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記録ヘッド測定装置および記録ヘッド測定装置の制御方法 - セイコーエプソン株式会社
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発明の名称 記録ヘッド測定装置および記録ヘッド測定装置の制御方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−76053(P2007−76053A)
公開日 平成19年3月29日(2007.3.29)
出願番号 特願2005−264016(P2005−264016)
出願日 平成17年9月12日(2005.9.12)
代理人 【識別番号】100091823
【弁理士】
【氏名又は名称】櫛渕 昌之
発明者 中村 雄一
要約 課題
装置コストの低減化および取り扱いが容易で、装置を生産現場に配置するのに好適で、記録ヘッドの被駆動部の変位量を計測する。

解決手段
記録ヘッドHのワイヤ(被駆動部)を駆動するための駆動信号を生成し、記録ヘッドHに出力するワイヤ駆動部32と、ワイヤとの間で静電容量を形成し、駆動信号に伴うワイヤの駆動状態において静電容量の変化に基づいてワイヤの変位を検出し、変位検出信号を出力する変位測定部21と、変位検出信号に基づいてデータ処理を行うコントロール部22と、を備える。
特許請求の範囲
【請求項1】
印字用の記録ヘッドの動作特性を計測するための記録ヘッド測定装置において、
前記記録ヘッドの被駆動部を駆動するための駆動信号を生成し、前記記録ヘッドに出力する駆動部と、
前記被駆動部との間で静電容量を形成し、前記駆動信号に伴う前記被駆動部の駆動状態において前記静電容量の変化に基づいて前記被駆動部の変位を検出し、変位検出信号を出力する変位検出部と、
前記変位検出信号に基づいてデータ処理を行うデータ処理部と、
を備えたことを特徴とする記録ヘッド測定装置。
【請求項2】
請求項1記載の記録ヘッド測定装置において、
前記データ処理部は、前記変位検出信号に基づいて前記被駆動部の速度、加速度、位置あるいはたわみ状態のうち、少なくともいずれかに対応するデータを生成することを特徴とする記録ヘッド測定装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2記載の記録ヘッド測定装置において、
前記データ処理の結果を視覚的に表示する表示部を備えたことを特徴とする記録ヘッド測定装置。
【請求項4】
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の記録ヘッド測定装置において、
前記被駆動部は、記録ワイヤあるいは圧電素子であることを特徴とする記録ヘッド測定装置。
【請求項5】
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の記録ヘッド測定装置において、
前記変位検出部は、前記被駆動部の変位を検出する静電容量センサを備え、
前記記録ヘッドが固定されるヘッド固定部と、
前記ヘッド固定部と前記静電容量センサとの位置関係を調整する位置調整部と、
を備えたことを特徴とする記録ヘッド測定装置。
【請求項6】
印字用の記録ヘッドの被駆動部との間で静電容量を形成する静電容量センサを有し、前記記録ヘッドの動作特性を計測するための記録ヘッド測定装置の制御方法において、
前記被駆動部を駆動するための駆動信号を生成し、前記記録ヘッドに出力するヘッド駆動過程と、
前記静電容量センサの出力信号に基づいて、前記駆動信号に伴う前記被駆動部の駆動状態において前記静電容量の変化に基づいて前記被駆動部の変位を検出する変位検出過程と、
前記変位の検出状態に基づいてデータ処理を行うデータ処理過程と、
を備えたことを特徴とする記録ヘッド測定装置の制御方法。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、記録ヘッド測定装置および記録ヘッド測定装置の制御方法に係り、特にプリンタの印字用記録ヘッドの動作特性を計測するための記録ヘッド測定装置および記録ヘッド測定装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インパクトドットプリンタにおいて、プリンタの印字品質、印字能力の測定は、専用の印字チェッカを用いて実際に印字を行い、その品質判定を検査者が行うようにしていた。
このような手法を採る場合、プリンタと印字ヘッドの取り付け状態により、品質変動が生じる。また、使用する印字紙により品質変動が生じ、また検査結果が検査者の恣意的な判断に依存するため、良、不良の境界が不明確である。
この結果、検査者により品質判定結果の変動が生じる可能性がある。
これを解決するための一方法として、従来より知られている変位、振動現象等を非接触で測定するための装置として、光学式変位振動測定装置や静電容量変位計を用いることが考えられる。
