JP2023093106A - 液体吐出装置、液体吐出方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】吐出異常の検出精度に優れた液体吐出装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る液体吐出装置は、被付与面に液体を付与する液体吐出装置であって、ノズルから吐出された前記液体を前記被付与面に付与するヘッドと、前記被付与面に付与された前記液体の形状に基づいて検出される前記ノズルの吐出異常情報を出力する出力部と、を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、液体吐出装置、液体吐出方法およびプログラムに関する。

従来、ヘッドに設けられたノズルから吐出され、被付与面に付与された液体に基づいて、ノズルの吐出異常を検出する液体吐出装置が知られている。

上記の液体吐出装置として、ノズルから吐出された液体により被付与面に形成された画像を読取手段により読み取り、この読取結果に基づいて、ノズルの吐出異常を検出するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

液体吐出装置では、吐出異常の検出精度に優れたものが求められる。

本発明は、吐出異常の検出精度に優れた液体吐出装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る液体吐出装置は、被付与面に液体を付与する液体吐出装置であって、ノズルから吐出された前記液体を前記被付与面に付与するヘッドと、前記被付与面に付与された前記液体の形状に基づいて検出される前記ノズルの吐出異常情報を出力する出力部と、を有する。

本発明によれば、吐出異常の検出精度に優れた液体吐出装置を提供できる。

実施形態に係る液体吐出装置の全体構成を例示する側面図である。 実施形態に係る液体吐出装置の全体構成を例示する正面図である。 実施形態に係る制御部のハードウェア構成を例示する図である。 実施形態に係る供給ユニットの構成を例示する図である。 実施形態に係るヘッドの構成を例示する斜視図である。 図５の平面Ｐ１により切断したヘッドの断面図である。 第１実施形態に係る制御部の機能構成を例示する図である。 第１実施形態に係る液体吐出装置の動作を例示するフロー図である。 第１実施形態に係る液体吐出装置の吐出異常検出例を示す図である。 図９のIX－IX線に沿う断面形状検出結果例を示す図である。 図９のIX－IX線に沿う読取画像輝度分布を示す図である。 ヘッド相対移動速度とインク高さとの関係を説明する図である。 第１実施形態に係る吐出異常検出の他の第１例の図である。 第１実施形態に係る吐出異常検出の他の第２例の図である。 第２実施形態に係る液体吐出装置の制御部の機能構成例の図である。 第２実施形態に係るインク高さを説明する図である。 実施形態に係る液体吐出装置の塗装ロボットへの適用例の図である。

本発明の実施形態に係る液体吐出装置について図面を参照しながら詳細に説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための液体吐出装置を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。

以下に示す図においてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸により方向を示す場合があるが、Ｘ軸に沿うＸ方向は、実施形態に係る液体吐出装置が備えるキャリッジが移動する主走査方向を示し、Ｙ軸に沿うＹ方向は、主走査方向と交差する副走査方向を示し、Ｚ軸に沿うＺ方向は、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれに交差する方向を示すものとする。

Ｘ方向で矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記し、Ｙ方向で矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記する。またＺ方向で矢印が向いている方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向と表記する。実施形態では、液体吐出装置は一例として＋Ｚ方向に液体を吐出する。但し、これらのことは、液体吐出装置の使用時における向きを制限するものではなく、液体吐出装置の向きは任意である。

［実施形態］
＜液体吐出装置１０００の全体構成例＞
図１および図２を参照して、実施形態に係る液体吐出装置１０００の構成について説明する。図１および図２は、液体吐出装置１０００の全体構成を例示する図であり、図１は側面図、図２は正面図である。

液体吐出装置１０００は、対象物１００の被付与面１００ａに、液体の一例であるインクを付与するものである。付与されたインクは、乾燥した後に被付与面１００ａに固着する。液体吐出装置１０００による吐出方式には、連続吐出方式（コンティニュアス方式）および液滴吐出方式のいずれを適用することもできる。

対象物１００の被付与面１００ａは、特段の制限はないが、例えば車やトラック、航空機のボディ等の非浸透性を有する面が挙げられる。非浸透性とは、表面に付与された液体が内部に浸透していかない性質をいう。液体吐出装置１０００は、車やトラック、航空機のボディにインクを付与することによりボディを塗装することができる。図１では、Ｘ方向およびＹ方向それぞれに沿った平面状の被付与面１００ａを例示している。

但し、被付与面１００ａは非浸透性を有する面に限定されず、浸透性を有する面であってもよい。また被付与面１００ａは平面状の面に限定されず、曲率を有する面であってもよい。液体吐出装置１０００の用途は、塗装に限定されるものではなく、用紙やフィルム等の記録媒体に、インクによって画像形成（印刷）する用途等であってもよい。

図１および図２に示すように、液体吐出装置１０００は、ヘッド３００と、移動機構１１０と、センサ１２０と、制御部５００と、を有する。液体吐出装置１０００は、ヘッド３００が被付与面１００ａに向き合うように配置される。

ヘッド３００は、Ｙ方向に所定間隔により配列した複数のノズルを有し、複数のノズルそれぞれから吐出したインクを被付与面１００ａに付与する。ヘッド３００は、キャリッジ１に搭載されている。但し、ヘッド３００は必ずしも複数のノズルを有さなくてもよく、１つのノズルのみを有する構成であってもよい。

移動機構１１０は、被付与面１００ａの表面に沿ってヘッド３００と被付与面１００ａとを相対移動させる機構である。本実施形態では、移動機構１１０は、被付与面１００ａの表面に沿ったＸ方向およびＹ方向のそれぞれに、ヘッド３００と被付与面１００ａとを相対移動させる。移動機構１１０は、Ｘ軸レール１０１と、Ｙ軸レール１０２と、を含む。

Ｚ軸レール１０３は、キャリッジ１がＺ方向に移動可能にキャリッジ１を保持する。Ｘ軸レール１０１は、キャリッジ１を保持したＺ軸レール１０３がＸ方向に移動可能にＺ軸レール１０３を保持する。Ｙ軸レール１０２は、Ｘ軸レール１０１がＹ方向に移動可能にＸ軸レール１０１を保持する。

Ｚ方向駆動部９２は、Ｚ軸レール１０３に沿ってＺ方向にキャリッジ１を移動させる。Ｘ方向駆動部７２は、Ｘ軸レール１０１に沿ってＸ方向にＺ軸レール１０３を移動させる。Ｙ方向駆動部８２は、Ｙ軸レール１０２に沿ってＹ方向にＸ軸レール１０１を移動させる。なお、キャリッジ１およびヘッド３００のＺ方向への移動は、Ｚ方向と平行でなくてもよく、少なくともＺ方向の成分を含んでいれば斜めの移動であってもよい。

センサ１２０は、ヘッド３００が有するノズルから吐出され、被付与面１００ａに付与されたインクの形状情報を出力する。センサ１２０は、Ｘ方向に沿ってヘッド３００と並んでキャリッジ１に設けられている。

インクの形状は、例えばＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を軸とする３次元形状である。インクの形状情報は、インクの形状を示す情報またはインクの形状に関連する情報等を含む。本実施形態では、インクの形状情報は、被付与面１００ａに対するインクの高さ、すなわち被付与面１００ａに対するインク表面の略Ｚ方向に沿った長さの情報を含む。

センサ１２０は、被付与面１００ａに付与されたインクに向けて縞状パターンを有する光を投影し、投影された縞状パターンを撮影した撮影画像に基づいて取得される該インクの形状情報を出力する画像センサである。センサ１２０は、インクの形状情報を制御部５００に出力する。

縞状パターンは、所定の縞延伸方向に延伸するライン光が該縞延伸方向と略直交する方向に配列したパターンである。このような縞状パターンは、縞状パターンが投影されたインクの形状に応じて少なくとも一部のライン光が曲がる等して歪む。センサ１２０は、撮影画像を画像処理することにより、縞状パターンの歪みからインクの形状情報を取得する。画像処理には、フーリエ変換解析法やモアレ干渉解析法等を適用できる。

