀態(tài)或者恢復(fù)該墨排出操作的恢 復(fù)單元。該恢復(fù)單元可以采用眾所周知的結(jié)構(gòu)。例如，該恢復(fù)單元可以包括：蓋，用于覆蓋 打印頭的噴嘴形成面；以及泵，用于通過在覆蓋狀態(tài)下施加負壓來強制墨從噴嘴排出到蓋 內(nèi)。該恢復(fù)單元可以進行不用于圖像打印的墨朝向例如蓋內(nèi)的排出（預(yù)備排出）。
[0038] 打印頭的結(jié)構(gòu)（圖2A?3)
[0039] 圖2A是示出包括溫度檢測元件的打印頭的基板（加熱器板）的一部分的示意平 面圖。圖2B是沿著線a-a'所截取的示意截面圖。
[0040] 根據(jù)驅(qū)動脈沖信號來供給電力以從排成列的多個噴嘴103排出墨。響應(yīng)于此，對 電熱變換器（以下稱為加熱器）104加熱，以例如在墨中產(chǎn)生膜沸騰，由此從各噴嘴排出墨 滴。
[0041] 在圖2A的平面圖中，端子106通過引線接合連接至外部以供給電力。通過與加熱 器104所用的成膜工藝相同的成膜工藝來在加熱器板上形成溫度檢測元件（以下稱為溫度 傳感器）105。附圖標記107表不共用液室。
[0042] 如圖2B的截面圖所示，在構(gòu)成加熱器板的Si基板108上，經(jīng)由熱氧化膜Si02等 所制成的蓄熱層109配置有阻抗值根據(jù)溫度而改變的薄膜電阻器構(gòu)成的溫度傳感器105。 溫度傳感器105由Al、Pt、Ti、Ta、Cr、W或AlCu等制成。此外，在Si基板108上形成A1等 的互連線110,其中該互連線110包括針對加熱器104的個體互連線、以及與該加熱器和用 于選擇性地向加熱器104供給電力的控制電路相連接的互連線。此外，通過與半導(dǎo)體制造 工藝相同的工藝以高密度在層間絕緣膜111上堆疊加熱器104、SiN等的鈍化膜112和抗氣 蝕膜113。注意，對于抗氣蝕膜113,可以使用Ta等，從而提高加熱器104上的耐氣蝕性。
[0043] 各自作為薄膜電阻器所形成的溫度傳感器105以一一對應(yīng)的方式配置在相應(yīng)加 熱器104的正下方（鄰接），以使得溫度傳感器105單獨分離并且在數(shù)量上與加熱器104相 等?？梢詫⒓訜崞?04構(gòu)造成連接至各溫度傳感器105的個體互連線110的一部分。由于 可以在無需大幅改變傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下制造加熱器板，因此這在生產(chǎn)時是有利的。
[0044] 可以適當確定溫度傳感器105的平面形狀。溫度傳感器105的平面形狀可以是如 圖2A所示的具有與加熱器104的尺寸相同的尺寸的矩形形狀，或者如圖3所示的蛇行形 狀。這種形狀可以提高溫度傳感器105的阻抗，并且即使在小的溫度波動的情況下也可以 以高精度獲得檢測值。
[0045] 控制結(jié)構(gòu)（圖4)
[0046] 圖4是示出包括圖1所示的打印設(shè)備的打印系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)的框圖。
[0047] 在圖4中，接口 1700接收從具有主機計算機的形式或其它適當形式的外部設(shè)備 1000發(fā)送來的包含命令和圖像數(shù)據(jù)的打印信號。根據(jù)需要，打印設(shè)備可以將該打印設(shè)備的 狀況信息從接口 1700發(fā)送至外部設(shè)備1000。MPU1701根據(jù)存儲在R0M1702中的與（后面 要說明的）處理過程相對應(yīng)的控制程序和所需數(shù)據(jù)來控制打印設(shè)備內(nèi)的各單元。
