JP2010149488A - 流体吐出装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルの検査を行う際にシールドケーブルから発生するノイズの影響を抑制する。
【解決手段】インクジェットプリンターは、ノズル２３から記録紙にインク滴を吐出する印刷ヘッド２４と、ノズル２３から吐出されたインク滴を受ける検査領域５２と、印刷ヘッド２４と検査領域５２との間にシールドケーブル６０を介して電圧を印加する電圧印加回路５３と、を備えている。そして、印刷ヘッド２４と検査領域５２との間にシールドケーブル６０を介して電圧を印加し始めてから両者の間の電圧が所定の電圧に到達したあと更に所定の条件が成立するのを待って、ノズル検査を開始する。ノズル検査は、両者の間に所定の電圧が印加されている状態でノズル２３から流体が吐出するよう印刷ヘッド２４を制御したときの検査領域５２での電気的変化に基づいてノズル２３からインク滴が吐出されるか否かを判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体吐出装置及びその制御方法に関する。

従来、流体吐出装置としては、印刷ヘッドのノズルから帯電したインク滴をインク受け領域に吐出することにより発生する電圧変化を電圧検出回路により検出してノズルからインクが正常に吐出されるか否かのノズル検査を行うインクジェットプリンターが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−２３８８６号公報

ところで、こうしたノズル検査を行うインクジェットプリンターでは、印刷ヘッドとインク受け領域との間に高電圧を印加するが、外部からの電気的なノイズの影響を遮断するためにシールドケーブルを使用して高電圧を印加する。ここで、シールドケーブルは、芯線を取り囲む絶縁体層と、この絶縁体層を取り囲む導体からなるシールド層と、このシールド層を取り囲むジャケットで構成されている。

しかしながら、最近の研究の結果、シールドケーブルは、高電圧を印加した当初においてノイズの発生源になることがわかった。具体的には、印刷ヘッドのクリーニング用のキャップをインク受け領域として利用する場合、そのインク受け領域にシールドケーブルを介して高電圧を印加する構成を採用すると、クリーニング時にキャップが上下動するのに伴ってシールドケーブルが揺れ動き、静電気が発生してシールドケーブルの絶縁体層に電荷が溜まる。また、印刷ヘッドにシールドケーブルを介して高電圧を印加する構成を採用すると、印刷時に印刷ヘッドが主走査方向に移動するのに伴ってシールドケーブルが揺れ動き、静電気が発生してシールドケーブルの絶縁体層に電荷が溜まる。そして、絶縁体層とシールド層との間に隙間が空いていると、ノズル検査を開始しようとしてシールドケーブルに高電圧を印加した当初において絶縁体層に溜まった電荷が絶縁体層とシールド層との間で放電してスパイク状のノイズが発生することがわかった。こうしたノイズは、ノズルからインクが正常に吐出されるか否かの検査を行う際に誤判定の原因になるため好ましくない。なお、シールドケーブルではない通常のケーブルにおいても、周囲のグランド板金との位置関係によっては同様の理由でスパイク状のノイズが発生することがある。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、ノズルの検査を行う際にケーブルから発生するノイズの影響を抑制することを主目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の流体吐出装置は、
ノズルからターゲットに流体を吐出可能な吐出手段と、
前記ノズルから吐出された流体を受ける流体受け手段と、
前記吐出手段と前記流体受け手段の両者の間にケーブルを介して電圧を印加する電圧印加手段と、
前記両者の間に前記ケーブルを介して電圧を印加し始めてから前記両者の間の電圧が所定の電圧に到達したあと更に所定の条件が成立するのを待ってノズル検査を開始し、該ノズル検査では、前記両者の間に前記所定の電圧が印加されている状態で前記ノズルから流体が吐出するよう前記吐出手段を制御したときの前記吐出手段又は前記流体受け手段での電気的変化に基づいて該ノズルから流体が吐出されるか否かを判定する制御手段と、
を備えたものである。

この流体吐出装置では、吐出手段と流体受け手段の両者の間にケーブルを介して所定の電圧が印加されている状態でノズルから流体が吐出するよう吐出手段を制御したときの吐出手段又は流体受け手段での電気的変化に基づいて該ノズルから流体が吐出されるか否かを判定するノズル検査を実行する。このノズル検査前にケーブルの絶縁体層に静電気による電荷が溜まっていると、ケーブルに電圧を印加した当初において、溜まった電荷が放電してスパイク状のノイズが発生することがある。本発明の流体吐出装置では、吐出手段と流体受け手段の両者の間にケーブルを介して電圧を印加し始めてから両者の間の電圧が所定の電圧に到達したあと更に所定の条件が成立するのを待って、ノズル検査を開始する。このため、ケーブルで生じるスパイク状のノイズは所定の条件が成立するまでの間に減衰して小さくなる。したがって、ノズルの検査を行う際にケーブルから発生するノイズの影響を抑制することができる。

