JP5042087B2 - 液滴吐出ヘッドの制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は液滴吐出ヘッドの制御装置及び制御方法に係り、特に、ノズル面が払拭清掃される液滴吐出ヘッドの制御装置及び制御方法に関する。

液滴吐出ヘッド（以下、ヘッドと呼称）のノズルからインクなどの液滴を吐出して記録媒体に画像やパターンを形成する液滴吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）は、従来から知られている。このような液滴吐出装置には、ヘッドのインク吐出状態を良好に保つためメンテナンスユニットが設けられている。メンテナンスユニットには、ノズル面に付着した異物等を払拭して除去するゴム板状のワイパブレードや、ノズル内の気泡を吸引除去するために、キャップを介して接続された吸引ポンプ等が備えられている。

ワイパブレード等の清掃部材でノズル面を払拭清掃する場合には、通常、図７（Ａ）に示すように、ヘッド８０のノズル８０ａの吐出口が配列されたノズル面の外側にインクを滲み出させ、固化したインク、ほこり、紙粉などの付着物をインクに浸漬させて溶解またはノズル面から遊離させた上で、清掃部材で払拭する。滲み出しインクは、ノズル面と清掃部材の潤滑剤の役割もあり、ワイパブレードによる払拭の際、ヘッド８０の表面に傷がつくことを防止する。

なお、このようなメンテナンス機能を有する装置として、インク塗布ヘッドにインク供給パイプを介して接続されるインクタンク内に一定の圧力を加え、インク塗布ヘッドの先端に設けられるノズル面の外側にインクを滲み出させ該インクの表面張力によりインクが滴下しない範囲内でノズル面からインクを突出させ、ノズル面の外側に形成されたインク面を除去するインクジェット塗布装置（特許文献１参照。）が知られている。
特開２００６−８８０６７号公報

しかしながら、表面張力によりインクが滴下しない範囲であっても、ノズル８０ａから滲み出たインクは、図７（Ｂ）に示すように、隣接するノズル８０ａより滲み出たインクに接触すると、インク同士が凝集し滲み出たインクが移動してしまう。前述したように、固化したインク、ほこり、紙粉などの付着物は、インクに漬かることにより溶解またはノズル面から遊離するが、ノズルの周辺から滲み出たインクが動いてしまうと、吐出に影響するノズル８０ａ近傍の付着物をインクに浸漬することができない、という問題が生じる。そのため、付着物を十分に除去できないことがある。また、インク同士が凝集すると自重によりインクが滴下する場合もある。この場合には、十分に清掃できないだけでなく、装置内部が汚染されてしまう。

また、インクの表面張力は、経時劣化や周辺温度により変化する。従って、上記特許文献１に記載の技術のようにインクが滴下しない条件でノズル８０ａからインクを滲み出させたとしても、インクの経時変化や周辺環境によって表面張力が変化した場合には、インクが滴下して装置内を汚染したり、滲み出しインクの量が少なすぎると、ヘッド８０の表面を傷つけたりする場合がある。

本発明は上記事実を考慮して成されたもので、液体の経時変化や周辺環境による変化に拘わらず、ノズルから滲み出た液体が隣接するノズルから滲み出た液体と接触して凝集することなくノズル面に広く液体を滲み出させることができ、清掃性が向上する液滴吐出ヘッドの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の液滴吐出ヘッドの制御装置は、複数のノズルを備え液体が供給される液滴吐出ヘッド内部の圧力を変化させる圧力変化手段と、前記圧力変化手段による前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧に応じて前記液滴吐出ヘッドの少なくとも１つのノズルからノズル面上に滲み出た液体の境界の位置を検出する検出手段と、前記圧力変化手段による前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧開始後、前記検出手段の検出結果に基づいて、隣接するノズルからノズル面上に滲み出た各々の液体の前記境界が接触する直前で前記収容部の内部に対する加圧が停止されるように前記圧力変化手段を制御する制御手段と、を有する。

また、本発明の液滴吐出ヘッドの制御方法は、複数のノズルを備え液体が供給される液滴吐出ヘッド内部の圧力を変化させる圧力変化手段を制御して、前記液滴吐出ヘッド内部を加圧し、前記圧力変化手段により前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧を開始した後に、検出手段により該加圧に応じて前記液滴吐出ヘッドの少なくとも１つのノズルからノズル面上に滲み出た液体の境界の位置を検出し、前記検出手段の検出結果に基づいて、隣接するノズルからノズル面上に滲み出た各々の液体の前記境界が接触する直前で前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧が停止されるように前記圧力変化手段を制御する。

