JP2018510078A - 液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法、およびデバイスドライバー、並びに印刷システム - Google Patents

Abstract

吐出検査機構によりノズルの吐出異常を検査する吐出検査工程と、吐出異常が検出された場合に、振動検査回路により圧力室内のインクの振動を検査する残留振動検査工程と、振動に異常が検出された場合に、駆動パルスについて圧力室の内部における樹脂の固着に応じた補正を行う第１の補正工程と、第１の補正工程の後、ノズルの吐出異常を検査する再度の吐出検査工程と、振動検査工程において振動に異常が検出されなかった場合、または、再度の吐出検査工程において吐出に異常が検出された場合に、駆動パルスについてノズルの内部における樹脂の固着に応じた補正を行う第２の補正工程と、を含む。

Description

本発明は、インクジェット式記録装置などの液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法、およびデバイスドライバー、並びに印刷システムに関し、特に、アクチュエーターを駆動させて液体流路内の液体に圧力振動を生じさせることでノズルから液体を吐出させる液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法、およびデバイスドライバー、並びに印刷システムに関するものである。

液体吐出装置は液体吐出ヘッドを備え、この液体吐出ヘッドから各種の液体を吐出（噴射）する装置である。この液体吐出装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を活かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを吐出し、ディスプレイ製造装置用の色材吐出ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を吐出する。また、電極形成装置用の電極材吐出ヘッドでは液状の電極材料を吐出し、チップ製造装置用の生体有機物吐出ヘッドでは生体有機物の溶液を吐出する。

ここで、上記液体吐出装置の一種であるプリンターでは、熱可塑性樹脂粒子を含むインク（以下、樹脂インクとも呼ぶ）が用いられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。この樹脂インクは、記録媒体上で固化すると強固な樹脂膜を形成するため、水系のインクと比較して耐擦過性・耐候性に優れるという特長がある。その一方で、インクに含まれる樹脂成分が次第に液体吐出ヘッド内の流路やノズルに固着する場合があり、これにより、吐出に悪影響を及ぼす虞があった。

特開２０１５−００９５１９号公報

上記の問題に対応するべく各種のメンテナンス方法や、アクチュエーターを駆動する駆動パルスの補正方法等も提案されているが、樹脂成分の固着位置が、例えばノズルの内壁であるかノズルよりも上流側の液体流路の内壁であるかに応じて対応を変える必要があるところ、従来では樹脂成分の固着位置を特定することが困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂を含む液体を吐出する構成において固着位置を特定することが可能な液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法、およびデバイスドライバー、並びに印刷システムを提供することにある。

〔手段１〕
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、樹脂を含む液体を吐出するノズル、このノズルに個別に連通する液体流路、および液体流路内の液体に圧力振動を生じさせるアクチュエーターを有し、前記アクチュエーターの駆動により前記ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記ノズルの吐出異常を検査する第１の検査機構と、前記アクチュエーターの駆動によって生じる前記液体流路内の液体の振動を検査する第２の検査機構と、前記液体流路内における前記樹脂の固着または前記ノズル内における前記樹脂の固着の何れかを特定する処理を行う制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第１の検査機構による吐出異常の検査結果と、前記第２の検査機構による前記液体流路内における液体の振動の検査結果と、に基づき、前記樹脂の固着位置を特定することを特徴とする。

手段１の構成によれば、第１の検査機構による検査結果と、第２の検査機構による検査結果とに基づき、従来では特定が難しかった樹脂の固着位置を特定するので、樹脂の固着位置に応じた適切な処理を行うことができる。

〔手段２〕
上記手段１の構成において、前記制御回路は、特定された樹脂の固着位置に応じて、前記アクチュエーターを駆動する駆動パルスについて補正を行う構成を採用することが望ましい。

手段２の構成によれば、樹脂の固着位置に応じて駆動パルスを適切に補正することにより、液体に含まれる樹脂成分の固着が生じた場合においても、その固着位置に拘わらず、ノズルから吐出される液体の量や飛翔速度を、設計上目標とする値に近づけることが可能となる。

〔手段３〕
上記手段２の構成において、前記制御回路は、前記樹脂の固着位置を特定する検査を定期的に、若しくは、使用者の指示に基づき実行する構成を採用することが望ましい。

上記手段３の構成によれば、樹脂の固着位置を特定する検査を定期的に、若しくは、使用者の指示に基づき実行することにより、時間の経過とともにさらに樹脂の固着が増加したり、あるいは、一旦固着した樹脂が剥離したりする等の状況の変化に対応することが可能となる。