ここで、「流体」は、インクなどの液体のほか、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、流体として吐出可能な固体などを含む。「所定の電圧」は、ノズル検査を実行したときの吐出手段又は流体受け手段で生じる電気的変化に基づいてノズルから流体が吐出されたか否かを判定できるように経験的に定められるものとしてもよい。

本発明の流体吐出装置において、前記所定の条件は、予め定めた所定の待機時間が経過することとしてもよい。こうすれば、経過時間と所定の待機時間とを比較するという簡単な制御によって本発明の効果を得ることができる。ここで、前記待機時間は、前記ケーブルから発生するノイズのレベルが前記ノズル検査に要求される精度を担保可能な値を下回るまでの時間に設定されていてもよい。こうすれば、ノズル検査の精度を維持しつつノズル検査に要する時間を短くすることができる。また、前記待機時間は、前記ケーブルから発生するノイズのレベルが前記ノズルから流体が吐出されるか否かを判定するのに用いられる電気的変化の判定基準値を超える値であって前記ノズル検査に要求される精度を担保可能な値を下回るまでの時間に設定されていてもよい。こうすれば、待機時間はノイズのレベルがゼロになるまでの時間やノズル詰まりの判定基準値を下回るまでの時間よりも短くなる。このため、電圧を印加してからノズル検査が終了するまでの期間を短くすることができる。なお、こうした待機時間は、例えば実験などにより経験的に定めることができる。

本発明の流体吐出装置において、前記所定の条件は、前記ケーブルから発生するノイズのレベルが予め定めた値を下回ることとしてもよい。こうすれば、毎回ノイズのレベルが異なっていたとしても、ノズル検査を行う際にケーブルから発生するノイズの影響を確実に抑制することができる。ここで、前記値は、前記ノズルから流体が吐出されるか否かを判定するのに用いられる電気的変化の判定基準値を超える値であって前記ノズル検査に要求される精度を担保可能な値に設定されていてもよい。こうすれば、電圧を印加してからノイズのレベルが閾値を下回るまでの時間は、閾値を判定基準値に設定した場合に比べて短くなる。このため、電圧を印加してからノズル検査が終了するまでの期間を短くすることができる。なお、こうした閾値は、例えば実験などにより経験的に定めることができる。

本発明の流体吐出装置は、前記吐出手段又は前記流体受け手段での電気的変化を前記ケーブルを介して前記制御手段に送信する電気的変化送信手段を備えていてもよい。この場合、ノイズ検査はケーブルで発生したノイズの影響を受けやすいため、本発明を適用する意義が高い。

本発明の制御方法は、
ノズルからターゲットに流体を吐出可能な吐出手段と、前記ノズルから吐出された流体を受ける流体受け手段と、前記吐出手段と前記流体受け手段の両者の間にケーブルを介して電圧を印加する電圧印加手段と、を備えた流体吐出装置の制御方法であって、
前記両者の間に前記ケーブルを介して電圧を印加し始めてから前記両者の間の電圧が所定の電圧に到達したあと更に所定の条件が成立するのを待ってノズル検査を開始し、該ノズル検査では、前記両者の間に前記所定の電圧が印加されている状態で前記ノズルから流体が吐出するよう前記吐出手段を制御したときの前記吐出手段又は前記流体受け手段での電気的変化に基づいて該ノズルから流体が吐出されるか否かを判定する、
ものである。

この制御方法では、吐出手段と流体受け手段の両者の間にケーブルを介して所定の電圧が印加されている状態でノズルから流体が吐出するよう吐出手段を制御したときの吐出手段又は流体受け手段での電気的変化に基づいて該ノズルから流体が吐出されるか否かを判定するノズル検査を実行する。このノズル検査前にケーブルの絶縁体層に静電気による電荷が溜まっていると、ケーブルに電圧を印加した当初において、溜まった電荷が放電してスパイク状のノイズが発生することがある。本発明の流体吐出装置では、吐出手段と流体受け手段の両者の間にケーブルを介して電圧を印加し始めてから両者の間の電圧が所定の電圧に到達したあと更に所定の条件が成立するのを待って、ノズル検査を開始する。このため、ケーブルで生じるスパイク状のノイズは所定の条件が成立するまでの間に減衰して小さくなる。したがって、ノズルの検査を行う際にケーブルから発生するノイズの影響を抑制することができる。

次に本発明を具現化した一実施形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態であるインクジェットプリンター２０の構成の概略の一例を示す構成図であり、図２はノズル検査装置５０の斜視図であり、図３はノズル検査装置５０の構成の概略を示すブロック図であり、図４はシールドケーブル６０の断面図である。

本実施形態のインクジェットプリンター２０は、図１に示すように、流体としてのインクをターゲットとしての記録紙Ｓに吐出する印刷ヘッド２４を備えた印刷機構２１と、記録紙Ｓを搬送する紙送り機構３０と、印刷ヘッド２４の封止及びクリーニングを実行するキャッピング装置４０と、印刷ヘッド２４のノズル２３からインクが吐出されているか否かのノズル検査を実行するノズル検査装置５０と、インクジェットプリンター２０の全体をコントロールするコントローラー７０とを備えている。