但し、センサ１２０により投影される光は、縞状パターンを有するものに限定されず、予め定められたパターンであれば、格子状パターンやドッド配列パターン等のさまざまなパターンを有するものであってもよい。

センサ１２０は、画像センサに限定されず、被付与面１００ａに付与されたインクにレーザ光等の光を照射し、照射した光のインクによる反射光に基づいてインクの形状を計測する光センサ等であってもよい。このような光センサには、三角測量法やナイフエッジ法等の各種方式のものを適用できる。但し、センサ１２０として画像センサを用いると、１枚の撮影画像に基づきインクの形状を計測できるため、検出の高速性および検出動作の簡易性等の点においてより好適である。

センサ１２０は、キャリッジ１上においてＸ方向に沿ってヘッド３００と必ずしも並んで設置されなくてもよい。またセンサ１２０の設置位置は、ヘッド３００が搭載されたキャリッジ１に限定されず、キャリッジ１とは別に設けられたキャリッジ等であってもよい。

さらに、本実施形態では、センサ１２０が演算器を有し、この演算器によって撮影画像の画像処理を行う構成を例示するが、これに限定されるものではない。例えばセンサ１２０は、インクの形状情報として撮影画像を制御部５００に出力し、制御部５００が画像処理によりインクの形状情報を取得してもよい。またセンサ１２０が光センサである場合には、センサ１２０は、インクによる反射光の光強度に基づく電気信号をインクの形状情報として制御部５００に出力し、制御部５００がこの電気信号に基づきインクの形状情報を取得してもよい。

制御部５００は、液体吐出装置１０００による被付与面１００ａへの付与動作を制御する。制御部５００は、電気基板上に実装されたプロセッサまたは電気回路等により構成される。制御部５００は、少なくとも、移動機構１１０を駆動させる各駆動部と、ヘッド３００と、に対し、有線または無線により電気的に接続している。但し、制御部５００が実装された電気基板の配置位置は任意であり、該電気基板はヘッド３００等に対して遠隔配置されてもよい。

液体吐出装置１０００は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向それぞれにキャリッジ１を移動させながら、ヘッド３００から被付与面１００ａに向けてインクを吐出し、被付与面１００ａにインクを付与する。

より詳しくは、液体吐出装置１０００は、主走査方向であるＸ方向にヘッド３００と被付与面１００ａとを相対移動させながらヘッド３００からインクを吐出して被付与面１００ａにインクを付与する。

液体吐出装置１０００は、Ｘ方向への１回の相対移動が完了した後、副走査方向であるＹ方向にヘッド３００と被付与面１００ａとを相対移動させる。また液体吐出装置１０００は、Ｙ方向への１回の相対移動が完了した後、再びＸ方向にヘッド３００と被付与面１００ａとを相対移動させながらヘッド３００からインクを吐出して被付与面１００ａにインクを付与する。液体吐出装置１０００は、このようなＸ方向およびＹ方向それぞれへの相対移動を繰り返して被付与面１００ａにインクを付与する。

液体吐出装置１０００は、被付与面１００ａがＸ方向およびＹ方向に沿った平面状の物体である場合には、インクの付与動作中にＺ方向へのヘッド３００と被付与面１００ａとの相対移動を行わない。被付与面１００ａがＺ方向に高さが異なる形状を有する場合には、液体吐出装置１０００は、インクの付与動作中に被付与面１００ａの形状に応じて、Ｚ方向へのヘッド３００と被付与面１００ａとの相対移動を行う。

＜制御部５００のハードウェア構成例＞
図３は、液体吐出装置１０００が有する制御部５００のハードウェア構成を例示するブロック図である。制御部５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３と、Ｉ／Ｆ（Interface）５０４と、を有する。これらは、システムバスを介して相互に電気的に接続している。制御部５００は、例えばコンピュータにより構築される。

また制御部５００は、ヘッド３００、Ｘ方向駆動部７２、Ｙ方向駆動部８２、Ｚ方向駆動部９２、記憶部５１１、表示部５１２、操作パネル５１３およびセンサ１２０等と電気的に接続している。

ＣＰＵ５０１は、ＲＡＭ５０３を作業領域として使用し、ＲＯＭ５０２に格納されているプログラムを実行することにより、制御部５００全体の動作を制御する。

ＲＯＭ５０２は、ＣＰＵ５０１への記録動作等の制御を実行するためのプログラムおよびその他の固定データを格納する不揮発性のメモリである。

ＲＡＭ５０３は、被付与面１００ａに描く絵柄や文字等の付与データや、対象物１００のボディの形状データ等を一時格納する揮発性のメモリである。

Ｉ／Ｆ５０４は、ホストＰＣ（Personal Computer）等の外部装置と、制御部５００と、を通信可能にするインターフェースである。

記憶部５１１は、予め設定された設定値を格納するＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）等の外部記憶装置である。記憶部５１１に格納されている情報は、ＣＰＵ５０１が読み出しプログラム実行時に使用することもある。

表示部５１２は、制御部５００により制御下において、液体吐出装置１０００によるインクの付与条件等の設定画面、またはヘッド３００におけるノズルの吐出異常を報知する画面等を表示する。

操作パネル５１３は、液体吐出装置１０００の操作を受け付けるタッチパネル、キーボードまたはマウス等の操作入力装置である。操作パネル５１３は、被付与面１００ａにインク吐出を行う領域を特定するための値（座標）、キャリッジ１の移動速度、被付与面１００ａへのインク付与に用いる画像データや３次元座標情報（ボディデータ）の特定、およびヘッド３００と被付与面１００ａとの距離等の入力に使用される。

なお、表示部５１２と操作パネル５１３は、タッチパネル等により１つの画面により行えるようにしてもよい。

Ｘ方向駆動部７２は、制御部５００からの指示に基づき、キャリッジ１をＸ方向に駆動させる。Ｙ方向駆動部８２は、制御部５００からの指示に基づき、キャリッジ１をＹ方向に駆動させる。Ｚ方向駆動部９２は、制御部５００からの指示に基づき、キャリッジ１をＺ方向に駆動させる。

制御部５００は、Ｘ方向駆動部７２およびＹ方向駆動部８２の動作を制御することにより、ヘッド３００およびセンサ１２０等を搭載するキャリッジ１のＸ方向およびＹ方向への移動を制御する。また制御部５００は、Ｚ方向駆動部９２の動作を制御することにより、キャリッジ１に対するヘッド３００のＺ方向への移動を制御する。さらに制御部５００は、ヘッド３００からのインクの吐出を制御する。

＜供給ユニット２００の構成例＞
図４は、液体吐出装置１０００における供給ユニット２００の構成を例示する図である。供給ユニット２００は、ヘッド３００にインクを供給する。

ヘッド３００は、イエロー（Ｙ）のインクを吐出するヘッド３００Ｙと、マゼンタ（Ｍ）のインクを吐出するヘッド３００Ｍと、シアン（Ｃ）のインクを吐出するヘッド３００Ｃと、ブラック（Ｋ）のインクを吐出するヘッド３００Ｋと、を含む。なお、ヘッド３００は、ヘッド３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃおよび３００Ｋを特に区別しない場合の総称表記である。

また、ヘッド３００は、オーバーコートインクを吐出するヘッド３００Ｑおよびプライマインクまたはホワイトインクを吐出するヘッド３００Ｐ等の他のインクを吐出するヘッドをさらに有してもよい。供給ユニット２００は、各色のヘッド３００に各色のインクを供給できる。

供給ユニット２００は、各ヘッド３００から吐出される各色のインク３２５を収容した密閉容器としてのインクタンク３３０を含む。インクタンク３３０とヘッド３００の注入口（供給ポート）とは、それぞれチューブ３３３を介して、インクが流通可能に接続している。

