JP2009072952A - ノズル検査装置およびこれを備える液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル検査をより適正に行なう。
【解決手段】高圧電源５５からの電圧Ｖ１を抵抗Ｒ１，Ｒ２（合成抵抗Ｒｘ１）と抵抗Ｒ３，Ｒ４（合成抵抗Ｒｘ２）とにより分圧した電圧Ｖ（＝Ｒｘ２・Ｖ１／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２））をフラッシング部４２の電極５２に印加すると共にノズルプレート２７をグランドに接地し、ノズルプレート２７のノズル２３からフラッシング部４２にインク滴を吐出すると共にフラッシング部４２で生じる電圧変化を電圧検出回路５８で検出してノズル２３の目詰まりを検査する。これにより、電圧Ｖ（＝Ｒｘ２・Ｖ１／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２））を高圧電源から直接に電極５２に印加するものに比して、フラッシング部４２の絶縁性能が低下したときの電極５２の電位の低下を抑制することができる。この結果、ノズル検査をより適正に行なうことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体を吐出するノズルが形成された吐出ヘッドを備える液体吐出装置に搭載されて前記ノズルの状態を検査するノズル検査装置およびこれを備える液体吐出装置に関する。

従来、この種のノズル検査装置としては、印刷ヘッドを備えるインクジェットプリンタに搭載され、印刷ヘッドに電圧印加回路を接続すると共に印刷ヘッドから吐出されるインク滴を受けるインク受け（電極）に電圧検出回路を接続したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、電圧印加回路により印刷ヘッドに所定電位を作用させた状態で印刷ヘッドからインク受けに向けて帯電したインク滴を吐出すると共に吐出されたインク滴がインク受けに着弾する際に生じる電圧変化を電圧検出回路により検出することにより、印刷ヘッドからインク滴が正常に吐出されたか否かを検査している。
特開２００７−１５２８８８号公報

こうしたノズル検査装置では、電圧印加回路からの電圧の印加を受ける印刷ヘッドは通常絶縁性能が十分に確保されるよう設計されるが、何らかの原因により絶縁性能が低下する場合があり、この場合、印刷ヘッドに作用する電位が低下する。印刷ヘッドに作用する電位が低下すると、印刷ヘッドから吐出されるインク滴の帯電量が低下し、これに伴って帯電したインク滴がインク受けに着弾する際の電圧変化が小さくなって印刷ヘッドの検査を正常に行なうことができなくなる場合があるから、印刷ヘッドに作用する電位の低下をできる限り抑制することが望ましい。なお、こうした問題は、電圧印加回路をインク受けに接続すると共に電圧検出回路を印刷ヘッドに接続するものにも同様に生じうる。

本発明のノズル検査装置および液体吐出装置は、電源から検査用の電圧の印加を受ける吐出ヘッドまたは液体受けの絶縁性能が低下しても吐出ヘッドのノズルの検査をより適正に行なえるようにすることを主目的とする。

本発明のノズル検査装置および液体吐出装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のノズル検査装置は、
液体を吐出するノズルが形成された吐出ヘッドを備える液体吐出装置に搭載されて前記ノズルの状態を検査するノズル検査装置であって、
前記ノズルから吐出された液体を受ける液体受け手段と、
電源と、
前記電源の電圧を複数の抵抗を用いて分圧すると共に該分圧した電圧が前記液体受け手段または前記吐出ヘッドに作用するよう形成された分圧手段と、
前記液体受け手段または前記吐出ヘッドの電気的状態の変化を検出する電気的変化検出手段と、
前記ノズルの状態の検査が要求されたとき、前記分圧手段を介して前記電源からの電圧が前記液体受け手段または前記吐出ヘッドに作用している状態で前記ノズルから前記液体受け手段に液体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを制御すると共に前記電気的変化検出手段により検出された電気的状態の変化に基づいて前記ノズルの状態を判定するノズル検査を実行するノズル検査実行手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明のノズル検査装置では、電源の電圧を複数の抵抗を用いて分圧すると共に分圧した電圧が液体受け手段または吐出ヘッドに作用するよう分圧手段を形成し、ノズルの状態の検査が要求されたとき、分圧手段を介して電源からの電圧が液体受け手段または吐出ヘッドに作用している状態でノズルから液体受け手段に液体が吐出されるよう吐出ヘッドを制御すると共に電気的変化検出手段により検出された液体受け手段または吐出ヘッドの電気的状態の変化に基づいてノズルの状態を判定する。電源からの電圧を分圧手段により分圧して液体受け手段または吐出ヘッドに作用させることにより、電源からの電圧を直接に液体受け手段または吐出ヘッドに作用させるものに比して、液体受け手段または吐出ヘッドの絶縁性能が低下しても、これに起因する液体受け手段または吐出ヘッドの電位低下を抑制することができる。この結果、吐出ヘッドのノズルの検査をより適正に行なうことができる。

こうした本発明のノズル検査装置において、前記分圧手段は、前記電源側に接続された第１の抵抗要素と、グランドに接地されると共に前記第１の抵抗要素に接続された第２の抵抗要素とを備え、前記第１の抵抗要素と前記第２の抵抗要素との接続点に前記液体受け手段または前記吐出ヘッドが接続されてなる手段であるものとすることもできる。

