JP2010179543A - ノズル検査装置、その方法及び流体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルの検査を行う際のインターバル期間を短縮する。
【解決手段】ノズル検査装置５０は、印刷ヘッド２４に形成された複数のノズル２３を順次検査対象ノズルに設定し、該検査対象ノズルから流体が吐出されるよう印刷ヘッド２４を駆動したときの電気的変化の信号に基づいて検査対象ノズルが正常か異常かを判定するノズル検査を実行する。そして、ノズル検査を実行するにあたり、今回の検査対象ノズルからインクが吐出されるよう印刷ヘッド２４を駆動したあと所定のインターバル期間を経て次回の検査対象ノズルからインクが吐出されるよう印刷ヘッド２４を駆動する。それと共に、インターバル期間内のタイミングであって電気的変化の主要な信号波形の後ろに付随する残留波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングで、いずれかのノズルからインクが吐出されるよう印刷ヘッド２４を駆動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ノズル検査装置、その方法及び流体吐出装置に関する。

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）。こうしたノズル検査では、今回の検査対象ノズルからインク滴が発射されるよう吐出ヘッドを制御したあと所定のインターバル期間を経て次回の検査対象ノズルからインク滴が発射されるよう吐出ヘッドを制御する。

特開２００８−２３８８６号公報

ところで、こうした流体吐出装置において、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出力信号の波形の後ろに残留波形が付随することがあった。例えば、出力信号をフィルター回路に通してノイズをカットした場合や増幅回路を通して振幅を増幅させた場合には、ノイズカット後の出力信号波形や増幅後の出力信号波形の後ろに群遅延波形が残留波形として付随することがあり、この群遅延波形によって次回の検査対象ノズルの検査精度が低下することがあった。こうした残留波形による検査精度の低下を防止するために、今回の検査対象ノズルからインクが吐出されるよう印刷ヘッドを駆動したあと、残留波形が検査精度に影響を及ぼさなくなるほど小さくなるのに十分なインターバル期間を経て、次回の検査対象ノズルからインクが吐出されるよう印刷ヘッドを駆動するようにしていた。

しかしながら、このようなインターバル期間が長く設定されている場合には、ノズル検査に要する時間が長くなるため、好ましくない。

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のインターバル期間を短縮することを主目的とする。

本発明のノズル検査装置、その方法及び流体吐出装置は、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、
吐出ヘッドと流体受け領域に設けた検出電極との間に所定の電圧を印加した状態で前記吐出ヘッドに形成された複数のノズルを順次検査対象ノズルに設定し、該検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動したときの前記吐出ヘッド−前記検出電極間の電気的変化に基づいて前記検査対象ノズルが正常か異常かを判定するノズル検査を実行するノズル検査装置であって、
前記ノズル検査を実行するにあたり、今回の検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動したあと所定のインターバル期間を経て次回の検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動すると共に、前記インターバル期間内のタイミングであって前記電気的変化の主要な信号波形の後ろに付随する残留波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングで、いずれかのノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動するヘッド制御手段
を備えたものである。

このノズル検査装置では、ノズル検査を実行するにあたり、今回の検査対象ノズルから流体が吐出されるよう吐出ヘッドを駆動したあと所定のインターバル期間を経て次回の検査対象ノズルから流体が吐出されるよう吐出ヘッドを駆動すると共に、そのインターバル期間内のタイミングであって電気的変化の主要な信号波形の後ろに付随する残留波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングで、いずれかのノズルから流体が吐出されるよう吐出ヘッドを駆動する。この結果、カウンター波形を発生させない場合に比べて、早期に残留波形を小さくすることができ、インターバル期間を短縮することができる。これにより、ノズル検査全体の時間が短くなる。なお、カウンター波形を発生させるノズルは、今回の検査対象ノズルであってもよいが、そのほかのノズルであってもよい。但し、詰まり等により流体を吐出できないノズルは好ましくない。