[0048] DRAM1703保存各種數(shù)據(jù)（例如，打印信號和要供給至打印頭的打印數(shù)據(jù)）。門陣 列（G.A.) 1704控制向著打印頭1的打印數(shù)據(jù)的供給，并且還控制接口 1700、MPU1701和 DRAM1703之間的數(shù)據(jù)傳送。諸如EEPR0M等的非易失性存儲器1726即使在打印設(shè)備的電源 斷開時也保存所需數(shù)據(jù)。
[0049] 如圖1所示，使用滑架馬達1708來使滑架3在箭頭所示的方向上往復(fù)移動。使用 輸送馬達1709來輸送打印介質(zhì)2。頭驅(qū)動器1705驅(qū)動打印頭1。馬達驅(qū)動器1706和1707 分別驅(qū)動輸送馬達1709和滑架馬達1708?；謴?fù)單元1710可以包括上述的蓋和泵等。操作 面板1725包括操作員為了對打印設(shè)備進行各種設(shè)置所使用的設(shè)置輸入單元、以及向操作 員顯示消息的顯示單元。光學(xué)傳感器1800檢測打印介質(zhì)的輸送位置等。
[0050] 棑出狀杰判斷原理
[0051] 應(yīng)用了本發(fā)明的打印頭基本包括：加熱元件（加熱器），用于生成排出墨所用的熱 能；以及溫度檢測元件（溫度傳感器），用于檢測伴隨著驅(qū)動的溫度變化。
[0052] 在根據(jù)后面要說明的第一實施例的方法中，首先，在正常排出時起泡之后墨接觸 抗氣蝕膜的時間、或者在發(fā)生排出不良時起泡之后墨接觸抗氣蝕膜的時間的時間段內(nèi)，施 加既不會引起起泡也不會引起排出的電壓。將該施加稱為第二施加，并且將電壓稱為第二 電壓。為了將用于排出墨的電壓的施加與第二施加區(qū)分開，將前一施加稱為第一施加，并且 將該電壓稱為第一電壓。
[0053] 然后，如果基于溫度檢測元件所檢測到的溫度變化、緊挨在施加第二施加之前的 溫度和從施加第二電壓起經(jīng)過了預(yù)定時間之后的溫度之間的差小于預(yù)定閾值，則判斷為排 出正常。
[0054] 作為根據(jù)（后面要說明的）第二實施例的方法，如果通過對施加第二電壓之后的 溫度變化進行二階微分所獲得的值大于預(yù)定值，則判斷為排出正常。
[0055] · if常驅(qū)動時的棑Hi現(xiàn)象和淵度奪化
[0056] 將說明在正常排出墨的情況和發(fā)生排出不良的情況下、噴嘴內(nèi)的狀態(tài)變化和溫度 傳感器所檢測到的溫度變化之間的關(guān)系。首先，作為本發(fā)明的比較例，將說明在沒有施加第 二電壓的情況下、噴嘴內(nèi)的墨的狀態(tài)和溫度傳感器所檢測到的溫度的變化。
[0057] 圖5A?5G是不出在沒有施加第二電壓即僅施加第一電壓時、正常排出墨的情況 和發(fā)生排出不良的情況下的噴嘴內(nèi)的墨的狀態(tài)的圖。
[0058] 圖6是示出在沒有施加第二電壓即僅施加第一電壓時、正常排出墨的情況和發(fā)生 排出不良的情況下的溫度傳感器105所檢測到的溫度變化的圖。
[0059] 在圖6中，縱軸表示溫度傳感器所檢測到的溫度（°C )，并且橫軸表示在施加第一 電壓之后所經(jīng)過的時間（單位是Usee)。在圖5A?6中，將噴嘴內(nèi)的墨的狀態(tài)根據(jù)經(jīng)過時 間分類為狀態(tài)i、狀態(tài)ii和狀態(tài)iii。
[0060] 狀杰 i
[0061] 在向加熱器104施加脈沖狀電壓的情況下，加熱器104的溫度急劇上升（參見圖 5A)。伴隨于此，墨和抗氣蝕膜之間的界面處的溫度也上升。在墨和抗氣蝕膜之間的界面處 的溫度達到墨起泡（沸騰）溫度的情況下，氣泡生成并且生長。此時，由于氣泡的生成而 導(dǎo)致抗氣蝕膜113的位于加熱器104的正上方的一部分沒有接觸墨（參見圖5B)。由于氣 泡的熱傳導(dǎo)率比墨的熱傳導(dǎo)率低一個數(shù)量級，因此在加熱器104的正上方存在氣泡的狀態(tài) 下，幾乎沒有向著墨傳導(dǎo)熱。在電壓脈沖的施加停止之后，溫度傳感器105所檢測到的溫度 達到最大溫度，然后下降。