また、本発明のノズル検査装置において、前記電源の電圧を受ける前記液体受け手段または前記吐出ヘッドの絶縁状態を判定する絶縁状態判定手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、液体受け手段または吐出ヘッドの絶縁状態を監視することができる。

絶縁状態判定手段を備える態様の本発明のノズル検査装置において、前記第２の抵抗要素は、複数の抵抗からなり、前記複数の抵抗のうち前記グランドに接地された抵抗の電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記絶縁状態判定手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧に基づいて前記電源の電圧を受ける前記液体受け手段または前記吐出ヘッドの絶縁状態を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、測定範囲が比較的狭い電圧検出手段を用いて液体受け手段または吐出ヘッドの絶縁状態を判定することができる。

また、絶縁状態判定手段を備える態様の本発明のノズル検査装置において、前記ノズル検査実行手段は、前記絶縁状態判定手段により判定された絶縁状態に基づいて前記ノズル検査の実行態様を変更する手段であるものとすることもできる。こうすれば、液体受け手段または吐出ヘッドの絶縁状態の変化に応じてノズル検査を更に適正に行なうことができる。この態様の本発明のノズル検査装置において、前記ノズル検査実行手段は、前記絶縁状態判定手段により判定された絶縁状態に基づいて実行回数を変更して前記ノズル検査を実行する手段であるものとすることもできるし、前記ノズル検査実行手段は、前記絶縁状態判定手段により判定された絶縁状態に基づいて判定用の閾値を変更すると共に前記電気的変化検出手段により検出された電気的状態の変化と前記判定用の閾値との比較により前記ノズルの状態を判定する手段であるものとすることもできるし、前記電気的変化検出手段により検出された電気的状態の変化を積分する積分手段を備え、前記ノズル検査実行手段は、前記絶縁状態判定手段により判定された絶縁状態に基づいて吐出量を変更し、該変更した吐出量をもって前記ノズルから液体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを制御すると共に前記電気的変化検出手段により検出され前記積分手段により積分された電気的状態の変化に基づいて前記ノズルの状態を判定する手段であるものとすることもできる。

本発明の液体吐出装置は、
液体を吐出するノズルが形成された吐出ヘッドと、
上述した各態様のいずれかの本発明のノズル検査装置と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の液体吐出装置は、上述した各態様のいずれかの本発明のノズル検査装置を備えるから、本発明のノズル検査装置が奏する効果と同様の効果、例えば、電源からの電圧を受ける液体受け手段または吐出ヘッドの絶縁性能が低下しても吐出ヘッドの検査をより適正に行なうことができる効果や電源からの電圧を受ける液体受け手段または吐出ヘッドの絶縁状態を監視することができる効果、測定範囲が比較的狭い電圧検出手段を用いて液体受け手段または吐出ヘッドの絶縁状態を判定することができる効果、液体受け手段または吐出ヘッドの絶縁状態に応じてノズル検査を更に適正に行なうことができる効果などを奏することができる。

次に本発明を具現化した一実施形態について説明する。図１は本実施形態であるインクジェットプリンタ２０の構成の概略を示す構成図、図２は印刷ヘッド２４の電気的接続を表す説明図、図３はノズル検査装置５０の構成の概略を示す構成図である。

本実施形態のインクジェットプリンタ２０は、図１に示すように、駆動モータ３３による紙送りローラ３５の駆動により記録紙Ｓを図中奥から手前に搬送する紙送り機構３１と、紙送り機構３１によりプラテン４０上に搬送された記録紙Ｓに印刷ヘッド２４からインク滴を吐出して印刷を行なうプリンタ機構２１と、プラテン４０の図中右端に形成され印刷ヘッド２４を封止すると共に必要に応じて図示しないポンプにより印刷ヘッド２４内のインクを吸引してクリーニングを行なうキャッピング装置４１と、プラテン４０の図中左端に形成されノズル先端でインクが乾燥して固化するのを防止するために定期的又は所定のタイミングで印刷データとは無関係にインク滴を吐出させるフラッシング動作を行なうためのフラッシング部４２と、フラッシング部４２をインク受けとして用いて印刷ヘッド２４からインク滴を吐出してノズル検査を行なうノズル検査装置５０（図３参照）と、インクジェットプリンタ２０全体をコントロールするコントローラ７０とを備える。

プリンタ機構２１は、メカフレーム８０の右側に配置されたキャリッジモータ３４ａと、メカフレーム８０の左側に配置された従動ローラ３４ｂと、キャリッジモータ３４ａと従動ローラ３４ｂとに架設されたキャリッジベルト３２と、キャリッジモータ３４ａの駆動に伴ってキャリッジベルト３２によりガイド２８に沿って左右に往復動するキャリッジ２２と、このキャリッジ２２に搭載され溶媒としての水に着色剤としての染料または顔料を含有したイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のインクを個別に収容したインクカートリッジ２６と、インクカートリッジ２６からインクの供給を受けてインク滴を吐出する印刷ヘッド２４とを備える。なお、キャリッジ２２の背面には、キャリッジ２２の位置を検出するリニア式エンコーダ３６が配置されており、このリニア式エンコーダ３６によりキャリッジ２２のポジションが管理されている。

