JP2021000733A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルの吐出異常検知とパージによりノズルから液体が適正に排出されるか否かの判定との２つの機能を１つの吐出異常検知手段で実現する。【解決手段】プリンタは、複数のノズルのそれぞれについて、吐出異常が生じた異常ノズルであるか否かに応じた信号を出力する吐出異常検知手段と、吸引パージを行うメンテナンスユニットと、制御装置とを含む。制御装置は、メンテナンスユニットにより吸引パージを行わせているときに、吐出異常検知手段から出力される信号に基づいて、メンテナンスユニットによりノズルからインクが排出されるか否かを判定する。【選択図】図８

Description

本発明は、被吐出媒体に液体を吐出する液体吐出装置に関する。

特許文献１には、回復処理の過程におけるパージ時の圧力室内の圧力を検出し、検出された圧力状態に基づいて、ポンプの故障や劣化によるパージ能力の低下を判定することが可能なインクジェット記録装置について記載されている。一方、特許文献２には、印刷ヘッドのノズルから検査領域にインク滴を吐出し、その吐出されたインク滴を検査領域で受けたときの電圧の変化に基づいて、当該印刷ヘッドのノズルにおける吐出異常検知が可能なインクジェットプリンタについて記載されている。

特開２０１２−９６４９２号公報 特開２００７−１１８５６０号公報

上記特許文献１に記載のパージ能力の低下を判定と、上記特許文献２に記載のノズルの吐出異常検知とを１つの液体吐出装置において実現するには、これら２つの機能を実現するための各構成要素を設ける必要がある。

本発明の目的は、ノズルの吐出異常検知とパージによりノズルから液体が適正に排出されるか否かの判定との２つの機能を１つの吐出異常検知手段で実現可能な液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐出装置は、複数のノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記複数のノズルのそれぞれについて、吐出異常が生じた異常ノズルであるか否かに応じた信号を出力する吐出異常検知手段と、前記ノズルから前記液体吐出ヘッド内の液体を排出させるパージを行うパージ手段と、制御部と、を備えている。そして、前記制御部は、前記複数のノズルのそれぞれについて、前記吐出異常検知手段から出力される信号に基づいて、前記異常ノズルであるか否かの判定を行い、さらに、前記パージ手段により前記パージを行わせているときに、前記吐出異常検知手段から出力される前記信号に基づいて、前記パージ手段により前記ノズルから液体が排出されるか否かを判定する。

本発明の液体吐出装置によると、複数のノズルのそれぞれについて吐出異常を検知するための吐出異常検知手段で、パージ手段によるパージが行われる際にノズルから液体が適正に排出されるか否かを判定することが可能となる。この結果、ノズルの吐出異常検知とパージによりノズルから液体が適正に排出されるか否かの判定との２つの機能を１つの吐出異常検知手段で実現可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のインクジェットヘッドの平面図である。 図２のIII−III線断面図である。 キャップ内に配置された検出用電極、及び、検出用電極と高電圧電源回路及び判定回路との接続関係を説明するための図である。 （ａ）は吐出異常検知においてノズルからインクが吐出された場合の検出用電極の電圧値の変化を示す図であり、（ｂ）は吐出異常検知においてノズルからインクが吐出されなかった場合の検出用電極の電圧値の変化を示す図であり、（ｃ）は吸引パージを行う際にノズルからインクが排出された場合の検出用電極の電圧値の変化を示す図である。 プリンタの電気的構成を示すブロック図である。 記録時の処理の流れを示すフローチャートである。 パージ処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。

＜プリンタ全体の構成＞
図１に示すように、本実施形態に係るプリンタ１（液体吐出装置）は、キャリッジ２、サブタンク３、インクジェットヘッド４、プラテン５、搬送ローラ６，７、及び、メンテナンスユニット８などを有している。

キャリッジ２は、走査方向に延びた２本のガイドレール１１，１２に支持されている。キャリッジ２は、図示しないベルトなどを介してキャリッジモータ８６（図６参照）に接続されており、キャリッジモータ８６を駆動させると、キャリッジ２がガイドレール１１，１２に沿って走査方向に移動し、キャップ６１と対向するメンテナンス位置（対向位置）とキャップ６１と対向しない非メンテナンス位置（非対向位置）との間においてインクジェットヘッド４を移動させる。本実施形態における２本のガイドレール１１，１２、キャリッジ２及びキャリッジモータ８６により、本発明に係る移動機構が構成されている。なお、以下では、図１に示すように、走査方向の右側及び左側を定義して説明を行う。

サブタンク３は、キャリッジ２に搭載されている。ここで、プリンタ１には、カートリッジホルダ１４が設けられており、カートリッジホルダ１４に４つのインクカートリッジ１５が取り外し可能に装着されている。４つのインクカートリッジ１５には、走査方向の右側に配置されたものから、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが貯留されている。サブタンク３は、４本のチューブ１３を介してカートリッジホルダ１４に装着された４つのインクカートリッジ１５と接続されている。これにより、４つのインクカートリッジ１５からサブタンク３に上記４色のインクが供給される。

インクジェットヘッド４は、キャリッジ２に搭載されている。インクジェットヘッド４には、サブタンク３から上記４色のインクが供給される。また、インクジェットヘッド４は、その下面であるノズル面４ａに形成された複数のノズル１０からインクを吐出する。より詳細に説明すると、複数のノズル１０は、走査方向と直交する搬送方向に沿ったノズル列９を形成しており、インクジェットヘッド４は、走査方向に並んだ４列のノズル列９を有する。複数のノズル１０からは、走査方向の右側のノズル列９を構成するものから、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが吐出される。本実施形態におけるインクジェットヘッド４は、本発明に係る液体吐出ヘッドに相当する。