[0062] 狀杰 ii
[0063] 在溫度傳感器105所檢測到的溫度達到最大溫度之后的溫度下降過程和噴嘴內(nèi) 的墨的狀態(tài)在正常排出和排出不良之間不同。因而，將針對正常排出和排出不良單獨說明 溫度下降過程和噴嘴內(nèi)的墨的狀態(tài)。
[0064] 1. if 常棑出
[0065] 隨著熱消散，氣泡逐漸收縮。氣泡的內(nèi)部壓力和大氣壓力變得不同，這導(dǎo)致從噴出 口向著氣泡和加熱器板產(chǎn)生墨流動。結(jié)果，在氣泡完全消失之前，在氣泡中心上方的墨或該 氣泡與大氣相連通時產(chǎn)生的微小墨滴（拖尾墨）接觸抗氣蝕膜113 (參見圖5C)。由于熱傳 導(dǎo)率高的墨接觸抗氣蝕膜113,因此從加熱器板向著墨傳導(dǎo)熱，并且加熱器板側(cè)上的溫度傳 感器105快速冷卻（參見圖。響應(yīng)于此，在溫度傳感器105所檢測到的溫度下降過程 中，冷卻速度改變。在冷卻速度改變之后，墨總是覆蓋抗氣蝕膜（參見圖5E)。不久之后墨 從墨供給口流動以充滿噴嘴的內(nèi)部（參見圖5F)，并且溫度傳感器105所檢測到的溫度下 降。
[0066] 2.棑出不良
[0067] 如果在噴嘴中灰塵堵塞、或者噴嘴附近的墨的粘度增加，則在一些情況下無法排 出墨（參見圖5C)。由于生長的氣泡甚至也不會通過排出引起墨流動，因此不會發(fā)生僅氣泡 中心上方的墨接觸抗氣蝕膜113的現(xiàn)象。在溫度傳感器105所檢測到的溫度下降過程中， 不同于正常排出，冷卻速度沒有改變。不久，所生長的氣泡隨著時間經(jīng)過消失，并且墨和抗 氣蝕膜之間的界面逐漸收縮（參見圖和5E)。在氣泡完全消失的情況下，抗氣蝕膜113 被墨覆蓋（參見圖5F)。此時，由于熱傳導(dǎo)率高的墨接觸抗氣蝕膜113,因此從加熱器板向 著墨傳導(dǎo)熱，并且加熱器板側(cè)的溫度傳感器105快速冷卻。響應(yīng)于此，在溫度傳感器105所 檢測到的溫度下降過程中，冷卻速度改變。在冷卻速度改變之后，墨總是覆蓋抗氣蝕膜，并 且溫度傳感器105所檢測到的溫度下降。
[0068] 狀杰 iii
[0069] 溫度下降為緊挨在施加第一施加電壓之前所檢測到的值，并且變得恒定（參見圖 5G)。
[0070] 第一實施例
[0071] 將說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、在通過施加第二電壓來驅(qū)動打印頭的情況下 的墨排出現(xiàn)象和溫度傳感器所檢測到的溫度的變化。
[0072] 圖7是示出第一實施例中的施加第二電壓以及溫度傳感器檢測溫度的定時的時 序圖。
[0073] 如圖7所示，施加第二電壓的定時是正常排出時在起泡之后墨接觸抗氣蝕膜的時 間、或者發(fā)生排出不良時在起泡之后墨接觸抗氣蝕膜的時間的時間段（狀態(tài)ii)。利用第二 電壓所施加的能量的大小小而不足以起泡或排出墨。在施加第二壓力的情況下，溫度傳感 器所檢測到的溫度變化在墨的正常排出和排出不良之間變得不同。
[0074] 圖8是示出在施加第二電壓的情況下、墨的正常排出和發(fā)生排出不良時的溫度變 化的圖。
[0075] 在正常排出時，熱傳導(dǎo)率高的墨覆蓋抗氣蝕膜。因而，利用第二電壓所產(chǎn)生的熱主 要傳導(dǎo)至墨，并且利用第二電壓所產(chǎn)生的熱幾乎沒有傳導(dǎo)至溫度傳感器。結(jié)果，溫度傳感器 所檢測到的溫度幾乎沒有上升。作為對比，在發(fā)生排出不良時，熱傳導(dǎo)率低的氣泡覆蓋加熱 器表面。利用第二電壓所產(chǎn)生的熱幾乎沒有傳導(dǎo)至氣泡并且容易地傳導(dǎo)至溫度傳感器。因 此，溫度傳感器所檢測到的溫度上升。
