打印设备和墨排出状态判断方法

打印设备和墨排出状态判断方法
【专利摘要】本发明涉及一种打印设备和墨排出状态判断方法。本发明的实施例涉及判断能够在抑制设备的大型化和成本增加的同时正确地判断各喷嘴的排出状态的打印头的墨排出状态。在本实施例中，如下判断打印设备的墨排出状态，其中该打印设备包括：打印头，其包含用于生成排出墨所用的热能的加热器和温度传感器；以及驱动单元，用于驱动该加热器。进行控制，以通过施加排出墨所用的第一电压来驱动加热器，并且通过施加不足以排出墨的第二电压来驱动加热器。基于根据与第二电压的施加定时有关地检测到的多个温度所获得的信息来判断是正常排出了墨还是发生了排出不良。
【专利说明】打印设备和墨排出状态判断方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种打印设备和墨排出状态判断方法，尤其涉及使用包括用于排出墨 的加热元件（加热器）的打印头的打印设备和墨排出状态判断方法。

【背景技术】
[0002] 在从喷嘴排出墨滴以使墨滴附着至纸张、塑料膜或其它打印介质的喷墨打印方法 中，存在使用包括生成热能以排出墨的加热器的打印头的喷墨打印方法。对于符合该方法 的打印头，例如，可以使用与半导体制造工艺相同的工艺来形成根据通电而发热的电热变 换器及其驱动电路等。该打印头具有例如容易进行喷嘴的高密度集成并且可以实现高打印 分辨率的优点。
[0003] 在该打印头中，由于诸如异物或粘度增加的墨等所引起的喷嘴的堵塞、进入墨供 给通道或喷嘴的气泡或者喷嘴表面的湿润性的变化等的原因，在打印头的所有喷嘴或一些 喷嘴中有时发生墨排出不良。为了避免在发生这种排出不良的情况下图像质量劣化，期望 快速执行恢复墨排出状态的恢复操作或者使用其它喷嘴等的补充打印操作。然而，为了快 速进行这些操作，正确地恰当判断墨排出状态和排出不良的发生非常重要。
[0004] 传统上，已提出了各种墨排出状态判断方法、补充打印方法和应用这些方法的设 备。
[0005] 日本特开2009-083227公开了检测在排出墨时所产生的通道内的墨流动、从而检 测墨排出不良的方法。在日本特开2009-083227中，使用与正常排出相比、在发生排出不良 时墨流动小这一事实来判断排出状态。作为检测墨流动的方法，日本特开2009-083227公 开了将墨流动视为墨的热传递并且检测施加有热的墨的温度变化的方法、以及在通道或喷 嘴内配置有用于检测温度的传感器的结构。
[0006] 日本特开2008-000914公开了检测正常排出时所产生的温度下降、从而检测排出 不良的方法。根据日本特开2008-000914,在正常排出时，在从检测温度达到最大温度起经 过了预定时间之后，出现温度下降速度改变的点。然而，在发生排出不良的情况下，不会出 现该点。通过检测该点的有无来判断墨排出状态。日本特开2008-000914还公开了在被配 置为生成排出所用的热能的加热器下方配置有温度检测器的结构。作为检测该点的有无的 方法，日本特开2008-000914还公开了通过微分处理来将该点作为峰值进行检测的方法。
[0007] 然而，日本特开2009-083227所公开的排出状态判断方法利用墨流动的差异，并 且在远离加热器的位置处配置有检测器。因而，在正常排出和排出不良之间几乎未发生大 的差异，这导致检测精度差。此外，该检测器包括用于向墨施加热的加热元件。这样使打印 设备复杂化且大型化，由此使设备成本增加。
[0008] 在日本特开2008-000914所公开的结构中，检测器配置在加热器的下方，因而容 易检测到正常排出和排出不良之间的变化。然而，在接触到正常排出时产生的微小墨滴时 发生温度下降现象，因而在正常排出和排出不良之间几乎未产生大的差异。由于在温度下 降的定时出现正常排出时温度下降速度改变的点，因此难以正确地检测到该点。结果，检测 精度劣化。


【发明内容】

[0009] 因此，构思了本发明作为针对上述传统技术的缺点的响应。