〔手段４〕
また、本発明は、樹脂を含む液体を吐出するノズル、このノズルに個別に連通する液体流路、および液体流路内に圧力振動を生じさせるアクチュエーターを有し、前記アクチュエーターの駆動により前記ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記ノズルの吐出異常を検査する第１の検査機構と、前記アクチュエーターの駆動によって生じる液体流路内の液体の振動を検査する第２の検査機構と、を備えた液体吐出装置の制御方法であって、前記第１の検査機構により前記ノズルの吐出異常を検査する第１の検査工程と、前記第１の検査工程において吐出異常が検出された場合に、前記第２の検査機構により前記液体流路内の液体の振動を検査する第２の検査工程と、前記第２の検査工程において振動に異常が検出された場合に、前記アクチュエーターを駆動する駆動パルスについて前記液体流路の内部における前記樹脂の固着に応じた補正を行う第１の補正工程と、前記第１の補正工程の後、前記ノズルの吐出異常を再度検査する第３の検査工程と、前記第２の検査工程において振動に異常が検出されなかった場合、または、前記第３の検査工程において吐出異常が検出された場合に、前記駆動パルスについて前記ノズルの内部における前記樹脂の固着に応じた補正を行う第２の補正工程と、を含むことを特徴とする。

手段４の方法によれば、第１の検査機構による検査結果と、第２の検査機構による検査結果とに基づき、樹脂成分の固着位置を特定し、特定された樹脂の固着位置に応じて駆動パルスを適切に補正することにより、液体に含まれる樹脂成分の固着が生じた場合においても、その固着位置に拘わらず、ノズルから吐出される液体の量や飛翔速度を、設計上目標とする値に近づけることが可能となる。

〔手段５〕
また、本発明は、樹脂を含む液体を吐出するノズル、このノズルに個別に連通する液体流路、および液体流路内に圧力振動を生じさせるアクチュエーターを有し、前記アクチュエーターの駆動により前記ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記ノズルの吐出異常を検査する第１の検査機構と、前記アクチュエーターの駆動によって生じる液体流路内の液体の振動を検査する第２の検査機構と、を備えた液体吐出装置と通信可能に接続されたホスト装置において実行可能なデバイスドライバーであって、手段４における液体吐出装置の制御方法の各工程を前記液体吐出装置において実行させることを特徴とする。

さらに、本発明の印刷システムは、手段５のデバイスドライバーを実行可能なホスト装置と、このホスト装置と通信可能に接続された液体吐出装置とを備えることを特徴とする。

図１は、印刷システムの構成を説明するブロック図である。 図２は、プリンターの内部構成を説明する斜視図である。 図３は、記録ヘッドの構成を説明する断面図である。 図４Ａは、駆動パルスの選択について説明する波形図である。 図４Ｂは、駆動パルスの選択について説明する波形図である。 図４Ｃは、駆動パルスの選択について説明する波形図である。 図５は、印刷システムの処理について説明するフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１は、本発明に係る印刷システムについて説明するブロック図である。
この印刷システムは、ホストコンピューター１等のホスト装置、およびインクジェットプリンター（以下、単にプリンター）３等が、有線又は無線で通信可能に接続されて構成されている。ホストコンピューター１は、ＣＰＵ５、メモリー６、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）７、および補助記憶装置８等を備え、これらが内部バスを介して相互に接続されている。補助記憶装置８は、例えばハードディスクドライブから構成され、この記憶装置８には、オペレーションプログラム、各種アプリケーションプログラム、およびプリンタードライバー９等のデバイスドライバー等が記憶されている。そして、ＣＰＵ５は、補助記憶装置８に記憶されたオペレーションシステムに従い、アプリケーションプログラムやプリンタードライバー９の実行など、各種の処理を行う。入出力インターフェース７は、例えば、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等のインターフェースからなり、プリンター３の入出力インターフェース７と接続されて、このプリンター３に対し、プリンタードライバー９が作成した記録処理等の要求や印刷に係るデータ等を出力する。プリンタードライバー９は、アプリケーションプログラムにより作製されたイメージデータ（画像データやテキストデータ等）をプリンター３で使用されるドットパターンデータ（ラスターデータともいう）に変換する処理や各種印刷設定等を行うためのプログラムである。なお、プリンタードライバー９の処理については、後述する。