このように、本発明の液滴吐出ヘッドの制御装置及び制御方法は、複数のノズルを備えた液滴吐出ヘッド内部に対する加圧を開始した後、該加圧に応じて液滴吐出ヘッドの少なくとも１つのノズルからノズル面上に滲み出た液体の境界の位置を検出し、該検出結果に基づいて、隣接するノズルからノズル面上に滲み出た各々の液体の前記境界が接触する直前で液滴吐出ヘッド内部に対する加圧が停止されるように制御するため、ノズルから滲み出た液体が隣接するノズルから滲み出た液体と接触して凝集することなくノズル面に広く液体を滲み出させることができ、清掃性が向上する。

また、徐々に広がる液体の境界の位置を検出手段で検出して加圧を停止させるため、液体の経時変化や周辺環境による変化に拘わらず、良好なタイミングで加圧を停止でき、ノズルから滲み出た液体が隣接するノズルから滲み出た液体と接触して凝集することなくノズル面に広く液体を滲み出させることができ、清掃性が向上する。

なお、ノズル面上に滲み出た液体の境界の位置は、滲み出た液体とノズル面との接触部分の外周位置とすることができる。

なお、前記制御手段は、更に、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力変化手段により前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧開始後所定時間経過するまでの前記境界の位置の変化量が所定値以下である場合には、前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧を停止する制御、および報知手段でエラーを報知する制御の少なくとも一方の制御を行なうこともできる。

また、前記検出手段を、前記液滴吐出ヘッドのノズル面を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された撮像画像から前記境界の位置を判定する判定手段とで構成してもよい。

また、前記検出手段を、前記ノズル面と対向する位置に設置した電極と、該電極と前記ノズル面との間の静電容量を前記境界の位置を示す物理量として検出する静電容量検出手段とで構成してもよい。

前記検出手段を、前記ノズル面の隣接するノズル間の中間位置よりいずれか一方のノズル側に離間させて配置された一対の電極と、該一対の電極間の電気抵抗を前記境界の位置を示す物理量として検出する電気抵抗検出手段とで構成してもよい。

また、前記検出手段を、レーザ光をノズル面の隣接するノズル間の中間位置よりいずれか一方のノズルに近い位置に向けて照射する照射手段と、該照射されたレーザ光の反射光を受光し、該受光した反射光の強度を前記境界の位置を示す物理量として検出する反射光強度検出手段とで構成してもよい。

また、前記検出手段は、少なくとも１つのノズルからノズル面上に滲み出た液体の境界位置を複数箇所検出するように構成してもよい。

以上説明したように本発明は、液体の経時変化や周辺環境による変化に拘わらず、ノズルから滲み出た液体が隣接するノズルから滲み出た液体と接触して凝集することなくノズル面に広く液体を滲み出させることができ、清掃性を向上させることができる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

［第１の実施の形態］

図１は、本実施の形態に係る液滴吐出装置１０（液滴吐出ヘッドの制御装置の一例）の構成図の一例である。
図１に示すように、液滴吐出装置１０は、制御装置１２、液滴吐出ヘッド（以下、単にヘッド）１４、サブタンク１６、ポンプ１８、払拭部材２０、支持部材２２、および撮像装置２４を備えている。本実施の形態では、液滴吐出装置１０を、記録媒体等にインクを吐出する装置として説明するが、本発明において吐出する液体はインクに限定されない。

制御装置１２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入出力ポート等を備えたコンピュータで構成されており、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入出力ポートは、システムバス等を介して相互に接続されている。ＲＯＭには各種制御プログラムや、各種制御を行なうために必要なデータ等（例えば、後述するタイマ計測時間Ｔ１、Ｔ２、閾値ＴＨ１、ＴＨ２等を示すデータ等）が記憶されており、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されているプログラムを実行する。記憶されているプログラムには、後述するメンテナンスモード時のサブタンク１６への加圧制御のための処理ルーチンのプログラムも含まれる。制御装置１２の入出力ポートには、ヘッド１４や払拭部材２０、ポンプ１８、撮像装置２４が接続されている。制御装置１２は、入出力ポートを介して、上記ポンプ１８や払拭部材２０に備えられたモータ等に制御信号を出力し、ポンプ１８の回転制御や払拭部材２０の移動制御を行う。また、制御装置１２は、入出力ポートを介して、撮像装置２４から撮影されて得られた撮像画像の画像データを取込む。