[0010] 例如，根据本发明的打印设备和墨排出状态判断方法能够在抑制设备的大型化和 成本增加的同时，正确地恰当判断各喷嘴的排出状态和排出不良的发生。
[0011] 根据本发明的一个方面，提供一种打印设备，包括：打印头，其包含：加热器，用于 生成排出墨所用的热能；以及温度传感器，用于检测温度；驱动单元，用于驱动所述加热 器；控制单元，用于进行控制，以利用所述驱动单元通过施加排出墨所用的第一电压来驱动 所述加热器以及通过施加不足以排出墨的第二电压来驱动所述加热器；以及判断单元，用 于基于根据所述温度传感器与所述第二电压的施加定时有关地检测到的多个温度所获得 的信息，来判断是正常排出了墨还是发生了排出不良。
[0012] 根据本发明的另一方面，提供一种打印设备的墨排出状态判断方法，所述打印设 备包括：打印头，其包含用于生成排出墨所用的热能的加热器和用于检测温度的温度传感 器；以及驱动单元，用于驱动所述加热器，所述墨排出状态判断方法包括以下步骤：进行控 制，以利用所述驱动单元通过施加排出墨所用的第一电压来驱动所述加热器以及通过施加 不足以排出墨的第二电压来驱动所述加热器；以及基于根据所述温度传感器与所述第二电 压的施加定时有关地检测到的多个温度所获得的信息，来判断是正常排出了墨还是发生了 排出不良。
[0013] 由于可以在抑制设备的大型化和成本增加的同时正确地判断各喷嘴的墨排出状 态，因此本发明特别有利。
[0014] 通过以下（参考附图）对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 图1是示出作为本发明的典型实施例的喷墨打印设备的主要机构的立体图。
[0016] 图2A和2B分别是示出包括温度检测元件的喷墨打印头的基板（加热器板）的一 部分的示意平面图、以及沿着线a-a'所截取的示意截面图。
[0017] 图3是示出可以形成在图2A和2B所示的加热器板上的温度传感器的其它形状的 示例的示意平面图。
[0018] 图4是示出包括图1所示的打印设备的打印系统的控制结构的框图。
[0019] 图5A、5B、5C、5D、5E、5F和5G是示出在没有施加第二电压时、正常排出墨的情况和 发生排出不良的情况下的喷嘴内的墨的状态的图。
[0020] 图6是示出在没有施加第二电压时、正常排出墨的情况和发生排出不良的情况下 的温度传感器105所检测到的温度变化的图。
[0021] 图7是示出第一实施例中的施加第二电压以及温度传感器检测温度的定时的时 序图。
[0022] 图8是示出在施加第二电压时、正常排出墨的情况和发生排出不良的情况下的温 度变化的图。
[0023] 图9是示出温度传感器所检测到的温度的时间变化和判断阈值的图。
[0024] 图10是示出第一实施例中的墨排出状态判断处理的流程图。
[0025] 图11是示出第二实施例中的施加第二电压以及温度传感器检测温度的定时的时 序图。
[0026] 图12是示出温度传感器所检测到的温度T的与时间有关的二阶微分值d2T/dt 2的 波形和判断阈值的图。
[0027] 图13是示出第二实施例中的排出状态判断处理的流程图。

【具体实施方式】
[0028] 现在将根据附图来详细说明本发明的典型实施例。
[0029] 在本说明书中，术语"打印（print) "和"进行打印（printing) "不仅包括诸如字 符和图形等的重要信息的形成，而且还广泛包括打印介质上的图像、图和图案等的形成或 者针对介质的处理，而与它们是否重要以及它们是否被可视化以使人们可在视觉上感知无 关。
[0030] 同样，术语"打印介质"不仅包括在普通打印设备中使用的纸张薄片，而且还广泛 包括能够接受墨的诸如布料、塑料膜、金属板、玻璃、陶瓷、木材和皮革等的材料。
[0031] 此外，与上述对"打印"的定义类似，应当广泛地解释术语"墨"（以下还称为"液 体"）。也就是说，"墨"包括如下液体，其中当施加到打印介质上时，该液体可以形成图像、 图和图案等，可以处理打印介质，并且可以处理墨。墨的处理例如包括使在施加至打印介质 的墨中所包含的着色剂凝固或不可溶解。