印刷ヘッド２４は、図２に示すように、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）のノズル２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙ，２３Ｋが各色毎に複数個（本実施形態では、１８０個）ずつ１列に配置された４列のノズル列４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｙ，４３Ｋが形成されたステンレス製のノズルプレート２７と、このノズルプレート２７と共にノズル２３に連通するインク室２９を形成するキャビティプレート２５と、インク室２９の上壁をなすセラミック製（例えばジルコニアセラミック製）の振動板４９と、この振動板４９の上面に貼り付けられた圧電素子４８（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛など）と、ヘッド駆動用基板３０上に形成され圧電素子４８に駆動信号を出力する駆動回路としてのマスク回路４７とを備え、マスク回路４７から圧電素子４８に電圧を印加して圧電素子４８でインク室２９の上壁を押し下げることによりインクを加圧してインク滴を吐出する。ここで、ノズル２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙ，２３Ｋのすべてをノズル２３と総称し、ノズル列４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｙ，４３Ｋのすべてをノズル列４３と総称する。以下、印刷ヘッド２４の駆動についてブラック（Ｋ）用のノズル２３Ｋを用いて説明する。

マスク回路４７は、ヘッド駆動波形生成回路６０により生成された原信号ＯＤＲＶと印刷信号ＰＲＴｎとを入力すると共に入力した原信号ＯＤＲＶと印刷信号ＰＲＴｎとに基づいて駆動信号ＤＲＶｎを生成して圧電素子４８に出力する。なお、印刷信号ＰＲＴｎの末尾のｎや駆動信号ＤＲＶｎの末尾のｎは、ノズル列に含まれるノズルを特定するための番号であり、本実施形態では、ノズル列は１８０個のノズルにより構成したから、ｎは１から１８０のいずれかの整数値となる。ヘッド駆動波形生成回路６０は、原信号ＯＤＲＶとして１画素分の区間内（キャリッジ２２が１画素の区間を横切る時間内）において第１のパルスＰ１と第２のパルスＰ２と第３のパルスＰ３の３つのパルスを繰り返し単位とした信号をマスク回路４７に出力し、原信号ＯＤＲＶを入力したマスク回路４７は、別途入力した印刷信号ＰＲＴｎに基づいて原信号ＯＤＲＶに含まれる３つのパルスのうち不要なパルスをマスクすることにより必要なパルスのみを駆動信号ＤＲＶｎとしてノズル２３Ｋの圧電素子４８に出力する。このとき、駆動信号ＤＲＶｎとして第１パルスＰ１のみが圧電素子４８に出力されると、ノズル２３Ｋから１ショットのインク滴が吐出されて記録紙Ｓには小さいサイズのドット（小ドット）が形成され、第１パルスＰ１と第２パルスＰ２とが圧電素子４８に出力されると、ノズル２３Ｋから２ショットのインク滴が吐出されて記録紙Ｓには中サイズのドット（中ドット）が形成され、第１パルスＰ１と第２パルスＰ２と第３パルスＰ３とが圧電素子４８に出力されると、ノズル２３Ｋから３ショットのインク滴が吐出されて記録紙Ｓには大きいサイズのドット（大ドット）が形成される。このように、インクジェットプリンタ２０では、一画素区間において吐出されるインク量を調整することにより３種類のサイズのドットを形成することができる。なお、ブラック（Ｋ）以外の他の色のノズル２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙやノズル列４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｙについても上記ノズル２３Ｋやノズル列４３Ｋと同様である。

ノズル検査装置５０は、図３に示すように、印刷ヘッド２４のノズルプレート２７とインク滴を受けるフラッシング部４２（図１参照）と間に電位差を作用させた状態でノズルプレート２７のノズル２３からインク滴を吐出すると共にフラッシング部４２にインク滴が着弾する際に生じる電圧変化を検出することによりノズル２３からのインク滴の吐出不良の有無を検査するものとして構成されており、フラッシング部４２に配置された電極５２に接続された電圧印加回路５４と、同じく電極５２に接続された電圧検出回路５８とを備える。印刷ヘッド２４のノズルプレート２７は、メカフレーム８０と共にグランドに接地されており、このノズルプレート２７と電圧印加回路５４からの電圧が印加されるフラッシング部４２の電極５２との間には電位差が生じる。

電圧印加回路５４は、インクジェットプリンタ２０の内部で引き回される数ボルトの電気配線の電圧を昇圧回路を介して数百ボルトや千数百ボルトの電圧Ｖ１に昇圧した高圧電源５５と、高圧電源５５側に接続された直列の抵抗Ｒ１，Ｒ２と、グランドに接地されると共に抵抗Ｒ１，Ｒ２に接続された直列の抵抗Ｒ３，Ｒ４と、高圧電源５５と抵抗Ｒ１，Ｒ２との間に介在するスイッチＳＷとを備え、抵抗Ｒ１，Ｒ２と抵抗Ｒ３，Ｒ４との接続点にフラッシング部４２の電極５２が接続されている。したがって、高圧電源５５からの電圧Ｖ１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２と抵抗Ｒ３，Ｒ４とにより分圧されてフラッシング部４２の電極５２に作用することになる。フラッシング部４２の電極５２に印加する電圧としては、フラッシング部４２の耐圧の範囲内でノズル検査装置５０の検査精度ができる限り高くなるよう高電圧に設定され、例えば、高圧電源５５の電圧Ｖ１を１．２ｋＶ，抵抗Ｒ１，Ｒ２を各３ＭΩ，抵抗Ｒ３，Ｒ４を各１ＭΩなどとして電極５２に３００Ｖの電圧が印加されるよう設定することができる。