プラテン５は、インクジェットヘッド４の下方に配置され、複数のノズル１０と対向している。プラテン５は、走査方向に用紙Ｐの全長にわたって延び、用紙Ｐを下方から支持する。搬送ローラ６は、インクジェットヘッド４、及び、プラテン５よりも搬送方向の上流側に配置されている。搬送ローラ７は、インクジェットヘッド４及びプラテン５よりも搬送方向の下流側に配置されている。搬送ローラ６，７は、図示しないギヤなどを介して搬送モータ８７（図６参照）に接続されている。搬送モータ８７を駆動させると、搬送ローラ６，７が回転し、用紙Ｐが搬送方向に搬送される。

メンテナンスユニット８は、後述するように吸引パージを行って複数のノズル１０からインクジェットヘッド４内のインクを排出させるためのパージ手段である。メンテナンスユニット８については後程詳細に説明する。

＜インクジェットヘッド＞
次に、インクジェットヘッド４について詳細に説明する。図２、図３に示すように、インクジェットヘッド４は、流路ユニット２１と圧電アクチュエータ２２とを有している。

＜流路ユニット＞
流路ユニット２１は、図３に示すように、４枚のプレート３１〜３４が上からこの順に積層されることによって形成されている。プレート３１〜３３は、ステンレスなどの金属材料からなる。プレート３４は、ポリイミドなどの合成樹脂材料からなる。

プレート３４には、複数のノズル１０が形成されている。複数のノズル１０は、上述したような４列のノズル列９を形成している。そして、プレート３４の下面が、インクジェットヘッド４のノズル面４ａとなっている。プレート３１には複数の圧力室４０が形成されている。圧力室４０は、図２に示すように、走査方向を長手方向とする楕円の平面形状を有している。また、複数の圧力室４０は、複数のノズル１０に個別のものであり、走査方向の左側の端部がノズル１０と上下方向に重なっている。これにより、プレート３１には、複数の圧力室４０が搬送方向に配列されることによってそれぞれ形成され、走査方向に並んだ４列の圧力室列２９が形成されている。

プレート３２には、図２及び図３に示すように、各圧力室４０の走査方向の右側の端部と上下方向に重なる部分に円形の貫通孔４２が形成されている。また、プレート３２には、各圧力室４０の走査方向の左側の端部及びノズル１０と上下方向に重なる部分に、円形の貫通孔４３が形成されている。

プレート３３には、図２及び図３に示すように、４つのマニホールド流路４１が形成されている。４つの圧力室列２９に対応している。マニホールド流路４１は、搬送方向に延び、対応する圧力室列２９を構成する複数の圧力室４０の走査方向の右側の部分と上下方向に重なっている。これにより、各圧力室４０が、貫通孔４２を介してマニホールド流路４１と連通する。また、各マニホールド流路４１の搬送方向の上流側の端部には供給口３９が設けられている。インクジェットヘッド４は、供給口３９においてサブタンク３内の流路と接続されている。これにより、マニホールド流路４１には、供給口３９からインクが供給される。また、プレート３３には、各貫通孔４３及びノズル１０と上下方向に重なる部分に、円形の貫通孔４４が形成されている。これにより、各ノズル１０が貫通孔４３，４４を介して圧力室４０と連通する。

そして、流路ユニット２１では、ノズル１０と、圧力室４０と、ノズル１０と圧力室４０とを接続する貫通孔４３、４４と、圧力室４０をマニホールド流路４１に接続する貫通孔４２とによって、個別流路４６が形成される。また、各ノズル列９に対応する複数の個別流路４６が、それぞれ、対応する１つのマニホールド流路４１に接続されている。

＜圧電アクチュエータ＞
圧電アクチュエータ２２は、図２及び図３に示すように、振動板５１と、圧電層５２と、共通電極５３と、複数の個別電極５４とを有している。振動板５１は、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなり、流路ユニット２１の上面に配置され、複数の圧力室４０を覆っている。なお、振動板５１は、次に説明する圧電層５２とは異なり、圧電材料以外の絶縁性材料からなるものであってもよい。

圧電層５２は、上記圧電材料からなり、図２に示すように、振動板５１の上面に配置され、複数の圧力室４０にわたって連続的に延びている。共通電極５３は、図３に示すように、振動板５１と圧電層５２との間に配置され、複数の圧力室４０にわたって連続的に延びている。共通電極５３は、図示しない配線部材などを介して図示しない電源回路に接続され、グランド電位に保持されている。

複数の個別電極５４は、図２に示すように、複数の圧力室４０に対して個別に対応するものである。個別電極５４は、圧力室４０よりも一回り小さい楕円の平面形状を有し、圧電層５２の上面に配置され、圧力室４０の中央部と上下方向に重なっている。また、個別電極５４の走査方向の右側の端部は、圧力室４０と上下方向に重ならない位置まで走査方向の右側まで延び、その先端部が接続端子５４ａとなっている。接続端子５４ａには図示しない配線部材が接続され、個別電極５４は、この配線部材を介してドライバＩＣ５９（図６参照）に接続されている。そして、ドライバＩＣ５９により、複数の個別電極５４に個別に、グランド電位及び所定の駆動電位（例えば２０Ｖ程度）のいずれかが選択的に印加される。

また、共通電極５３及び複数の個別電極５４がこのように配置されているのに対応して、圧電層５２の共通電極５３と各個別電極５４とに挟まれた部分が、それぞれ、上下方向に分極されている。そして、以上のような構造の圧電アクチュエータ２２では、振動板５１、圧電層５２及び共通電極５３の、各圧力室４０と上下方向に重なる部分と、個別電極５４とによって形成される部分が、それぞれ、圧力室４０内のインクに圧力を付与する駆動素子５０となっている。

ここで、圧電アクチュエータ２２を駆動して、ノズル１０からインクを吐出させる方法について説明する。圧電アクチュエータ２２では、予め、全ての個別電極５４が、共通電極５３と同じグランド電位に保持されている。あるノズル１０からインクを吐出させるときには、そのノズル１０に対応する駆動素子５０における個別電極５４の電位を、グランド電位から駆動電位に切り換える。すると、個別電極５４と共通電極５３との間の電位差により、振動板５１及び圧電層５２の圧力室４０と上下方向に重なる部分が全体として圧力室４０側に凸となるように変形する。これにより、圧力室４０の容積が小さくなって圧力室４０内のインクの圧力が上昇し、圧力室４０に連通するノズル１０からインクが吐出される。