[0076] 接著，將說明溫度檢測定時、閾值設(shè)置和墨排出狀態(tài)判斷方法。
[0077] 如圖7所示，用作利用溫度傳感器105的溫度檢測開始的定時的檢查開始時刻tl 緊挨在施加第二電壓之前。將該定時所測量到的溫度稱為第一溫度Tpl。此外，用作利用溫 度傳感器105的溫度檢測結(jié)束的定時的檢查結(jié)束時刻t2是在施加第二電壓之后、在溫度傳 感器所檢測到的溫度中出現(xiàn)墨的正常排出和排出不良之間的差異的定時。將該定時所測量 到的溫度稱為第二溫度Tp2。
[0078] 圖9是示出溫度傳感器所檢測到的溫度的時間變化和判斷閾值的圖。
[0079] 如果第二溫度Τρ2和第一溫度Tpl之間的差等于或小于用作預(yù)定判斷閾值的溫度 差判斷閾值Tth，則判斷為排出正常。如果該差大于溫度差判斷閾值Tth，則判斷為發(fā)生排 出不良。注意，需要根據(jù)噴嘴以及溫度傳感器105所檢測到的伴隨著驅(qū)動的溫度變化來預(yù) 先設(shè)置第二電壓、檢測開始時刻tl (第二時刻）和檢測結(jié)束時刻t2 (第二時刻）。
[0080] 作為墨排出狀態(tài)判斷方法，不僅將Tpl和Tp2之間的差與閾值進行比較，而且還可 以將Tpl和Τρ2的比率與預(yù)定閾值進行比較。如果該比率低于閾值，則判斷為排出正常。然 而，根據(jù)波形，可以在比率較高的情況下判斷為排出正常。
[0081] 圖10是示出第一實施例中的墨排出狀態(tài)判斷處理的流程圖。
[0082] 首先，在步驟S1中，緊挨在施加第二電壓之前，溫度傳感器105檢測第一溫度Tpl， 并且將該溫度存儲在存儲器中。然后，在步驟S2中，在預(yù)定時間施加第二電壓。該存儲器 例如是打印頭1中所配置的存儲器或DRAM1703。
[0083] 在步驟S3中，在施加第二電壓之后的預(yù)定時間處，溫度傳感器105檢測第二溫度 Tp2,并且將該溫度存儲在存儲器中。在步驟S4中，檢查第二溫度Tp2和第一溫度Tpl之間 的差是否大于預(yù)定的溫度差判斷閾值Tth。如果Tp2-Tpl>Tth，則該處理進入步驟S4-1以 判斷為發(fā)生了排出不良。如果Tp2-Tpl < Tth (等于或小于第一閾值），則該處理進入步驟 S4-2以判斷為排出正常。
[0084] 根據(jù)上述第一實施例，將在施加第二電壓之前和之后的兩個定時所檢測到的兩個 溫度之間的差與預(yù)定閾值（第一閾值）進行比較。根據(jù)該比較結(jié)果，可以判斷是正常排出 了墨還是發(fā)生了排出不良。
[0085] 第二實施例
[0086] 將說明根據(jù)第二實施例的檢測定時、閾值設(shè)置和墨排出狀態(tài)判斷方法。
[0087] 圖11是示出第二實施例中的施加第二電壓以及溫度傳感器檢測溫度的定時的時 序圖。
[0088] 在第二實施例中，在狀態(tài)ii中，緊挨在施加第二電壓之后溫度傳感器105開始溫 度檢測。在檢測溫度直到將墨的正常排出和排出不良之間的差異判斷為特征點為止之后， 該檢測結(jié)束。更具體地，如圖11所示，利用溫度傳感器105的檢查開始時刻tl是在施加第 二電壓之后、在溫度傳感器105所檢測到的溫度中表現(xiàn)出墨的正常排出和排出不良之間的 差異的定時。此外，利用溫度傳感器105的檢查結(jié)束時刻t2是檢測到在檢測開始時刻tl 之后對檢測溫度T進行與時間t有關(guān)的二階微分處理所需的時間的定時。
[0089] 圖12是示出溫度傳感器所檢測到的溫度T的作為時間的函數(shù)的二階微分值d2T/ dt2的波形和判斷閾值的圖。