ヘッド１４はインクを吐出する複数のノズル１４ｂを有しており、ヘッド１４のノズル面１４ａにノズル１４ｂの吐出口が配列されている（図２（Ａ）も参照）。
ヘッド１４は、更に、複数のノズル１４ｂに対応して設けられ対応のノズル１４ｂに連通する複数の圧力室と、該複数の圧力室に連通する共通流路とを備えている。ここでは、圧力室および共通流路の図示は省略する。共通流路はインクが充填されるサブタンク１６と供給パイプ３０を介して連通しており、サブタンク１６から供給されるインクは共通流路を介して各圧力室に分配供給される。また、各圧力室には不図示のアクチュエータが設けられ、画像データに基づいて該アクチュエータを駆動することにより圧力室の容積を変動させノズル１４ｂの吐出口からインク滴が吐出されるように構成されている。

サブタンク１６には不図示のメインタンクからインクが供給される。また、サブタンク１６には、正逆転可能なポンプ１８が接続されており、ポンプ１８によりサブタンク１６の内圧を制御することでヘッド１４の内圧（共通流路及び各圧力室の圧力）を調整することができる。また、サブタンク１６には大気開放弁３２が設けられ、この大気開放弁３２を開放することでサブタンク１６内を大気開放可能な構成となっている。

払拭部材２０は、例えば、ゴムブレードや吸収体等からなり、図１の矢印Ａ方向に移動可能に支持部材２２に支持されている。払拭部材２０は、液滴吐出装置１０のメンテナンスモード時に、矢印Ａ方向に摺動することでノズル面１４ａを払拭し、ノズル１４ｂから滲み出したインクとともに浮遊・溶解した付着物等を除去する。

撮像装置２４は、ノズル１４ｂからノズル面１４ａ上に滲み出たインクの境界位置を検出するための装置であって、図２（Ｂ）に示すように、ノズル面１４ａを撮像可能な位置に設置されている。なお、本実施の形態では、インクの境界位置は、滲み出たインクとノズル面１４ａとの接触部分の外周位置、または、ノズル面１４ａ上に広がったインクの輪郭部分とすることができる。撮像装置２４を構成する撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等により構成され、必要に応じて光源やレンズ等を配置する。撮像装置２４で撮像されて得られた画像データは、制御装置１２に入力される。制御装置１２は、入力された画像データに基づいてノズル１４ｂから滲み出たインクの広がり状態をモニタし、ポンプ１８の加圧制御を行なう。

なお、本実施の形態では、ヘッド１４に設けられた複数のノズル１４ｂのうち１つのノズル１４ｂから滲み出たインクの境界位置が把握できる程度の領域が撮像可能なように、撮像装置２４を固定設置している。本実施の形態では、全ノズル１４ｂを代表して１つのノズル１４ｂについて上記領域を撮像することで、検出時間の短縮、コストダウンを図っている。ヘッド１４の各ノズル１４ｂの流路抵抗は、ほぼ同一であって、ノズル面１４ａには一様に撥液処理が施されているため、各ノズル１４ｂ間の滲みだし広がり量のバラツキが小さくなるためである。

次に、本実施の形態におけるメンテナンスモード時の液滴吐出装置１０の動作について説明する。図３は、メンテナンスモード時に制御装置１２により行なわれる処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。なお、メンテナンスモード中は、各ノズル１４ｂに設けられたアクチュエータは駆動しないものとする。

メンテナンスモードが開始されると、制御装置１２は、ステップ１００で、ヘッド１４を所定のメンテナンス位置に移動させ、その後、ステップ１０２で、ポンプ１８を制御してサブタンク１６への加圧を開始し、ヘッド１４内を加圧してノズル１４ｂからノズル面１４ａ上にインクを滲み出させる。なお、各ノズル１４ｂからのインクの滲み出しを開始させる圧力は、ノズル１４ｂの径や濡れ性によりばらつくが、インク滴が吐出されない程度の十分大きな圧力をパルス的に印加することで、このバラツキは解消できる。

次に、制御装置１２は、ステップ１０４で、タイマＴを０にリセットし、ステップ１０６で計時を開始する。制御装置１２は、ステップ１０８で、タイマＴが予め設定された時間Ｔ１を超えるまで待機する。ステップ１０８で、タイマＴが時間Ｔ１を越えた場合には、ステップ１１０で、制御装置１２は、ノズル面１４ａを撮影するよう撮像装置２４を制御し、撮像装置２４で撮像されて得られた画像データを取込む。取込んだ画像データは不図示の記憶手段（上述のＲＡＭ等）に格納する。なお、ＲＯＭには、インクがノズル１４ｂから滲み出す前に撮像されて得られた画像データが予め記憶されている。