＜メンテナンスユニット＞
次に、メンテナンスユニット８について説明する。図１に示すように、メンテナンスユニット８は、キャップ６１と、吸引ポンプ６２と、廃液タンク６３とを有している。キャップ６１は、プラテン５よりも走査方向の右側に配置されている。そして、キャリッジ２を、プラテン５よりも走査方向の右側のメンテナンス位置に位置させると、複数のノズル１０がキャップ６１と対向する。

キャップ６１は、図４に示すように、上方に開口する凹部６１ａを有している。また、キャップ６１は、キャップ昇降機構８８（図６参照）によって昇降可能となっている。そして、キャリッジ２を上記メンテナンス位置に位置させて複数のノズル１０とキャップ６１とを対向させた状態で、キャップ昇降機構８８によりキャップ６１を上昇させると、キャップ６１の周縁部の上端がノズル面４ａの周縁部に密着し、複数のノズル１０が凹部６１ａに対向した状態でキャップ６１に覆われる。なお、キャップ６１はノズル面４ａに密着することで複数のノズル１０を覆うものであることには限られない。キャップ６１は、例えば、インクジェットヘッド４のノズル面４ａの周囲に配置される図示しないフレーム等に密着することで、複数のノズル１０を覆うものであってもよい。

吸引ポンプ６２はチューブポンプなどであり、キャップ６１及び廃液タンク６３とチューブ６４を介して接続されている。そして、メンテナンスユニット８では、上述したように複数のノズル１０がキャップ６１によって覆われた状態で吸引ポンプ６２を駆動させると、複数のノズル１０からインクジェットヘッド４内のインクを排出させる、いわゆる吸引パージを行うことができる。インクジェットヘッド４から排出されたインクは廃液タンク６３に貯留される。

なお、ここでは、便宜上、キャップ６１が全てのノズル１０をまとめて覆い、吸引パージにおいて、全てのノズル１０からインクジェットヘッド４内のインクを排出させるものとして説明を行ったが、これには限られない。例えば、キャップ６１が、ブラックインクを吐出する最も右側のノズル列９を構成する複数のノズル１０を覆う部分と、カラーインク（イエロー、シアン、マゼンタのインク）を吐出する左側３列のノズル列９を構成する複数のノズル１０を覆う部分とを別々に備えており、吸引パージにおいて、インクジェットヘッド４内のブラックインク及びカラーインクのいずれかを選択的に排出させることができるようになっていてもよい。

また、図４に示すように、キャップ６１の凹部６１ａ内には、矩形の平面形状を有する検出用電極６６が配置されている。したがって、キャリッジ２がメンテナンス位置に配置されると、検出用電極６６は複数のノズル１０と対向する。検出用電極６６は、導電性材料から構成されており、抵抗６９を介して高電圧電源回路６７に接続されている。そして、検出用電極６６には、高電圧電源回路６７により所定の正の電位が印加される。一方で、インクジェットヘッド４の流路ユニット２１は、グランド電位に保持されている。これにより、インクジェットヘッド４と検出用電極６６との間に所定の電位差が生じる。検出用電極６６には、判定回路６８が接続されている。判定回路６８は、検出用電極６６から出力された電圧信号の電圧値と、閾値Ｖｔとを比較し、その結果に応じた信号を出力する。これら検出用電極６６、判定回路６８及び高電圧電源回路６７により、本発明の「吐出異常検知手段」が構成されている。つまり、検出用電極６６が本発明の「導電性部材」に相当し、判定回路６８が本発明の「検知回路」に相当し、高電圧電源回路６７が本発明の「電源」に相当する。

より詳細に説明すると、インクジェットヘッド４と、検出用電極６６との間には電位差が生じている。ノズル１０から吐出されたインクは帯電している。キャリッジ２を上記メンテンナンス位置に位置させた状態で、ノズル１０から検出用電極６６に向けてインクを吐出させると、図５（ａ）に示すように、帯電したインクが検出用電極６６に近づき、検出用電極６６にインクが着弾するまで、検出用電極６６の電圧値が上昇し、インクジェットヘッド４が駆動されていないときの電圧値Ｖａと比べて高い電圧値Ｖｂに達する。そして、帯電したインクが検出用電極６６に着弾した後、検出用電極６６の電圧値が徐々に電圧値Ｖａまで低下する。すなわち、インクジェットヘッド４の駆動期間Ｔｄにおいて、検出用電極６６の電圧値が変化する。

一方で、ノズル１０からインクが吐出されていない場合には、図５（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド４の駆動期間Ｔｄにおいて、検出用電極６６から出力される電圧信号の電圧値は、電圧値Ｖａからほとんど変化しない。そこで、判定回路６８は、これらを区別するために閾値Ｖｔ（Ｖａ＜Ｖｔ＜Ｖｂ）が設定されている。そして、判定回路６８は、インクジェットヘッド４の駆動期間Ｔｄにおいて、検出用電極６６から出力される電圧信号の最大の電圧値と閾値Ｖｔとを比較し、その判定結果に応じた信号を出力する。こうして、ノズル１０に吐出異常が生じているか否かを検知するための吐出異常検知が可能となる。また、本実施形態において実行される吐出異常検知において、吐出されるインク量は、吸引パージにおけるよりも大幅に少ない。