一方、インクタンク３３０は、エアーレギュレータ３３２を含むパイプ３３１を介してコンプレッサ２３０に接続しており、コンプレッサ２３０は加圧空気を供給する。これにより、加圧された各色のインク３２５は各ヘッド３００の注入口へ供給され、液体吐出装置１０００は各ヘッド３００のノズルからインク３２５を吐出する。

＜ヘッド３００の構成例＞
図５および図６は、ヘッド３００の構成を例示する図である。図５は斜視図、図６は図５の平面Ｐ１により切断したヘッド３００の断面図である。

ヘッド３００は、ハウジング１０内に１列または複数列に並べて配置した複数の吐出モジュール３１０を有する。

ヘッド３００は、供給ポート１１および回収ポート１２を有し、供給ポート１１は吐出モジュール３１０に対して外部から加圧したインクを供給し、回収ポート１２は吐出しなかったインクを外部に排出する。また、ハウジング１０はコネクタ２を有する。

吐出モジュール３１０は、インクを吐出するノズル３２１を備えたノズル板３１１と、ノズル３２１が連通し加圧した液体を供給する流路３２２と、ノズル３２１を開閉するニードル状の弁体を駆動する圧電素子３２４とを有する。

ノズル板３１１はハウジング１０と接合している。流路３２２はハウジング１０に設けた複数の吐出モジュール３１０に共通の流路であり、供給ポート１１から加圧インクを供給し、回収ポート１２からインクを排出する。なお、被付与面１００ａに対してインクを吐出している期間は、ノズル３２１からのインクの吐出効率を低下させないようにするため、回収ポート１２からのインクの排出を一時的に行わなくてもよい。

［第１実施形態］
＜制御部５００の機能構成例＞
図７は、制御部５００の機能構成を例示するブロック図である。制御部５００は、インク種類取得部５１と、インク量決定部５２と、吐出制御部５３と、速度決定部５４と、移動制御部５５と、吐出異常検出部５６と、出力部５７と、を有する。

制御部５００は、液体吐出装置１０００の動作を制御し、被付与面１００ａにインクを付与させると共に、ヘッド３００が有するノズルの吐出異常を検出し、ノズルの吐出異常情報を出力することができる。

具体的には、制御部５００は、インク種類取得部５１により取得されたインク３２５の種類情報Ｕに応じて、インク量決定部５２および速度決定部５４により、ヘッド３００から吐出するインク量ｍおよびヘッド３００の被付与面１００ａに対する相対移動速度ｖを決定する。制御部５００は、決定されたインク量ｍおよび相対移動速度ｖに応じて、吐出制御部５３によりヘッド３００からのインク３２５の吐出を制御し、移動制御部５５により、ヘッド３００の被付与面１００ａに対する移動を制御する。また、制御部５００は、センサ１２０から出力されたインクの形状情報に基づいて、吐出異常検出部５６により、ヘッド３００が有するノズルの吐出異常を検出し、出力部５７を介してノズルの吐出異常情報を出力する。

制御部５００は、ＣＰＵ５０１がＲＯＭ５０２に格納されているプログラムをＲＡＭ５０３に展開して実行することにより、インク種類取得部５１、インク量決定部５２、吐出制御部５３、速度決定部５４、移動制御部５５および吐出異常検出部５６の各機能を実現する。また制御部５００は、出力部５７の機能をＩ／Ｆ５０４により実現する。

なお、制御部５００が有する各機能の少なくとも一部を、ヘッド３００またはセンサ１２０等の制御部５００以外の構成部が有してもよい。また制御部５００が有する各機能の少なくとも一部を、制御部５００と制御部５００以外の構成部が分散して実現してもよい。

インク種類取得部５１は、液体吐出装置１０００がヘッド３００から吐出するインク３２５の種類情報Ｕを取得する。インク種類取得部５１は、例えば操作パネル５１３を介して、液体吐出装置１０００のユーザ（以下、単にユーザという）により入力されたインク３２５の種類情報Ｕを取得できる。またインク種類取得部５１は、記憶部５１１等に予め記憶されたインク３２５の種類情報Ｕを読み出して取得してもよい。インク種類取得部５１は、インクの種類情報Ｕをインク量決定部５２および速度決定部５４に出力する。

インク量決定部５２は、インク種類取得部５１から入力したインク３２５の種類情報Ｕに基づき、記憶部５１１に記憶されたインク情報５２０を参照して、ヘッド３００から吐出されるインク量ｍ（液体の量）を決定する。インク情報５２０は、予め定められたインクの種類とインク量ｍとの関係情報を含んでいる。インク量決定部５２は、決定したインク量ｍの情報を吐出制御部５３に出力する。

吐出制御部５３は、ヘッド３００によるインク３２５の吐出を制御する。本実施形態では特に、吐出制御部５３は、ヘッド３００から吐出されるインク量ｍを制御することによって、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の被付与面１００ａに対する高さを制御する。

吐出制御部５３は、連続吐出方式の場合には、ヘッド３００がインク３２５を吐出する時間を長くすること、ヘッド３００からインク３２５が吐出される速度を速くすること、またはノズルの開口面積を大きくすること等により、ヘッド３００から吐出されるインク量ｍを多くすることができる。

また吐出制御部５３は、液滴吐出方式の場合には、インク３２５から形成されるインク滴の体積を大きくすること、またはヘッド３００の駆動電圧を高くすること等により、ヘッド３００から吐出されるインク量ｍを多くすることができる。吐出制御部５３は、例えば複数のインク滴を結合させることによりインク滴の体積を大きくすることができる。

インク３２５の種類とインク量ｍとの関係情報には、インク３２５の種類に対応付けられたインク３２５の表面張力とインク量ｍとの関係情報、またはインク３２５の種類に対応付けられたインク３２５の粘度とインク量ｍとの関係情報等が含まれる。

インク量決定部５２は、インク３２５の表面張力が小さいほどヘッド３００から吐出されるインク量ｍを多くするように決定する。あるいはインク量決定部５２は、インク３２５の粘度が低いほどヘッド３００から吐出されるインク量ｍを多くするように決定する。吐出制御部５３は、インク量決定部５２により決定されたインク量ｍをヘッド３００に吐出させることができる。

速度決定部５４は、インク種類取得部５１から入力したインク３２５の種類情報Ｕに基づき、記憶部５１１に記憶されたインク情報５２０を参照して、ヘッド３００と被付与面１００ａとの相対移動速度ｖを決定する。インク情報５２０は、予め定められたインク３２５の種類と相対移動速度ｖとの関係情報を含んでいる。速度決定部５４は、決定した相対移動速度ｖの情報を移動制御部５５に出力する。

移動制御部５５は、移動機構１１０による相対移動を制御する。本実施形態では、移動制御部５５は、Ｘ方向駆動部７２、Ｙ方向駆動部８２およびＺ方向駆動部９２を制御することによって移動機構１１０による相対移動を制御する。また本実施形態では特に、移動制御部５５は、移動機構１１０による相対移動速度ｖを制御することにより、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の被付与面１００ａに対する高さを制御することができる。

速度決定部５４は、ヘッド３００から吐出されるインク量ｍが少ないほど、相対移動速度ｖを遅くするように決定する。また速度決定部５４は、インク３２５の表面張力が小さいほど相対移動速度ｖを遅くするように決定する。また速度決定部５４は、インク３２５の粘度が低いほど相対移動速度ｖを遅くするように決定する。移動制御部５５は、速度決定部５４により決定された相対移動速度ｖにより、ヘッド３００を被付与面１００ａに対して移動させることができる。