[0032] 另外，除非另外说明，否则"打印元件"（以下还称为"喷嘴"）通常指墨排出口、与 该墨排出口相连通的液体通道以及生成排出墨要使用的能量的元件。
[0033] 打印设各的说明（图1)
[0034] 首先，将说明可共通地应用于后面要说明的几个实施例的喷墨打印设备（以下称 为打印设备）。
[0035] 图1是作为本发明的典型实施例示出安装有喷墨打印头（以下称为打印头）以将 墨排出至打印介质并进行打印的打印设备的主要机构的概况的立体图。如图1所示，将打 印头1安装在滑架3上。滑架3根据正时带4的移动而沿着导轨6在由箭头S表示的方向 上以往复移动的方式引导并支撑。打印头1在与打印介质2相对的表面上包括沿着与滑架 3的移动方向不同的方向排列的喷嘴。在使支撑打印头1的滑架3在由箭头S表示的方向 上往复扫描的情况下，根据打印数据来从打印头1的喷嘴排出墨，由此在打印介质2上进行 打印。
[0036] 考虑到多个颜色的墨的排出，可以配置多个打印头1。例如，打印头1可以使用青 色（C)、品红色（M)、黄色（Y)和黑色（Bk)的墨来进行打印。打印头1可以以可分离或不可 分离的方式与容纳墨的储墨器一体化。打印头1可以从配置在设备的固定部位的储墨器经 由管等接收墨的供给。滑架3包括用于将驱动信号等经由软电缆8和连接器传送至各打印 头1的电气连接部。
[0037] 尽管图1中没有示出，但在打印头的移动范围内针对打印介质2的打印范围的外 部配置有用于使打印头的喷嘴的墨排出操作维持为良好状态或者恢复该墨排出操作的恢 复单元。该恢复单元可以采用众所周知的结构。例如，该恢复单元可以包括：盖，用于覆盖 打印头的喷嘴形成面；以及泵，用于通过在覆盖状态下施加负压来强制墨从喷嘴排出到盖 内。该恢复单元可以进行不用于图像打印的墨朝向例如盖内的排出（预备排出）。
[0038] 打印头的结构（图2A?3)
[0039] 图2A是示出包括温度检测元件的打印头的基板（加热器板）的一部分的示意平 面图。图2B是沿着线a-a'所截取的示意截面图。
[0040] 根据驱动脉冲信号来供给电力以从排成列的多个喷嘴103排出墨。响应于此，对 电热变换器（以下称为加热器）104加热，以例如在墨中产生膜沸腾，由此从各喷嘴排出墨 滴。
[0041] 在图2A的平面图中，端子106通过引线接合连接至外部以供给电力。通过与加热 器104所用的成膜工艺相同的成膜工艺来在加热器板上形成温度检测元件（以下称为温度 传感器）105。附图标记107表不共用液室。
[0042] 如图2B的截面图所示，在构成加热器板的Si基板108上，经由热氧化膜Si02等 所制成的蓄热层109配置有阻抗值根据温度而改变的薄膜电阻器构成的温度传感器105。 温度传感器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 的互连线110,其中该互连线110包括针对加热器104的个体互连线、以及与该加热器和用 于选择性地向加热器104供给电力的控制电路相连接的互连线。此外，通过与半导体制造 工艺相同的工艺以高密度在层间绝缘膜111上堆叠加热器104、SiN等的钝化膜112和抗气 蚀膜113。注意，对于抗气蚀膜113,可以使用Ta等，从而提高加热器104上的耐气蚀性。
[0043] 各自作为薄膜电阻器所形成的温度传感器105以一一对应的方式配置在相应加 热器104的正下方（邻接），以使得温度传感器105单独分离并且在数量上与加热器104相 等。可以将加热器104构造成连接至各温度传感器105的个体互连线110的一部分。由于 可以在无需大幅改变传统结构的情况下制造加热器板，因此这在生产时是有利的。
[0044] 可以适当确定温度传感器105的平面形状。温度传感器105的平面形状可以是如 图2A所示的具有与加热器104的尺寸相同的尺寸的矩形形状，或者如图3所示的蛇行形 状。这种形状可以提高温度传感器105的阻抗，并且即使在小的温度波动的情况下也可以 以高精度获得检测值。