本発明のノズル検査装置は、前記電気的変化の信号を入力してフィルター回路及び増幅回路の少なくとも一方を通過させたあと出力する信号処理手段と、前記信号処理手段から出力された信号に基づいて各ノズルが正常か異常かを判定する判定手段と、を備え、前記ヘッド制御手段は、前記インターバル期間内のタイミングであって前記電気的変化の信号が前記信号処理手段を通過した後に発生する群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングで、いずれかのノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動してもよい。こうすれば、早期に群遅延波形を小さくすることができ、インターバル期間を短縮することができる。ここで、前記タイミングは、前記電気的変化の信号が前記信号処理手段を通過した後に発生する第１群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングとしてもよい。こうすれば、残留波形のうち最も振幅の大きな第１群遅延波形の振幅が抑制されるため、より早く残留波形を小さくすることができる。あるいは、前記タイミングは、前記電気的変化の信号が前記信号処理手段を通過した後に発生する最後の群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングとしてもよい。こうすれば、残留波形のうち最後の群遅延波形の振幅が抑制されるため、より早く残留波形を小さくすることができる。

本発明の流体吐出装置は、上述したいずれかのノズル検査装置と、前記吐出ヘッドと、を備えたものである。上述したいずれかのノズル検査装置は、ノズル検査におけるインターバル期間を短縮することができるから、これを搭載した流体吐出装置も、基本的に同様の効果を生ずる。

本発明のノズル検査方法は、
吐出ヘッドと流体受け領域に設けた検出電極との間に所定の電圧を印加した状態で前記吐出ヘッドに形成された複数のノズルを順次検査対象ノズルに設定し、該検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動したときの前記吐出ヘッド−前記検出電極間の電気的変化に基づいて前記検査対象ノズルが正常か異常かを判定するノズル検査を実行するノズル検査方法であって、
前記ノズル検査を実行するにあたり、今回の検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動したあと所定のインターバル期間を経て次回の検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動すると共に、前記インターバル期間内のタイミングであって前記電気的変化の主要な信号波形の後ろに付随する残留波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングで、いずれかのノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動するものである。

このノズル検査方法では、カウンター波形を発生させない場合に比べて、早期に残留波形を小さくすることができ、インターバル期間を短縮することができる。これにより、ノズル検査全体の時間が短くなる。

本実施形態であるプリンター２０の構成の概略の一例を示す構成図。 印刷ヘッド２４の電気的接続を示すブロック図。 ノズル検査装置５０の構成の概略を示すブロック図。 ノイズ検査ルーチンのフローチャート。 駆動信号ＤＲＶの時間に対する変化を示すタイムチャート。 カウンター波形なしの場合の信号波形を示す説明図。 カウンター波形ありの場合の信号波形を示す説明図。 カウンター波形ありの場合の信号波形を示す説明図。 別のノズル検出装置の説明図。

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、印刷ヘッド２４の電気的接続を示すブロック図であり、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る。

本実施形態のプリンター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Ｐに吐出する印刷ヘッド２４を備えた印刷機構２１と、キャリッジ２２に搭載されたヘッド駆動用基板６２と、記録紙Ｐ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、プリンター２０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、メカフレーム３９の右側に取り付けられたキャリッジモーター３４ａとメカフレーム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。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ー２５が配設されており、このリニア式エンコーダー２５を用いてキャリッジ２２のポジションが管理可能となっている。また、キャリッジ２２は、印刷ヘッド２４を駆動するヘッド駆動用基板６２を搭載している。印刷ヘッド２４は、キャリッジ２２の下部に設けられ、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。この印刷ヘッド２４は、グランドに接続されている。印刷ヘッド２４の下面には、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）の各色のインクを吐出する複数のノズル２３を配列したノズル列６８が設けられている。なお、ここでは、すべてのノズルをノズル２３、すべてのノズル列をノズル列６８と総称し、シアンのノズル及びノズル列をノズル２３Ｃ及びノズル列６８Ｃ、マゼンタのノズル及びノズル列をノズル２３Ｍ及びノズル列６８Ｍ、イエローのノズル及びノズル列をノズル２３Ｙ及びノズル列６８Ｙ、ブラックのノズル及びノズル列をノズル２３Ｋ及びノズル列６８Ｋと称する。以下、ノズル２３Ｋを用いて説明する。この印刷ヘッド２４では、１８０個のノズル２３Ｋを記録紙Ｐの搬送方向に沿って配列してノズル列６８Ｋを構成している。各ノズル２３Ｋには、インク滴を吐出するための駆動素子として圧電素子６６が設けられており、この圧電素子６６に電圧をかけることによりこの圧電素子６６を変形させてインクを加圧しノズル２３Ｋから吐出する。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。