電圧検出回路５８は、電圧印加回路５４と同様にフラッシング部４２の電極５２に接続され、電極５２で発生した電圧を検出するための回路として構成されており、電極５２で生じた電圧信号を積分し反転増幅したあとの信号をＡ／Ｄ変換してコントローラ７０へ出力する。

図４に、プラテン４０上に形成されるフラッシング部４２の一例を示す。フラッシング部４２は、図示するように、グランドに接地されたメカフレーム８０に対して絶縁が確保された状態で電圧印加回路５４からの電圧の印加を受けるよう構成されているが、前述したフラッシング動作やノズル検査が行われる際に着弾したインクがフラッシング部４２からはみ出すと、その絶縁性能が低下する場合が生じる。以下、フラッシング部４２（電極５２）の絶縁性能が低下して電極５２とグランドとの間に生じる抵抗をリーク抵抗Ｒｖと呼ぶ。

図５に、フラッシング部４２（電極５２）が完全に絶縁されている場合の電圧印加回路５４の回路図を示し、図６に、フラッシング部４２（電極５２）の絶縁性能が低下した場合の電圧印加回路５４の回路図を示す。ここで、図中の「Ｒｘ１」は直列の抵抗Ｒ１，Ｒ２の合成抵抗（Ｒ１＋Ｒ２）を示し、「Ｒｘ２」は直列の抵抗Ｒ３，Ｒ４の合成抵抗（Ｒ３＋Ｒ４）を示す。また、図５（ａ）および図６（ａ）は、合成抵抗Ｒｘ１と合成抵抗Ｒｘ２とにより高圧電源５５の電圧Ｖ１を分圧して電極５２に電圧Ｖを印加する本実施形態の電圧印加回路５４の回路図を示し、図５（ｂ）および図６（ｂ）は、合成抵抗Ｒｘ２を設けずに高圧電源５５の電圧を電圧Ｖ２（＝Ｒｘ２・Ｖ１／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２））として電極５２に直接に電圧を印加する比較例の電圧印加回路の回路図を示す。図５に示すように、フラッシング部４２が完全に絶縁されているときには、本実施形態も比較例も同じ初期電圧（＝Ｒｘ２・Ｖ１／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２））がフラッシング部４２の電極５２に印加される。一方、フラッシング部４２の電極５２の絶縁性能が低下すると、本実施形態では、図６（ａ）に示すように、合成抵抗Ｒｘ２とリーク抵抗Ｒｖとが互いに並列接続された状態となり、合成抵抗Ｒｘ１と合成抵抗Ｒｘ２およびリーク抵抗Ｒｖの合成抵抗（＝Ｒｘ２・Ｒｖ／（Ｒｘ２＋Ｒｖ））とにより高圧電源５５からの電圧Ｖ１が分圧されて電極５２に作用するから、電極５２の電位Ｖは次式（１）で計算することができる。これに対して、比較例では、図６（ｂ）に示すように、電極５２がリーク抵抗Ｒｖを介してグランドに接地された状態となり、合成抵抗Ｒｘ１とリーク抵抗Ｒｖとにより高圧電源５５からの電圧Ｖ２（＝Ｒｘ２・Ｖ１／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２））が分圧されて電極５２に作用するから、電極５２の電位Ｖは次式（２）で計算することができる。式（１）と式（２）とに基づくリーク抵抗Ｒｖと電極電位Ｖとの関係を図７に示す。図中実線は本実施形態におけるリーク抵抗Ｒｖと電極電位Ｖとの関係（式（１）の関係）を示し、破線は比較例におけるリーク抵抗Ｒｖと電極電位Ｖとの関係（式（２）の関係）を示す。なお、図７の横軸は対数目盛として表示するものとした。図示するように、電極電位Ｖは、本実施形態も比較例もリーク抵抗Ｒｖが小さくなるほど減少するが、本実施形態では比較例に比して減少率が小さいことがわかる。即ち、本実施形態では、フラッシング部４２の絶縁破壊が進んでリーク抵抗Ｒｖが小さくなっても、電極電位Ｖの低下は抑制され、ノズル検査装置５０の検査精度に与える影響を少なくすることができる。本実施形態で高圧電源５５の電圧Ｖ１を抵抗Ｒ１，Ｒ２と抵抗Ｒ３，Ｒ４とにより分圧して電極５２に印加するのはこうした理由に基づいている。