[0045] 控制结构（图4)
[0046] 图4是示出包括图1所示的打印设备的打印系统的控制结构的框图。
[0047] 在图4中，接口 1700接收从具有主机计算机的形式或其它适当形式的外部设备 1000发送来的包含命令和图像数据的打印信号。根据需要，打印设备可以将该打印设备的 状况信息从接口 1700发送至外部设备1000。MPU1701根据存储在R0M1702中的与（后面 要说明的）处理过程相对应的控制程序和所需数据来控制打印设备内的各单元。
[0048] DRAM1703保存各种数据（例如，打印信号和要供给至打印头的打印数据）。门阵 列（G.A.) 1704控制向着打印头1的打印数据的供给，并且还控制接口 1700、MPU1701和 DRAM1703之间的数据传送。诸如EEPR0M等的非易失性存储器1726即使在打印设备的电源 断开时也保存所需数据。
[0049] 如图1所示，使用滑架马达1708来使滑架3在箭头所示的方向上往复移动。使用 输送马达1709来输送打印介质2。头驱动器1705驱动打印头1。马达驱动器1706和1707 分别驱动输送马达1709和滑架马达1708。恢复单元1710可以包括上述的盖和泵等。操作 面板1725包括操作员为了对打印设备进行各种设置所使用的设置输入单元、以及向操作 员显示消息的显示单元。光学传感器1800检测打印介质的输送位置等。
[0050] 棑出状杰判断原理
[0051] 应用了本发明的打印头基本包括：加热元件（加热器），用于生成排出墨所用的热 能；以及温度检测元件（温度传感器），用于检测伴随着驱动的温度变化。
[0052] 在根据后面要说明的第一实施例的方法中，首先，在正常排出时起泡之后墨接触 抗气蚀膜的时间、或者在发生排出不良时起泡之后墨接触抗气蚀膜的时间的时间段内，施 加既不会引起起泡也不会引起排出的电压。将该施加称为第二施加，并且将电压称为第二 电压。为了将用于排出墨的电压的施加与第二施加区分开，将前一施加称为第一施加，并且 将该电压称为第一电压。
[0053] 然后，如果基于温度检测元件所检测到的温度变化、紧挨在施加第二施加之前的 温度和从施加第二电压起经过了预定时间之后的温度之间的差小于预定阈值，则判断为排 出正常。
[0054] 作为根据（后面要说明的）第二实施例的方法，如果通过对施加第二电压之后的 温度变化进行二阶微分所获得的值大于预定值，则判断为排出正常。
[0055] · if常驱动时的棑Hi现象和淵度夺化
[0056] 将说明在正常排出墨的情况和发生排出不良的情况下、喷嘴内的状态变化和温度 传感器所检测到的温度变化之间的关系。首先，作为本发明的比较例，将说明在没有施加第 二电压的情况下、喷嘴内的墨的状态和温度传感器所检测到的温度的变化。
[0057] 图5A?5G是不出在没有施加第二电压即仅施加第一电压时、正常排出墨的情况 和发生排出不良的情况下的喷嘴内的墨的状态的图。
[0058] 图6是示出在没有施加第二电压即仅施加第一电压时、正常排出墨的情况和发生 排出不良的情况下的温度传感器105所检测到的温度变化的图。
[0059] 在图6中，纵轴表示温度传感器所检测到的温度（°C )，并且横轴表示在施加第一 电压之后所经过的时间（单位是Usee)。在图5A?6中，将喷嘴内的墨的状态根据经过时 间分类为状态i、状态ii和状态iii。
[0060] 状杰 i
[0061] 在向加热器104施加脉冲状电压的情况下，加热器104的温度急剧上升（参见图 5A)。伴随于此，墨和抗气蚀膜之间的界面处的温度也上升。在墨和抗气蚀膜之间的界面处 的温度达到墨起泡（沸腾）温度的情况下，气泡生成并且生长。此时，由于气泡的生成而 导致抗气蚀膜113的位于加热器104的正上方的一部分没有接触墨（参见图5B)。由于气 泡的热传导率比墨的热传导率低一个数量级，因此在加热器104的正上方存在气泡的状态 下，几乎没有向着墨传导热。在电压脉冲的施加停止之后，温度传感器105所检测到的温度 达到最大温度，然后下降。