また、本実施形態における検出用電極６６、判定回路６８及び高電圧電源回路６７によって構成された吐出異常検知手段により、吸引パージによってノズル１０からインクが排出されたか否かの排出検知も可能である。この排出検知においては、吸引パージを実行する際に吸引ポンプ６２を駆動するタイミングで、高電圧電源回路６７により検出用電極６６に所定の正の電位（上述の吐出異常検知におけるよりも小さい電位）を印加する。つまり、検出用電極６６から出力される電圧信号の電圧値が、図５（ｃ）に示すように、グランド電位から電圧値Ｖｃとなる。その後、検出用電極６６から出力される電圧信号の電圧値は、吸引ポンプ６２の駆動により凹部６１ａ内の圧力が低下してノズル１０からインクが排出されるまで、電圧値Ｖｃからほとんど変化しない。吸引ポンプ６２により凹部６１ａ内の圧力が所定圧力まで低下することでノズル１０から排出されるインクは、ノズル１０から連続的に排出されるため、インクジェットヘッド４と検出用電極６６とが排出されるインクによって導通する。つまり、検出用電極６６から出力される電圧信号の電圧値は、図５（ｃ）に示すように、ノズル１０からのインクが排出されるタイミングと同時に電圧値Ｖｃからグランド電位へと低下する。判定回路６８は、検出用電極６６から出力される電圧信号の電圧値が電圧値Ｖｃへと立ち上がるタイミング（吸引ポンプ６２を駆動し始めるタイミング）から電圧値Ｖｃから立ち下がるタイミング（ノズル１０からインクが排出されるタイミング）までのリーク時間を導出し、この導出リーク時間Ｔｅと予め設定された閾値としての設定リーク時間（後述の基本リーク時間、長リーク時間、短リーク時間のうちの設定されたリーク時間）とを比較し、その判定結果に応じた信号を出力する。こうして、吸引パージによりノズル１０からインクが適正に排出されているか否かを検知することが可能となる。また、本実施形態において実行される排出検知において、検出用電極６６に印加される電圧は、吐出異常検知のときに印加される電圧よりも小さい。なお、高電圧電源回路６７により検出用電極６６に所定の正の電位を印加するタイミングが、吸引ポンプ６２を駆動し始めるタイミング以外のタイミングである場合、導出リーク時間Ｔｅは、吸引ポンプ６２を駆動し始めるタイミングから、検出用電極６６から出力される電圧信号の電圧値が電圧値Ｖｃから立ち下がるタイミングまでの時間とすればよい。

なお、ここでは、高電圧電源回路６７により、検出用電極６６に正の電位が印加されているが、高電圧電源回路６７により、検出用電極６６に負の電位が印加されていてもよい。吐出異常検知の場合には、上述したのとは逆に、キャリッジ２を上記メンテンナンス位置に位置させた状態で、ノズル１０から検出用電極６６に向けてインクを吐出させると、帯電したインクが検出用電極６６に近づき、検出用電極６６にインクが着弾するまで、検出用電極６６の電圧値が低下する。排出検知の場合にも、上述したのとは逆に、ノズル１０から検出用電極６６にインクが排出されると、検出用電極６６の電圧値が上昇する。

＜プリンタの電気的構成＞
次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。プリンタ１の動作は、制御装置（制御部）８０によって制御される。図６に示すように、制御装置８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１、ＲＯＭ（Read Only Memory）８２、ＲＡＭ（Random Access Memory）８３、フラッシュメモリ８４、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）８５などからなり、キャリッジモータ８６、搬送モータ８７、ドライバＩＣ５９、キャップ昇降機構８８、高電圧電源回路６７、吸引ポンプ６２などの動作を制御する。また、制御装置８０には、判定回路６８から上述の信号が入力される。また、制御装置８０は、後述の温度センサ１７で検出された温度信号及び装着検知センサ１８からの装着信号が入力される。

また、プリンタ１は、インクジェットヘッド４周辺の温度を検出する温度センサ１７を有しており、温度センサ１７は検出した温度を示す温度信号を制御装置８０に出力する。また、プリンタ１は、カートリッジホルダ１４にインクカートリッジ１５が装着されたことを検知する装着検知センサ１８を有しており、装着検知センサ１８はカートリッジホルダ１４にインクカートリッジ１５が装着されたときに装着信号を制御装置８０に出力する。

また、プリンタ１は、上記の構成のほかに、ディスプレイなどの表示部７０を有し、制御装置８０は、表示部７０の制御を行う。また、プリンタ１は、スイッチ、タッチパネルなどの操作部６５を有している。操作部６５は、ユーザによる操作に応じた信号を制御装置８０に送信する。本実施形態における表示部７０は、本発明に係る報知部に相当する。

なお、制御装置８０は、ＣＰＵ８１のみが各種処理を行うものであってもよいし、ＡＳＩＣ８５のみが各種処理を行うものであってもよいし、ＣＰＵ８１とＡＳＩＣ８５とが協働して各種処理を行うものであってもよい。また、制御装置８０は、１つのＣＰＵ８１が単独で処理を行うものであってもよいし、複数のＣＰＵ８１が処理を分担して行うものであってもよい。また、制御装置８０は、１つのＡＳＩＣ８５が単独で処理を行うものであってもよいし、複数のＡＳＩＣ８５が処理を分担して行うものであってもよい。

＜記録時の処理＞
続いて、プリンタ１において、用紙Ｐに画像記録を行うときの処理について説明する。プリンタ１では、制御装置８０が図７のフローに沿って処理を行うことによって、用紙Ｐに画像記録を行う。

制御装置８０は、まず、Ｓ１において、記録指令を受信したか否かを判定する。記録指令を受信した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、Ｓ２に進む。記録指令を受信していない場合（Ｓ１：ＮＯ）、Ｓ１を繰り返す。

次に、Ｓ２において、制御装置８０は、吐出異常検知を実行する。まず、制御装置８０は、キャリッジ２をメンテナンス位置に配置させ、高電圧電源回路６７により所定の正の電位を検出用電極６６に印加する。この後、制御装置８０は、複数のノズル１０のうちの対象ノズルを設定し、対象ノズルに対応する駆動素子５０を駆動させる。そして、このときに判定回路６８から出力された信号に基づいて、異常ノズルであるか否かを判定する。このときの結果（対象ノズルが異常ノズルであるか否か）を記憶する。そして、制御装置８０は、対象ノズルの設定を他のノズルに変更し、当該変更した対象ノズルについても、上述と同様に、結果を記憶する。このような吐出異常検知を、すべてのノズル１０に実行する。