吐出異常検出部５６は、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状に基づいてノズルの吐出異常を検出する。本実施形態では、吐出異常検出部５６は、センサ１２０から出力されたインク３２５の形状情報に基づいてノズルの吐出異常情報Ｎｅを検出する。吐出異常検出部５６は、検出したノズルの吐出異常情報Ｎｅを、出力部５７を介して出力する。本実施形態では、ノズルの吐出異常情報Ｎｅは、複数のノズルのうちの吐出異常ノズルを特定する吐出異常ノズル情報Ｎｎを含む。

吐出異常検出部５６は、例えば出力部５７を介して表示部５１２にノズルの吐出異常情報Ｎｅを出力し、表示部５１２に表示させることができる。あるいは、吐出異常検出部５６は、出力部５７を介して、記憶部５１１にノズルの吐出異常情報Ｎｅを出力し、記憶部５１１に記憶させてもよいし、液体吐出装置１０００の外部装置にノズルの吐出異常情報Ｎｅを送信してもよい。

＜液体吐出装置１０００の動作例＞
図８は、液体吐出装置１０００の動作を例示するフローチャートである。図８は、液体吐出装置１０００による吐出異常の検出動作を例示している。液体吐出装置１０００は、例えば操作パネル５１３を用いてユーザにより入力された吐出異常の検出指示を、液体吐出装置１０００が受け付けた時に図８の動作を開始する。

まずステップＳ８１において、液体吐出装置１０００は、インク種類取得部５１により、液体吐出装置１０００がヘッド３００から吐出するインク３２５の種類情報Ｕを取得する。インク種類取得部５１は、インク３２５の種類を示す情報をインク量決定部５２および速度決定部５４に出力する。

続いてステップＳ８２において、液体吐出装置１０００は、インク量決定部５２により、インク種類取得部５１から入力したインク３２５の種類情報Ｕに基づき、記憶部５１１に記憶されたインク情報５２０を参照して、ヘッド３００から吐出されるインク量ｍを決定する。インク量決定部５２は、決定したインク量ｍの情報を吐出制御部５３に出力する。

続いてステップＳ８３において、液体吐出装置１０００は、速度決定部５４により、インク種類取得部５１から入力したインク３２５の種類情報Ｕに基づき、記憶部５１１に記憶されたインク情報５２０を参照して、ヘッド３００と被付与面１００ａとの相対移動速度ｖを決定する。速度決定部５４は、決定した相対移動速度情報を移動制御部５５に出力する。

なお、ステップＳ８２とステップＳ８３の動作は、順番を入れ替えてもよいし、両者が並行に行われてもよい。

続いてステップＳ８４において、液体吐出装置１０００は、移動制御部５５により、移動機構１１０によるヘッド３００と被付与面１００ａとの相対移動を制御し、また吐出制御部５３により、ヘッド３００によるインク３２５の吐出を制御することによって、被付与面１００ａにインク３２５を付与する。

続いてステップＳ８５において、液体吐出装置１０００は、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状情報をセンサ１２０から取得する。

続いてステップＳ８６において、液体吐出装置１０００は、吐出異常検出部５６により、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状に基づいてノズルの吐出異常を検出する。

続いてステップＳ８７において、液体吐出装置１０００は、出力部５７により、吐出異常検出部５６によって検出されたノズルの吐出異常情報Ｎｅを出力する。

続いて、ステップＳ８８において、液体吐出装置１０００は、制御部５００により、吐出異常の検出動作を終了するか否かを判定する。例えば制御部５００は、操作パネル５１３を用いたユーザによる操作入力に基づき、あるいは吐出異常の検出動作回数が予め設定された回数に到達したか否かの判定結果に基づき、吐出異常の検出動作を終了するか否かを判定できる。

ステップＳ８８において、終了すると判定された場合には（ステップＳ８８、Ｙｅｓ）、液体吐出装置１０００は動作を終了する。一方、終了しないと判定された場合には（ステップＳ８８、Ｎｏ）、液体吐出装置１０００は、ステップＳ８４以降の動作を再度行う。

以上のようにして、液体吐出装置１０００は、ヘッド３００が有するノズルの吐出異常を検出することができる。

＜液体吐出装置１０００の作用＞
（インク形状に基づく吐出異常検出例）
図９および図１０は、液体吐出装置１０００による吐出異常の検出結果の一例を示す図である。図１０は、図９のIX－IX線に沿う断面形状の検出結果を例示する図である。図９は、ヘッド３００が有する複数のノズルであるノズル３２１ａからノズル３２１ｅと、ヘッド３００から吐出され、被付与面１００ａに付与されたインク３２５による線状パターンＬ１から線状パターンＬ５と、を例示している。

図９において、白丸で示したノズル３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｄおよび３２１ｅは、正常にインク３２５が吐出されたノズルを示し、黒丸で示したノズル３２１ｃは、吐出異常によりインク３２５が吐出されなかった不吐出ノズルを示している。

ヘッド３００は、移動機構１１０によりＸ方向に移動されながら各ノズルからインク３２５を吐出することにより、Ｘ方向に沿って延伸する線状パターンを各ノズルに対応して被付与面１００ａに形成する。

Ｘ方向はパターン延伸方向の一例である。Ｘ方向に沿って延伸する線状パターンは、所定パターンの一例であり、また複数のノズル３２１ａからノズル３２１ｅそれぞれから吐出されたインク３２５により被付与面１００ａに形成されてＸ方向に延伸する複数の線状パターンの一例である。

図９の例では、被付与面１００ａの色とインク３２５の色は同系統の色である。同系統の色は、色味が近い色ということもできる。同系統の色は、例えばインク３２５の色が黒、被付与面１００ａの色が黒に近い灰色等である。他にインク３２５の色が白、被付与面１００ａの色が白に近いクリーム色である場合等も同系統の色であり、インク３２５の色が赤、被付与面の色がエンジ色である場合等も同系統の色である。

図９に示すように、ノズル３２１ａから吐出されたインク３２５により線状パターンＬ１が、ノズル３２１ｂから吐出されたインク３２５により線状パターンＬ２が、それぞれ形成されている。またノズル３２１ｄから吐出されたインク３２５により線状パターンＬ４が、ノズル３２１ｅから吐出されたインク３２５により線状パターンＬ５が、それぞれ形成されている。ノズル３２１ｃは不吐出ノズルであるため、被付与面１００ａのノズル３２１ｃに対応する位置には線状パターンが形成されていない。

センサ１２０は、被付与面１００ａと、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状を計測する。センサ１２０により計測された形状において、図９のIX－IX線に沿う断面形状は図１０に示したものとなる。図１０では、横軸はＹ方向に沿った位置を表し、縦軸はＺ方向に沿った高さを表している。

形状Ｓ１は線状パターンＬ１の断面形状に、形状Ｓ２は線状パターンＬ２の断面形状に、形状Ｓ４は線状パターンＬ４の断面形状に、形状Ｓ５は線状パターンＬ５の断面形状に、それぞれ対応する。

形状Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４およびＳ５の高さｈは、インク３２５が付与された分、被付与面１００ａに対して高くなる。一方、ノズル３２１ｃに対応する線状パターンは形成されていないため、ノズル３２１ｃに対応する形状Ｓ３の高さは、被付与面１００ａと略同じ高さとなる。なお、ここでの略同じ高さは、センサ１２０のノイズに応じた差異を含むことを意味する。

液体吐出装置１０００は、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状に基づき、例えば被付与面１００ａ上におけるヘッド３００のノズルの位置に対応する領域において所定の高さ閾値よりも高い形状が得られない場合に、このノズルを吐出異常ノズルとして検出できる。

図９および図１０の例では、ノズル３２１ｃに対応する領域において所定の高さ閾値よりも高い形状が得られない。このため、液体吐出装置１０００は、ノズル３２１ｃが吐出異常であることを示す吐出異常情報Ｎｅを出力でる。また液体吐出装置１０００は、複数のノズルのうち、吐出異常ノズルとしてノズル３２１ｃを特定する吐出異常ノズル情報Ｎｎを出力できる。