[0062] 状杰 ii
[0063] 在温度传感器105所检测到的温度达到最大温度之后的温度下降过程和喷嘴内 的墨的状态在正常排出和排出不良之间不同。因而，将针对正常排出和排出不良单独说明 温度下降过程和喷嘴内的墨的状态。
[0064] 1. if 常棑出
[0065] 随着热消散，气泡逐渐收缩。气泡的内部压力和大气压力变得不同，这导致从喷出 口向着气泡和加热器板产生墨流动。结果，在气泡完全消失之前，在气泡中心上方的墨或该 气泡与大气相连通时产生的微小墨滴（拖尾墨）接触抗气蚀膜113 (参见图5C)。由于热传 导率高的墨接触抗气蚀膜113,因此从加热器板向着墨传导热，并且加热器板侧上的温度传 感器105快速冷却（参见图。响应于此，在温度传感器105所检测到的温度下降过程 中，冷却速度改变。在冷却速度改变之后，墨总是覆盖抗气蚀膜（参见图5E)。不久之后墨 从墨供给口流动以充满喷嘴的内部（参见图5F)，并且温度传感器105所检测到的温度下 降。
[0066] 2.棑出不良
[0067] 如果在喷嘴中灰尘堵塞、或者喷嘴附近的墨的粘度增加，则在一些情况下无法排 出墨（参见图5C)。由于生长的气泡甚至也不会通过排出引起墨流动，因此不会发生仅气泡 中心上方的墨接触抗气蚀膜113的现象。在温度传感器105所检测到的温度下降过程中， 不同于正常排出，冷却速度没有改变。不久，所生长的气泡随着时间经过消失，并且墨和抗 气蚀膜之间的界面逐渐收缩（参见图和5E)。在气泡完全消失的情况下，抗气蚀膜113 被墨覆盖（参见图5F)。此时，由于热传导率高的墨接触抗气蚀膜113,因此从加热器板向 着墨传导热，并且加热器板侧的温度传感器105快速冷却。响应于此，在温度传感器105所 检测到的温度下降过程中，冷却速度改变。在冷却速度改变之后，墨总是覆盖抗气蚀膜，并 且温度传感器105所检测到的温度下降。
[0068] 状杰 iii
[0069] 温度下降为紧挨在施加第一施加电压之前所检测到的值，并且变得恒定（参见图 5G)。
[0070] 第一实施例
[0071] 将说明根据本发明的第一实施例的、在通过施加第二电压来驱动打印头的情况下 的墨排出现象和温度传感器所检测到的温度的变化。
[0072] 图7是示出第一实施例中的施加第二电压以及温度传感器检测温度的定时的时 序图。
[0073] 如图7所示，施加第二电压的定时是正常排出时在起泡之后墨接触抗气蚀膜的时 间、或者发生排出不良时在起泡之后墨接触抗气蚀膜的时间的时间段（状态ii)。利用第二 电压所施加的能量的大小小而不足以起泡或排出墨。在施加第二压力的情况下，温度传感 器所检测到的温度变化在墨的正常排出和排出不良之间变得不同。
[0074] 图8是示出在施加第二电压的情况下、墨的正常排出和发生排出不良时的温度变 化的图。
[0075] 在正常排出时，热传导率高的墨覆盖抗气蚀膜。因而，利用第二电压所产生的热主 要传导至墨，并且利用第二电压所产生的热几乎没有传导至温度传感器。结果，温度传感器 所检测到的温度几乎没有上升。作为对比，在发生排出不良时，热传导率低的气泡覆盖加热 器表面。利用第二电压所产生的热几乎没有传导至气泡并且容易地传导至温度传感器。因 此，温度传感器所检测到的温度上升。
[0076] 接着，将说明温度检测定时、阈值设置和墨排出状态判断方法。
[0077] 如图7所示，用作利用温度传感器105的温度检测开始的定时的检查开始时刻tl 紧挨在施加第二电压之前。将该定时所测量到的温度称为第一温度Tpl。此外，用作利用温 度传感器105的温度检测结束的定时的检查结束时刻t2是在施加第二电压之后、在温度传 感器所检测到的温度中出现墨的正常排出和排出不良之间的差异的定时。将该定时所测量 到的温度称为第二温度Tp2。
[0078] 图9是示出温度传感器所检测到的温度的时间变化和判断阈值的图。