コントローラ７０は、図１に示すように、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、各種処理プログラムを記憶したＲＯＭ７３と、一時的にデータを記憶したりデータを保存したりするＲＡＭ７４と、データを書き込み消去可能なフラッシュメモリ７５と、外部機器との情報のやり取りを行うインタフェース（Ｉ／Ｆ）７９と、図示しない入出力ポートとを備える。ＲＡＭ７４には、印刷バッファ領域が設けられており、この印刷バッファ領域にユーザＰＣ１０からＩ／Ｆ７９を介して送られてきた印刷データが記憶される。このコントローラ７０には、電圧印加回路５４の抵抗Ｒ４に取り付けられた電圧センサ５６からの電圧信号Ｖｒや電圧検出回路５８からの電圧信号Ｖｏｕｔ，リニア式エンコーダ３６からのキャリッジ２２のポジション信号などが図示しない入力ポートを介して入力され、ユーザＰＣ１１０から出力された印刷ジョブなどがＩ／Ｆ７９を介して入力される。また、コントローラ７０からは、印刷ヘッド２４（マスク回路４７や圧電素子４８を含む）への制御信号やスイッチＳＷへの切替信号、ヘッド駆動波形生成回路６０への制御信号、駆動モータ３３への駆動信号、キャリッジモータ３４ａへの駆動信号などが図示しない出力ポートを介して出力され、ユーザＰＣ１１０への印刷ステータス情報などがＩ／Ｆ７９を介して出力される。

次に、こうして構成された本実施形態のインクジェットプリンタ２０の動作、特に、ノズル２３の目詰まりを検査する動作について説明する。図８は、コントローラ７０のＣＰＵ７２により実行されるノズル検査ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ノズル検査が指示されたときに実行される。なお、ノズル検査を実行するタイミングとしては、印刷ジョブ毎や１ページ毎、所定ページ数毎などのタイミングとすることができる。

ノズル検査ルーチンが実行されると、コントローラ７０のＣＰＵ７２は、まず、キャリッジモータ３４ａを駆動してキャリッジ２２をフラッシング部４２に移動する（ステップＳ１００）。これにより、印刷ヘッド２４のノズルプレート２７とフラッシング部４２とは互いに向かい合う状態となる。続いて、電圧印加回路５４のスイッチＳＷをＯＮしてフラッシング部４２の電極５２に電圧Ｖを印加して電極５２とノズルプレート２７との間に電位差が生じている状態とし（ステップＳ１１０）、電圧センサ５６からの電圧印加回路５４の抵抗Ｒ４間の電圧Ｖｒ４を入力し（ステップＳ１２０）、入力した電圧Ｖｒ４と閾値Ｖｓｅｔとを比較する（ステップＳ１３０）。ここで、抵抗Ｒ４は抵抗Ｒ３と直列に接続されているから、電極５２の電位Ｖは抵抗Ｒ４の電圧Ｖｒ４を用いて次式（３）により計算することができる。前述した式（１）とこの式（３）のうち電圧Ｖ１と合成抵抗Ｒｘ１（＝Ｒ１＋Ｒ２）と合成抵抗Ｒｘ２（＝Ｒ３＋Ｒ４）と抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４は予め知ることができるから、抵抗Ｒ４の電圧Ｖｒ４に基づいて電極５２の電位Ｖやリーク抵抗Ｒｖを知ることができる。また、閾値Ｖｓｅｔは、電極５２の電位Ｖやリーク抵抗Ｒｖがノズル検査装置５０で高い検査精度をもってノズル２３を検査することができる程度の値か否かを判定するために設定されるものである。電圧Ｖｒ４が閾値Ｖｓｅｔ以上のときには、ノズル検査装置５０で高い検査精度をもってノズル２３の検査が可能と判断し、後述するノズル検査装置５０による検査回数Ｎ１を比較的少ない回数のα回（本実施形態では１回）に設定し（ステップＳ１４０）、電圧Ｖｒ４が閾値Ｖｓｅｔ未満のときには、リーク抵抗Ｒｖに起因してノズル検査装置５０の検査精度が低下すると判断し、検査回数Ｎ１をα回よりも多い回数のβ回（本実施形態では３回）に設定する（ステップＳ１５０）。

そして、各色のノズル列４３中のノズル２３のうち検査をすべき検査対象ノズルを設定し（ステップＳ１６０）、設定した検査対象ノズルを駆動し（ステップＳ１７０）、電圧検出回路５８からの出力波形信号の出力レベルＶｏｕｔを入力し（ステップＳ１８０）、入力した出力レベルＶｏｕｔと閾値Ｖｒｅｆとを比較する（ステップＳ１９０）。図３に示すように、フラッシング部４２の電極５２には電圧印加回路５４によって電圧が印加されて電極５２とノズルプレート２７との間には電位差が生じているから、ノズル２３からは帯電したインク滴が吐出され、インク滴がフラッシング部４２に着弾する際に電極５２に電圧変化が生じ、電極５２に接続された電圧検出回路５８により出力信号波形として検出される。この検出される出力信号波形の振幅は、インク滴が吐出しなかったりインク滴が吐出されても通常よりも小さかったりしたときには、正常にインク滴が吐出された場合に比して小さくなる。したがって、これらを区別する閾値Ｖｒｅｆを設定して出力レベルＶｏｕｔと閾値Ｖｒｅｆとを比較することにより、ノズル２３に目詰まりが生じているか否かを判定することができる。本実施形態では、出力信号波形の振幅は１ショット分のインク滴の吐出では微弱であるから、第１〜第３パルスＰ１〜Ｐ３のすべてを出力する操作を８回繰り返して行なうことにより、合計２４ショット分のインク滴を吐出するものとした。これにより、出力信号波形は２４ショット分のインク滴による積分値となるから、電圧検出回路５８からは十分大きな出力信号波形を得ることができる。出力レベルＶｏｕｔが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、検査対象ノズルは正常と判断して次の処理に進み、出力レベルＶｏｕｔが閾値Ｖｒｅｆ未満のときには、検査対象ノズルに目詰まりが生じていると判断し、異常ノズルとしてＲＡＭ７４に登録する（ステップＳ２００）。そして、他に未検査のノズル２３があるか否かを判定し（ステップＳ２１０）、未検査のノズル２３があるときには、検査対象ノズルを更新し（ステップＳ２２０）、更新した検査対象ノズルに対して前述したステップＳ１７０〜Ｓ２００のノズル検査を実行する。