印刷機構２１は、キャリッジベルト３２によりキャリッジ軸２８に沿って左右（主走査方向）に往復動するキャリッジ２２と、各色のインクに圧力をかけノズル２３から流体としてのインク滴を吐出する印刷ヘッド２４と、各色のインクを収容しこの収容したインクを印刷ヘッド２４へ供給するインクカートリッジ２６と、を備えている。キャリッジ２２は、フレーム３９の右側に取り付けられたキャリッジモーター３４ａとフレーム３９の左側に取り付けられた従動ローラー３４ｂとの間に架設されたキャリッジベルト３２がキャリッジモーター３４ａによって駆動されるのに伴って移動する。印刷ヘッド２４は、キャリッジ２２の下部に設けられており、圧電素子に電圧をかけることによりこの圧電素子を変形させてインクを加圧する方式により印刷ヘッド２４の下面に設けられたノズル２３から各色のインクを吐出するものである。インクカートリッジ２６は、キャリッジ２２に装着され、溶媒としての水に着色剤としての顔料や染料を含有したシアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・イエロー（Ｙ）・ブラック（Ｋ）などの印刷用に用いる各色のインクを個別に収容している。

紙送り機構３０は、駆動モーター３３により駆動されプラテン２９上を図中奥から手前へと記録紙Ｓを搬送する紙送りローラー３５や、図示しないトレイに載置された記録紙Ｓをプラテン２９へ給紙する給紙ローラー、プラテン２９でインクを吐出された記録紙Ｓを図示しない排紙トレイへ搬送する排紙ローラーなどを備えている。

キャッピング装置４０は、キャリッジ２２の初期位置（ホームポジション、図１の右端）に設けられている。このキャッピング装置４０は、図２及び図３に示すように、上部が開口され印刷ヘッド２４のすべてのノズル列を覆う大きさの略直方体のキャップ４１と、このキャップ４１に接続された第１及び第２チューブ４３，４４と、第１チューブ４３に取り付けられた吸引ポンプ４５と、第２チューブ４４に取り付けられキャップ４１内と大気との連通・遮断を切り替え可能な開閉バルブ４６と、キャップ４１を昇降することによりキャップ４１の上面と印刷ヘッド２４との当接及びその解除を行うための昇降装置４７とを備えている。ここで、キャップ４１の開口縁には、シリコンゴムなどの絶縁体からなるシーリング部材４２が設けられている。こうしたキャッピング装置４０は、キャリッジ２２がホームポジションに位置している状態で昇降装置４７によって上昇されると、キャップ４１により印刷ヘッド２４の下面を密閉する。そして、ノズル２３に詰まったインクを吸い出すクリーニング処理を実行する場合には、開閉バルブ４６を閉状態にして吸引ポンプ４５を作動することにより印刷ヘッド２４とキャップ４１とにより囲まれた空間に負圧を発生させ、ノズル２３内のインクを第１チューブ４３を介して強制的に吸い出す。クリーニング終了後は、吸引ポンプ４５を停止すると共に開閉バルブ４６を開状態にしてキャップ４１内を大気圧に戻す。また、キャッピング装置４０は、印刷休止中などにノズル２３が乾燥するのを防止するためにノズル２３を封止するときにも利用される。

ノズル検査装置５０は、図２、３に示すように、キャッピング装置４０の構成要素でもあるキャップ４１と、このキャップ４１とは別に設けられた回路ケース５１とで構成されている。

キャップ４１は、印刷ヘッド２４のノズル２３から吐出されたインク滴を受けることが可能な検査領域５２を有している。この検査領域５２は、矩形状の領域として形成され、図３に示すように、インク滴が到達する上側インク吸収体５５と、この上側インク吸収体５５に到達したあと下方に透過してきたインク滴を吸収する下側インク吸収体５６と、上側インク吸収体５５と下側インク吸収体５６との間に配置されたメッシュ状の電極部材５７とにより構成されている。上側インク吸収体５５は、電極部材５７と同電位となるように導電性を有するスポンジによって形成され、その表面が検査領域５２となっている。このスポンジは、到達したインク滴が速やかに下方に移動可能な透過性の高いものであり、ここではエステル系ウレタンスポンジが用いられている。下側インク吸収体５６は、上側インク吸収体５５に比べてインクの保持力が高いものであり、フェルトなどの不織布によって作製されている。電極部材５７は、ステンレス（例えばＳＵＳ）製の金属からなる格子状のメッシュとして形成されている。このため、上側インク吸収体５５に一旦吸収されたインクは格子状の電極部材５７の隙間を通って下側インク吸収体５６に吸収される。ここでは、電極部材５７は、導電性を有する上側インク吸収体５５と接触しているため、上側インク吸収体５５の表面すなわち検査領域５２も電極部材５７と同様の電位となっている。