[0090] 如以上已經(jīng)說明的，施加第二電壓之后的溫度變化在墨的正常排出和排出不良之 間不同。在正常排出時，墨覆蓋加熱器，因而溫度傳感器105所檢測到的溫度急劇下降并且 接近恒定值。因而，如圖12所示，二階微分值d 2T/dt2變得大。作為對比，在發(fā)生排出不良 的情況下，氣泡覆蓋加熱器。因而，溫度傳感器105所檢測到的溫度逐漸下降并且接近恒定 值。因此，二階微分值d2T/dt2變得小。
[0091] 由于二階微分值d2T/dt2根據(jù)排出狀態(tài)的差異而不同，因此可以通過將圖12中的 二階微分值D與二階微分判斷閾值Dth進行比較來判斷是排出正常還是發(fā)生了排出不良。
[0092] 圖13是示出第二實施例中的排出狀態(tài)判斷處理的流程圖。在圖13中，與第一實 施例中參考圖10所述的步驟附圖標記相同的步驟附圖標記表示相同的處理步驟，并且將 不重復(fù)針對這些處理步驟的說明。
[0093] 參考圖13,在步驟S2之后，在步驟S3a中，將從施加第二電壓起經(jīng)過了預(yù)定時間 的檢測開始時刻tl開始、直至經(jīng)過了預(yù)定時間的檢測結(jié)束時刻t2為止的溫度T存儲在存 儲器中。然后，在步驟S3b中，計算通過對所記錄的溫度進行二階微分所獲得的二階微分值 d2T/dt2以將該計算結(jié)果存儲在存儲器中。
[0094] 在步驟S4a中，將步驟S3b中所獲得的二階微分值與二階微分判斷閾值Dth進行 比較。如果d 2T/dt2>Dth，則判斷為排出正常。如果d2T/dt2彡Dth(等于或小于第二閾值）， 則判斷為發(fā)生排出不良。
[0095] 注意，該判斷不僅可以基于溫度的作為時間的函數(shù)的二階微分值來進行，而且還 可以基于一階微分值來進行。如果該值大于閾值，則判斷為排出正常。然而，根據(jù)波形，可 以在該值較小的情況下判斷為排出正常。
[0096] 根據(jù)上述第二實施例，將根據(jù)在施加第二電壓之后的兩個時刻之間的間隔內(nèi)記錄 的溫度所獲得的一階微分值或二階微分值與預(yù)定閾值（第二閾值）進行比較。根據(jù)該比較 結(jié)果，可以判斷是正常排出了墨還是發(fā)生了排出不良。
[0097] 判斷方法不限于第一實施例和第二實施例所述的判斷方法，并且可以使用任何其 它參數(shù)或變量，只要該判斷方法涉及能夠明確區(qū)分墨的正常排出和排出不良之間的差異的 檢測溫度即可。
[0098] 根據(jù)上述兩個實施例，可以在適當定時對所有噴嘴進行墨排出狀態(tài)的判斷。例如， 這可以在打印操作期間或在預(yù)備排出時執(zhí)行。在任何情況下，伴隨著各噴嘴的排出操作來 執(zhí)行墨排出狀態(tài)的判斷，并且可以以高精度識別發(fā)生了排出不良的噴嘴。
[0099] 此外，可以響應(yīng)于排出不良的檢測來快速執(zhí)行恢復(fù)處理，或者可以快速執(zhí)行利用 其它噴嘴來補充打印的操作。此外，還可以快速執(zhí)行最優(yōu)的驅(qū)動脈沖的確定、使打印頭免于 升溫等的保護處理以及向著用戶的警告等。
[0100] 已說明了將本發(fā)明應(yīng)用于被配置為進行串行打印的打印設(shè)備的示例。無需說明， 本發(fā)明還可應(yīng)用于使用全幅型打印頭的打印設(shè)備。在該打印設(shè)備中，打印操作非常快，并且 在一系列打印操作期間無法將打印頭定位到恢復(fù)單元并進行恢復(fù)處理。因此，在向著蓋的 預(yù)備排出或打印操作期間快速識別發(fā)生了排出不良的噴嘴、以及快速進行恢復(fù)處理或利用 其它全幅型打印頭的補充打印方面，本發(fā)明是有效的。
[0101] 盡管已經(jīng)參考典型實施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的 典型實施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功 能。