[0079] 如果第二温度Τρ2和第一温度Tpl之间的差等于或小于用作预定判断阈值的温度 差判断阈值Tth，则判断为排出正常。如果该差大于温度差判断阈值Tth，则判断为发生排 出不良。注意，需要根据喷嘴以及温度传感器105所检测到的伴随着驱动的温度变化来预 先设置第二电压、检测开始时刻tl (第二时刻）和检测结束时刻t2 (第二时刻）。
[0080] 作为墨排出状态判断方法，不仅将Tpl和Tp2之间的差与阈值进行比较，而且还可 以将Tpl和Τρ2的比率与预定阈值进行比较。如果该比率低于阈值，则判断为排出正常。然 而，根据波形，可以在比率较高的情况下判断为排出正常。
[0081] 图10是示出第一实施例中的墨排出状态判断处理的流程图。
[0082] 首先，在步骤S1中，紧挨在施加第二电压之前，温度传感器105检测第一温度Tpl， 并且将该温度存储在存储器中。然后，在步骤S2中，在预定时间施加第二电压。该存储器 例如是打印头1中所配置的存储器或DRAM1703。
[0083] 在步骤S3中，在施加第二电压之后的预定时间处，温度传感器105检测第二温度 Tp2,并且将该温度存储在存储器中。在步骤S4中，检查第二温度Tp2和第一温度Tpl之间 的差是否大于预定的温度差判断阈值Tth。如果Tp2-Tpl>Tth，则该处理进入步骤S4-1以 判断为发生了排出不良。如果Tp2-Tpl < Tth (等于或小于第一阈值），则该处理进入步骤 S4-2以判断为排出正常。
[0084] 根据上述第一实施例，将在施加第二电压之前和之后的两个定时所检测到的两个 温度之间的差与预定阈值（第一阈值）进行比较。根据该比较结果，可以判断是正常排出 了墨还是发生了排出不良。
[0085] 第二实施例
[0086] 将说明根据第二实施例的检测定时、阈值设置和墨排出状态判断方法。
[0087] 图11是示出第二实施例中的施加第二电压以及温度传感器检测温度的定时的时 序图。
[0088] 在第二实施例中，在状态ii中，紧挨在施加第二电压之后温度传感器105开始温 度检测。在检测温度直到将墨的正常排出和排出不良之间的差异判断为特征点为止之后， 该检测结束。更具体地，如图11所示，利用温度传感器105的检查开始时刻tl是在施加第 二电压之后、在温度传感器105所检测到的温度中表现出墨的正常排出和排出不良之间的 差异的定时。此外，利用温度传感器105的检查结束时刻t2是检测到在检测开始时刻tl 之后对检测温度T进行与时间t有关的二阶微分处理所需的时间的定时。
[0089] 图12是示出温度传感器所检测到的温度T的作为时间的函数的二阶微分值d2T/ dt2的波形和判断阈值的图。
[0090] 如以上已经说明的，施加第二电压之后的温度变化在墨的正常排出和排出不良之 间不同。在正常排出时，墨覆盖加热器，因而温度传感器105所检测到的温度急剧下降并且 接近恒定值。因而，如图12所示，二阶微分值d 2T/dt2变得大。作为对比，在发生排出不良 的情况下，气泡覆盖加热器。因而，温度传感器105所检测到的温度逐渐下降并且接近恒定 值。因此，二阶微分值d2T/dt2变得小。
[0091] 由于二阶微分值d2T/dt2根据排出状态的差异而不同，因此可以通过将图12中的 二阶微分值D与二阶微分判断阈值Dth进行比较来判断是排出正常还是发生了排出不良。
[0092] 图13是示出第二实施例中的排出状态判断处理的流程图。在图13中，与第一实 施例中参考图10所述的步骤附图标记相同的步骤附图标记表示相同的处理步骤，并且将 不重复针对这些处理步骤的说明。
[0093] 参考图13,在步骤S2之后，在步骤S3a中，将从施加第二电压起经过了预定时间 的检测开始时刻tl开始、直至经过了预定时间的检测结束时刻t2为止的温度T存储在存 储器中。然后，在步骤S3b中，计算通过对所记录的温度进行二阶微分所获得的二阶微分值 d2T/dt2以将该计算结果存储在存储器中。