回路ケース５１は、回路基板５９を収納するケースである。回路基板５９には、図３に示すように、電圧印加回路５３と、電圧検出回路５４とが形成されている。電圧印加回路５３は、検査領域５２の電極部材５７に接続されており、インクジェットプリンター２０の内部で引き回される数ボルトの電気配線の電圧を図示しない昇圧回路を介して数十〜数百ボルトに昇圧して高圧の直流電圧Ｖｅ（例えば４００Ｖ）とし、この直流電圧Ｖｅを抵抗素子Ｒ１（例えば１ＭΩ）及びスイッチＳＷを介して検査領域５２に印加する回路である。電圧検出回路５４は、検査領域５２の電極部材５７に接続され、インクが到達した際に生じる検査領域５２での電圧変化を検出するものであり、印刷ヘッド２４の電圧信号を積分して出力する積分回路５４ａと、この積分回路５４ａから出力された信号を反転増幅して出力する反転増幅回路５４ｂと、この反転増幅回路５４ｂから出力された信号をＡ／Ｄ変換してコントローラー７０へ出力するＡ／Ｄ変換回路５４ｃとを備えている。積分回路５４ａは、１つのインク滴の飛翔・到達による電圧変化が微弱なことから、同一のノズル２３から吐出される複数のインク滴の飛翔・到達による電圧変化を積分することにより大きな電圧変化として出力するものである。反転増幅回路５４ｂは、電圧変化の正負を反転させると共に回路構成によって決まる所定の増幅率で積分回路から出力された信号を増幅して出力するものである。Ａ／Ｄ変換回路５４ｃは、反転増幅回路５４ｂから出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換してコントローラー７０に出力するものである。また、本実施形態においては、回路ケース５１内の回路基板５９とキャップ４１内の電極部材５７とは、ケーブルの一種であるシールドケーブル６０により電気的に接続されている。シールドケーブル６０は、キャップの昇降を許容するような長さとなっている。このシールドケーブル６０は、いわゆる同軸ケーブルであり、図４にその断面を示すように、電圧が印加される金属製の芯線６２と、この芯線６２を被覆する絶縁体層６４と、絶縁体層６４の外面を被覆するよう設けられグランドに接続される金属メッシュからなるシールド層６５と、シールド層６５の外部を被覆する被覆層としてのジャケット６６とを備えている。

コントローラー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データを書き換え可能なフラッシュ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、ユーザーパソコン（ＰＣ）１２などの外部機器とデータのやりとりを行うインターフェイス（Ｉ／Ｆ）７９とを備えている。フラッシュＲＯＭ７３には、ノズル検査ルーチンやクリーニング処理ルーチンなどの各処理プログラムが記憶されている。ＲＡＭ７４には、印刷バッファ領域が設けられており、この領域にユーザーＰＣ１２などの外部機器からＩ／Ｆ７９を介して送られてきた印刷ジョブなどが格納される。このコントローラー７０には、ノズル検査装置５０の電圧検出回路５４から出力された電圧信号などが図示しない入力ポートを介して入力されているほか、外部機器（ユーザーＰＣ１２など）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、コントローラー７０からは、印刷ヘッド２４への制御信号やノズル検査装置５０への制御信号、キャリッジモーター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ー２０の動作、特に、ノズル２３の詰まりを検査する動作について説明する。図５は、コントローラー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、電源投入時や印刷ジョブが受け付けられたとき、１ページの印刷終了毎、所定ページ数の印刷終了毎、所定パス毎などのタイミングとすることができる。また、ノズル検査は、ブラック（Ｋ）のノズル列の各ノズル２３、シアン（Ｃ）のノズル列の各ノズル２３、マゼンタ（Ｍ）のノズル列の各ノズル２３、イエロー（Ｙ）のノズル列の各ノズル２３の順に実行されるものとする。各色のノズル列は図２に示すように２列ずつ設けられている。

ノズル検査ルーチンが開始されると、コントローラー７０のＣＰＵ７２は、まず、キャリッジモーター３４ａを駆動してキャリッジ２２をホームポジションに移動させる（ステップＳ１００）。これにより、印刷ヘッド２４の下面とキャッピング装置４０のキャップ４１とは互いに向かい合う状態、つまり各色のノズル列が検査領域５２に向かい合う状態となる。この状態では、キャップ４１は印刷ヘッド２４から離れている。次に、電圧印加回路５３のスイッチＳＷをオンし（ステップＳ１１０）、検査領域５２と印刷ヘッド２４との電位差（電圧）が予め設定された所定電圧Ｖｓに到達したあと更に所定の条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。