次に、制御装置８０は、Ｓ３において、吐出異常検知結果に基づいて、複数のノズル１０の中に異常ノズルがあるか否かを判定する。Ｓ３において、異常ノズルがない場合（Ｓ３：ＮＯ）、Ｓ６に進み、記録処理が実行される。一方、異常ノズルがある場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、Ｓ４に進み、パージ処理が実行される。

次に、Ｓ３からＳ４に進む場合、制御装置８０は、パージ指令を出力し、当該パージ指令に基づいてパージ処理を実行する。パージ処理は、図８のフローに沿って処理を行うことによって実行される。

制御装置８０は、図８に示すように、Ｓ１０において、まずは推定インク粘度が所定範囲内であるか否かを判定する。本実施形態における推定インク粘度は、制御装置８０が、予め記憶されたインク粘度情報、インクカートリッジ１５の装着経過時間及び温度履歴情報に基づいて導出する。インクカートリッジ１５の装着経過時間は、新たなインクカートリッジ１５がカートリッジホルダ１４に装着されてからの経過時間であり、制御装置８０が装着検知センサ１８からの装着信号に基づいて、各インクカートリッジ１５について導出する。温度履歴情報は、温度センサ１７から温度信号に基づいて記憶される。また、上記の記憶されたインク粘度情報とは、インクカートリッジ１５が装着されてからの経過時間に伴うインクカートリッジ１５のインク粘度と、温度変化に応じたインク粘度に関する情報である。そして、制御装置８０は、導出したインクカートリッジ１５の装着経過時間に対応したインク粘度と、温度履歴情報に応じたインク粘度とに基づいて、各インクカートリッジ１５についての推定インク粘度を導出する。本実施形態においては、上述のように装着経過時間と温度履歴情報に関するインク粘度情報に基づいて推定インク粘度を導出しているが、種々の関係式に基づいて、制御装置８０が推定インク粘度を導出してもよく、特に限定するものではない。

また、ここでいう所定範囲とは、用紙Ｐに対して画像記録を行う際に通常の駆動条件でインクジェットヘッド４を駆動するときのインク粘度範囲であり、基本リーク時間に対応するインク粘度範囲である。基本リーク時間は、インク粘度が所定範囲内であるときに、吸引ポンプ６２を駆動し始めてからノズル１０からインクがキャップ６１内に排出されるまでに要する基本となる閾値である。つまり、推定インク粘度が所定範囲内の場合に閾値が基本リーク時間に設定され、吸引パージによるインク排出が当該基本リーク時間内に行われた場合は、キャップ６１、吸引ポンプ６２及びこれらを繋ぐチューブ６４などによる吸引パージが正常に動作して行われ、インクが適正に排出されていることが判定可能である。また、基本リーク時間よりも長い長リーク時間と、基本リーク時間よりも短い短リーク時間とがある。長リーク時間は、推定インク粘度が所定範囲よりも高いときに設定されるリーク時間である。これは、インク粘度が高いため、ノズル１０から排出されるまでに要する時間が基本リーク時間に比べて長くなるために設定される閾値である。つまり、推定インク粘度が高い場合に閾値が長リーク時間に設定され、吸引パージによるインク排出が当該長リーク時間内に行われた場合は、吸引パージが正常に動作して行われ、インクが適正に排出されていることが判定可能である。短リーク時間は、推定インク粘度が所定範囲よりも低いときに設定されるリーク時間である。これは、インク粘度が低いため、ノズル１０から排出されるまでに要する時間が基本リーク時間に比べて短くなるために設定される閾値である。つまり、推定インク粘度が低い場合に閾値が短リーク時間に設定され、吸引パージによるインク排出が当該短リーク時間内に行われた場合は、吸引パージが正常に動作して行われ、インクが適正に排出されていることが判定可能である。本実施形態におけるインクが適正に排出されるとは、吸引パージによって（吸引ポンプ６２を所定時間駆動させたときに）、所定量のインクをノズル１０から排出することが可能であるということである。吸引ポンプ６２を駆動し始めてからノズル１０からインクが排出されるまでの時間（導出リーク時間）が設定された閾値（設定リーク時間）以下である場合、メンテナンスユニットが正常に動作しており、メンテナンスユニット８が所定時間の駆動により所定量のインクをノズル１０から排出させることができるパージ能力を保っている。

そして、制御装置８０は、Ｓ１０において、導出したインク粘度が所定範囲内でない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｓ１１に進み、所定範囲内である場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ１４に進む。

次に、制御装置８０は、Ｓ１１において、推定インク粘度が所定範囲よりも高いか否かを判定する。推定インク粘度が所定範囲よりも高い場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１２に進む。一方、推定インク粘度が所定範囲よりも低い場合（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１３に進む。

次に、Ｓ１２において、制御装置８０は、排出検知における閾値としての設定リーク時間を長リーク時間に設定する。なお、当該閾値が予め基本リーク時間又は短リーク時間に設定されている場合は、長リーク時間に再設定し、長リーク時間に設定されている場合はそのまま長リーク時間が設定される。これにより、推定インク粘度が所定範囲よりも高い場合においても、後述の吸引パージが正常に行われ、インクが適正に排出されているか否かを判定可能となる。

次に、Ｓ１３において、制御装置８０は、排出検知における閾値としての設定リーク時間を短リーク時間に設定する。なお、当該閾値が予め基本リーク時間又は長リーク時間に設定されている場合は、短リーク時間に再設定し、短リーク時間に設定されている場合はそのまま短リーク時間が設定される。これにより、推定インク粘度が所定範囲よりも低い場合においても、後述の吸引パージが正常に行われ、インクが適正に排出されているか否かを判定可能となる。

次に、制御装置８０は、Ｓ１４において、排出検知における閾値としての設定リーク時間を基本リーク時間に設定する。なお、当該閾値が予め短リーク時間又は長リーク時間に設定されている場合は、基本リーク時間に再設定し、基本リーク時間に設定されている場合はそのまま基本リーク時間が設定される。これにより、推定インク粘度が所定範囲内の場合において、後述の吸引パージが正常に行われ、インクが適正に排出されているか否かを判定可能となる。