本実施形態におけるプリンター３は、ＣＰＵ１１（本発明における制御回路に相当）、メモリー１２、入出力インターフェース１３、駆動信号生成回路１４、紙送り機構１６、キャリッジ移動機構１７、吐出検査機構４０、振動検査回路４１、および記録ヘッド１８等を有する。吐出検査機構４０（本発明における第１の検査機構に相当）は、記録ヘッド１８のノズル２７（図３等参照）からインクが正常に吐出されているか否かを検査する機構である。ＣＰＵ１１は、第１の検査機構の一部としても機能し、吐出検査機構４０からの検出信号に基づき、ノズル２７における吐出に異常があるか否かを検査する。また、振動検査回路４１（本発明における第２の検査機構に相当）は、駆動パルスＰｄ（図４Ａ〜４Ｃ参照）によって圧電素子２０が駆動されたときの圧力室内のインクに生じる圧力振動（残留振動）に基づく圧電素子２０の逆起電力信号を検出信号としてＣＰＵ１１に出力するように構成されている。ＣＰＵ１１は、第２の検査機構の一部としても機能し、圧電素子２０を振動センサーとして用いて圧力室内のインクの振動を検査する。なお、吐出検査機構４０による吐出検査工程、および振動検査回路４１による振動検査工程の詳細については後述する。

入出力インターフェース１３は、ホスト装置の一種であるホストコンピューター１側からの記録処理等の要求や印刷に係るデータを受けたり、プリンター３の状態情報をホストコンピューター１側に出力したり、等の各種データの送受信を行う。ＣＰＵ１１は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー１２は、ＣＰＵ１１のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素子であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ（不揮発性記憶素子）を含む。ＣＰＵ１１は、メモリー１２に記憶されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。また、本実施形態におけるＣＰＵ１１は、ホスト装置側からのドットパターンデータを記録ヘッド１８のヘッドコントローラー１９に送信する。駆動信号生成回路１４（駆動パルス生成回路）は、駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの信号を生成し、当該信号を増幅して図４Ａ〜４Ｃに示す駆動信号を生成する。ヘッドコントローラー１９は、駆動信号生成回路１４により生成された駆動信号中の駆動パルスを各圧電素子２０に対して選択的に印加する制御を行う。なお、プリンター３とホスト装置の接続方式については例示したものには限られず、種々の方法を採用することができる。

本実施形態におけるプリンター３において、記録ヘッド１８は、インクカートリッジ２２を搭載したキャリッジ２３の底面側に取り付けられている。そして、当該キャリッジ２３は、キャリッジ移動機構１７によってガイドロッド２４に沿って往復移動可能に構成されている。すなわち、プリンター３は、紙送り機構１６によって記録紙等の記録媒体Ｓを順次搬送すると共に、記録媒体に対して記録ヘッド１８を記録媒体Ｓの幅方向（主走査方向）に相対移動させながら当該記録ヘッド１８のノズル２７（図３等参照）からインクを吐出させて、記録媒体Ｓ上に当該インクを着弾させることにより画像等を記録する。なお、インクカートリッジ２２がプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジ２２のインクが供給チューブを通じて記録ヘッド１８側に送られる構成を採用することもできる。

キャリッジ２３の走査方向における一端部（図２における右手前）は、ホームポジションとなっており、このホームポジションの下方には、記録ヘッド１８のノズル面を封止可能なキャッピング機構２５が配設されている。このキャッピング機構２５は、上面側が開口したトレイ状の弾性材からなるキャップ２６と、ノズル面が封止された状態におけるキャップ２６の内部空間を負圧化する図示しないポンプとから構成される。また、キャッピング機構２５は、図示しない昇降機構によって昇降可能に構成され、キャップ２６が記録ヘッド１８のノズル面を封止する封止状態と、キャップ２６がノズル面から離隔した待避状態とに切り替えることができるようになっている。記録ヘッド１８内の流路における増粘したインクや気泡等を除去してノズル２７の詰まり等を回復する処理であるメンテナンス動作（吸引クリーニング動作）においては、上記キャッピング状態においてポンプを作動させてキャップ２６の内部空間を負圧化させることで、ノズルから強制的にインクや気泡をキャップ２６内に排出させる。キャップ２６に排出された廃インクは、図示しない廃インクタンクに排出される。

図３は、記録ヘッド１８の内部構成を説明する要部断面図である。
本実施形態における記録ヘッド１８は、ノズルプレート２８、流路基板２９、および、圧電素子２０等から概略構成され、これらの部材を積層した状態でケース３０に取り付けられている。ノズルプレート２８は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル２７を同方向に沿って列状に開設したシリコン単結晶基板からなる部材である。本実施形態では、並設された複数のノズル２７から構成されるノズル列（ノズル群の一種）は、例え３６０個のノズル２７によって構成される。そして、このノズルプレート２８のインクが吐出される側の面が、ノズル面に相当する。