ヘッド駆動用基板６２は、図２に示すように、圧電素子６６へ電圧を印加するマスク回路６４を搭載している。このヘッド駆動用基板６２は、図示しないコネクタ部を介してフラットケーブル６３（図１参照）に接続されており、このフラットケーブル６３を介してコントローラー７０と信号のやり取りを行う。マスク回路６４は、各ノズル２３Ｋをそれぞれ駆動する圧電素子６６に対応して設けられている。このマスク回路６４には、図示しない制御基板上のヘッド駆動波形生成回路６０で生成された原信号ＯＤＲＶや印刷信号ＰＲＴｎが入力される。原信号ＯＤＲＶは、１画素分の区間内（キャリッジ２２が１画素の間隔を横切る時間内）に含まれる、第１パルスＰ１と第２パルスＰ２と第３パルスＰ３とからなっている。この３つのパルスＰ１〜Ｐ３を繰り返し単位とする原信号ＯＤＲＶを、本実施形態では１画素区間と称する。印刷信号ＰＲＴｎは、記録紙Ｐに形成されるドットの有無やその大きさに基づいて生成される信号である。なお、印刷信号ＰＲＴｎ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個のノズルからなるため、ｎは１から１８０のいずれかの整数値となる。マスク回路６４は、原信号ＯＤＲＶや印刷信号ＰＲＴｎが入力されると、これらの信号に基づいて第１パルスＰ１と第２パルスＰ２と第３パルスＰ３とのうち必要なパルスを駆動信号ＤＲＶｎ（ｎの意味するところは印刷信号ＰＲＴｎのｎと同じ）としてノズル２３Ｋの圧電素子６６に向けて出力する。具体的には、マスク回路６４から圧電素子６６に第１パルスＰ１のみが出力されると、ノズル２３Ｋから１ショットのインク滴が吐出され、記録紙Ｐには小さいサイズのドット（小ドット）が形成される。また、第１パルスＰ１と第２パルスＰ２とが圧電素子６６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、記録紙Ｐには中サイズのドット（中ドット）が形成される。また、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６６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、記録紙Ｐ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、プリンター２０では、１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可能である。なお、他の色のノズル２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙやノズル列６８Ｃ，６８Ｍ，６８Ｙについても上記ノズル２３Ｋやノズル列６８Ｋと同様である。

紙送り機構３０は、図１に示すように、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Ｐ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Ｐ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Ｐ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、図３に示すように、略直方体で上部が開口した絶縁性の部材で形成されたキャップ４２を筐体としており、キャリッジ２２の初期位置（ホームポジション）に配設されている。このキャッピング装置４０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４１が設けられている。このキャッピング装置４０は、昇降機構４７により上下動可能に支持されており、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に利用されるほか、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。このキャッピング装置４０には、吸引チューブを介して吸引ポンプ４５が接続されると共に、吸気チューブを介して開閉バルブ４６が接続され、開閉バルブ４６が閉状態のときに吸引ポンプ４５が作動するとキャッピング装置４０の内部空間に負圧が発生する。キャッピング装置４０がノズル２３を封止しているときにこの負圧を発生させることにより、ノズル２３内のインクを強制的に吸い出すクリーニングを実行可能である。

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と、検査領域５２を所定電位とすることにより印刷ヘッド２４と検査領域５２との間に所定の電位差を発生させる電圧印加回路５３と、検査領域５２での電圧変化を検出する電圧検出回路５４とを備えている。検査領域５２は、印刷ヘッド２４を封止するキャップ４２の内部に配設されている。この検査領域５２は、インク滴が着弾する上側インク吸収体５５と、この上側インク吸収体５５に着弾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ている。このスポンジは、着弾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と同電位となっている。

電圧印加回路５３は、図３に示すように、検査領域５２の電極部材５７に接続されており、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、この昇圧後の直流電圧Ｖｅ（例えば４００Ｖ）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、印刷ヘッド２４から吐出されたインクを着弾させこのインクの吐出に伴い生じる検査領域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入力して所定の周波数帯域（例えば１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ）の信号以外の信号を大きく減衰させて出力するバンドパスフィルター回路（以下、「フィルター回路」という）５４ｂと、このフィルター回路５４ｂ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５４ｃと、この反転増幅回路５４ｃ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５４ｄとを備えている。積分回路５４ａは、１つのインク滴の飛翔・着弾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・着弾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。フィルター回路５４ｂは、ノズル検査の精度を上げるためにノイズ成分をカットして出力するものである。反転増幅回路５４ｃ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フィルター回路５４ｂ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５４ｄは、反転増幅回路５４ｃ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。なお、電圧印加回路５３及び電圧検出回路５４はキャップ４２とは別体の回路ケース５１内の基板上に搭載されている。