次に、制御装置８０は、Ｓ１５において、キャリッジモータ８６、キャップ昇降機構８８及び吸引ポンプ６２を制御して、吸引パージを開始する。つまり、キャリッジ２をメンテナンス位置に配置し、キャップ６１をノズル面４ａに密着させる。この後、吸引ポンプ６２を駆動し、吸引パージを開始する。ここでいう吸引パージの開始とは、吸引ポンプ６２を駆動し始めることで、凹部６１ａ内の圧力を所定圧力へと低下させ始めることである。また、このとき、制御装置８０は、吸引パージの排出検知を行うために、高電圧電源回路６７により、Ｓ２の吐出異常検知での電位より小さい所定の正の電位を検出用電極６６に印加する。本実施形態において、検出用電極６６に電位を印加するタイミングは、吸引ポンプ６２を駆動するタイミングに行っているが、吸引ポンプ６２を駆動する前又はその後（より詳細にはノズル１０からインクが排出されるまで）に電位を印加してもよい。

次に、制御装置８０は、Ｓ１６において、ノズル１０からインクが排出されたか否かを判定する。つまり、検出用電極６６から出力される電圧信号の電圧値が、電圧値Ｖｃのままであり、ノズル１０からインクが排出されない場合（Ｓ１６：ＮＯ）、Ｓ１７に進む。Ｓ１７において、制御装置８０は、所定時間経過したか否かを判定し、所定時間経過していない場合（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ１６に戻る。一方、所定時間経過した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、Ｓ２２に進む。なお、ここでいう所定時間は、長リーク時間よりも長い時間であって、吸引パージにおいて吸引ポンプ６２を駆動する駆動時間と同じである。したがって、ノズル１０からインクが排出されるまでに当該所定時間経過する場合は、吸引ポンプ６２などに不具合が生じて吸引パージが実行できない状態であると判定可能となる。一方、Ｓ１６において、検出用電極６６から出力される電圧信号の電圧値が、電圧値Ｖｃからグランド電位へと低下し、ノズル１０からインクが排出された場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、Ｓ１８に進む。このとき、制御装置８０は、導出リーク時間Ｔｅを導出する。

次に、制御装置８０は、Ｓ１８において、導出リーク時間Ｔｅが閾値を超えたか否かを判定する。このときの閾値は、Ｓ１８に至るまでの中でＳ１２〜Ｓ１４のいずれかで設定された設定リーク時間である。そして、導出リーク時間Ｔｅが閾値を超えた場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、Ｓ１９に進む。一方、導出リーク時間Ｔｅが閾値以下である場合（Ｓ１８：ＮＯ）、吸引パージが正常に動作して行われ、インクが適正に排出されているため、制御装置８０は、吸引ポンプ６２を所定の駆動時間だけ駆動させ、ノズル１０から所定量のインクを排出させた後に、パージ処理を終了させる。このとき、制御装置８０は、後述のＳ１９においてカウントする閾値を超えた回数もリセットする。そして、図７のＳ５に進む。このようにＳ１８において、メンテナンスユニット８によって吸引パージを行わせているときに、ノズル１０からインクが排出されるか否かの排出検知が可能となる。

次に、制御装置８０は、Ｓ１９において、閾値を超えた回数をカウントアップする。次に、制御装置８０は、Ｓ２０において、閾値を超えた回数が連続して所定回数（例えば、３回）に達したか否かを判定する。なお、所定回数は適宜設定すればよく、特に限定するものではない。閾値を超えた回数が所定回数に達した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ２２に進む。一方、閾値を超えた回数が所定回数に達していない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ２１に進む。

次に、制御装置８０は、Ｓ２１において、吸引ポンプ６２の単位時間当たりのポンプ回転数（ポンプの駆動量）を現状の回転数よりも増加させるように再設定する。なお、本実施形態においては、吸引ポンプ６２にチューブポンプを採用していたが、例えば、ダイアフラム型真空ポンプを採用してもよい。この場合、ダイアフラムの動作数（ポンプの駆動量）を現状の動作数よりも増加させるように再設定すればよい。また、ポンプの駆動量とは、ポンプ能力を変更する際のポンプの駆動量をいう。Ｓ１８〜Ｓ２０と処理が進んでくる場合、吸引ポンプ６２の劣化による吸引能力の低下、キャップ６１のノズル面４ａに対する密着力の低下、キャップ６１及び吸引ポンプ６２を繋ぐチューブ６４の劣化などメンテナンスユニット８に何らかの不具合が生じて吸引パージの能力が低下していることが考えられる。したがって、Ｓ２１では、一旦、吸引ポンプ６２のポンプ回転数を増加させて、次回の吸引パージでの吸引力の低下を抑制する。こうして、制御装置８０は、吸引ポンプ６２を所定の駆動時間だけ駆動させた後に、パージ処理を終了し、図７のＳ５に進む。

Ｓ１７やＳ２０からＳ２２に処理が進んできた場合、メンテナンスユニット８になんらかの不具合が生じ、パージ能力が低下していると考えられる。このため、制御装置８０は、Ｓ２２において、メンテナンスユニット８に不具合が生じていることをユーザに報知するように、表示部７０にメッセージなどを表示させる。また、このとき、Ｓ２０からＳ２２に進んできた場合、制御装置８０は、閾値を超えた回数のカウントをリセットする。こうして、制御装置８０は、吸引ポンプ６２を所定の駆動時間だけ駆動させた後に、パージ処理を終了し、図７のＳ５に進む。

パージ処理の終了後、制御装置８０は、図７に示すように、Ｓ５において、メンテナンスユニットの状態が良好か否かを判定する。Ｓ２２からＳ５に進んできた場合、つまり、メンテナンスユニットの状態が良好でない場合（Ｓ５：ＮＯ）、パージ処理が適正に実行されなかったと判定しフローを終了する。一方、Ｓ１８やＳ２１からＳ５に進んできた場合、つまり、メンテナンスユニット８の状態が良好である場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、Ｓ２に戻って再度、吐出異常検知が実行される。