換言すると、実施形態に係るノズル吐出異常の検出方法では、ヘッド３００は、複数のノズル３２１ａからノズル３２１ｅのそれぞれから吐出したインク３２５により、被付与面１００ａに所定パターンとしての線状パターンを形成する。出力部５７は、被付与面１００ａに形成された線状パターンを構成するインク３２５の被付与面１００ａに対する高さが、被付与面１００ａの第１位置における高さよりも低い被付与面１００ａの第２位置に基づき特定された吐出異常ノズル情報Ｎｎを出力する。図１０における形状Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４およびＳ５それぞれのＹ方向における位置は、それぞれ第１位置に対応し、形状Ｓ３の位置は、第２位置に対応する。

ここで、比較例に係るノズルの吐出異常の検出方法として、例えば被付与面１００ａに形成された線状パターンをカメラまたはスキャナ等により読み取り、この読取画像に基づきノズルの吐出異常を検出する方法等が考えられる。

しかしながら、図９の例のように、被付与面１００ａの色とインク３２５の色が同系統であると、被付与面１００ａの色に対し、付与されたインク３２５の色のコントラストが低くなる。このため、比較例に係る方法では、読取画像内での線状パターンを特定できずに、吐出異常を検出できない場合がある。

図１１は、上記の比較例に係る線状パターンの撮影画像における線状パターンの断面輝度分布を示す図である。図１１は、例えば図９のIX－IX線に沿う読取画像の断面輝度分布を示している。

図１１では、横軸はＹ方向に沿った位置を表し、縦軸は読取画像における画素輝度値（単位は階調）を表している。なお、図９の例では、被付与面１００ａの色に対してインク３２５の色のほうが暗いため、線状パターンの画素輝度値は被付与面１００ａの画素輝度値よりも低くなるが、図１１では説明の便宜上において明暗を反転し、線状パターンの画素輝度値１１１が被付与面１００ａの画素輝度値１１２よりも高くなるように表示している。

図１１に示すように、線状パターンが形成されている領域における画素輝度値１１１と、線状パターンが形成されていない領域（被付与面１００ａの領域）における画素輝度値１１２と、の差は小さい。このため、比較例に係る方法は、線状パターンが形成されていない領域を特定できずにノズルの吐出異常を検出困難になる。

実施形態に係る液体吐出装置１０００は、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状に基づき、ノズルの吐出異常を検出するため、被付与面１００ａの色とインク３２５の色とのコントラストの影響を受けずにノズルの吐出異常を検出できる。液体吐出装置１０００は、色のコントラストの影響を受けないため、被付与面１００ａの色とインク３２５の色が同系統の色である場合だけでなく、両者が同じ色であってもノズルの吐出異常を検出可能である。

なお、本実施形態では、複数のノズル３２１ａからノズル３２１ｅのそれぞれからインク３２５を吐出して線状パターンを形成し、線状パターンを形成できなかったノズルを複数のノズルのうちの吐出異常ノズルとして検出する方法を例示したが、ノズルの吐出異常の検出方法はこれに限定されない。例えばヘッド３００が１つのノズルのみを有する場合には、液体吐出装置１０００は、１つのノズルからインク３２５を吐出し、吐出したインク３２５によるパターンが被付与面１００ａに形成されるか否かに基づき、このノズルの吐出異常を検出してもよい。

所定パターンは線状パターンに限定されず、予め定められたパターンであれば、ドットパターンや塗り潰したパターン等であってもよい。線状パターンはＸ方向に延伸するものに限定されず、Ｙ方向に延伸するもの、被付与面１００ａ内においてＸ方向またはＹ方向に交差する方向に延伸するもの等であってもよい。

（相対移動速度ｖの制御例）
次に、速度決定部５４により決定された相対移動速度ｖによって、ヘッド３００を被付与面１００ａに対して相対移動させることの作用について説明する。

本実施形態では、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状、特にインク３２５の高さｈに基づいてノズルの吐出異常を検出する。しかしながら、ノズルから吐出されるインク量ｍ、インク３２５の粘度または表面張力等によっては、被付与面１００ａに対するインク３２５の高さｈが十分に得られない場合がある。液体吐出装置１０００は、インク３２５の高さｈが十分でないと、正常なノズルから吐出されたインク３２５により被付与面１００ａに形成された線状パターンをセンサ１２０によって検出できず、ノズル吐出異常を精度よく検出できない場合がある。

本実施形態では、移動制御部５５は、移動機構１１０による相対移動速度ｖを制御することにより、被付与面１００ａに対するインク３２５の高さを制御する。これにより、ノズルの吐出異常を精度よく検出するために、被付与面１００ａに対するインク３２５の高さｈを確保する。

図１２は、ヘッド３００の相対移動速度ｖとインク高さとの関係の一例を説明する図である。図１２は、３通りの相対移動速度ｖ１、ｖ２およびｖ３により移動方向１７０の方向にヘッド３００を移動させながら３滴のインク３２５を吐出した場合に、被付与面１００ａに付与されるインク３２５の高さを表している。相対移動速度ｖ１、ｖ２およびｖ３の関係は、ｖ１＞ｖ２＞ｖ３である。

相対移動速度ｖ１によりヘッド３００を移動させた場合には、３滴のインク３２５ａ、３２５ｂおよび３２５ｃは積み重ならず、それぞれの高さはｈ１として等しい。

相対移動速度ｖ２によりヘッド３００を移動させた場合には、相対移動速度ｖ２は相対移動速度ｖ１よりも遅いため、３滴のインク同士の一部が重なり、重なった分だけインクの高さが高くなる。インク３２５ｄは１滴目のインクを示している。インク３２５ｄの高さはｈ１である。インク３２５ｅはインク３２５ｄ上に２滴目のインクが重なった結果、得られたインクを示している。２滴のインクが重なることにより、インク３２５ｅの高さはｈ１よりも高いｈ２になっている。インク３２５ｆはインク３２５ｅ上に３滴目のインクがさらに重なった結果、得られたインクを示している。３滴のインクが重なることにより、インク３２５ｆの高さはｈ２よりもさらに高いｈ３になっている。

相対移動速度ｖ３によりヘッド３００を移動させた場合には、相対移動速度ｖ３は相対移動速度ｖ２よりもさらに遅いため、相対移動速度ｖ２の場合と比較して３滴のインク同士のより多くの部分が重なり、重なった分だけインクの高さが高くなる。インク３２５ｇは１滴目のインクを示している。インク３２５ｇの高さはｈ１である。インク３２５ｈはインク３２５ｇ上に２滴目のインクが重なった結果、得られたインクを示している。２滴のインクが重なることにより、インク３２５ｈの高さはｈ１よりも高いｈ４になっている。インク３２５ｉはインク３２５ｈ上に３滴目のインクがさらに重なった結果、得られたインクを示している。３滴のインクが重なることにより、インク３２５ｉの高さはｈ４よりもさらに高いｈ５になっている。

以上のように、液体吐出装置１０００は、相対移動速度ｖを遅くするほど、被付与面１００ａに付与されるインク３２５の高さを高くすることができる。

ヘッド３００から吐出されるインク量ｍが少ないほど、インク３２５の高さｈが低くなるため、移動制御部５５は相対移動速度ｖを遅くすることが好ましい。またインク３２５の表面張力が小さいほど、インク３２５が被付与面１００ａ上において濡れ広がることによりインク３２５の高さｈが低くなるため、移動制御部５５は相対移動速度ｖを遅くすることが好ましい。さらにインク３２５の粘度が低いほど、インク３２５が被付与面１００ａ上において広がることによりインク３２５の高さｈが低くなるため、移動制御部５５は相対移動速度ｖを遅くすることが好ましい。これらにより、液体吐出装置１０００は、ノズルの吐出異常を精度よく検出するために、被付与面１００ａに対するインク３２５の高さｈを確保できる。