スイッチＳＷをオンすることにより、電極部材５７にはシールドケーブル６０を介して数百Ｖの電圧が印加される。また、検査領域５２の表面も電極部材５７と同電位となる。印刷ヘッド２４と電極部材５７との間には、電極部材５７の印加電圧に基づく電位差（電圧Ｖ_H-E）が発生する。高圧の直流電圧Ｖｅは一定であるため、この電位差は直流電圧Ｖｅから抵抗素子Ｒ１の電圧降下分を差し引いた値（所定電圧Ｖｓ）になる。なお、所定電圧Ｖｓは、ノズル検査を実行したときの検査領域５２で生じる信号レベルの変化に基づいてノズル２３からインク滴が吐出されたか否かを判定できるように経験的に定めた値であり、直流電圧Ｖｅや抵抗素子Ｒ１の抵抗値によって決定される。ここで、図６に示すように、電極部材５７に電圧を印加した直後は、印刷ヘッド２４と電極部材５７との間の電圧Ｖ_H-Eは時間の経過と共に電圧ゼロから所定電圧Ｖｓになるまで上昇する。そして、時間ｔ１を経過した時点で電圧Ｖ_H-Eは所定電圧Ｖｓに到達する。ステップＳ１２０では、この後、所定の条件が成立したか否かを判定するのである。本実施形態では、所定の条件は、予め定められた待機時間Ｔｗａｉｔが経過したこととする。さて、電圧Ｖ_H-Eが所定電圧Ｖｓに達した直後は、シールドケーブル６０からノイズが発生していることがある。このノイズは、以下のようにして発生すると考えられる。すなわち、クリーニング時にキャッピング装置４０のキャップ４１が昇降装置４７によって昇降されるのに伴ってシールドケーブル６０が揺れ動き、静電気が発生してシールドケーブル６０の絶縁体層６４に電荷が溜まる。このとき、図４に示すように、絶縁体層６４とシールド層６５との間に隙間が空いていると、シールドケーブル６０に高電圧を印加した当初において絶縁体層６４に溜まった電荷が絶縁体層６４とシールド層６５との間で放電してスパイク状のノイズが発生する。こうしたノイズの信号レベルは、時間の経過と共に減衰・収束する（図６参照）。このため、本実施形態では、予めこの種のインクジェットプリンター２０について電圧Ｖ_H-Eが所定電圧Ｖｓに到達してからどれくらいの時間が経過すればノズル検査の精度に影響しない程度までノイズが減衰するかを実験的に求め、その時間にマージンを上乗せした時間を待機時間Ｔｗａｉｔに設定した。具体的には、信号レベルがノズル詰まりの判定基準値Ｖｔｈｒよりも大きな検査開始閾値Ｖｒｅｆを下回ったときにノズル検査の精度に影響しない程度までノイズが減衰したと判断するという基準のもと、所定電圧Ｖｓに達したあと検査開始閾値Ｖｒｅｆを下回るまでの時間を実験的に求め、それにマージンを上乗せした時間を待機時間Ｔｗａｉｔ（例えば１秒とか３秒）とした。検査開始閾値Ｖｒｅｆは、ノズル検査の精度に応じて変化する値であり、精度が高いほどゼロに近い値になるが、精度が数％の誤差を見込んでいる場合には判定基準値Ｖｔｈｒと同等か又はそれよりわずかに高い値に設定される。

ステップＳ１２０で否定判定された場合にはそのまま待機する。一方、肯定判定された場合には、検査対象となるノズル２３から帯電したインク滴を吐出させる（ステップＳ１３０）。すると、帯電したインク滴が１つのノズル２３から飛翔して検査領域５２に着弾するまでに検査領域５２の電圧が変化し、電圧検出回路５４はこの変化を検出する。ここで、この実験を実際に行ったところ、電圧検出回路５４によって検出された電圧はサインカーブとして表れた（図３参照）。このようなサインカーブが得られる原理は明らかではないが、帯電したインク滴が検査領域５２に接近するのに伴って静電誘導により誘導電流が流れたことに起因すると考えられる。また、電圧検出回路５４から出力された出力信号波形の振幅は、印刷ヘッド２４から上側インク吸収体５５（検査領域５２）までの距離が近いほど大きくなる傾向を示したほか、飛翔するインク滴が大きいほど大きくなる傾向を示した。このため、ノズル２３が詰まってインク滴が飛翔しなかったりインク滴が所定の大きさより小さかったりしたときには、出力信号波形の振幅が正常時に比べて小さくなるか略ゼロになるから、出力信号波形の振幅が判定基準値Ｖｔｈｒを下回るか否かに基づいてノズル２３の詰まりの有無を判定することができる。本実施形態では、インク滴が所定の大きさであっても１ショット分のインク滴による出力信号波形の振幅が微弱なことから２４ショット分のインク滴を吐出するようにした。これにより、出力信号は２４ショット分のインク滴による積分値となるため、電圧検出回路５４からは十分大きな出力信号波形が得られた。なお、インク吐出数は、検査精度を確保可能な吐出数となるよう任意に設定することができる。