次に、Ｓ３からＳ６に進む場合、制御装置８０は、記録処理を実行する。つまり、制御装置８０は、キャリッジモータ８６、搬送モータ８７、ドライバＩＣ５９を制御して、記録指令に基づいて、用紙Ｐを搬送し、その用紙Ｐに画像を記録する。こうして、図７に示すフローが終了する。

以上に述べたように、プリンタ１によると、Ｓ１５〜Ｓ１８において、複数のノズル１０のそれぞれについて吐出異常を検知するための検出用電極６６、判定回路６８及び高電圧電源回路６７で構成された吐出異常検知手段で、メンテナンスユニット８（パージ手段）による吸引パージが行われる際に、ノズル１０からインクが適正に排出されるか否かを判定することが可能となる。この結果、ノズル１０の吐出異常検知と吸引パージによりノズル１０からインクが適正に排出されるか否かを判定との２つの機能を１つの吐出異常検知手段で実現可能となる。

また、本実施形態における吐出異常検知手段が、検出用電極６６、判定回路６８及び高電圧電源回路６７で構成されているため、吸引パージによってノズル１０から排出されたインクによってインクジェットヘッド４と検出用電極６６とが導通する。このとき、判定回路６８が検出用電極６６の電圧の変化を検知することで、ノズル１０からインクが適正に排出されたか否かの排出検知が可能となる。

また、制御装置８０は、Ｓ１５において、検出用電極６６に印加する電圧が、吐出異常検知において検出用電極６６に印加する電圧よりも小さい。これにより、排出検知における消費電力を低下させることが可能となる。

また、本実施形態におけるパージ手段であるメンテナンスユニット８が、キャップ６１と、吸引ポンプ６２とを含んでいる。これにより、吸引ポンプ６２を駆動させて凹部６１ａ内を減圧させることで、吸引パージさせることが可能となる。

また、制御装置８０は、Ｓ１８からＳ２１へと進んできた場合、次回の吸引パージにおける単位時間当たりの吸引ポンプ６２の回転数を、当該Ｓ１８の判定前のポンプの回転数よりも多いポンプ回転数に変更するように設定する。これにより、判定後に行われる吸引パージにおけるポンプの回転数が適正な回転数となる。本実施形態においては、Ｓ１８からＳ２１へと進んできた場合、ポンプの回転数を上昇させているが、導出リーク時間Ｔｅが閾値の設定リーク時間よりも大幅に短い場合は、吸引ポンプ６２のよる減圧能力が高いと考えられるため、単位時間当たりのポンプの回転数（ポンプの駆動量）を減少させるように設定してもよい。

また、プリンタ１が表示部７０を有し、Ｓ２０からＳ２２へと進んできた場合、制御装置８０は表示部７０を制御して、メンテナンスユニット８に不具合が生じていることをユーザに報知する。なお、このときの報知内容は、上述のメンテナンスユニット８に不具合が生じていること以外の内容であってもよく、何らかの情報をユーザに報知可能な構成とすればよい。

また、制御装置８０は、パージ指令に基づいて吸引パージを行う際に、Ｓ１８において、排出検知を行う。これにより、パージ指令により吸引パージを行う際に、ノズル１０からインクが適正に排出されたか否かの判定を行うことが可能となり、パージ能力の判定を行うための特別なパージを実行する必要がなくなる。この結果、消費インク量を抑制することが可能となる。なお、ノズル１０からインクが適正に排出されたか否かの判定（排出検知）は、所定期間経過する度に行う定期パージを実行する際のパージ指令や、ユーザが操作部６５や外部装置を介して入力されたパージ指令に基づいて実行してもよい。

また、制御装置８０は、Ｓ１８において、導出した導出リーク時間Ｔｅが閾値を超えたか否かで、メンテナンスユニット８によりノズル１０からインクが適正に排出されるか否かを判定する。これにより、導出リーク時間Ｔｅが閾値を超えると、メンテナンスユニット８に何らかの不具合が生じパージ能力の低下があると判定可能となる。一方、導出リーク時間Ｔｅが閾値以下であると、当該パージ能力が適正であると判定可能となる。

また、制御装置８０は、Ｓ１０〜Ｓ１４において、導出した推定インク粘度に基づいて、閾値となる設定リーク時間を変更する。これにより、インクジェットヘッド４に供給されるインクの粘度に応じて、閾値が変更される。このため、パージ能力の適正を精度よく判定可能となる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、吸引パージによりノズル１０からインクが排出されるか否かの判定を、パージ指令を受信してからノズル１０からインクが排出されるまでの時間が適正か否かで判定してもよい。このように上述の実施形態における吐出異常検知手段では、ノズル１０からインクが排出されるタイミングを検出可能であるため、パージにおいて、所定のタイミングから、ノズル１０からインクが排出されるタイミングまでの導出リーク時間を、設定リーク時間（閾値）と比較することで、メンテナンスユニット８が正常に吸引パージを実行し、ノズルからインクが排出されるか否かを判定可能となる。

また、パージを実行する際の排出検知において、判定回路６８が、ノズル１０からインクが排出されたときの検出用電極６６に印加された電圧値の変化量に基づいて、ノズル１０からの単位時間当たりの排出量を示す信号を出力してもよい。そして、この出力信号に基づいて、メンテナンスユニット８が単位時間当たりのインク排出量を確保できるか否かでインクが適正に排出されるか否かを判定してもよい。

また、温度センサ１７や装着検知センサ１８を有していなくてもよい。この場合、これらからの信号を使用せずに、推定インク粘度を導出すればよい。

また、上述の実施形態では、吸引パージによって、複数のノズル１０からインクジェットヘッド４内のインクを排出させたが、これには限られない。例えば、サブタンク３とインクカートリッジ１５とを接続するチューブ１３の途中部分に加圧ポンプが設けられていてもよい。あるいは、プリンタにインクカートリッジと接続された加圧ポンプが設けられていてもよい。そして、複数のノズル１０がキャップ６１で覆われた状態で、上記加圧ポンプを駆動させることで、インクジェットヘッド４内のインクを加圧してノズル１０からインクジェットヘッド４内のインクを排出させる、いわゆる加圧パージを行ってもよい。なお、この場合には、キャップ６１と加圧ポンプとを合わせたものが、本発明の「パージ手段」に相当する。