【權(quán)利要求】
1. 一種打印設(shè)備，包括： 打印頭，其包含：加熱器，用于生成排出墨所用的熱能；以及溫度傳感器，用于檢測溫 度； 驅(qū)動單元，用于驅(qū)動所述加熱器； 控制單元，用于進行控制，以利用所述驅(qū)動單元通過施加排出墨所用的第一電壓來驅(qū) 動所述加熱器以及通過施加不足以排出墨的第二電壓來驅(qū)動所述加熱器；以及 判斷單元，用于基于根據(jù)所述溫度傳感器與所述第二電壓的施加定時有關(guān)地檢測到的 多個溫度所獲得的信息，來判斷是正常排出了墨還是發(fā)生了排出不良。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印設(shè)備，其中，根據(jù)所述多個溫度所獲得的信息包括在施 加所述第二電壓之前和之后的時刻所述溫度傳感器所檢測到的兩個溫度之間的差、或者在 施加所述第二電壓之后的兩個時刻之間的間隔內(nèi)所述溫度傳感器所檢測到的溫度的變化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的打印設(shè)備，其中，還包括第一比較單元，所述第一比較單元用 于將在施加所述第二電壓之前的第一時刻所述溫度傳感器所檢測到的第一溫度和在施加 所述第二電壓之后的第二時刻所述溫度傳感器所檢測到的第二溫度之間的差或者所述第 一溫度和所述第二溫度的比率值與預(yù)定第一閾值進行比較， 其中，在所述第二溫度和所述第一溫度之間的差或比率值大于所述預(yù)定第一閾值的情 況下，所述判斷單元判斷為發(fā)生了排出不良，并且在所述第二溫度和所述第一溫度之間的 差或比率值不大于所述預(yù)定第一閾值的情況下，所述判斷單元判斷為排出正常。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的打印設(shè)備，其中，還包括： 記錄單元，用于記錄在施加所述第二電壓之后的第一時刻和能夠判斷出所述溫度傳感 器所檢測到的溫度的變化的特征點的第二時刻之間的間隔內(nèi)、所述溫度傳感器所檢測到的 溫度； 計算單元，用于計算所述記錄單元記錄的所述溫度傳感器所檢測到的溫度的與時間有 關(guān)的一階微分值或二階微分值；以及 第二比較單元，用于將所述計算單元計算出的所述一階微分值或所述二階微分值與預(yù) 定第二閾值進行比較， 其中，在所述一階微分值或所述二階微分值大于所述預(yù)定第二閾值的情況下，所述判 斷單元判斷為排出正常，并且在所述一階微分值或所述二階微分值不大于所述預(yù)定第二閾 值的情況下，所述判斷單元判斷為發(fā)生了排出不良。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的打印設(shè)備，其中，所述特征點包括在所述溫度傳感器所檢測 到的溫度的變化中表現(xiàn)出墨的正常排出和排出不良之間的差異的點。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印設(shè)備，其中， 所述打印頭包括與用于排出墨的多個噴嘴相對應(yīng)的多個所述加熱器，以及 所述打印頭包括與各所述加熱器相對應(yīng)的多個所述溫度傳感器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的打印設(shè)備，其中，通過所述控制單元的所述第二電壓的施加 和通過所述判斷單元的判斷是針對所述多個噴嘴中的各噴嘴所進行的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印設(shè)備，其中，所述打印頭包括全幅型打印頭。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印設(shè)備，其中，還包括掃描單元，所述掃描單元用于往復(fù)掃 描安裝有所述打印頭的滑架。