続いて、ＣＰＵ７２は、電圧検出回路５４で検出された信号波形の振幅すなわち出力レベルが判定基準値Ｖｔｈｒ以上か否かを判定する（ステップＳ１４０）。この判定基準値Ｖｔｈｒは、ここでは、２４ショット分のインクが正常に吐出されたときの出力信号波形の出力レベル（ピーク値）が超えるように、また２４ショット分のインクが正常に吐出されなかったときにはノイズ等によって超えてしまうことのないように、経験的に定められた値である。ステップＳ１４０で出力レベルが判定基準値Ｖｔｈｒ未満だったときには、今回のノズル２３に詰まりなどの異常が生じているとみなし、そのノズル２３を特定する情報（例えばどの色のノズル列の何番目のノズルかを示す情報）をＲＡＭ７４に記憶する（ステップＳ１５０）。このステップＳ１５０のあと又はステップＳ１４０で出力レベルが判定基準値Ｖｔｈｒ以上のとき（つまり今回のノズル２３が正常だったとき）、印刷ヘッド２４に設けられたすべてのノズル２３について検査を行ったか否かを判定し（ステップＳ１６０）、未検査のノズル２３があるときには、検査対象となるノズル２３を未検査のものに更新し（ステップＳ１７０）、その後再びステップＳ１３０〜Ｓ１６０の処理を行う。一方、ステップＳ１６０で印刷ヘッド２４に設けられたすべてのノズル２３について検査を行ったと判定したときには、ＣＰＵ７２は、電圧印加回路５３のスイッチＳＷをオフし（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。なお、本ルーチンが終了した後、ＲＡＭ７４に異常なノズルに関する情報が記録されていたときには、キャッピング装置４０を作動させて印刷ヘッド２４のクリーニング処理を実行することによりノズルの詰まりを解消させる。

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。本実施形態のインクジェットプリンター２０が本発明の流体吐出装置に相当し、印刷ヘッド２４が吐出手段に相当し、検査領域５２が流体受け手段に相当し、電圧印加回路５３が電圧印加手段に相当し、コントローラー７０が制御手段に相当し、記録紙Ｓがターゲットに相当する。なお、本実施形態では、インクジェットプリンター２０の動作を説明することにより本発明の流体吐出装置の制御方法の一例も明らかにしている。

以上詳述した本実施形態のインクジェットプリンター２０によれば、印刷ヘッド２４と検査領域５２との間にシールドケーブル６０を介して電圧を印加し始めてから両者の間の電圧Ｖ_H-Eが所定電圧Ｖｓに到達したあと更に所定の条件が成立するのを待って、ノズル検査を開始する。このため、シールドケーブル６０で生じるスパイク状のノイズは所定の条件が成立するまでの間に減衰して小さくなる。したがって、ノズルの検査を行う際にシールドケーブル６０から発生するノイズの影響を抑制することができる。

また、所定の条件は、所定の待機時間Ｔｗａｉｔが経過することとしたため、経過時間と所定の待機時間Ｔｗａｉｔとを比較するという簡単な制御によって上述したノイズの影響を抑制するという効果を得ることができる。

更に、待機時間Ｔｗａｉｔは、シールドケーブル６０から発生するノイズのレベルが判定基準値Ｖｔｈｒを超える値であってノズル検査に要求される精度を担保可能な検査開始閾値Ｖｒｅｆを下回るまでの時間に設定されているため、ノイズのレベルがゼロになるまでの時間や判定基準値Ｖｔｈｒを下回るまでの時間よりも短くなる。このため、電圧を印加してからノズル検査が終了するまでの期間を短くすることができる。

なお、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いうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、所定の待機時間Ｔｗａｉｔを、シールドケーブル６０から発生するノイズのレベルが判定基準値Ｖｔｈｒを超える値であってノズル検査に要求される精度を担保可能な検査開始閾値Ｖｒｅｆを下回る時間としたが、それに代えて、シールドケーブル６０からのノイズの所定時間の間に発生する頻度のレベルが所定頻度以下となる時間としてもよい。こうしたノイズの所定時間の間に発生する頻度が所定頻度以下であれば、例えばノズルを順次検査する場合に所定の検査精度が得られるからである。

上述した実施形態では、ステップＳ１１０における所定の条件は、シールドケーブル６０から発生するノイズのレベルを電圧検出回路５４によって検出し、そのレベルが予め定めた検査開始閾値Ｖｒｅｆ（前出）を下回ることとしてもよい。こうすれば、毎回ノイズのレベルが異なっていたとしても、ノズル検査を行う際にシールドケーブル６０から発生するノイズの影響を確実に抑制することができる。また、検査開始閾値Ｖｒｅｆは、ノズル検査の精度が数％の誤差を見込んでいる場合には判定基準値Ｖｔｈｒよりわずかに高い値に設定される。このため、検査開始閾値Ｖｒｅｆを判定基準値Ｖｔｈｒと同等としたり信号レベルでほぼゼロとしたりする場合に比べて、電圧を印加してからノズル検査が終了するまでの期間を短くすることができる。但し、本発明は、検査開始閾値Ｖｒｅｆを判定基準値Ｖｔｈｒと同等としたり信号レベルでほぼゼロとしたりする場合を排除するものではない。この場合も、上記と同様に、ノイズの所定時間の間に発生する頻度のレベルを検出し、そのレベルが所定頻度以下となることとしてもよい。また、これらのノイズのレベルを検出する場合において、上述した実施形態では、図５のステップＳ１２０で、電圧Ｖ_H-Eが所定電圧Ｖｓに到達した後、更に所定条件が成立したか否かを判定したが、成立したか否かの判定を開始するのは、電圧Ｖ_H-Eが所定電圧Ｖｓに到達した後ではなく到達前からでもよい。但し、電圧印加に伴いノイズが発生することを鑑み、所定条件が成立したことを判定するのは、電圧Ｖ_H-Eが所定電圧Ｖｓに到達した後にするのが好ましい。