さらには、パージにおいて、吸引ポンプ６２による吸引と加圧ポンプによる加圧の両方を行ってもよい。この場合には、メンテナンスユニット８と加圧ポンプとを合わせたものが、本発明の「パージ手段」に相当する。

また、上述の実施形態では、ノズル１０から検出用電極６６に向けてインクを吐出させたときの検出用電極６６の電圧値を用いて、ノズル１０からインクが吐出されたか否かを判定したが、これには限られない。

例えば、上下方向に延びた検出用電極を配置し、ノズル１０から検出用電極と対向する領域を通過するようにインクを吐出させたときの検出用電極の電圧値を用いて、ノズル１０からインクが吐出されたか否かを判定してもよい。あるいは、ノズル１０から吐出されたインクを検出する光センサを設け、光センサによる検出結果に基づいて、ノズル１０からインクが吐出されたか否かを判定してもよい。これらの吐出異常検知手段を用いても、上述の実施形態と同様に、パージを行う際にノズル１０からインクが排出されるタイミングを検出することができ、同様に、ノズル１０からインクが排出されるか否かを判定することができる。

また、上述の実施形態では、ノズル１０からインクが吐出されたか否かによって、ノズル１０に異常が生じているか否かを判定したが、これには限られない。例えば、ノズル１０から吐出されたインクの飛翔速度が所定の速度範囲にあるか否か、ノズル１０から吐出されたインクが所定の着弾位置に着弾したか否か、ノズル１０から所望量のインクが吐出されたか否か等に基づいて、ノズル１０に異常が生じているか否かを判定してもよい。

また、上述の実施形態では、駆動素子５０により圧力室４０内のインクに圧力を付与することで、ノズル１０からインクを吐出させたが、これには限られない。例えば、インクを加熱してインク流路内に気泡を発生させることで、ノズル１０からインクを吐出させてもよい。

また、以上では、ノズルからインクを吐出して記録用紙Ｐに記録を行うプリンタに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。インク以外の液体、例えば、液体状にした樹脂や金属を吐出する液体吐出装置にも適用され得る。

１ プリンタ（液体吐出装置）
２ キャリッジ（移動機構の一部）
４ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
８ メンテナンスユニット（パージ手段）
１０ ノズル
１１，１２ ガイドレール（移動機構の一部）
６１ キャップ（パージ手段の一部）
６１ａ 凹部
６２ 吸引ポンプ（パージ手段の一部）
６６ 検出用電極（導電性部材：吐出異常検知手段の一部）
６７ 高電圧電源回路（電源：吐出異常検知手段の一部）
６８ 判定回路（検知回路：吐出異常検知手段の一部）
７０ 表示部（報知部）
８０ 制御装置（制御部）
８６ キャリッジモータ（移動機構の一部）

Claims (9)

1. 複数のノズルを有する液体吐出ヘッドと、
   前記複数のノズルのそれぞれについて、吐出異常が生じた異常ノズルであるか否かに応じた信号を出力する吐出異常検知手段と、
   前記ノズルから前記液体吐出ヘッド内の液体を排出させるパージを行うパージ手段と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記複数のノズルのそれぞれについて、前記吐出異常検知手段から出力される信号に基づいて、前記異常ノズルであるか否かの判定を行い、
   さらに、前記パージ手段により前記パージを行わせているときに、前記吐出異常検知手段から出力される前記信号に基づいて、前記パージ手段により前記ノズルから液体が排出されるか否かを判定することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記吐出異常検知手段は、
   導電性部材と、
   前記導電性部材に印加する電圧を生成する電源と、
   前記導電性部材に印加された電圧の変化を検知する検知回路とを含んでおり、
   前記液体吐出ヘッドの前記複数のノズルと前記導電性部材とが対向する対向位置と、前記複数のノズルと前記導電性部材とが対向しない非対向位置との間において前記液体吐出ヘッドを移動させる移動機構をさらに備えており、
   前記パージ手段は、前記液体吐出ヘッドが前記対向位置にあるときに、電圧が印加された前記導電性部材に向けて前記ノズルから液体を排出させることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記パージ手段により前記ノズルから液体が排出されるか否かを判定する際に前記導電性部材に印加される電圧が、前記異常ノズルであるか否かの判定を行う際に前記導電性部材に印加される電圧よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記パージ手段は、
   前記導電性部材が内部に収容された凹部を有するキャップと、
   前記凹部内に接続されるポンプとを含んでいることを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出装置。
5. 前記制御部は、前記パージ手段により前記ノズルから液体が排出されていないと判定した場合、当該判定後に行われる前記パージにおける単位時間当たりの前記ポンプの駆動量を、判定前の前記パージにおける前記ポンプの駆動量と異なる駆動量に変更することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 報知部をさらに備えており、
   前記制御部は、前記パージ手段により前記ノズルから液体が排出されていないと連続して判定した回数が所定回数に達した場合、前記報知部を制御して報知することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
7. 前記制御部は、パージ指令により前記パージを行う際に、前記パージ手段により前記ノズルから液体が排出されるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
8. 前記制御部は、前記パージ手段により前記パージを行わせているときに、前記吐出異常検知手段から出力される前記信号に基づいて、前記パージを実行するために前記パージ手段を駆動し始めてから前記ノズルから液体が排出されるまでのリーク時間を導出し、当該リーク時間が閾値を超えたか否かで、前記パージ手段により前記ノズルから液体が排出されるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
9. 前記制御部は、
   前記液体吐出ヘッドに供給する液体の粘度を導出し、
   導出された液体の粘度に基づいて、前記閾値を変更することを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。

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