コントローラー７０は、メカフレーム３９に取り付けられた図示しない制御基板に搭載され、図１に示すように、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサー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）１１０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）７５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、印刷バッファー領域が設けられており、この領域にユーザーパソコン（ＰＣ）１１０などの外部機器からＩ／Ｆ７５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から出力された検出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（ユーザーパソコン１１０など）から出力された印刷ジョブなどがＩ／Ｆ７５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に搭載されたヘッド駆動用基板６２への制御信号やノズル検査装置５０への制御信号、駆動モーター３３、キャリッジモーター３４ａ、吸引ポンプ４５、開閉バルブ４６及び昇降機構４７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４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。

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、ノズル検査の準備を行う（ステップＳ１００）。具体的には、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たあと、昇降機構４７を駆動してキャップ４２で印刷ヘッド２４を封止する。これにより、各色のノズル列が検査領域５２に向かい合った状態となる。なお、このとき、吸引ポンプ４５は不作動、開閉バルブ４６は開放状態である。次に、電圧印加回路５３のスイッチＳＷをオンする（ステップＳ１１０）。

続いて、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、検査対象のノズル２３からノズル検査に必要な量のインク滴を吐出させるためにヘッド駆動用基板６２のマスク回路６４を制御する（ステップＳ１２０）。具体的には、図５のタイムチャートに示すように駆動信号ＤＲＶを発生させる。図５は、タイミング信号ＰＴＳ（Print Timing Signal）や原信号ＯＤＲＶ、圧電素子６６への駆動信号ＤＲＶの各々についての時間に対する変化を表すタイムチャートである。ここでは、所定時間毎に出力されるタイミング信号ＰＴＳを基準とし、あるタイミング信号ＰＴＳの立ち下がり時期から次のタイミング信号ＰＴＳの立ち上がり時期までを１セグメントとし、１セグメントごとにヘッド駆動波形生成回路６０から原信号ＯＤＲＶつまり第１〜第３パルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３を出力する。また、１つのノズルを検査するために要する期間（１ノズル検査期間）は、本実施形態では２０セグメントとする。一方、検査対象のノズル２３に対応する圧電素子６６に駆動信号ＤＲＶを出力するマスク回路６４からは、１ノズル検査期間のうち前半の８セグメント（パルス付与期間）において原信号ＯＤＲＶがそのまま圧電素子６６への駆動信号ＤＲＶとして出力され、後半の１２セグメントのうち１セグメントを除いて駆動信号ＤＲＶが出力されないようにする。前半の８セグメントでは、各パルスごとに圧電素子６６が変形してインクを加圧するため、検査対象のノズル２３が詰まっていなければ、２４ショット分の帯電したインクがそのノズル２３から飛翔して検査領域５２に着弾する。すると、電極部材５７上で電圧変化が生じ、電圧検出回路５４の反転増幅回路５４ｃからの主要な信号波形（図６参照）が正弦波的に変化してその出力レベルが閾値Ｖｔｈｒ以上となる。こうした信号波形は、Ａ／Ｄ変換回路５４ｄでディジタル信号に変換されてＣＰＵ７２へ入力される。ここで、閾値Ｖｔｈｒは、帯電したインクがノズル２３から飛翔して検査領域５２に着弾したときに生じる出力信号波形の出力レベルよりも低く、且つ、帯電したインクがノズル２３から飛翔して検査領域５２に着弾していないときに超えることのない値に設定されている。