10. -種打印設(shè)備的墨排出狀態(tài)判斷方法，所述打印設(shè)備包括：打印頭，其包含用于生 成排出墨所用的熱能的加熱器和用于檢測溫度的溫度傳感器；以及驅(qū)動單元，用于驅(qū)動所 述加熱器，所述墨排出狀態(tài)判斷方法包括以下步驟： 進行控制，以利用所述驅(qū)動單元通過施加排出墨所用的第一電壓來驅(qū)動所述加熱器以 及通過施加不足以排出墨的第二電壓來驅(qū)動所述加熱器；以及 基于根據(jù)所述溫度傳感器與所述第二電壓的施加定時有關(guān)地檢測到的多個溫度所獲 得的信息，來判斷是正常排出了墨還是發(fā)生了排出不良。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的墨排出狀態(tài)判斷方法，其中，根據(jù)所述多個溫度所獲得的 信息包括在施加所述第二電壓之前和之后的時刻所述溫度傳感器所檢測到的兩個溫度之 間的差、或者在施加所述第二電壓之后的兩個時刻之間的間隔內(nèi)所述溫度傳感器所檢測到 的溫度的變化。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的墨排出狀態(tài)判斷方法，其中，還包括以下步驟：將在施加所 述第二電壓之前的第一時刻所述溫度傳感器所檢測到的第一溫度和在施加所述第二電壓 之后的第二時刻所述溫度傳感器所檢測到的第二溫度之間的差或者所述第一溫度和所述 第二溫度的比率值與預(yù)定第一閾值進行比較， 其中，在所述第二溫度和所述第一溫度之間的差或比率值大于所述預(yù)定第一閾值的情 況下，判斷為發(fā)生了排出不良，并且在所述第二溫度和所述第一溫度之間的差或比率值不 大于所述預(yù)定第一閾值的情況下，判斷為排出正常。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的墨排出狀態(tài)判斷方法，其中，還包括以下步驟： 記錄在施加所述第二電壓之后的第一時刻和能夠判斷出所述溫度傳感器所檢測到的 溫度的變化的特征點的第二時刻之間的間隔內(nèi)、所述溫度傳感器所檢測到的溫度； 計算所記錄的所述溫度傳感器所檢測到的溫度的與時間有關(guān)的一階微分值或二階微 分值；以及 將所計算出的所述一階微分值或所述二階微分值與預(yù)定第二閾值進行比較， 其中，在所述一階微分值或所述二階微分值大于所述預(yù)定第二閾值的情況下，判斷為 排出正常，并且在所述一階微分值或所述二階微分值不大于所述預(yù)定第二閾值的情況下， 判斷為發(fā)生了排出不良。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的墨排出狀態(tài)判斷方法，其中，所述特征點包括在所述溫度 傳感器所檢測到的溫度的變化中表現(xiàn)出墨的正常排出和排出不良之間的差異的點。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的墨排出狀態(tài)判斷方法，其中， 所述打印頭包括與用于排出墨的多個噴嘴相對應(yīng)的多個所述加熱器， 所述打印頭包括與各所述加熱器相對應(yīng)的多個所述溫度傳感器，以及 所述第二電壓的施加和所述判斷是針對所述多個噴嘴中的各噴嘴所進行的。
【文檔編號】B41J2/01GK104097398SQ201410133952
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月3日
【發(fā)明者】池武志 申請人:佳能株式會社