（不吐出以外の吐出異常検出例）
上述した例では、吐出異常のうちの不吐出の検出例を説明したが、液体吐出装置１０００が検出可能な吐出異常は不吐出に限定されない。例えば液体吐出装置１０００は、不吐出の他、ノズルから吐出されるインク量ｍが所定量に対してずれているインク量異常、並びにノズルから吐出されるインクの方向が所定方向に対してずれているインク方向異常も検出可能である。

図１３は、吐出異常検出の他の第１例を示す図であり、インク量異常を検出する場合におけるインク３２５の断面形状を示している。図１４は、吐出異常検出の他の第２例を示す図であり、インク速度異常を検出する場合におけるインク３２５の断面形状を示している。図１３および図１４は、両方とも図９のIX－IX線に対応する位置での断面形状を示している。

図１３に示すように、形状Ｓ６から形状Ｓ１０は、５つのノズルから吐出され、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状を表している。形状Ｓ６、Ｓ７、Ｓ９およびＳ１０の高さは、高さｈ７として略等しい。これに対し、形状Ｓ８の高さｈ８は、高さｈ７よりも低くなっている。

被付与面１００ａに付与されたインク３２５は、インク量ｍが多いほどその高さが高くなり、反対にインク量ｍが少ないほどその高さが低くなる。従って、液体吐出装置１０００は、形状Ｓ６から形状Ｓ１０に基づく高さから形状Ｓ８に対応するノズルから吐出されたインク量ｍが他のノズルから吐出されたインク量ｍ（所定量）よりも少ないことを検出でき、形状Ｓ８に対応するノズルのインク量異常を検出できる。

また、図１４に示すように、形状Ｓ１１から形状Ｓ１５は、５つのノズルから吐出され、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状を表している。形状Ｓ１１と形状Ｓ１２の間隔、並びに形状Ｓ１４と形状Ｓ１５の間隔は、間隔ｄ１２として略等しい。これに対し、形状Ｓ１２と形状Ｓ１３との間隔ｄ１３は、間隔ｄ１２よりも広くなっている。

ヘッド３００はノズルから所定の吐出方向にインク３２５を吐出する。所定の吐出方向は、例えば複数のノズルが配列する方向に対して略直交する方向である。ノズルから吐出されるインク３２５の方向が所定の吐出方向からずれると、このずれに応じて被付与面１００ａへのインク付与位置がずれ、隣り合うインク形状同士の間隔が所定間隔に対してずれる。

従って、液体吐出装置１０００は、形状Ｓ１１から形状Ｓ１５に基づき、隣り合うインク形状同士の間隔から形状Ｓ１３に対応するノズルからのインク３２５の吐出方向が他のノズルから吐出されたインク３２５の方向（所定の吐出方向）からずれていることを検出でき、形状Ｓ１３に対応するノズルのインク方向異常を検出できる。

上記の他、液体吐出装置１０００は、ノズルから吐出されるインク３２５の速度が所定速度に対してずれている液体速度異常等も吐出異常として検出できる。

液体吐出装置１０００は、ヘッド３００と被付与面１００ａとを相対移動させながらヘッド３００からインク３２５を吐出することにより、被付与面１００ａにインク３２５を付与する。このため、ヘッド３００から吐出されるインク３２５の速度が所定速度からずれると、被付与面１００ａにインク３２５が付与されるタイミングが所定のタイミングからずれる。この結果、ヘッド３００と被付与面１００ａとの相対移動方向（図９のＸ方向）に沿って、吐出されたインク３２５の被付与面１００ａに対するインク付与位置が所定位置からずれる。

液体吐出装置１０００は、被付与面１００ａに付与されたインク形状に基づき、相対移動方向に沿ったインク付与位置から、吐出異常ノズルから吐出されたインク３２５の速度が他のノズルから吐出されたインク速度（所定速度）からずれていることを検出でき、ノズルのインク速度異常を検出できる。

＜液体吐出装置１０００の効果＞
液体吐出装置１０００の効果について説明する。従来、被付与面の色とインクの色との色の違いから、被付与面に付与されたインクをスキャナ等により読み取った読取画像を二値化処理し、処理後の画像と正常吐出時における読取画像との比較により、吐出異常を検出する技術が知られている。

しかしながら、従来技術では、被付与面の色とインクの色が同じ色または同系統の色である場合等に色のコントラストが得られず、二値化処理を適切に行えないことにより吐出異常を検出できない場合がある。

本実施形態では、液体吐出装置１０００は、ノズルから吐出したインク３２５（液体）を被付与面１００ａに付与するヘッド３００と、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状に基づいて検出されるノズルの吐出異常情報Ｎｅを出力する出力部５７と、を有する。

例えば、液体吐出装置１０００は、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状情報を出力するセンサ１２０を有し、出力部５７は、センサ１２０から出力されたインク３２５の形状情報に基づいて検出されるノズルの吐出異常情報Ｎｅを出力する。またインク３２５の形状情報は、被付与面１００ａに対するインク３２５の高さ情報を含む。

液体吐出装置１０００は、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状に基づいてノズルの吐出異常を検出するため、被付与面１００ａの色とインク３２５の色とのコントラストの影響を受けない。これにより液体吐出装置１０００は、被付与面１００ａの色とインク３２５の色が同じ色または同系統の色である場合等にも良好な精度によりノズルの吐出異常を検出できる。この結果、本実施形態では、吐出異常の検出精度に優れた液体吐出装置１０００を提供できる。

例えば、被付与面１００ａの色の明るさＣｔ１とインク３２５の色の明るさＣｔ２とのコントラストＣｔは、以下の（１）式を満足すると、従来方法ではノズルの吐出異常の検出が困難になる。
Ｃｔ＝Ｃｔ１／Ｃｔ２≦４ ・・・（１）
液体吐出装置１０００は、コントラストＣｔが（１）式により表される場合に特に優れた効果を有する。

但し、本実施形態の適用は、被付与面１００ａの色とインク３２５の色が同じ色または同系統の色である場合に限定されるものではない。被付与面１００ａの色とインク３２５の色が異なる色であり、コントラストが高い場合にも実施形態を適用可能である。液体吐出装置１０００は、スキャナまたはカメラ等を用いずにノズルの吐出異常を検出できるため、読取時の照明ムラ等に基づく読取誤差の影響を受けずに、ノズル吐出異常の検出精度を高く確保できる。また画像ノイズ除去等のために複雑な画像処理を行わなくてもよいため、液体吐出装置１０００は、簡単な処理によってノズル吐出異常の検出精度を高く確保できる。

また本実施形態では、液体吐出装置１０００は、ヘッド３００と、移動機構１１０と、センサ１２０と、制御部５００と、を有する構成を例示したが、ヘッド３００および制御部５００に含まれる出力部５７以外は必須の構成要素ではない。液体吐出装置１０００は、少なくともヘッド３００と出力部５７とを有することにより、上記効果を得ることができる。

また本実施形態では、被付与面１００ａは非浸透性を有することが好ましい。非浸透性の被付与面１００ａでは、被付与面１００ａ上に付与されたインク３２５が被付与面１００ａまたは対象物１００の内部に浸透しないため、液体吐出装置１０００は、被付与面１００ａ上のインク３２５の形状を良好な精度により検出し、ノズル吐出異常の検出精度を高く確保できる。

また本実施形態では、ノズルの吐出異常は、ノズルからインク３２５が吐出されない不吐出、ノズルから吐出されるインク３２５の量が所定量に対してずれているインク量異常（液体量異常）、ノズルから吐出されるインク３２５の方向が所定の吐出方向に対してずれているインク方向異常（液体方向異常）、およびノズルから吐出されるインク３２５の速度が所定速度に対してずれているインク速度異常（液体速度異常）の、少なくとも１つを含む。本実施形態では、被付与面１００ａに付与されたインク３２５の形状に基づいてこれらの吐出異常を検出できるため、ノズルの吐出異常に対して汎用性が高い液体吐出装置１０００を提供できる。