流路基板２９は、圧力室３１となる空部が各ノズル２７に対応して複数形成されている。この流路基板２９における圧力室３１の列の外側には、各圧力室３１に共通な空部である共通液室３２が形成されている。この共通液室３２は、インク供給口３３を介して各圧力室３１と個々に連通している。なお、ノズル２７に個別に連通する圧力室３１およびインク供給口３３は、本発明における液体流路に相当する（以下、適宜、個別流路と称する）。また、共通液室３２には、インクカートリッジ側からのインクがケース３０のインク導入路３４を通じて導入される。流路基板２９のノズルプレート２８側とは反対側の上面には、弾性膜３５を介して圧電素子２０（アクチュエーターの一種）が形成されている。圧電素子２０は、金属製の下電極膜と、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等からなる圧電体層と、金属からなる上電極膜（何れも図示せず）とを順次積層することで形成されている。この圧電素子２０は、所謂撓みモードの圧電素子であり、圧力室３１の上部を覆うように形成されている。この圧電素子２０は、配線部材３６を通じて駆動信号（駆動パルス（図４Ａ〜４Ｃ参照））が印加されることにより変形する。これにより、当該圧電素子２０に対応する圧力室３１内のインクに圧力振動が生じ、このインクの圧力振動を制御することによりノズル２７からインクが吐出される。

図４Ａ〜４Ｃは、駆動信号生成回路１４により発生される駆動パルスの一例を説明する波形図である。なお、図４Ａは補正前の基本パルスの波形図を示し、図４Ｂは基本パルスに対する第１の補正工程について説明する波形図、図４Ｃは基本パルスに対する第２の補正工程について説明する波形図である。なお、駆動パルスの補正については後述する。本実施形態において、本実施形態における駆動パルスＰｄは、膨張要素ｐ１１と、膨張ホールド要素ｐ１２と、収縮要素ｐ１３と、収縮ホールド要素ｐ１４と、復帰要素ｐ１５と、からなる。膨張要素ｐ１１は、基準電位ＶＢから膨張電位ＶＬまで電位が接地電位ＧＮＤ側に変化する波形要素である。膨張ホールド要素ｐ１２は、膨張要素ｐ１１の終端電位である膨張電位ＶＬを一定時間維持する波形要素である。収縮要素ｐ１３は、膨張電位ＶＬから基準電位ＶＢを超えて収縮電位ＶＨまで電位がプラス側に比較的急峻な勾配で変化する波形要素である。収縮ホールド要素ｐ１４は、収縮電位ＶＨを所定時間維持する波形要素である。復帰要素ｐ１５は、収縮電位ＶＨから基準電位ＶＢまで電位が復帰する波形要素である。なお、例示した駆動パルスＰｄは、後述する検査用の駆動パルスとして使用することもできる。

上記のように構成された駆動パルスＰｄが圧電素子２０に印加されると、まず、膨張要素ｐ１１によって圧電素子２０は圧力室３１の外側（ノズルプレート２８から離隔する側）に撓み、これに伴って圧力室３１が基準電位ＶＢに対応する基準容積から膨張電位ＶＬに対応する膨張容積まで膨張する。この膨張により、ノズル２７におけるインクのメニスカスが、待機位置（圧力室３１が基準容積に維持されているときのメニスカスの位置）から圧力室３１側にノズル２７の軸方向に沿って引き込まれる。そして、この圧力室３１の膨張状態は、膨張ホールド要素ｐ１２によって一定時間維持される。膨張ホールド要素ｐ１２によるホールドの後、収縮要素ｐ１３により圧電素子２０が圧力室３１の内側（ノズルプレート２８に近接する側）に撓む。これに伴い、圧力室３１は膨張容積から収縮電位ＶＨに対応する収縮容積まで急激に収縮される。これにより、圧力室３１内のインクが加圧されて、圧力室３１側に引き込まれていたメニスカスが、当該圧力室３１側とは反対側の吐出側にノズル２７の軸方向に沿って待機位置を越えて押し出される。これにより、ノズル２７からインク滴が吐出される。圧力室３１の収縮状態は、収縮ホールド要素ｐ１４の供給期間に亘って維持され、この間に、インクの吐出によって減少した圧力室３１内のインクの圧力は、その圧力振動によって再び上昇する。この上昇タイミングにあわせて復帰要素ｐ１５が圧電素子２０に印加されるように収縮ホールド要素ｐ１４の時間が調整されている。この復帰要素ｐ１５が印加されることにより、圧電素子２０が基準電位ＶＢに対応する定常位置まで戻る。これに伴い、圧力室３１が定常容積まで膨張復帰し、圧力室３１内のインクの圧力振動（残留振動）が吸収される。