[0094] 在步骤S4a中，将步骤S3b中所获得的二阶微分值与二阶微分判断阈值Dth进行 比较。如果d 2T/dt2>Dth，则判断为排出正常。如果d2T/dt2彡Dth(等于或小于第二阈值）， 则判断为发生排出不良。
[0095] 注意，该判断不仅可以基于温度的作为时间的函数的二阶微分值来进行，而且还 可以基于一阶微分值来进行。如果该值大于阈值，则判断为排出正常。然而，根据波形，可 以在该值较小的情况下判断为排出正常。
[0096] 根据上述第二实施例，将根据在施加第二电压之后的两个时刻之间的间隔内记录 的温度所获得的一阶微分值或二阶微分值与预定阈值（第二阈值）进行比较。根据该比较 结果，可以判断是正常排出了墨还是发生了排出不良。
[0097] 判断方法不限于第一实施例和第二实施例所述的判断方法，并且可以使用任何其 它参数或变量，只要该判断方法涉及能够明确区分墨的正常排出和排出不良之间的差异的 检测温度即可。
[0098] 根据上述两个实施例，可以在适当定时对所有喷嘴进行墨排出状态的判断。例如， 这可以在打印操作期间或在预备排出时执行。在任何情况下，伴随着各喷嘴的排出操作来 执行墨排出状态的判断，并且可以以高精度识别发生了排出不良的喷嘴。
[0099] 此外，可以响应于排出不良的检测来快速执行恢复处理，或者可以快速执行利用 其它喷嘴来补充打印的操作。此外，还可以快速执行最优的驱动脉冲的确定、使打印头免于 升温等的保护处理以及向着用户的警告等。
[0100] 已说明了将本发明应用于被配置为进行串行打印的打印设备的示例。无需说明， 本发明还可应用于使用全幅型打印头的打印设备。在该打印设备中，打印操作非常快，并且 在一系列打印操作期间无法将打印头定位到恢复单元并进行恢复处理。因此，在向着盖的 预备排出或打印操作期间快速识别发生了排出不良的喷嘴、以及快速进行恢复处理或利用 其它全幅型打印头的补充打印方面，本发明是有效的。
[0101] 尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的 典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功 能。
【权利要求】
1. 一种打印设备，包括： 打印头，其包含：加热器，用于生成排出墨所用的热能；以及温度传感器，用于检测温 度； 驱动单元，用于驱动所述加热器； 控制单元，用于进行控制，以利用所述驱动单元通过施加排出墨所用的第一电压来驱 动所述加热器以及通过施加不足以排出墨的第二电压来驱动所述加热器；以及 判断单元，用于基于根据所述温度传感器与所述第二电压的施加定时有关地检测到的 多个温度所获得的信息，来判断是正常排出了墨还是发生了排出不良。
2. 根据权利要求1所述的打印设备，其中，根据所述多个温度所获得的信息包括在施 加所述第二电压之前和之后的时刻所述温度传感器所检测到的两个温度之间的差、或者在 施加所述第二电压之后的两个时刻之间的间隔内所述温度传感器所检测到的温度的变化。
3. 根据权利要求2所述的打印设备，其中，还包括第一比较单元，所述第一比较单元用 于将在施加所述第二电压之前的第一时刻所述温度传感器所检测到的第一温度和在施加 所述第二电压之后的第二时刻所述温度传感器所检测到的第二温度之间的差或者所述第 一温度和所述第二温度的比率值与预定第一阈值进行比较， 其中，在所述第二温度和所述第一温度之间的差或比率值大于所述预定第一阈值的情 况下，所述判断单元判断为发生了排出不良，并且在所述第二温度和所述第一温度之间的 差或比率值不大于所述预定第一阈值的情况下，所述判断单元判断为排出正常。