制御装置１２は、ステップ１１２で、インク滲み出し前の画像データをＲＯＭから読出し、該読みだしたインク滲み出し前の画像データと、今回新たに撮像して取込まれた画像データとの差分をとる等の画像処理を行う。そして、ステップ１１４で、該画像処理により、滲みだしたインクの境界位置を抽出し、抽出した境界位置から、滲みだしたインクの広がり半径を算出する。ここでは、撮影対象のノズル１４ｂの吐出口の中心位置から境界位置までの距離をインクの広がり半径として算出する。

次に、制御装置１２は、ステップ１１６で、算出した広がり半径を閾値ＴＨ１と比較し、算出した広がり半径が閾値ＴＨ１より大きくなければ、ステップ１１８で不図示の表示手段にエラーの旨を表示（或いは音声によるエラー音を出力）して、加圧を停止する。所定時間Ｔ１だけ加圧してインクの広がり半径が閾値ＴＨ１以下ということは、ノズル１４ｂの流路にインクが充填されていない、或いはポンプ１８が故障している等の不具合が発生していることが想定される。従って、ステップ１１６で、インクの広がり半径をプレチェックすることで、こうした不具合を早期に発見してユーザに告知することができ、ユーザの利便性が向上する。そのため、閾値ＴＨ１はノズル１４ｂの吐出口の半径よりわずかに大きい値が望ましい。

ステップ１１６のプレチェックでＯＫの場合（算出した広がり半径が閾値ＴＨ１より大きい場合）は、ステップ１２０で、制御装置１２は、継続してポンプ１８による加圧を続ける。このとき、各ノズル１４ｂにはサブタンク１６からインクが供給され続けるため、ノズル面１４ａでは、各ノズル１４ｂを中心に滲み出たインクが表面張力により滴下しないまま広がり続ける。

制御装置１２は、時間Ｔ２ごとにノズル面１４ａの撮像を行わせ、撮像装置２４から画像データを取込み、上記プレチェックと同様にインクの広がり半径を算出する。

具体的には、制御装置１２は、ステップ１２０で、タイマＴを０にリセットし、ステップ１２２で計時を開始する。制御装置１２は、ステップ１２４で、タイマＴが予め定められた時間Ｔ２を超えるまで待機する。ステップ１２４で、タイマＴが時間Ｔ２を越えた場合には、ステップ１２６で、制御装置１２は、ノズル面１４ａを撮影するよう撮像装置２４を制御し、撮像装置２４で撮像されて得られた画像データを取込む。そして、ステップ１２８、１３０では、上記ステップ１１２、１１４と同様に、画像処理を行なうと共に、インクの広がり半径を算出する。

ステップ１３２では、制御装置１２は、算出した広がり半径を閾値ＴＨ２と比較し、算出した広がり半径が閾値ＴＨ２より小さければ、ステップ１２０に戻り、引き続き加圧を続け、時間Ｔ２が経過したら再び撮像を行なって、広がり半径が所定値ＴＨ２を越えるまで上記処理を繰り返す。

ステップ１３２で、算出したインクの広がり半径が、閾値ＴＨ２より大きいと判断した場合は、制御装置１２は、ステップ１３４で、サブタンク１６に対する加圧が停止されるようにポンプ１８を制御し、ヘッド１４内部を略大気圧にする。これにより、インクの広がりは停止し、その形状が維持される。

ここで、閾値ＴＨ２は、隣接するノズル１４ｂ間の最短距離の１／２より若干小さい値に設定しておく。ただし、該閾値ＴＨ２は、最短距離の１／４以上となるようにし、小さすぎる値とならないように設定しておくことが好ましい。これにより、ノズル１４ｂから滲み出たインクの境界が隣接する他のノズル１４ｂから滲み出たインクの境界と僅かな距離だけ離間した状態で加圧が停止される。すなわち、ノズル１４ｂから滲み出たインクが隣接するノズル１４ｂから滲み出たインクと接触する直前で加圧を停止できる。従って、隣接するノズル１４ｂから滲み出たインクが接触して凝集することなく、ボタ落ち等を防止でき、かつノズル面１４ａにインクを十分大きく広げることができる。