この駆動パルスＰｄ（基本パルス）に関し、ノズル２７から吐出されるインクの量が一定の値、すなわち、設計上目標とする値となるようにその駆動電圧Ｖｄ（膨張電位ＶＬと収縮電位ＶＨとの電位差）が設定されている。また、膨張要素ｐ１１の終端から収縮要素ｐ１３の始端までの時間（膨張ホールド要素ｐ１２の時間）Ｐｗ１、および、収縮要素ｐ１３の終端から復帰要素ｐ１５の始端までの時間（収縮ホールド要素ｐ１４の時間）Ｐｗ２は、圧力室３１内のインクに生じる圧力振動のヘルムホルツ周期（インクの固有振動周期）Ｔｃに基づいて定められている。この固有振動周期Ｔｃは、一般的には次式（１）で表すことができる。
Ｔｃ＝２π√〔（Ｍｎ＋Ｍｓ）／（Ｍｎ×Ｍｓ×（Ｃｃ＋Ｃｉ））〕・・・（１）
式（１）において、Ｍｎはノズル２７のイナータンス（単位断面積あたりのインクの質量）、Ｍｓはインク供給口３３のイナータンス、Ｃｃは圧力室３１のコンプライアンス（単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。）、Ｃｉはインクのコンプライアンス（Ｃｉ＝体積Ｖ／〔密度ρ×音速ｃ²〕）である。これにより、圧力室３１内のインクに生じる圧力振動に合わせてインクの吐出、あるいは、吐出後の残留振動の制振を適切に行うことができる。

ところで、本実施形態におけるプリンター３では、熱可塑性樹脂粒子を含むインク（以下、樹脂インクとも呼ぶ）を記録ヘッド１８によって吐出するように構成されている。このため、時間の経過と共にインクに含まれる樹脂成分がノズル２７の内壁や圧力室３１等のインク流路の内壁に固着する問題が生じる。樹脂成分がインク流路内等で固着した場合、流路の寸法や剛性等が変化するため、ノズル２７の吐出特性にも影響が生じる。具体的には、ノズル２７内に樹脂が固着した場合には当該ノズル２７の内径が小さくなるため、例えば、固着前と比較して吐出されるインク滴の重量が減少したり、インク滴の飛翔速度が高くなったりする。また、ノズル２７におけるイナータンスが小さくなるため、上記の固有振動周期Ｔｃが長くなる傾向となる。なお、イナータンスＭは、インクの密度をρ、流路のインク流れ方向と直交する方向の断面積をＳ、流路の長さをＬとしたとき、次式（２）で近似して表される。
Ｍ＝（ρ×Ｌ）／Ｓ …（２）

また、ノズル２７毎の個別流路、すなわち、圧力室３１やインク供給口３３内に樹脂が固着した場合、上記の固有振動周期Ｔｃが短くなる傾向となる。さらに、圧力室３１を区画している弾性膜３５（振動板）に樹脂が固着した場合、圧電素子２０が駆動した際に弾性膜３５が動きにくくなって変位が小さくなることから、ノズル２７から吐出されるインク滴の重量が減少したり、上記の固有振動周期Ｔｃが短くなったりする。このように、樹脂が固着した位置に応じて、インクの吐出特性の変化の傾向が異なる。そこで、本発明に係る印刷システムでは、吐出検査機構４０による検査結果および振動検査回路４１による検査結果を利用して、記録ヘッド１８における樹脂の固着位置を特定し、それに応じて適切な補正を行う。