4. 根据权利要求2所述的打印设备，其中，还包括： 记录单元，用于记录在施加所述第二电压之后的第一时刻和能够判断出所述温度传感 器所检测到的温度的变化的特征点的第二时刻之间的间隔内、所述温度传感器所检测到的 温度； 计算单元，用于计算所述记录单元记录的所述温度传感器所检测到的温度的与时间有 关的一阶微分值或二阶微分值；以及 第二比较单元，用于将所述计算单元计算出的所述一阶微分值或所述二阶微分值与预 定第二阈值进行比较， 其中，在所述一阶微分值或所述二阶微分值大于所述预定第二阈值的情况下，所述判 断单元判断为排出正常，并且在所述一阶微分值或所述二阶微分值不大于所述预定第二阈 值的情况下，所述判断单元判断为发生了排出不良。
5. 根据权利要求4所述的打印设备，其中，所述特征点包括在所述温度传感器所检测 到的温度的变化中表现出墨的正常排出和排出不良之间的差异的点。
6. 根据权利要求1所述的打印设备，其中， 所述打印头包括与用于排出墨的多个喷嘴相对应的多个所述加热器，以及 所述打印头包括与各所述加热器相对应的多个所述温度传感器。
7. 根据权利要求6所述的打印设备，其中，通过所述控制单元的所述第二电压的施加 和通过所述判断单元的判断是针对所述多个喷嘴中的各喷嘴所进行的。
8. 根据权利要求7所述的打印设备，其中，所述打印头包括全幅型打印头。
9. 根据权利要求7所述的打印设备，其中，还包括扫描单元，所述扫描单元用于往复扫 描安装有所述打印头的滑架。
10. -种打印设备的墨排出状态判断方法，所述打印设备包括：打印头，其包含用于生 成排出墨所用的热能的加热器和用于检测温度的温度传感器；以及驱动单元，用于驱动所 述加热器，所述墨排出状态判断方法包括以下步骤： 进行控制，以利用所述驱动单元通过施加排出墨所用的第一电压来驱动所述加热器以 及通过施加不足以排出墨的第二电压来驱动所述加热器；以及 基于根据所述温度传感器与所述第二电压的施加定时有关地检测到的多个温度所获 得的信息，来判断是正常排出了墨还是发生了排出不良。
11. 根据权利要求10所述的墨排出状态判断方法，其中，根据所述多个温度所获得的 信息包括在施加所述第二电压之前和之后的时刻所述温度传感器所检测到的两个温度之 间的差、或者在施加所述第二电压之后的两个时刻之间的间隔内所述温度传感器所检测到 的温度的变化。
12. 根据权利要求11所述的墨排出状态判断方法，其中，还包括以下步骤：将在施加所 述第二电压之前的第一时刻所述温度传感器所检测到的第一温度和在施加所述第二电压 之后的第二时刻所述温度传感器所检测到的第二温度之间的差或者所述第一温度和所述 第二温度的比率值与预定第一阈值进行比较， 其中，在所述第二温度和所述第一温度之间的差或比率值大于所述预定第一阈值的情 况下，判断为发生了排出不良，并且在所述第二温度和所述第一温度之间的差或比率值不 大于所述预定第一阈值的情况下，判断为排出正常。
13. 根据权利要求11所述的墨排出状态判断方法，其中，还包括以下步骤： 记录在施加所述第二电压之后的第一时刻和能够判断出所述温度传感器所检测到的 温度的变化的特征点的第二时刻之间的间隔内、所述温度传感器所检测到的温度； 计算所记录的所述温度传感器所检测到的温度的与时间有关的一阶微分值或二阶微 分值；以及 将所计算出的所述一阶微分值或所述二阶微分值与预定第二阈值进行比较， 其中，在所述一阶微分值或所述二阶微分值大于所述预定第二阈值的情况下，判断为 排出正常，并且在所述一阶微分值或所述二阶微分值不大于所述预定第二阈值的情况下， 判断为发生了排出不良。
14. 根据权利要求13所述的墨排出状态判断方法，其中，所述特征点包括在所述温度 传感器所检测到的温度的变化中表现出墨的正常排出和排出不良之间的差异的点。
15. 根据权利要求10所述的墨排出状态判断方法，其中， 所述打印头包括与用于排出墨的多个喷嘴相对应的多个所述加热器， 所述打印头包括与各所述加热器相对应的多个所述温度传感器，以及 所述第二电压的施加和所述判断是针对所述多个喷嘴中的各喷嘴所进行的。
【文档编号】B41J2/01GK104097398SQ201410133952
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2013年4月3日
【发明者】池武志 申请人:佳能株式会社