なお、ヘッド１４内部を大気圧にするにはポンプ１８を逆回転したり、あるいはサブタンク１６に大気開放弁を設けて大気開放する方法があるが、本実施の形態では図１に示すように大気開放弁３２を設け、制御装置１２が該大気開放弁３２を開放して大気開放するように制御している。大気開放弁３２を用いて大気開放することにより、ポンプ１８を逆回転する場合に比べて直ちにヘッド１４の内部を大気圧にすることができるため、滲み出しインクの広がり制御性が向上する。また、ポンプ１８により負圧にせずに大気開放できるため、ノズル面１４ａに付着した異物が遊離・溶解した滲み出しインクがノズル１４ｂ内に逆流することが防止される。

次に制御装置１２は、ステップ１３６で、払拭部材２０を移動させ、ノズル面１４ａを払拭清掃する。これにより、ノズル面１４ａの付着物が遊離・溶解した滲み出しインクが除去される。ステップ１３８では、制御装置１２は、ヘッド１４をホームポジションに移動して、メンテナンスモードを終了する。

なお、上記実施の形態では、算出した広がり半径が閾値ＴＨ２より大きくなるまで加圧を継続する例について説明したが、別途、タイムアウトの時間を設け、この時間までに閾値ＴＨ２以上にならない場合には、アラームを出す等の処理を行なうようにプログラムしておいてもよい。これにより、何らかの不具合により閾値ＴＨ２以上にならない状態が継続した場合に、繰り返しのループから抜け出すことができる。

また、上記実施の形態では、撮像装置２４を固定設置し、ヘッド１４に設けられた複数のノズル１４ｂのうち１つのノズル１４ｂから滲み出たインクの境界位置が把握できる程度の領域を撮像して加圧制御する例について説明したが、撮像装置２４を移動させる移動手段を設けて、複数ノズル１４ｂから滲み出たインクの境界位置を検出可能とする構成としてもよい。例えば、１つのヘッド１４で複数のノズル１４ｂから異なるインクを吐出する場合や、異なるノズル径がある場合などの、各ノズル１４ｂでインクの滲み出し状態が異なるであろうと予測される構成の場合でも、１つの撮像装置２４で対応可能となる。これにより、撮像対象のノズル１４ｂの各々に対応して撮像手段を複数設ける場合に比べてコストダウンが図れる。

以上説明したように、本実施の形態では、撮像装置２４により撮像されて得られた画像データからノズル面１４ａに対するインクの境界位置を検出し、該境界位置からインクの広がり半径を算出し、該広がり半径が閾値ＴＨ２を越えたところでポンプ１８の加圧を停止するようにしたため、隣接するノズル１４ｂから滲み出たインク同士が接触して凝集することを防止でき、かつノズル面１４ａに対するインクの広がりを十分大きくすることができる。これにより、インクのボタ落ちもなく、ノズル１４ｂの吐出口近傍の付着物をインクに浸漬させて、溶解或いはノズル面１４ａから遊離させた上で払拭部材２０で払拭することができると共に、払拭の際にノズル面１４ａを傷つけることを防止できる。また、インクの境界位置を検出する手段を設け、この検出結果に応じて加圧を調整するようにしたため、経時劣化や周辺温度によりインクの表面張力などが変化したとしても、検出手段でインクの広がり状態を検出でき、経時劣化や周辺温度等の影響を受けずに加圧を好適なタイミングで停止できる。

なお、本実施の形態では、滲み出したインクの広がり半径を算出したが、滲み出したインクの広がり面積などを算出して、制御してもよい。また、隣接するノズル１４ｂ間の中間位置を含む所定領域を撮像可能な位置に撮像装置２４を設置し、隣接するノズル１４ｂの各々から滲み出たインクの各境界位置の離間距離が所定距離となったところで加圧が停止されるように制御してもよい。

また、ノズル１４ｂ間の距離が十分広い場合には、ノズル１４ｂから滲み出たインクが隣接するノズル１４ｂから滲み出たインクと接触して凝集するより先に、滲み出たインクの自重によるボタ落ちが発生する場合がある。従って、そのようなヘッドの場合には、閾値ＴＨ２は、上記の値より更に小さい値を設定しておくことが好ましい。これによりインクのボタ落ちによる汚染を防止できる。なお、ボタ落ちする広がり半径を予め実験等により検証しておき、これに基づいて好ましい閾値ＴＨ２を設定しておくようにする。

［第２の実施の形態］

第１の実施の形態では、ノズル面１４ａを撮像する撮像装置２４を設けインクの境界位置を検出する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の構成によりインクの境界位置を検出するようにしてもよい。本実施の形態では、静電容量をインクの境界位置を示す物理量として検出する場合を例に挙げて説明する。