図５は、本発明に係る印刷システムにおける制御の流れを説明するフローチャートである。本実施形態においては、一定の間隔毎あるいはプリンタードライバー９を介してユーザーからの指示があった場合に、樹脂の固着の有無の検査、固着位置の特定、および、固着位置に応じた駆動パルスの補正が実行される。まず、記録ヘッド１８がホームポジションのキャッピング機構２５の上方に位置づけられて吐出検査工程（本発明における第１の検査工程に相当）が行われる（ステップＳ１）。吐出検査機構４０は、ホームポジションのキャッピング機構２５に設けられた液体受部としてのキャップ２６に対して記録ヘッド１８のノズル２７からインクが吐出された際のインクの飛翔速度や重量が検査される。キャッピング機構２５のキャップ２６の内部には、図示しない電極部材が配設されており、例えば、電極部材が正極、記録ヘッド１８のノズルプレート２８が負極となるように電界が付与される。そして、吐出検査機構４０は、ノズル２７からインクが吐出されてキャップ２６内に着弾するまでの電圧変化を検査し、検出信号としてＣＰＵ１１に出力する。なお、より具体的な検査方法については、例えば、特開2009-279765号公報に開示されている。また、吐出されるインク滴の重量を計測する方法や、ノズル２７から吐出されるインク滴の飛翔速度を光学的に検査する方法等、周知の種々の方法を採用することができる。いずれにしても、吐出検査機構４０としては、樹脂成分の固着位置がノズル２７内あるいは圧力室３１等の個別流路内に拘わらず、吐出の異常が生じているか否かを検査できる構成であればよい。

次に、ＣＰＵ１１は、吐出検査機構４０からの検出信号に基づき、吐出に異常があるか否かを判定する（ステップＳ２）。すなわち、ノズル２７から吐出されたインクの量（重量・体積）や飛翔速度が目標とする値から逸脱していたり、或いは、ノズル２７からインクが噴射されなかったりする等の吐出異常が生じた場合、吐出検査機構４０からの検出信号の値が正常時の値から変化する。ＣＰＵ１１は、検出信号の値が正常時の値から変化した場合に当該ノズル２７について吐出異常が生じていると判断する。ここで、ステップＳ２において吐出に異常が無いと判定された場合（ＮＯ）、ノズル２７の内部、および、これに連通する圧力室３１等の個別流路の内部の何れにおいても樹脂成分の固着が生じていないため、処理が終了される。一方、ステップＳ２において吐出に異常があると判定された場合（ＹＥＳ）、ノズル２７の内部またはこれに連通する圧力室３１等の個別流路の少なくとも一方で樹脂の固着が生じていることが把握される。そして、今回の一連の処理の中で吐出検査工程が２回目であるか否かが判定され（ステップＳ３）、１回目であると判定された場合（ＮＯ）、続いて残留振動検査工程（ステップＳ４）が実行される。なお、２回目と判定された場合については後述する。

残留振動検査工程（本発明における第２の検査工程に相当）では、検査対象のノズル２７に対応する圧電素子２０に駆動パルスＰｄが印加されて当該圧電素子２０が駆動されることにより、対応する圧力室３１には圧力振動が生じる。この圧力振動の減衰振動（残留振動）に伴って、当該圧力室３１の作動面（弾性膜３５）および圧電素子２０も振動し、この振動により圧電素子２０には逆起電力が生じる。振動検査回路４１は、これを検出して逆起電力信号をＣＰＵ１１に出力する。具体的には方法については、例えば、特開2014-091295号公報に開示されている。ＣＰＵ１１は、振動検査回路４１からの逆起電力信号に基づき、残留振動に異常があるか否か（残留振動の振幅成分あるいは周波数成分が基準値から逸脱しているか否か）を判定する（ステップＳ５）。ここで、残留振動検査工程では、圧力室３１等の個別流路の内部に樹脂の固着が生じた場合、残留振動の振幅成分の変化や周波数成分の変化として検出することができる。その一方で、ノズル２７の内部における樹脂の固着については、残留振動の各成分の変化として現れにくいため、検出することができない。このため、ステップ５において残留振動に異常があると判定された場合（ＹＥＳ）、少なくとも個別流路の内部に樹脂の固着が生じていることが判る。この場合、ステップＳ６において、個別流路の内部の固着に応じた第１の補正工程が行われる。