続いて、１ノズル検査期間のうちパルス付与期間が終了したあとのインターバル期間において、所定のタイミングが到来したか否かを判定し（ステップＳ１３０）、所定のタイミングが到来していなければそのまま待機し、所定のタイミングが到来したならば今回の検査対象のノズル２３から所定量のインク滴を吐出させるためにヘッド駆動用基板６２のマスク回路６４を制御する（ステップＳ１４０）。ここで、説明の便宜上、１ノズル検査期間の後半の１２セグメントのすべてにおいて駆動信号ＤＲＶが出力されないように制御した場合、つまりインターバル期間において全くインク滴を吐出させない場合について、図６を用いて説明する。図６は、反転増幅回路５４ｃからの出力信号波形を示したものである。１ノズル検査期間の初期に現れる主要な信号波形は、パルス付与期間で付与したパルスに応答して吐出されたインク滴に起因する正弦波状の波形であり、最も大きな振幅を有する。この主要な信号波形の後ろには、残留波形が付随している。本実施形態の残留波形は、フィルター回路５４ｂを通過したり反転増幅回路５４ｃを通過することにより発生する第１群遅延波形や第２群遅延波形である。これらの残留波形の振幅は、主要な信号波形ほど大きくはないものの、十分に小さくなる前に次回の検査対象のノズルを検査した場合には、主要な信号波形の振幅が嵩上げされることになり、本来閾値Ｖｔｈｒ未満の振幅しかなかったとしても閾値Ｖｔｈｒ以上になってしまうことがあり、検査精度が低下することがある。このため、こうした残留波形の振幅が十分に小さくなるのを待つために、８セグメントのパルス付与期間のあとにはインクを吐出しないインターバル期間を設けている。こうしたインターバル期間は、例えば１８セグメントとか２０セグメントである。しかし、１ノズル検査期間は、パルス付与期間とインターバル期間との和になるため、インターバル期間が長いほど１ノズル検査期間は長くなってしまう。この点を考慮して、本実施形態では、第１群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミング（図５に示すようにインターバル期間に移行してから３セグメントめの開始タイミング）で、今回の検査対象のノズル２３から１セグメント分つまり３ショット分の帯電したインクを飛翔させて検査領域５２に着弾させる。これにより、反転増幅回路５４ｃからの出力信号波形は、図７のように、パルス付与期間で吐出されたインク滴に起因する出力信号波形とインターバル期間での所定のタイミングで吐出されたインク滴に起因するカウンター波形との合成波形となり、図６と比べて明らかに早い時間でほぼゼロに収束することがわかる。このため、インターバル期間を１２セグメントと短く設定することができる。

さて、図５のフローチャートに戻り、ステップＳ１４０のあと、電圧検出回路５４から入力した信号の出力レベルが閾値Ｖｔｈｒ以上か否かを判定し（ステップＳ１５０）、出力レベルが閾値Ｖｔｈｒ未満であれば、パルス付与期間ではノズル２３から十分な量のインクが吐出しなかったことから今回の検査対象のノズル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（例えばどのノズル列の何番目のノズルかを示す情報）をＲＡＭ７６に記憶する（ステップＳ１６０）。このステップＳ１６０のあと又はステップＳ１５０で出力レベルが閾値Ｖｔｈｒ以上だったとき（つまり今回の検査対象のノズル２３が正常だったとき）には、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Ｓ１７０）、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Ｓ１８０）、その後再びステップＳ１２０〜Ｓ１７０の処理を行う。一方、ステップＳ１７０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Ｓ１９０）、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。本実施形態の印刷ヘッド２４が本発明の吐出ヘッドに相当し、電極部材５７が検出電極に相当し、コントローラー７０のＣＰＵ７２がヘッド制御手段及び判定手段に相当する。また、電圧検出回路５４が信号処理手段に相当し、そのうちフィルター回路５４ｂがフィルター回路に相当し、反転増幅回路５４ｃが増幅回路に相当する。更に、プリンター２０が流体吐出装置に相当する。なお、本実施形態では、プリンター２０の動作を説明することにより、本発明のノズル検査方法の一例も明らかにしている。

以上説明した本実施形態によれば、１ノズル検査期間におけるインターバル期間のうち所定のタイミングで検査対象のノズル２３から少量のインクを発生させることにより主要な信号波形の後ろに付随する残留波形を打ち消すカウンター波形を発生させるため、カウンター波形を発生させない場合に比べて、早期に残留波形を小さくすることができ、インターバル期間を短縮することができる。これにより、ノズル検査全体の時間が短くなる。特に、残留波形のうち最も振幅の大きな第１群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させるため、より早く残留波形を小さ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、第１群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させたが、最後の群遅延波形（上述した実施形態では第２群遅延波形）を打ち消すカウンター波形を発生させてもよい。このときの一例を図８に示す。この場合、残留波形のうち最後の群遅延波形の振幅が抑制されるため、図６に比べて早期にほぼゼロに収束する。なお、インターバル期間のうち第１群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングよりも、第２群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングの方が遅くなる。第１及び第２群遅延波形を打ち消すカウンター波形をそれぞれ発生させるようにしてもよい。こうしたカウンター波形を発生させるにあたり、上述した実施形態では、１セグメントつまり３ショット分のインク量を吐出するようにしたが、このときのインク量は残留波形の大きさに応じて適宜設定すればよい。なお、上述した実施形態では、カウンター波形を発生させるノズルを、所定のタイミングが到来したときに検査対象ノズルに設定されているノズル２３（つまり今回の検査対象ノズル）としたが、そのほかのノズルとしてもよい。但し、詰まり等によりインクを吐出できないノズルは好ましくない。