光学式変位振動測定装置は、測定対象をカメラにより撮像し、測定対象の明暗のコントラストに基づいてその変位、振動現象をリアルタイムにデータ化するものである。
また、ワイヤ動作検出装置として用いられている静電容量変位計は、記録ヘッドに静電容量素子を内蔵し、ワイヤの変位量を測定して、記録ヘッドの適切なギャップを制御する構成を採っていた(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平7−117245号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、上述した光学式変位振動測定装置は、光学系を用いているため、装置コストが高く、取り扱いも簡易ではなく、生産現場に配置するのにはあまり適しているとは言えなかった。
また、上記従来の静電容量変位計は、記録ヘッドに静電容量素子を内蔵する必要があり、汎用性がないという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、装置コストの低減化および取り扱いが容易で、装置を生産現場に配置するのに好適で、記録ヘッドの被駆動部の変位量を計測することが可能な記録ヘッド測定装置および記録ヘッドの測定装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記課題を解決するため、印字用の記録ヘッドの動作特性を計測するための記録ヘッド測定装置において、前記記録ヘッドの被駆動部を駆動するための駆動信号を生成し、前記記録ヘッドに出力する駆動部と、前記被駆動部との間で静電容量を形成し、前記駆動信号に伴う前記被駆動部の駆動状態において前記静電容量の変化に基づいて前記被駆動部の変位を検出し、変位検出信号を出力する変位検出部と、前記変位検出信号に基づいてデータ処理を行うデータ処理部と、を備えたことを特徴としている。
上記構成によれば、駆動部は、記録ヘッドの被駆動部を駆動するための駆動信号を生成し、記録ヘッドに出力する。
変位検出部は、被駆動部との間で静電容量を形成し、駆動信号に伴う被駆動部の駆動状態において静電容量の変化に基づいて被駆動部の変位を検出し、変位検出信号をデータ処理部に出力する。
これにより、データ処理部は、入力された変位検出信号に基づいてデータ処理を行う。
【0005】
この場合において、前記データ処理部は、前記変位検出信号に基づいて前記被駆動部の速度、加速度、位置あるいはたわみ状態のうち、少なくともいずれかに対応するデータを生成するようにしてもよい。
また、前記データ処理の結果を視覚的に表示する表示部を備えるようにしてもよい。
さらに、前記被駆動部は、記録ワイヤあるいは圧電素子であるようにしてもよい。
さらにまた、前記変位検出部は、前記被駆動部の変位を検出する静電容量センサを備え、前記記録ヘッドが固定されるヘッド固定部と、前記ヘッド固定部と前記静電容量センサとの位置関係を調整する位置調整部と、を備えるようにしてもよい。
また、被駆動部との間で静電容量を形成する静電容量センサを有し、印字用の記録ヘッドの動作特性を計測するための記録ヘッド測定装置の制御方法において、前記被駆動部を駆動するための駆動信号を生成し、前記記録ヘッドに出力するヘッド駆動過程と、前記静電容量センサの出力信号に基づいて、前記駆動信号に伴う前記被駆動部の駆動状態において前記静電容量の変化に基づいて前記被駆動部の変位を検出する変位検出過程と、前記変位の検出状態に基づいてデータ処理を行うデータ処理過程と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、装置コストの低減化および取り扱いが容易で、装置を生産現場に配置するのに好適で、記録ヘッドの被駆動部の変位量を計測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
次に本発明の好適な実施の形態について説明する。
[1]第1実施形態
図1は、第1実施形態の静電容量変位測定装置の平面図である。図2は、第1実施形態の静電容量変位測定装置の正面図である。図3は、第1実施形態の静電容量変位測定装置の側面図である。
本第1実施形態の静電容量変位測定装置10は、記録ヘッド測定装置として機能しており、ドットインパクトプリンタの記録ヘッドのワイヤの駆動状態を測定するために構成されている。
具体的には、静電容量変位測定装置10は、大別すると、ドットインパクトプリンタの記録ヘッド(図中、一点鎖線で示す)Hのワイヤを測定対象として、ワイヤとの間に静電容量を形成し、ワイヤの動きに伴う静電容量変化を検出する静電容量センサ11と、静電容量センサ11を固定するセンサ固定部12と、記録ヘッドHを測定に最適な状態で固定するヘッド固定部13と、ヘッド固定部13が固定され、当該ヘッド固定部13を静電容量センサ11の検出面11Aに垂直な直線方向に所望量だけ移動させることが可能なヘッド移動部14と、センサ固定部12およびヘッド移動部14を載置したテーブル部15と、を備えている。