請求項１，２，４〜６の内容
上述したように、圧力室３１等の個別流路内に樹脂が固着した場合、固有振動周期Ｔｃが短くなる傾向となる。固有振動周期Ｔｃが短くなった場合、駆動パルスＰｄにおいて収縮要素ｐ１３による吐出のタイミングや復帰要素ｐ１５による制振タイミングがずれてしまう。また、圧力室３１を区画している弾性膜３５に樹脂が固着した場合、ノズル２７から吐出されるインク滴の重量が減少する。圧力室３１内における樹脂成分の固着位置については、振動検査回路４１からの逆起電力信号に基づき把握することが可能である。例えば、逆起電力信号の周波数成分のみが基準値から変化した場合には、圧力室３１内において弾性膜３５以外の部分に樹脂の固着が生じていると把握される。また、例えば、逆起電力信号の周波数成分および振幅成分の両方が基準値から変化した場合には、弾性膜３５に固着が生じていることが考えられる。第１の補正工程では、図４Ｂに示すように、固有振動周期Ｔｃの変化分だけ、駆動パルスＰｄにおける膨張ホールド要素ｐ１２の時間Ｐｗ１、および、収縮ホールド要素ｐ１４の時間Ｐｗ２を変化させる補正が行われる。つまり、固有振動周期Ｔｃが基準値よりも短くなった場合には、その分、Ｐｗ１およびＰｗ２が、基準パルスの場合よりも短く補正され、固有振動周期Ｔｃが基準値よりも長くなった場合には、その分、Ｐｗ１およびＰｗ２が、基準パルスの場合よりも長く補正される。これにより、収縮要素ｐ１３による吐出のタイミングや復帰要素ｐ１５による制振タイミングが適切に調整される。また、残留振動の振幅成分が変化した場合には、その分、駆動パルスＰｄの駆動電圧Ｖｄが増減される。つまり、振幅成分が基準値よりも小さくなった場合には、その分、駆動電圧Ｖｄが、基準パルスの場合よりも高められる。これにより、ノズル２７から吐出されるインク滴の量を目標値に近づけることができる。第１の補正工程が終了すると、続いて、ステップＳ１に戻り、２回目の吐出検査工程が実行される（後述）。

ステップＳ５において、残留振動に異常がないと判定された場合（ＮＯ）、吐出異常の原因が、ノズル２７の内部における樹脂の固着にあると把握される。つまり、固着位置がノズル２７内部にあると特定される。この場合、ステップＳ７において、ノズル２７の内部の固着に応じた第２の補正工程が行われる。

上述したように、ノズル２７内に樹脂が固着した場合、吐出されるインク滴の重量が減少したり、インク滴の飛翔速度が高くなったりする。このため、第２の補正工程では、図４Ｃに示すように、残留振動の振幅成分が変化した分だけ、駆動パルスＰｄの駆動電圧Ｖｄが、基準パルスの場合よりも高められる。これにより、ノズル２７から吐出されるインク滴の量を目標とする量に近づけることができる。また、インク滴の飛翔速度の上昇に応じて、駆動パルスＰｄにおける電位変化要素、すなわち、膨張要素ｐ１１および収縮要素ｐ１３の傾き（電位変化の勾配）が、基準パルスの場合よりも緩やかとなるように設定される。これにより、インク滴の飛翔速度を目標値に近づけることができる。第２の補正工程の後、一連の処理が終了される。

一方、第１の補正工程の後、ステップＳ１において２回目の吐出検査工程（本発明における第３の検査工程に相当）が実行されるのは、樹脂成分の固着が個別流路内だけでなくノズル２７の内部でも発生している可能性が残っているからである。２回目の吐出検査工程の結果、ステップＳ２において吐出異常が検出されなかったと判定された場合（ＮＯ）、樹脂成分の固着は個別流路内のみであったと把握され、処理が終了される。これに対し、２回目の吐出検査工程の結果、ステップＳ２において吐出異常が検出されたと判定された場合（ＹＥＳ）、樹脂成分の固着が個別流路内だけでなくノズル２７の内部でも発生していると把握される。この場合、ステップＳ３において吐出検査工程が２回目であると判定され（ＹＥＳ）、ステップＳ７においてノズル２７の内部の固着に応じた第２の補正工程が行われる。なお、以上の処理は、ノズル２７毎、あるいは、ノズル列毎に行うようにすることができる。

以上のように、吐出検査機構４０による吐出検査工程の結果と、振動検査回路４１による残留振動検査工程の結果とに基づき、従来では特定が難しかった樹脂成分の固着位置を特定するので、樹脂の固着位置に応じた適切な処理を行うことができる。具体的には、樹脂の固着位置に応じて駆動パルスＰｄを適切に補正することができる。これにより、インクに含まれる樹脂成分の固着が生じた場合においても固着位置に拘わらず、ノズル２７から吐出されるインク滴の量や飛翔速度を、設計上目標とする値に近づけることが可能となる。

このような樹脂の固着の有無の検査、固着位置の特定、および、固着位置に応じた駆動パルスの補正を行う処理は、定期的に、あるいは、プリンタードライバー９を介した使用者による指示に基づいて行われる。時間の経過とともにさらに樹脂の固着が増加したり、あるいは、一旦固着した樹脂が剥離したりする可能性があるため、定期的に上述した処理を実行することで状況の変化に対応することが可能となる。