上述した実施形態では、フィルター回路５４ｂによりノイズをカットしたり反転増幅回路５４ｃにより出力信号波形を増幅するものとしたが、特にこれに限定されず、例えばフィルター回路５４ｂを省略してもよいし、反転増幅回路５４ｃを省略してもよい。また、両回路５４ｂ，５４ｃを省略しても何らかの理由で残留波形が発生する場合には、インターバル期間内においてその残留波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングで、今回の検査対象ノズル２３から少量のインクが吐出されるよう印刷ヘッド２４を駆動すれば、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

上述した実施形態では、検査領域５２の電極部材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、上側インク吸収体５５の上面に配置してもよい。また、図９に示すように、電極部材５７や上側インク吸収体５５の代わりに、ノズル２３から吐出されたインクが通過する位置の近傍に検出部材１５２を設け、その検出部材１５２の近傍をインクが通過する際に生じる電気的変化を電圧検出回路５４で検出し、その検出結果によりインクの吐出状態を検出するものとしてもよい。なお、検出部材１５２は、インクの通過に伴う電気的変化を検出可能なものとすれば、電極板としてもよいし、電気線としてもよい。

上述した実施形態では、パルス吐出期間を８セグメント、インターバル期間を１２セグメントとして説明したが、各期間のセグメント数は特にこれに限定されるものではなく、検査精度などに応じて適宜設定すればよい。また、１セグメントあたり３つのパルスが含まれるものとして説明したが、１セグメントあたりのパルス数は特にこれに限定されるものではなく、適宜の数に設定すればよい。

上述した実施形態では、印刷ヘッド２４をグランドに接続し、検査領域５２に電圧を印加することにより印刷ヘッド２４と検査領域５２との間に電位差を生じさせるものとしたが、検査領域５２をグランドに接続し、印刷ヘッド２４に電圧を印加することにより印刷ヘッド２４と検査領域５２との間に電位差を生じさせるものとしてもよい。また、グランドに接続する側の電極の電位はグランドに限らず、電圧印加回路５３の電圧と異なる電位であって、この電圧印加回路５３の電圧との間に所定の電位差を与える電位であればよい。なお、印刷ヘッド２４において所定の電位を与える電極は、ノズルプレートやヘッド内の電極など、印刷ヘッド２４内のインクと導通してインクに電位を与えることが可能な電極であればよい。

上述した実施形態では、両回路５３，５４を共に検査領域５２に接続したが、両回路５３，５４を共に印刷ヘッド２４に接続したり、両回路５３，５４の一方を検査領域５２及び印刷ヘッド２４の一方に接続すると共に両回路５３，５４の他方を検査領域及び印刷ヘッド２４の他方に接続してもよい。

上述した実施形態では、検査領域５２はキャッピング装置４０の内部に設けられているものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、インクが乾燥して増粘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領域に設けるものとしてもよいし、印刷ヘッド２４の移動可能な領域に新たに設けるものとしてもよい。

上述した実施形態では、印刷ヘッド２４は、圧電素子６６に電圧を印加し、この圧電素子６６を変形させてインクを加圧する方式としたが、発熱抵抗体（例えばヒーターなど）に電圧をかけインクを加熱して発生した気泡によりインクを加圧する方式を採用してもよい。また、インクカートリッジ２６は、往復動するキャリッジ２２に搭載したいわゆるオンキャリッジの構成としたが、メカフレーム３９に装着されチューブにより印刷ヘッド２４へインク等を供給するいわゆるオフキャリッジの構成としてもよい。また、キャリッジ移動方向に移動するキャリッジ２２を備えた印刷機構２１としたが、記録紙Ｐの幅方向に各色のノズル列を設けたいわゆるラインインクジェットヘッドを備えたものとしてもよい。