【0008】
ここで、ヘッド移動部14は、記録ヘッドHをμm単位で移動可能とするようにマイクロメータと同様の微動機構を備えており、記録ヘッドHを測定に最適な位置へと移動させることが可能となっている。
図4は、静電容量変位測定装置の概要構成ブロック図である。
静電用変位測定装置10は、大別すると、変位測定部21と、コントロール部22と、電源部23と、表示部24と、を備えている。
変位測定部21は、測定対象である記録ヘッドHの動きに伴う静電容量変化を電圧変化に変換した検出信号を出力する静電容量センサ11と、静電容量センサ11の出力した検出信号を増幅してコントロール部に出力するアンプ部31と、を備えている。
コントロール部22は、電源部23から供給された電源から測定対象のワイヤを駆動するための駆動信号を生成し、記録ヘッドに出力するワイヤ駆動部32と、コントロール部全体を制御するメインコントロール部33と、を備えて構成されている。
【0009】
メインコントロール部33は、大別すると、ワイヤ駆動部へ供給するヘッド駆動タイミング信号を生成するヘッド駆動タイミング生成部35と、変位測定部21の出力信号に基づいてデータ処理を行うアナログ信号入力・処理部36と、アナログ信号を処理し、外部に出力するためのアナログ信号出力・処理部37と、表示部を制御するための表示制御部38と、外部パーソナルコンピュータ(PC)Pとの間のインターフェース動作を行うIF(インターフェース)部39と、を備えて構成されている。
電源部23は、商用交流電源から各部へ供給する直流電源(例えば、+5V、+12Vなど)を生成し供給する。
表示部24は、メインコントロール部の制御下で各種情報を表示する。
【0010】
次に実施形態の動作を説明する。
まず、検査者は、記録ヘッドHをヘッド固定部13に固定するとともに、ヘッド固定部13を静電容量センサ11の検出面11Aに垂直な直線方向に移動させ、変位測定部21からの出力信号のレベルが所定範囲となるように設定する。
この状態で、測定開始が支持されると、コントロール部22のメインコントロール部33は、記録ヘッドHの駆動および測定を開始する。
具体的には、ヘッド駆動タイミング生成部35は、ヘッド駆動タイミング信号を生成し、ワイヤ駆動部32に出力する。
ワイヤ駆動部32は、電源部23から供給された電源から測定対象のワイヤを駆動するための駆動信号を生成し、記録ヘッドHに出力する。
【0011】
この場合に、測定モードとしては、自動モード、シングルモード、ランダムモード等があり、例えば、記録ヘッドHが24本ワイヤ(ピン)の場合、自動モードにおける駆動としては、第1番ワイヤ(ピン)〜第24番ワイヤ(ピン)を予め設定された駆動条件で順番に駆動するようにされ、シングルモードにおける駆動としては、いずれか一つのワイヤを予め設定された駆動条件で順番に駆動するようにされ、ランダムモードにおける駆動としては、第1番ワイヤ〜第24番ワイヤの中から、ランダムに1本ずつを選択して予め設定された駆動条件で駆動し、全てのワイヤが選択されるまで同様の動作を繰り返すこととなる。
【0012】
また予め設定された駆動条件としては、記録ヘッドHのワイヤの駆動電圧(例えば、0〜46V)、記録ヘッドHのワイヤの駆動パルス幅(例えば、100〜400μs)、記録ヘッドHのワイヤの駆動周波数(例えば、5〜2400Hz)、サンプリングタイミングに相当する測定パルス数(例えば、1〜100回)、測定期間(例えば、50〜1000μs)などが挙げられる。
これと並行して、変位測定部21の静電容量センサ11は、測定対象である記録ヘッドHの動きに伴う静電容量変化を電圧変化に変換した検出信号をアンプ部31に出力する。
アンプ部31は、静電容量センサ11の出力した検出信号を増幅してコントロール部22のアナログ信号入力・処理部36に出力する。
アナログ信号入力・処理部36は、変位測定部21の出力信号の線形補間を行うとともに、線形補間後の出力信号に基づいてデータ処理を行い、データ処理結果のデータの一部を表示用データとして表示制御部38に出力する。
【0013】
表示制御部38は、入力された表示用データに基づいて記録ヘッドHのワイヤの駆動状態(ワイヤ速度、ワイヤ加速度、ワイヤ先端位置など)を視覚的に表示する。
また、アナログ信号出力・処理部37は、アナログ信号入力・処理部36から入力されたデータ処理結果のデータをデータフォーマット変換などを行い、IF部39を介して外部パーソナルコンピュータPに出力することとなる。
図5は、表示状態の説明図である。
具体的には、図5に示すように、少なくともワイヤの番号(図中では、第3番ワイヤと、第4番ワイヤ)と、ワイヤの変位状態(静電容量変化)を時間軸上に表示することとなる。
この結果、検査者は、測定対象の記録ヘッドHのワイヤの挙動を視覚的に確認できるとともに、測定データを容易に外部パーソナルコンピュータP上で処理、加工することが可能となる。