図４は、ノズル面１４ａの静電容量を測定する測定部分の構成例を示す図である。なお、測定部分以外の液滴吐出装置１０の構成（制御装置１２やサブタンク１６、ポンプ１８、払拭部材２０など）は、第１の実施の形態と同様であるため、図示及び説明を省略する。

図４に示すように、ヘッド１４のノズル面１４ａに平行に第１の電極として電極４２を設けると共に、この電極４２と第２の電極としての役割を担うプレートで形成されたノズル面１４ａ（またはプレートに埋め込んだ第２の電極）との間の静電容量を検知する静電容量検出回路４０を設ける。静電容量検出回路４０は制御装置１２に接続され、静電容量の検知結果は制御装置１２に入力される。電極４２とノズル面１４ａ（プレート）間のインクの有無により、静電容量が変化する。本実施の形態では、静電容量をノズル１４ｂから滲み出たインクの境界位置を示す物理量として用いる。

電極４２は、ノズル面１４ａから所定距離離れた位置であって、隣接するノズル１４ｂ間の中間部に対応する位置に配置する。ノズル１４ｂから滲み出たインクが広がり、隣接するノズル１４ｂ間の中間付近までインクが広がると電極４２とノズル面１４ａ間の静電容量が変化する。制御装置１２は、上記実施の形態と同様に、静電容量検出回路４０から入力された検知結果と予め定められた閾値と比較して、静電容量が閾値に到達した時点で、ポンプ１８の加圧を停止する。閾値は、ノズル１４ｂから滲み出たインクが隣接するノズル１４ｂから滲み出たインクと接触する直前の静電容量を予め実験等により求め、該静電容量より若干小さな値を閾値としてＲＯＭ等に記憶し設定しておく。

なお、電極４２をノズル面１４ａ近くに設置することで検出精度の向上が期待できるが、電極４２にインクが付着し電極４２が汚染されてしまう懸念があるため、インクが付着しない範囲までノズル面１４ａから電極４２を離して設置することが好ましい。

以上説明したように電極４２を配置して静電容量を検出して加圧制御することによって、隣接するノズル１４ｂから滲み出たインク同士が接触しないため、第１の実施の形態と同様の効果を奏すると共に、インクの境界位置を検出する手段が安価に構成できるメリットもある。

なお、１つのノズル１４ｂに対して両側の隣接ノズル１４ｂとの中間位置付近の各々に対応して、上記のように電極４２を設けて、各々静電容量を検出しても良い。また、特定の複数のノズル１４ｂから滲み出たインクの境界位置を検出できるように、電極４２を複数設けても良い。これにより、インクの境界位置の検出精度が上がる。

［第３の実施の形態］

本実施の形態では、２つの電極間の抵抗値を検出する回路によりインクの境界位置を検出する場合を例に挙げて説明する。

図５は、ノズル面１４ａに２つの電極を設けて抵抗値を測定する測定部分の構成例を示す図である。なお、測定部分以外の液滴吐出装置１０の構成（制御装置１２やサブタンク１６、ポンプ１８、払拭部材２０など）は、第１の実施の形態と同様であるため、図示及び説明を省略する。

ノズル１４ｂの近傍に第１の電極５２を配置し、該ノズル１４ｂと隣接するノズル１４ｂとの中間位置より若干第１の電極５２に近い位置に第２の電極５４を配置する。第１の電極５２及び第２の電極５４の両電極には、電気抵抗を検出する抵抗値検出回路５０を接続する。インクの有無（広がり状態）により電気抵抗値が変化するため、これをインクの境界位置を示す物理量として抵抗値検出回路５０で検出する。

制御装置１２の制御によりポンプ１８が加圧を開始すると、ノズル１４ｂから滲み出たインクは、まず第１の電極５２に接触する。さらに加圧を続けると、滲み出しインクは広がり続ける。そして、滲み出しインクが隣接するノズル１４ｂ間の中間地点近くに到達すると、滲み出たインクは、第２の電極５４に接触する。これにより、両電極間の抵抗値が急激に下がる。すなわち、抵抗値によってインクの境界位置が第２の電極５４の設置領域に到達したことが検出される。抵抗値検出回路５０で検出された抵抗値は制御装置１２に入力され、該抵抗値が予め定められた閾値未満となったところでポンプ１８による加圧を停止する。閾値は、インクの境界位置が上記中間地点に到達する直前の抵抗値を予め実験等により求め、この値よりも若干大きな値に設定しておく。