上述した実施形態では、検査領域５２にシールドケーブル６０を介して高電圧を印加する構成を採用したが、これに代えて、印刷ヘッド２４の電極部材にシールドケーブル６０を介して高電圧を印加し、この高電圧を印加したシールドケーブル６０を介して電気的変化を検出する点は上述した実施形態と同様とし、キャッピング装置４０の電極部材５７はグランド電位とする構成を採用してもよい。この場合、例えば、印刷時に印刷ヘッド２４が主走査方向に移動するのに伴ってシールドケーブル６０が揺れ動く形態とすると、静電気が発生してシールドケーブル６０の絶縁体層６４に電荷が溜まる。したがって、上述した図５のノズル検査ルーチンのステップＳ１１０で電圧Ｖ_H-Eが所定電圧Ｖｓに達したあと更に所定の条件が成立するのを待ってノズル検査を開始することにより、上述した実施形態と同様、ノズル検査を行う際にシールドケーブル６０から発生するノイズの影響を抑制することができる。また、この場合、シールドケーブル６０や回路ケース５１を印刷ヘッド２４に設けてもよい。

上述した各実施形態において、印刷ヘッド２４の電極部材及びキャッピング装置４０の電極部材５７のうち高電圧を印加する側でない方は、グランド電位としてもよいし、グランド電位以外の、該高電圧とは異なる電圧としてもよい。後者の場合、該高電圧と該高電圧とは異なる電圧との電位差によって、印刷ヘッド２４の電極部材とキャッピング装置４０の電極部材５７との間に所定電圧Ｖｓが印加されるようにする。また、印刷ヘッド２４の電極部材は、ノズルプレートやインク室に設けた電極など、印刷ヘッド２４内のインクと導通し、インクに所定の電位を与えるものであればよい。

上述した実施形態では、ケーブルとしてシールドケーブル６０を用いたが、特にシールドケーブル６０に限定されるものではなく、どのようなケーブルであっても構わない。シールド層を有さないケーブルであっても、周囲のグランド板金などとの位置関係によってノイズが発生することがあるからである。こうしたケーブルは、高電圧を印加して且つ該高電圧において電気的変化を検出するものであってもよいが、高電圧を印加するケーブルと電気的変化を検出するケーブルが別々であってもよい。但し、前者の場合、ノズル検査がノイズの影響を受けやすいため、本発明を適用する意義が高い。

上述した実施形態では、圧電素子を用いてインクを吐出する機構を採用するものとしたが、インクを吐出する機構はこの機構に限られない。例えば、ヒータに電流を流して発生した気泡によりインクを吐出する機構を採用してもよい。この場合でも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

上述した実施形態では、印刷ヘッド２４をキャリッジベルト３２及びキャリッジモーター３４ａにより主走査方向に移動して印刷するものとしたが、印刷ヘッド２４を主走査方向に移動しないものに適用してもよい。具体的には、記録紙Ｓの搬送方向に直交する主走査方向に、記録紙Ｓの幅と同等又はそれ以上の長さで配列した各色のノズル列を設けた印刷ヘッド（いわゆるラインインクジェットヘッド、例えば特開２００２−２００７７９号公報など参照）により記録紙Ｓへインクを吐出するものに適用してもよい。このとき、ノズル検査装置５０の検査領域５２は、各色のノズル列から吐出されたインクを受けることが可能な大きさに形成する。こうした場合でも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

上述した実施形態では、キャッピング装置４０のキャップ４１内をノズル検査の検査領域５２としたが、これに代えて、印刷データとは無関係にインク固化防止のためにインク滴を吐出させるフラッシングを行うときに利用されるフラッシング領域をノズル検査の検査領域としてもよいし、あるいは、キャッピング装置４０やフラッシング領域とは別に専用の検査領域を形成してもよい。

上述した実施形態では、電極部材５７を上側インク吸収体５５と下側インク吸収体５６との間に配置したが、電極部材５７を検査領域５２の最表面に配置してもよい（例えば特開２００７−１７６１５２号公報参照）。

上述した実施形態では、ノズル検査ルーチンのステップＳ１２０で電圧Ｖ_H-Eが所定電圧Ｖｓに到達してから待機時間Ｔｗａｉｔが経過したか否かを判定したが、スイッチＳＷをオンしてから時間ｔ１＋待機時間Ｔｗａｉｔが経過したか否かを判定してもよい。