外部パーソナルコンピュータP上における処理、加工としては、グラフ表示、温度補正処理などが挙げられる。
【0014】
以上の説明のように本実施形態によれば、記録ヘッドの被駆動部の変位量を計測するに際し、装置構成が簡易であるので、装置コストの低減化を図ることができる。
また、取り扱いが容易で生産現場に配置するのに好適である。
さらに、実際の印字は行わせないで測定を行うので、ドットインパクトプリンタの印字品質、印字能力の測定にばらつきが生じることない。
さらに、検査者の判断が入ることなく、良、不良の境界が明確となるため、品質判定にばらつきが生じることがない。
【0015】
[2]第2実施形態
図6は、第2実施形態の静電容量変位測定装置の要部の正面図である。図7は、第2実施形態の静電容量変位測定装置の側面図である。
本第2実施形態の静電容量変位測定装置10Aが第1実施形態の静電容量変位測定装置10と異なる点は、ドットインパクトプリンタの記録ヘッドのワイヤの駆動状態を測定するものではなく、インクジェットプリンタの記録ヘッドのピエゾ素子(PZT)の駆動状態を測定するために構成された点である。
図8は、インクジェットプリンタの記録ヘッドの平面図である。図9は、インクジェットプリンタの記録ヘッドの正面図である。
インクジェットプリンタの記録ヘッドH1は、薄板形状をしており、記録ヘッドH1の一方の面に複数の短冊状のピエゾ素子(PZT)41が配置されており、記録ヘッドのH1の端面には各ピエゾ素子41に対応して、ノズル42が形成されている。
【0016】
実際に記録ヘッドH1を駆動する場合には、駆動しようとするピエゾ素子41に駆動信号Sとしての電圧を印加し、当該ピエゾ素子41が撓むことにより記録ヘッドH1内のインクをノズル42から吐出されるようになっている。
従って、図6に示すように、静電容量センサ11をピエゾ素子41に対向する位置に配置し、ピエゾ素子41との間で形成された静電容量の変位を測定することにより、検査者は、ピエゾ素子41の変位状態(静電容量変化)、すなわち、測定対象の記録ヘッドHのピエゾ素子の挙動(駆動速度、駆動加速度、たわみ量など)を視覚的に確認できるとともに、測定データを容易に外部パーソナルコンピュータP上で処理、加工することが可能となる。
【0017】
本第2実施形態によっても、記録ヘッドの被駆動部の変位量を計測するに際し、装置構成が簡易であるので、装置コストの低減化を図ることができ、取り扱いが容易で生産現場に配置するのにも好適となる。
さらに、実際の印字は行わせないで測定を行うので、ドットインパクトプリンタの印字品質、印字能力の測定にばらつきが生じることない。
さらに、検査者の判断が入ることなく、良、不良の境界が明確となるため、品質判定にばらつきが生じることがない。
【0018】
[3]実施形態の変形例
以上の説明においては、記録ヘッドHをヘッド固定部13に固定するとともに、ヘッド固定部13を静電容量センサ11の検出面11Aに垂直な直線方向に移動させ、変位測定部21からの出力信号のレベルが所定範囲となるように検査者が手動で調整する構成を採っていたが、ヘッド固定部13を静電容量センサ11の検出面11Aに垂直な直線方向に移動させる駆動モータを設け、変位測定部21からの出力信号のレベルが所定範囲となるように自動的に設定するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】第1実施形態の静電容量変位測定装置の平面図である。
【図2】第1実施形態の静電容量変位測定装置の正面図である。
【図3】第1実施形態の静電容量変位測定装置の側面図である。
【図4】静電容量変位測定装置の概要構成ブロック図である。
【図5】表示状態の説明図である。
【図6】第2実施形態の静電容量変位測定装置の要部の正面図である。
【図7】第2実施形態の静電容量変位測定装置の側面図である。
【図8】インクジェットプリンタの記録ヘッドの平面図である。
【図9】インクジェットプリンタの記録ヘッドの正面図である。
【符号の説明】
【0020】
10、10A…静電容量変位測定装置、11…静電容量センサ(変位検出部)、12…センサ固定部、13…ヘッド固定部、14…ヘッド移動部(位置調整部)、15…テーブル部、21…変位測定部(変位検出部)、22…コントロール部、23…電源部、24…表示部、31…アンプ部(変位検出部)、32…ワイヤ駆動部(駆動部)、33…メインコントロール部(データ処理部)、35…ヘッド駆動タイミング生成部(駆動部)、36…アナログ信号入力・処理部(データ処理部)、37…アナログ信号出力・処理部(データ処理部)、38…表示制御部、39…IF(インターフェース)部、41…ピエゾ素子、42…ノズル。





 

 


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