こうして全てのノズル２３の検査が実行されてステップＳ２１０で未検査のノズル２３がないと判定されると、検査回数Ｎ１を値１だけインクリメントすると共に（ステップＳ２３０）、検査回数Ｎ１がステップＳ１４０またはステップＳ１５０で設定した設定回数Ｎｓｅｔよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２４０）。検査回数Ｎ１が設定回数Ｎｓｅｔ以下と判定されると、検査回数Ｎ１が設定回数Ｎｓｅｔよりも大きくなるまでステップＳ１６０に戻って同じノズル検査を繰り返し実行する（ステップＳ１６０〜Ｓ２４０）。検査回数Ｎ１が設定回数Ｎｓｅｔよりも大きくなると、これまでの検査結果に基づいて異常判定を行なう（ステップＳ２５０）。ここで、異常判定は、本実施形態では、設定回数Ｎｓｅｔが１回のときには、ＲＡＭ７４に異常ノズルが登録されているか否かを判定することにより行われ、設定回数Ｎｓｅｔが３回のときには、３回のうち同一のノズルに対して異常ノズルが２回以上登録されているか否かを判定することにより行われる。このように、フラッシング部４２の電極５２の絶縁性能が低下するなどして電極５２に十分な電位が作用していない場合でも、検査回数を多くしてその多数決をとることにより、ノズル検査における異常の誤判定を抑制しているのである。前述したステップＳ１３０で電圧Ｖｒ４が閾値Ｖｓｅｔ未満のときにα回よりも多いβ回を設定回数Ｎｓｅｔとするのはこうした理由に基づいている。なお、本実施形態では、ノズル検査を複数回行なってその多数決により異常と判定するものとしたが、同一ノズルに対して複数回のすべてで異常ノズルが登録されているときに異常と判定するものとしてもよい。

こうして異常判定を行なうと、この異常判定により正常と判定されたときには（ステップＳ２６０）、電圧印加回路５４のスイッチＳＷをＯＦＦとし（ステップＳ２７０）、検査回数Ｎ１を値０に設定すると共に後述するクリーニング回数Ｎ２を値０に設定して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。一方、異常判定により異常と判定されたときには（ステップＳ２６０）、クリーニング回数Ｎ２が上限回数Ｎｍａｘ（例えば、２回や３回など）以下のときには（ステップＳ２９０）、印刷ヘッド２４のクリーニング処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、クリーニング処理は、具体的には、キャリッジ２２をキャッピング装置４１に対向する位置まで移動すると共にキャッピング装置４１で印刷ヘッド２４を封止し、図示しない吸引ポンプを駆動してキャッピング装置３７の内部を負圧にすることにより行なわれる。これにより、ノズル２３内に詰まったインクを吸引除去することができる。

印刷ヘッド２４のクリーニング処理を実行すると、クリーニング回数Ｎ２を値１だけインクリメントすると共に検査回数Ｎ１を値０にリセットして（ステップＳ３１０）、ノズル２３の異常が解消したか否かを調べるために再度ノズル検査を実行する（ステップＳ１６０〜Ｓ２５０）。なお、この際のノズル２３の再検査は、すべてのノズル２３に対して行なってもよいし、異常と判定されたノズル２３に対してのみ行なうものとしてもよい。そして、ステップＳ２６０でノズル２３の異常が解消したと判定されると、電圧印加回路５４のスイッチＳＷをＯＦＦとし（ステップＳ２７０）、検査回数Ｎ１を値０にリセットすると共にクリーニング回数Ｎ２を値０にリセットして（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２９０でクリーニング回数Ｎ２が上限回数Ｎｍａｘを超えていると判定されたときには、これ以上クリーニング処理を繰り返してもノズル２３の異常が解消する見込みがないと判断し、図示しない操作パネルの表示部にエラー表示を出力して（ステップＳ３２０）、本ルーチンを終了する。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の電極５２が配置されたフラッシング部４２が「液体受け手段」に相当し、高圧電源５５が「電源」に相当し、高圧電源５５側に接続された直列の抵抗Ｒ１，Ｒ２とグランドに接地されると共に抵抗Ｒ１，Ｒ２および電極５２に接続された直列の抵抗Ｒ３，Ｒ４とが「分圧手段」に相当し、電圧検出回路５８が「電気的変化検出手段」に相当し、図８のノズル検査ルーチンを実行するコントローラ７０が「ノズル検査実行手段」に相当する。