以上説明したように第１の電極５２及び第２の電極５４を配置して抵抗値を検出して加圧制御することによって、隣接するノズル１４ｂの滲み出たインク同士が接触しないため、第１の実施の形態と同様の効果を奏すると共に、各電極はヘッド１４のノズル面１４ａに組み込むことができ、さらなるコストダウンの効果がある。

なお、１つのノズル１４ｂに対して両側の隣接ノズル１４ｂとの中間位置付近の各々に、上記のように第２の電極５４を設けて、各々抵抗値を検出しても良い。また、特定の複数のノズル１４ｂから滲み出たインクの境界位置を検出できるように、一対の電極（第１の電極５２及び第２の電極５４）を複数箇所に設けても良い。これにより、インクの境界位置の検出精度が上がる。

［第４の実施の形態］

本実施の形態では、レーザ光を照射してその反射光の強度を測定することによりインクの境界位置を検出する場合を例に挙げて説明する。

図６は、ノズル面１４ａにレーザ光を照射してその反射光を測定する測定部分の構成例を示す図である。なお、測定部分以外の液滴吐出装置１０の構成（制御装置１２やサブタンク１６、ポンプ１８、払拭部材２０など）は、第１の実施の形態と同様であるため、図示及び説明を省略する。

レーザ照射部６０をヘッド１４の近傍に設置する。また、ヘッド１４のノズル面１４ａに対向する位置であって、対象のノズル１４ｂとそのノズル１４ｂの両側に配置される隣接ノズル１４ｂとの中間位置より対象のノズル１４ｂに若干近い位置にそれぞれミラー６２、ビームスプリッタ６４を配置する。ビームスプリッタ６４は、上記配置位置のうちレーザ照射部６０に近い位置に配置されており、レーザ照射部６０とビームスプリッタ６４との間には、ビームスプリッタ６６を配置する。レーザ照射部６０から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ６６に入射して反射又は透過し、このうち透過したレーザ光がビームスプリッタ６４に入射する。該ビームスプリッタ６４に入射したレーザ光は複数に分割されて反射又は透過し、反射したレーザ光は、ノズル面１４ａに向かって照射される。また、ここで透過したレーザ光はミラー６２に入射して反射し、ノズル面１４ａに向かって照射される。

ミラー６２からノズル面１４ａに照射されたレーザ光の反射光は、再びミラー６２に入射して反射し、ビームスプリッタ６４に入射する。ビームスプリッタ６４に入射した反射光はビームスプリッタ６４で反射又は透過し、このうち反射した光はビームスプリッタ６６に入射する。
また、ビームスプリッタ６４からノズル面１４ａに照射されたレーザ光の反射光は、再びビームスプリッタ６４に入射して反射又は透過し、このうち透過した光はビームスプリッタ６６に入射する。

ビームスプリッタ６６に反射光が入射すると、反射又は透過し、該反射した光は検出部６８に入射する。なお、ミラー６２、ビームスプリッタ６４からの反射光の各々は、その光路長の差から所定の時間ずれたタイミングでビームスプリッタ６６に入射されるため、検出部６８にも所定の時間ずれたタイミングで入射される。検出部６８は、ビームスプリッタ６６から受けた反射光の各々を受光し、その強度を検出する。

制御装置１２の制御によりポンプ１８が加圧を開始すると、ノズル１４ｂから滲み出たインクが広がり続ける。インクの境界位置が隣接するノズル１４ｂ間の中間位置に近づくにつれ、検出部６８で検出される強度値が変化する。検出部６８で検出された反射光の強度値は制御装置１２に入力され、該強度値が予め定められた閾値を越えたところでポンプ１８による加圧を停止する。閾値は、インクの境界位置が中間位置に到達する直前の強度値を予め実験等により求め、この値よりも若干小さな値に設定しておく。

以上説明したようにレーザ光を照射するレーザ照射部６０、及び反射光を検出する検出部６６を配置し、ノズル面１４ａに照射したレーザ光の反射光の強度値を検出して加圧制御することによって、隣接するノズル１４ｂの滲み出たインク同士が接触する直前に加圧停止できるため、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。

なお、本実施の形態では１つのノズル１４ｂから滲み出たインクの境界位置を複数箇所（両側２箇所）検出する例について説明したが、１箇所だけ検出して制御するようにすることもできる。また、本実施の形態では、ノズル面１４ａの異なる複数の位置に照射するレーザ光を１つのレーザ照射部６０から出射する例について説明したが、レーザ照射部を複数設けて、それぞれから異なる複数の位置に向けて照射するように構成してもよい。