なお、第１の補正工程や第２の補正工程における補正方法は例示したものに限られず、樹脂の固着によって生じる吐出特性の変化を回復させることが可能であれば、周知の種々の方法を採用することができる。
また、駆動パルスＰｄに関し、図４Ａ〜４Ｃで例示したものには限られず、周知の種々の駆動パルスを採用することができる。

また、上記実施形態では、アクチュエーターとして、所謂撓み振動型の圧電素子２０を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子や、発熱素子、静電気力を利用して圧力室の容積を変動させる静電アクチュエーター等の各種アクチュエーターを用いる場合にも本発明を適用することができる。

そして、本発明は、流路内で固着しやすい成分を含む液体を吐出する液体吐出装置であれば、上記のプリンター３に限られず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置、あるいは、着弾対象の一種である布帛（被捺染材）に対して液体吐出ヘッドからインクを着弾させて捺染を行う捺染装置等の液滴吐出装置等にも適用することができる。また本発明は、これらの装置に係るデバイスドライバーにも適用することができる。

１…ホストコンピューター，３…プリンター，９…プリンタードライバー，１１…ＣＰＵ，１４…駆動信号生成回路，１８…記録ヘッド，２０…圧電素子，２７…ノズル，３１…圧力室，３３…インク供給口，４０…吐出検査機構，４１…振動検査回路

Claims (6)

1. 樹脂を含む液体を吐出するノズル、このノズルに個別に連通する液体流路、および液体流路内の液体に圧力振動を生じさせるアクチュエーターを有し、前記アクチュエーターの駆動により前記ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記ノズルの吐出異常を検査する第１の検査機構と、前記アクチュエーターの駆動によって生じる前記液体流路内の液体の振動を検査する第２の検査機構と、前記液体流路内における前記樹脂の固着または前記ノズル内における前記樹脂の固着の何れかを特定する処理を行う制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第１の検査機構による吐出異常の検査結果と、前記第２の検査機構による前記液体流路内における液体の振動の検査結果と、に基づき、前記樹脂の固着位置を特定することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記制御回路は、特定された樹脂の固着位置に応じて、前記アクチュエーターを駆動する駆動パルスについて補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記制御回路は、前記樹脂の固着位置を特定する検査を定期的に、若しくは、使用者の指示に基づき実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 樹脂を含む液体を吐出するノズル、このノズルに個別に連通する液体流路、および液体流路内に圧力振動を生じさせるアクチュエーターを有し、前記アクチュエーターの駆動により前記ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記ノズルの吐出異常を検査する第１の検査機構と、前記アクチュエーターの駆動によって生じる液体流路内の液体の振動を検査する第２の検査機構と、を備えた液体吐出装置の制御方法であって、前記第１の検査機構により前記ノズルの吐出異常を検査する第１の検査工程と、前記第１の検査工程において吐出異常が検出された場合に、前記第２の検査機構により前記液体流路内の液体の振動を検査する第２の検査工程と、前記第２の検査工程において振動に異常が検出された場合に、前記アクチュエーターを駆動する駆動パルスについて前記液体流路の内部における前記樹脂の固着に応じた補正を行う第１の補正工程と、前記第１の補正工程の後、前記ノズルの吐出異常を再度検査する第３の検査工程と、前記第２の検査工程において振動に異常が検出されなかった場合、または、前記第３の検査工程において振動に異常が検出された場合に、前駆動パルスについて前記ノズルの内部における前記樹脂の固着に応じた補正を行う第２の補正工程と、を含むことを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
5. 樹脂を含む液体を吐出するノズル、このノズルに個別に連通する液体流路、および液体流路内に圧力振動を生じさせるアクチュエーターを有し、前記アクチュエーターの駆動により前記ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記ノズルの吐出異常を検査する第１の検査機構と、前記アクチュエーターの駆動によって生じる液体流路内の液体の振動を検査する第２の検査機構と、を備えた液体吐出装置と通信可能に接続されたホスト装置において実行可能なデバイスドライバーであって、請求項４に記載の液体吐出装置の制御方法の各工程を前記液体吐出装置において実行させることを特徴とするデバイスドライバー。
6. 前記請求項５に記載のデバイスドライバーを実行可能なホスト装置と、このホスト装置と通信可能に接続された液体吐出装置とを備えることを特徴とする印刷システム。

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