以上詳述したインクジェットプリンタ２０によれば、高圧電源５５からの電圧Ｖ１を抵抗Ｒ１，Ｒ２（合成抵抗Ｒｘ１）と抵抗Ｒ３，Ｒ４（合成抵抗Ｒｘ２）とにより分圧した電圧Ｖ（＝Ｒｘ２・Ｖ１／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２））をフラッシング部４２の電極５２に印加するものとし、グランドに接地されたノズルプレート２７のノズル２３からフラッシング部４２にインク滴を吐出すると共にフラッシング部４２で生じる電圧信号を電圧検出回路５８により検出してこの電圧信号に基づいてノズル２３の目詰まりを検査するから、電圧Ｖ（＝Ｒｘ２・Ｖ１／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２））を高圧電源から直接に電極５２に印加するものに比して、フラッシング部４２の絶縁性能が低下したときの電極５２の電位の低下を抑制することができる。この結果、ノズル検査をより適正に行なうことができる。

また、インクジェットプリンタ２０によれば、電圧印加回路５４に電圧センサ５６を取り付けることにより、この電圧センサ５６を用いてフラッシング部４２（電極５２）の電位Ｖやリーク抵抗Ｒｖを監視することができる。しかも、電圧センサ５６を抵抗Ｒ３，Ｒ４のうちグランドに接続された抵抗Ｒ４だけに取り付けたから、比較的測定範囲の狭い電圧センサを用いることができる。また、電圧センサ５６からの電圧Ｖｒ４が閾値Ｖｓｅｔ未満のときには、設定回数Ｎｓｅｔを多くして検査回数Ｎ１を増やすから、電極５２の電位Ｖが低下（リーク抵抗Ｒｖが低下）しても比較的適正にノズル検査を行なうことができる。

本実施形態では、電圧印加回路５４をインク受け（フラッシング部４２の電極５２）に接続すると共に印刷ヘッド２４（ノズルプレート２７）をグランドに接地するものとしたが、電圧印加回路５４を印刷ヘッド２４に接続すると共にインク受けをグランドに接地するものとしてもよい。

本実施形態では、電圧検出回路５８をインク受け（フラッシング部４２の電極５２）に接続するものとしたが、電圧検出回路５８を印刷ヘッド２４（ノズルプレート２７）に接続するものとしてもよい。

本実施形態では、電極５２を配置したフラッシング部４２をインク受けとして用いてこのフラッシング部４２に印刷ヘッド２４のノズル２３からインク滴を吐出してノズル検査を行なうものとしたが、フラッシング部４２以外の領域をインク受けとして用いてノズル検査を行なうものとしてもよい。例えば、キャッピング装置４１をインク受けとして用いるものとしてもよい。

本実施形態では、図８のノズル検査ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ１５０で電圧Ｖｒ４に基づいてノズル検査を実行する回数（設定回数Ｎｓｅｔ）を変更するものとしたが、ノズル２３から吐出するインク滴のショット数を変更するものとしてもよいし、出力レベルＶｏｕｔに基づいてノズル２３の目詰まりを判定するための閾値Ｖｒｅｆを変更するものとしてもよい。前者では、電圧Ｖｒ４が低いほど多くなる傾向にショット数を設定するものとすればよく、後者では、電圧Ｖｒ４が低いほど小さくなる傾向に閾値Ｖｒｅｆを設定するものとすればよい。こうした変形例によっても、ノズル検査による異常の誤判定を抑制することができる。

本実施形態では、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２と２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４の４つを用いて高圧電源５５からの電圧Ｖ１を分圧して電極５２に印加するものとしたが、分圧に用いる抵抗は２つ以上であればいくつであっても構わない。

本実施形態では、高圧電源５５に抵抗Ｒ１，Ｒ２を接続するものとしたが、高圧電源５５と抵抗Ｒ１，Ｒ２との間にフィルタ回路を介在させるものとしてもよい。

本実施形態では、抵抗Ｒ４に取り付けた電圧センサ５６を用いて電極５２の電位Ｖ（リーク抵抗Ｒｖ）を監視するものとしたが、電極５２に直接に電圧センサを取り付けるものとしてもよい。また、こうした電圧センサを省略するものとしても構わない。ただし、この場合、図８のノズル検査ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ１５０は実行することはできなくなる。

本実施形態では、本発明のインクジェット記録装置の一例としてインクジェットプリンタを示したが、本発明はインクジェット記録方式を採用した装置であれば特に限定されるものではなく、例えばファクシミリ装置や複合機などのＯＡ機器のほか、カラーフィルタ等のデバイスを製造するための製造装置などに適用してもよい。

上述した実施形態では、本発明の流体吐出装置をインクジェットプリンタ２０に具体化した例を示したが、インク以外の他の液体や機能材料の粒子が分散されている液状体（分散液）、ジェルのような流状体などを吐出する流体吐出装置に具体化してもよいし、流体として吐出可能な固体を吐出する流体吐出装置に具体化してもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ及び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溶解した液体を吐出する液体吐出装置、同材料を分散した液状体を吐出する液状体吐出装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する液体吐出装置としてもよい。また、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置、光通信素子等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に紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を吐出する液体吐出装置、ジェルを吐出する流状体吐出装置としてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることは勿論である。