また、上記第１〜第４の実施の形態では、メンテナンスモードにおいてサブタンク１６内部を加圧することでヘッド１４内部を加圧する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ヘッド１４内部を直接加圧するためのポンプを設け、該ポンプによりヘッド１４内部を直接加圧するような構成としてもよい。

第１の実施の形態に係る液滴吐出装置の構成図の一例である。 （Ａ）は、ノズル面に配置されたノズルからインクが滲み出る様子を示す図であり、（Ｂ）は、撮像装置でノズル面からインクが滲み出た領域を撮像する様子を示す図である。 メンテナンスモード時に制御装置により行なわれる処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る、ノズル面の静電容量を測定する測定部分の構成例を示す図である。 第３の実施の形態に係る、ノズル面に２つの電極を設けて抵抗値を測定する測定部分の構成例を示す図である。 第４の実施の形態に係る、ノズル面にレーザ光を照射してその反射光を測定する測定部分の構成例を示す図である。 （Ａ）は、各ノズルからインクを滲み出した状態を示す図であり、（Ｂ）は、隣接するノズルから滲み出したインクが接触して凝集した様子を示す図である。

符号の説明

１０ 液滴吐出装置
１２ 制御装置
１４ ヘッド
１４ａ ノズル面
１４ｂ ノズル
１６ サブタンク
１８ ポンプ
２０ 払拭部材
２４ 撮像装置
３０ 供給パイプ
４０ 静電容量検出回路
４２ 電極
５０ 抵抗値検出回路
５２ 第１の電極
５４ 第２の電極
６０ レーザ照射部
６２ ミラー
６４、６６ ビームスプリッタ
６８ 検出部

Claims (8)

1. 複数のノズルを備え液体が供給される液滴吐出ヘッド内部の圧力を変化させる圧力変化手段と、
   前記圧力変化手段による前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧に応じて前記液滴吐出ヘッドの少なくとも１つのノズルからノズル面上に滲み出た液体の境界の位置を検出する検出手段と、
   前記圧力変化手段による前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧開始後、前記検出手段の検出結果に基づいて、隣接するノズルからノズル面上に滲み出た各々の液体の前記境界が接触する直前で前記収容部の内部に対する加圧が停止されるように前記圧力変化手段を制御する制御手段と、
   を有する液滴吐出ヘッドの制御装置。
2. 前記制御手段は、更に、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記圧力変化手段により前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧開始後所定時間経過するまでの前記境界の位置の変化量が所定値以下である場合には、前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧を停止する制御、および報知手段でエラーを報知する制御の少なくとも一方の制御を行なう
   請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
3. 前記検出手段を、前記液滴吐出ヘッドのノズル面を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された撮像画像から前記境界の位置を判定する判定手段とで構成した
   請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
4. 前記検出手段を、前記ノズル面と対向する位置に設置した電極と、該電極と前記ノズル面との間の静電容量を前記境界の位置を示す物理量として検出する静電容量検出手段とで構成した
   請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
5. 前記検出手段を、前記ノズル面の隣接するノズル間の中間位置よりいずれか一方のノズル側に離間させて配置された一対の電極と、該一対の電極間の電気抵抗を前記境界の位置を示す物理量として検出する電気抵抗検出手段とで構成した
   請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
6. 前記検出手段を、レーザ光をノズル面の隣接するノズル間の中間位置よりいずれか一方のノズルに近い位置に向けて照射する照射手段と、該照射されたレーザ光の反射光を受光し、該受光した反射光の強度を前記境界の位置を示す物理量として検出する反射光強度検出手段とで構成した
   請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
7. 前記検出手段は、少なくとも１つのノズルからノズル面上に滲み出た液体の境界位置を複数箇所検出する
   請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドの制御装置。
8. 複数のノズルを備え液体が供給される液滴吐出ヘッド内部の圧力を変化させる圧力変化手段を制御して、前記液滴吐出ヘッド内部を加圧し、
   前記圧力変化手段により前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧を開始した後に、検出手段により該加圧に応じて前記液滴吐出ヘッドの少なくとも１つのノズルからノズル面上に滲み出た液体の境界の位置を検出し、
   前記検出手段の検出結果に基づいて、隣接するノズルからノズル面上に滲み出た各々の液体の前記境界が接触する直前で前記液滴吐出ヘッド内部に対する加圧が停止されるように前記圧力変化手段を制御する
   液滴吐出ヘッドの制御方法。

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