また本実施形態では、ヘッド３００は複数のノズルを有し、ノズルの吐出異常情報Ｎｅは、複数のノズルのうちの吐出異常ノズル情報Ｎｎを含む。例えばヘッド３００は、複数のノズルのそれぞれから吐出したインク３２５により、被付与面１００ａに線状パターンＬ１から線状パターンＬ５（所定パターン）を形成する。出力部５７は、被付与面１００ａに形成された線状パターンＬ１から線状パターンＬ５を構成するインク３２５の被付与面１００ａに対する高さが、被付与面１００ａの形状Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４およびＳ５それぞれの位置（第１位置）における高さｈよりも低い被付与面１００ａの形状Ｓ３の位置（第２位置）に基づいて特定された吐出異常ノズル情報Ｎｎを出力する。これにより、液体吐出装置１０００は、吐出異常ノズル以外の正常なノズルから吐出され、被付与面１００ａに付与されたインク３２５との比較により吐出異常ノズルを検出できるため、検出処理を簡単に行うことができる。また液体吐出装置１０００は、複数のノズルそれぞれにおける吐出異常の検出を並行して行えるため、検出動作の効率化を図ることができる。

また本実施形態では、線状パターンＬ１から線状パターンＬ５は、複数のノズル３２１ａからノズル３２１ｅそれぞれから吐出されたインク３２５により被付与面１００ａに形成され、Ｘ方向（パターン延伸方向）に延伸する複数の線状パターンを含む。このパターン延伸方向は、ヘッド３００がインク３２５を吐出しながら被付与面１００ａに対して相対移動される方向であることが好ましい。線状パターンは、吐出異常が発生した場合に異常を認識しやすいため、液体吐出装置１０００は、複数の線状パターンにおけるインク３２５の形状に基づきノズルの吐出異常を検出することによりノズルの吐出異常を容易に検出可能になる。

また本実施形態では、被付与面１００ａの表面に沿ってヘッド３００と被付与面１００ａとを相対移動させる移動機構１１０と、移動機構１１０による相対移動を制御する移動制御部５５と、を有する。移動制御部５５は、移動機構１１０による相対移動速度ｖを制御することにより、被付与面１００ａに対するインク３２５の高さｈを制御する。

例えば移動制御部５５は、ヘッド３００から吐出されるインク３２５の量が少ないほど、上記相対移動速度ｖを遅くする。また移動制御部５５は、ヘッド３００から吐出されるインク３２５の表面張力が小さいほど、上記相対移動速度ｖを遅くする。あるいは移動制御部５５は、ヘッド３００から吐出されるインク３２５の粘度が低いほど、上記相対移動速度ｖを遅くする。

相対移動速度ｖが遅いほど、被付与面１００ａに付与されたインク３２５が積み重なって被付与面１００ａに対して高くなる。このため液体吐出装置１０００は、例えば被付与面１００ａ上においてインク３２５が濡れ広がる等して吐出異常検出のために十分な高さｈが得られない場合に、相対移動速度ｖが遅くなるように制御することにより、吐出異常検出のために十分なインク３２５の高さｈを確保し、ノズル吐出異常の検出精度を高く確保できる。

また本実施形態では、ヘッド３００から吐出されるインク３２５の量を制御することによって、被付与面１００ａに対するインク３２５の高さを制御する吐出制御部５３を有する。

例えば吐出制御部５３は、インク３２５の表面張力が小さいほど、ヘッド３００から吐出されるインク３２５の量を多くする。また吐出制御部５３は、インク３２５の粘度が低いほど、ヘッド３００から吐出されるインク３２５の量を多くする。

ヘッド３００から吐出されるインク３２５の量が多いほど、被付与面１００ａに付与されたインク３２５は被付与面１００ａに対して高くなる。このため液体吐出装置１０００は、例えば被付与面１００ａ上においてインク３２５が濡れ広がりやすく、吐出異常検出のために十分な高さｈが得られない場合等に、ヘッド３００から吐出されるインク３２５の量が多くなるように制御することにより、吐出異常検出のために十分なインク３２５の高さｈを確保し、ノズル吐出異常の検出精度を高く確保できる。

［第２実施形態］
次に第２実施形態に係る液体吐出装置１０００ａについて説明する。なお、既に説明した実施形態と同一の構成部には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

本実施形態では、ヘッド３００は、被付与面１００ａにおいてインク３２５が高さ方向に積み重ねられるように複数回の吐出を行い、出力部５７は、被付与面１００ａに積み重ねられたインク３２５の形状に基づいて検出されるノズルの吐出異常情報Ｎｅを出力する。

図１５は、本実施形態に係る液体吐出装置１０００ａが有する制御部５００ａの機能構成を例示するブロック図である。制御部５００ａは、吐出制御部５３ａと、移動制御部５５ａと、を有する。

吐出制御部５３ａは、被付与面１００ａにおいてインク３２５が高さ方向に積み重ねられるように、ヘッド３００に複数回の吐出を行わせる。移動制御部５５ａは、ヘッド３００により複数回吐出されたインク３２５が高さ方向に積み上げられるように、移動機構１１０によるヘッド３００と被付与面１００ａとの相対移動を制御する。

出力部５７は、吐出制御部５３ａの制御によって被付与面１００ａにおいて高さ方向に積み重ねられたインク３２５の形状に基づいて検出されるノズルの吐出異常情報Ｎｅを出力する。

図１６は、液体吐出装置１０００ａにより被付与面１００ａに付与されるインク３２５の高さの一例を説明する図である。図１６は、ヘッド３００から３回吐出されたインク３２５が被付与面１００ａ上に積み重ねられる様子を示している。

図１６において、１回目の吐出を表す１ｓｔでは、インク３２５ｋが被付与面１００ａに付与されている。インク３２５の被付与面１００ａに対する高さは高さｈ１１となる。

２回目の吐出を表す２ｎｄでは、インク３２５ｋが被付与面１００ａに付与されたインク３２５ｊ上に付与されている。インク３２５ｊとインク３２５ｋとが積み重ねられた結果、インク３２５の被付与面１００ａに対する高さは高さｈ１２となり、高さｈ１１よりも高くなる。

３回目の吐出を表す３ｒｄでは、インク３２５ｍが被付与面１００ａに付与されたインク３２５ｊおよびインク３２５ｋ上に付与されている。インク３２５ｊ、インク３２５ｊおよびインク３２５ｍが積み重ねられた結果、インク３２５の被付与面１００ａに対する高さは高さｈ１３となり、高さｈ１２よりもさらに高くなる。

以上のように本実施形態では、ヘッド３００は、被付与面１００ａにおいてインク３２５が高さ方向に積み重ねられるように複数回の吐出を行う。また出力部５７は、被付与面１００ａに積み重ねられたインク３２５の形状に基づいて検出されるノズルの吐出異常情報Ｎｅを出力する。これにより液体吐出装置１０００ａは、吐出異常検出のために十分なインク３２５の高さｈを確保し、ノズル吐出異常の検出精度を高く確保できる。これ以外の効果は第１実施形態と同様である。

［その他の好適な実施形態］
液体吐出装置１０００または１０００ａは、様々な用途に適用できる。

図１７は、液体吐出装置１０００の塗装ロボット８０００への適用の一例を示す図である。塗装ロボット８０００は、自動車の車体（ボディ）を塗装するものである。

塗装ロボット８０００は、複数の関節によって人間の腕のように自由な動きを可能としたロボットアーム８１０を備え、ロボットアーム８１０の先端にインクを吐出するヘッド８２０を備えている。また、ロボットアーム８１０はヘッド８２０の近傍に３Ｄセンサ８３０を備えている。