本実施形態のインクジェットプリンタ２０の構成の概略を示す構成図。 印刷ヘッド２４の電気的接続を表す説明図。 ノズル検査装置５０の構成の概略を示す構成図。 フラッシング部４２の一例を示す説明図。 電極５２が完全に絶縁されている場合の電圧印加回路５４の回路図。 電極５２の絶縁性能が低下した場合の電圧印加回路５４の回路図。 リーク抵抗Ｒｖと電極電位Ｖとの関係を示す説明図。 ノズル検査ルーチンの一例を示すフローチャート。

符号の説明

１０ ユーザＰＣ、２０ インクジェットプリンタ、２１ プリンタ機構、２２ キャリッジ、２３，２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ ノズル、２４ 印刷ヘッド、２５ キャビティプレート、２６ インクカートリッジ、２７ ノズルプレート、２８ ガイド、２９ インク室、３０ ヘッド駆動用基板、３１ 紙送り機構、３２ キャリッジベルト、３３ 駆動モータ、３４ａ キャリッジモータ、３４ｂ 従動ローラ、３５ 紙送りローラ、３６ リニア式エンコーダ、４０ プラテン、４１ キャッピング装置、４２ フラッシング部、４３，４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ ノズル列、４７ マスク回路、４８ 圧電素子、４９ 振動板、５０ ノズル検査装置、５２ 電極、５４ 電圧印加回路、５５ 高圧電源、５６ 電圧センサ、５８ 電圧検出回路、６０ ヘッド駆動波形生成回路、７０ コントローラ、７２ ＣＰＵ、７３ ＲＯＭ、７４ ＲＡＭ、７５ フラッシュメモリ、７９ インタフェース（Ｉ／Ｆ）、８０ メカフレーム、ＳＷ スイッチ、Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗。

Claims (9)

1. 液体を吐出するノズルが形成された吐出ヘッドを備える液体吐出装置に搭載されて前記ノズルの状態を検査するノズル検査装置であって、
   前記ノズルから吐出された液体を受ける液体受け手段と、
   電源と、
   前記電源の電圧を複数の抵抗を用いて分圧すると共に該分圧した電圧が前記液体受け手段または前記吐出ヘッドに作用するよう形成された分圧手段と、
   前記液体受け手段または前記吐出ヘッドの電気的状態の変化を検出する電気的変化検出手段と、
   前記ノズルの状態の検査が要求されたとき、前記分圧手段を介して前記電源からの電圧が前記液体受け手段または前記吐出ヘッドに作用している状態で前記ノズルから前記液体受け手段に液体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを制御すると共に前記電気的変化検出手段により検出された電気的状態の変化に基づいて前記ノズルの状態を判定するノズル検査を実行するノズル検査実行手段と
   を備えるノズル検査装置。
2. 前記分圧手段は、前記電源側に接続された第１の抵抗要素と、グランドに接地されると共に前記第１の抵抗要素に接続された第２の抵抗要素とを備え、前記第１の抵抗要素と前記第２の抵抗要素との接続点に前記液体受け手段または前記吐出ヘッドが接続されてなる手段である請求項１記載のノズル検査装置。
3. 前記電源の電圧を受ける前記液体受け手段または前記吐出ヘッドの絶縁状態を判定する絶縁状態判定手段を備える請求項１または２記載のノズル検査装置。
4. 請求項３記載のノズル検査装置であって、
   前記第２の抵抗要素は、複数の抵抗からなり、
   前記複数の抵抗のうち前記グランドに接地された抵抗の電圧を検出する電圧検出手段を備え、
   前記絶縁状態判定手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧に基づいて前記電源の電圧を受ける前記液体受け手段または前記吐出ヘッドの絶縁状態を判定する手段である
   ノズル検査装置。
5. 前記ノズル検査実行手段は、前記絶縁状態判定手段により判定された絶縁状態に基づいて前記ノズル検査の実行態様を変更する手段である請求項３または４記載のノズル検査装置。
6. 前記ノズル検査実行手段は、前記絶縁状態判定手段により判定された絶縁状態に基づいて実行回数を変更して前記ノズル検査を実行する手段である請求項５記載のノズル検査装置。
7. 前記ノズル検査実行手段は、前記絶縁状態判定手段により判定された絶縁状態に基づいて判定用の閾値を変更すると共に前記電気的変化検出手段により検出された電気的状態の変化と前記判定用の閾値との比較により前記ノズルの状態を判定する手段である請求項５または６記載のノズル検査装置。
8. 請求項５ないし７いずれか１項に記載のノズル検査装置であって、
   前記電気的変化検出手段により検出された電気的状態の変化を積分する積分手段を備え、
   前記ノズル検査実行手段は、前記絶縁状態判定手段により判定された絶縁状態に基づいて吐出量を変更し、該変更した吐出量をもって前記ノズルから液体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを制御すると共に前記電気的変化検出手段により検出され前記積分手段により積分された電気的状態の変化に基づいて前記ノズルの状態を判定する手段である
   ノズル検査装置。
9. ターゲットに液体を吐出する液体吐出装置であって、
   液体を吐出するノズルが形成された吐出ヘッドと、
   請求項１ないし８いずれか１項に記載のノズル検査装置と、
   を備える液体吐出装置。

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