上述した実施形態では、キャリッジ２２をホームポジションに固定した状態でノズル検査を行ったが、印刷ヘッド２４の１つのノズル列に配設されたノズルの検査が終了するごとにキャリッジ２２を移動してどのノズル列についても検査領域５２の同じライン上にインク滴が着弾するようにしてもよい。こうすれば、着弾位置が異なることによる出力レベルのばらつきを防止することができる。

上述した実施形態では、流体吐出装置をインクジェットプリンター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印刷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印刷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、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、ジェルを吐出する流状体吐出装置としてもよい。

インクジェットプリンター２０の構成の概略の一例を示す構成図。 ノズル検査装置５０の構成の斜視図。 ノズル検査装置５０の構成の概略を示すブロック図。 シールドケーブル６０の断面図。 ノズル検査ルーチンの一例を示すフローチャート。 時間に対する印刷ヘッド−検査領域間の電圧や信号レベルの関係を表すグラフ。

符号の説明

１２ ユーザーパソコン、２０ インクジェットプリンター、２１ 印刷機構、２２ キャリッジ、２３ ノズル、２４ 印刷ヘッド、２６ インクカートリッジ、２８ キャリッジ軸、２９ プラテン、３０ 紙送り機構、３２ キャリッジベルト、３３ 駆動モーター、３４ａ キャリッジモーター、３４ｂ 従動ローラー、３５ 紙送りローラー、３９ フレーム、４０ キャッピング装置、４１ キャップ、４２ シーリング部材、４３ 第１チューブ、４４ 第２チューブ、４５ 吸引ポンプ、４６ 開閉バルブ、４７ 昇降装置、５０ ノズル検査装置、５１ 回路ケース、５２ 検査領域、５３ 電圧印加回路、５４ 電圧検出回路、５４ａ 積分回路、５４ｂ 反転増幅回路、５４ｃ Ａ／Ｄ変換回路、５５ 上側インク吸収体、５６ 下側インク吸収体、５７ 電極部材、５９ 回路基板、６０ シールドケーブル、６２ 芯線、６４ 絶縁体層、６５ シールド層、６６ ジャケット、７０ コントローラー、７２ ＣＰＵ、７３ フラッシュＲＯＭ、７４ ＲＡＭ、７９ インターフェイス、Ｒ１ 抵抗素子、Ｓ 記録紙、ＳＷ スイッチ。

Claims (7)

1. ノズルからターゲットに流体を吐出可能な吐出手段と、
   前記ノズルから吐出された流体を受ける流体受け手段と、
   前記吐出手段と前記流体受け手段の両者の間にケーブルを介して電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記両者の間に前記ケーブルを介して電圧を印加し始めてから前記両者の間の電圧が所定の電圧に到達したあと更に所定の条件が成立するのを待ってノズル検査を開始し、該ノズル検査では、前記両者の間に前記所定の電圧が印加されている状態で前記ノズルから流体が吐出するよう前記吐出手段を制御したときの前記吐出手段又は前記流体受け手段での電気的変化に基づいて該ノズルから流体が吐出されるか否かを判定する制御手段と、
   を備えた流体吐出装置。
2. 前記所定の条件は、予め定めた所定の待機時間が経過することである、
   請求項１に記載の流体吐出装置。
3. 前記待機時間は、前記ケーブルから発生するノイズのレベルが前記ノズル検査に要求される精度を担保可能な値を下回るまでの時間に設定されている、
   請求項２に記載の流体吐出装置。
4. 前記所定の条件は、前記ケーブルから発生するノイズのレベルが予め定めた値を下回ることである、
   請求項１に記載の流体吐出装置。
5. 前記値は、前記ノズルから流体が吐出されるか否かを判定するのに用いられる電気的変化の判定基準値を超える値であって前記ノズル検査に要求される精度を担保可能な値に設定されている、
   請求項４に記載の流体吐出装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体吐出装置であって、
   前記吐出手段又は前記流体受け手段での電気的変化を前記ケーブルを介して前記制御手段に送信する電気的変化送信手段
   を備えた流体吐出装置。
7. ノズルからターゲットに流体を吐出可能な吐出手段と、前記ノズルから吐出された流体を受ける流体受け手段と、前記吐出手段と前記流体受け手段の両者の間にケーブルを介して電圧を印加する電圧印加手段と、を備えた流体吐出装置の制御方法であって、
   前記両者の間に前記ケーブルを介して電圧を印加し始めてから前記両者の間の電圧が所定の電圧に到達したあと更に所定の条件が成立するのを待ってノズル検査を開始し、該ノズル検査では、前記両者の間に前記所定の電圧が印加されている状態で前記ノズルから流体が吐出するよう前記吐出手段を制御したときの前記吐出手段又は前記流体受け手段での電気的変化に基づいて該ノズルから流体が吐出されるか否かを判定する、
   流体吐出装置の制御方法。

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