上述した実施形態では、インクを記録紙Ｐへ吐出するプリンター２０に具体化した例を示したが、印刷ヘッド２４と検査領域５２との間に電位差を設けてノズルから流体が吐出されたか否かを検出可能なものとすれば、特に限定されずに本発明を適用することができる。例えば、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としてもよいし、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、トナーなどの粉体を吐出する粉体吐出式記録装置としてもよい。

上述した実施形態では、プリンター２０を本発明の流体吐出装置として説明したが、原稿を読み取り可能なスキャナユニットを備えたマルチファンクションプリンタや、ＦＡＸ機能を有するＦＡＸ装置としてもよい。

２０ プリンター、２１ 印刷機構、２２ キャリッジ、２３，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙ，２３Ｋ ノズル、２４ 印刷ヘッド、２５ リニア式エンコーダー、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 メカフレーム、４０ キャッピング装置、４１ シーリング部材、４２ キャップ、４５ 吸引ポンプ、４６ 開閉バルブ、４７ 昇降機構、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 フィルター回路、５４ｃ 反転増幅回路、５４ｄ 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、６０ ヘッド駆動波形生成回路、６２ ヘッド駆動用基板、６３ フラットケーブル、６４ マスク回路、６６ 圧電素子、６８，６８Ｃ，６８Ｍ，６８Ｙ，６８Ｋ ノズル列、７０ コントローラー、７２ ＣＰＵ、７３ フラッシュＲＯＭ、７４ ＲＡＭ、、７５ インターフェース、１１０ ユーザーパソコン、１５２ 検出部材、Ｐ 記録紙、Ｒ１ 抵抗素子、ＳＷ スイッチ。

Claims (6)

1. 吐出ヘッドと流体受け領域に設けた検出電極との間に所定の電圧を印加した状態で前記吐出ヘッドに形成された複数のノズルを順次検査対象ノズルに設定し、該検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動したときの前記吐出ヘッド−前記検出電極間の電気的変化に基づいて前記検査対象ノズルが正常か異常かを判定するノズル検査を実行するノズル検査装置であって、
   前記ノズル検査を実行するにあたり、今回の検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動したあと所定のインターバル期間を経て次回の検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動すると共に、前記インターバル期間内のタイミングであって前記電気的変化の主要な信号波形の後ろに付随する残留波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングで、いずれかのノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動するヘッド制御手段
   を備えたノズル検査装置。
2. 請求項１に記載のノズル検査装置であって、
   前記電気的変化の信号を入力して増幅回路及びフィルター回路の少なくとも一方を通過させたあと出力する信号処理手段と、
   前記信号処理手段から出力された信号に基づいて各ノズルが正常か異常かを判定する判定手段と、
   を備え、
   前記ヘッド制御手段は、前記インターバル期間内のタイミングであって前記電気的変化の信号が前記信号処理手段を通過した後に発生する群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングで、いずれかのノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動する、
   ノズル検査装置。
3. 前記タイミングは、前記電気的変化の信号が前記信号処理手段を通過した後に発生する第１群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングである、
   請求項２に記載のノズル検査装置。
4. 前記タイミングは、前記電気的変化の信号が前記信号処理手段を通過した後に発生する最後の群遅延波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングである、
   請求項２に記載のノズル検査装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のノズル検査装置と、
   前記吐出ヘッドと、
   を備えた流体吐出装置。
6. 吐出ヘッドと流体受け領域に設けた検出電極との間に所定の電圧を印加した状態で前記吐出ヘッドに形成された複数のノズルを順次検査対象ノズルに設定し、該検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動したときの前記吐出ヘッド−前記検出電極間の電気的変化に基づいて前記検査対象ノズルが正常か異常かを判定するノズル検査を実行するノズル検査方法であって、
   前記ノズル検査を実行するにあたり、今回の検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動したあと所定のインターバル期間を経て次回の検査対象ノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動すると共に、前記インターバル期間内のタイミングであって前記電気的変化の主要な信号波形の後ろに付随する残留波形を打ち消すカウンター波形を発生させるタイミングで、いずれかのノズルから流体が吐出されるよう前記吐出ヘッドを駆動する、
   ノズル検査方法。

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