塗装ロボット８０００としては、５軸、６軸、７軸等の適宜の軸数を備えた多関節ロボットを使用できる。塗装ロボット８０００は、３Ｄセンサ８３０によって対象物１００（本実施形態では車体）に対するヘッド８２０の位置を検知し、その検知結果に基づきロボットアーム８１０を動かして対象物１００を塗装する。この場合において、ヘッド８２０として実施形態に係るヘッド３００を用いることが可能である。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されない。すなわち、本発明の範囲内で種々の変形および改良が可能である。

実施形態において、ヘッド３００から吐出される液体は、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョン、紫外線硬化型インクなどでもよい。これらは例えば、インクジェット用インク、塗装用塗料、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

被付与面１００ａを有する対象物１００は、液体が付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては,車体、建材、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

また実施形態は、液体吐出方法も含む。例えば液体吐出方法は、被付与面に液体を付与する液体吐出装置による液体吐出方法であって、前記液体吐出装置が、ヘッドにより、ノズルから吐出された前記液体を前記被付与面に付与し、出力部により、前記被付与面に付与された前記液体の形状に基づいて検出される前記ノズルの吐出異常情報を出力する。このような液体吐出方法により、上述した液体吐出装置と同様の効果を得ることができる。

また実施形態は、プログラムも含む。例えばプログラムは、被付与面に液体を付与する液体吐出装置に実行させるプログラムであって、ヘッドにより、ノズルから吐出された前記液体を前記被付与面に付与し、出力部により、前記被付与面に付与された前記液体の形状に基づいて検出される前記ノズルの吐出異常情報を出力する、処理を前記液体吐出装置に実行させる。このようなプログラムにより、上述した液体吐出装置と同様の効果を得ることができる。

実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

１ キャリッジ
２ コネクタ
１０ ハウジング
１１ 供給ポート
１２ 回収ポート
５１ インク種類取得部
５２ インク量決定部
５３ 吐出制御部
５４ 速度決定部
５５ 移動制御部
５６ 吐出異常検出部
５７ 出力部
７２ Ｘ方向駆動部
８２ Ｙ方向駆動部
９２ Ｚ方向駆動部
１００ 対象物
１００ａ 被付与面
１０１ Ｘ軸レール
１０２ Ｙ軸レール
１０３ Ｚ軸レール
１１０ 移動機構
１２０ センサ
１７０ 移動方向
２００ 供給ユニット
２３０ コンプレッサ
３００、８２０ ヘッド
３１０ 吐出モジュール
３１１ ノズル板
３２１、３２１ａ～３２１ｅ ノズル
３２２ 流路
３２４ 圧電素子
３２５、３２５ａ～３２５ｍ インク
５００ 制御部
５０１ ＣＰＵ
５０２ ＲＯＭ
５０３ ＲＡＭ
５０４ Ｉ／Ｆ
５１１ 記憶部
５１２ 表示部
５１３ 操作パネル
５２０ インク情報
８１０ ロボットアーム
８３０ ３Ｄセンサ
１０００ 液体吐出装置
８０００ 塗装ロボット
Ｘ方向 主走査方向
Ｙ方向 副走査方向
ｄ１２、ｄ１３ 間隔
Ｌ１～Ｌ５ 線状パターン（所定パターンの一例）
ｍ インク量
Ｎｅ 吐出異常情報
Ｎｎ 吐出異常ノズル情報
Ｓ１～Ｓ１５ 形状
ｈ、ｈ１～ｈ１３ 高さ
Ｕ 種類情報
ｖ、ｖ１～ｖ３ 相対移動速度

特許６３４４８６２号公報

Claims (19)

1. 被付与面に液体を付与する液体吐出装置であって、
   ノズルから吐出された前記液体を前記被付与面に付与するヘッドと、
   前記被付与面に付与された前記液体の形状に基づいて検出される前記ノズルの吐出異常情報を出力する出力部と、を有する、液体吐出装置。
2. 前記被付与面に付与された前記液体の形状情報を出力するセンサを有し、
   前記出力部は、前記センサから出力された前記液体の形状情報に基づいて検出される前記ノズルの吐出異常情報を出力する、請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記液体の形状情報は、前記被付与面に対する前記液体の高さ情報を含む、請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記被付与面の色の明るさＣ１と前記液体の色の明るさＣ２とのコントラストＣｔは、以下の式で表される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
   Ｃｔ＝Ｃｔ１／Ｃｔ２≦４
5. 前記被付与面は非浸透性を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
6. 前記ヘッドは、前記被付与面において前記液体が高さ方向に積み重ねられるように複数回の吐出を行い、
   前記出力部は、前記被付与面に積み重ねられた前記液体の形状に基づいて検出される前記ノズルの吐出異常情報を出力する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 前記ノズルの吐出異常は、
   前記ノズルから前記液体が吐出されない不吐出、
   前記ノズルから吐出される前記液体の量が所定量に対してずれている液体量異常、
   前記ノズルから吐出される前記液体の方向が所定の吐出方向に対してずれている液体方向異常、
   および前記ノズルから吐出される前記液体の速度が所定速度に対してずれている液体速度異常の、少なくとも１つを含む請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
8. 前記ヘッドは複数のノズルを有し、
   前記ノズルの吐出異常情報は、前記複数のノズルのうちの吐出異常ノズルを特定する情報を含む、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
9. 前記ヘッドは、前記複数のノズルのそれぞれから吐出した前記液体により、前記被付与面に所定パターンを形成し、
   前記出力部は、前記被付与面に形成された前記所定パターンを構成する前記液体の前記被付与面に対する高さが、前記被付与面の第１位置における前記高さよりも低い前記被付与面の第２位置に基づき特定された吐出異常ノズル情報を出力する、請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 前記所定パターンは、前記複数のノズルそれぞれから吐出された前記液体により前記被付与面に形成されて所定のパターン延伸方向に延伸する複数の線状パターンを含む、請求項９に記載の液体吐出装置。
11. 前記被付与面の表面に沿って前記ヘッドと前記被付与面とを相対移動させる移動機構と、
    前記移動機構による相対移動を制御する移動制御部と、を有し、
    前記移動制御部は、前記移動機構による相対移動速度を制御することにより、前記被付与面に対する前記液体の高さを制御する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
12. 前記移動制御部は、前記ヘッドから吐出される前記液体の量が少ないほど、前記相対移動速度を遅くする、請求項１１に記載の液体吐出装置。
13. 前記移動制御部は、前記液体の表面張力が小さいほど、前記相対移動速度を遅くする、請求項１１または請求項１２に記載の液体吐出装置。
14. 前記移動制御部は、前記液体の粘度が低いほど、前記相対移動速度を遅くする、請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
15. 前記ヘッドから吐出される前記液体の量を制御することによって、前記被付与面に対する前記液体の高さを制御する吐出制御部を有する、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
16. 前記吐出制御部は、前記液体の表面張力が小さいほど、前記ヘッドから吐出される前記液体の量を多くする、請求項１５に記載の液体吐出装置。
17. 前記吐出制御部は、前記液体の粘度が低いほど、前記ヘッドから吐出される前記液体の量を多くする、請求項１５または請求項１６に記載の液体吐出装置。
18. 被付与面に液体を付与する液体吐出装置による液体吐出方法であって、
    前記液体吐出装置が、
    ヘッドにより、ノズルから吐出された前記液体を前記被付与面に付与し、
    出力部により、前記被付与面に付与された前記液体の形状に基づいて検出される前記ノズルの吐出異常情報を出力する、液体吐出方法。
19. 被付与面に液体を付与する液体吐出装置に実行させるプログラムであって、
    ヘッドにより、ノズルから吐出された前記液体を前記被付与面に付与し、
    出力部により、前記被付与面に付与された前記液体の形状に基づいて検出される前記ノズルの吐出異常情報を出力する、
    処理を前記液体吐出装置に実行させる、プログラム。

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