JP5898116B2 - 圧力センサの異常検知方法及び液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット装置に代表される液体吐出装置の圧力制御に用いられる圧力センサの異常の有無を検知する技術に関する。

インクジェット機器において、プリントヘッドのノズルからのインク吐出を正常に行うためには、適切な背圧制御を行うことが必須である。特に、適切な背圧制御を行う場合、その制御システムが有する圧力センサが正しい圧力値を出力していることが不可欠である。

しかし、インク流路に設置される圧力センサがインクによる化学的な摩耗などで故障が生じて、本来の圧力値と異なる値を示してしまう場合がある。このような場合、正常な背圧制御を保証できず、吐出環境に異常をもたらし、ひいては印字画像の品質劣化（画像異常）を引き起こすことになる。

圧力センサの異常を検知するための簡単な方法の一つとして、別途較正用のセンサ（例えば、追加の１セット分の圧力センサ）を設けるといった方法がある。しかし、このような方法は、装置機器のコストアップになるため、できるだけ圧力センサ単体でその異常を検知できる構成が望ましい。

特許文献１〜３では、インク流路内の異常検知又はインク循環制御方式について言及がされている。特許文献１では、ポンプの速度から取得したインク循環量が正常な値か否かを判定し、流路内の異常を検知している。特許文献２では、インク圧力の適正値と、ポンプを駆動するモータの回転数との関係を予め把握しておき、モータの回転数が一定の許容範囲内に収まるか否かで、インク流路の異常検知を行っている。特許文献３ではポンプ速度を検出して、適正な循環量を確保するために差圧調整手段を持たせている。

特開２０１２−１８３８０６号公報 特開２０００−２２９４２２号公報 特開２０１２−１６９０４号公報

しかしながら、特許文献１〜３に示されている技術は、いずれも流路内の異常検知や制御精度向上に関するものであり、圧力センサそのものが故障した場合については、何も言及がなされていない。特許文献１〜３に示された技術では、圧力センサ自体が故障しているか否かを適切に判断することは困難である。このような課題は、インクジェット印刷機に限らず、様々な用途の液体吐出装置に共通の課題である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、液体吐出装置の流路内に設置されている圧力センサが故障した場合、それを検知することができる圧力センサの異常検知方法を提供することを目的とし、併せて、その異常検知方法が適用される液体吐出装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、次の発明態様を提供する。

（第１態様）：第１態様に係る圧力センサの異常検知方法は、液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留しておく液体貯留部と、液体貯留部に貯留されている液体を液体吐出ヘッドに導く供給経路と、液体貯留部から供給経路を通じて液体吐出ヘッドに液体を給送する供給ポンプと、供給経路に設置され、可撓膜を介して区画される液体室と空気室とを有するダンパと、圧力センサと、を備える液体吐出装置の圧力センサの異常を検知する方法であって、空気室を大気開放するステップと、空気室を大気開放した状態で圧力センサから圧力値を取得するステップと、ダンパと圧力センサの間の水頭圧と圧力値との比較に基づいて圧力センサの異常の有無を判定するステップと、を有する圧力センサの異常検知方法である。

第１態様によれば、空気室を大気開放すると圧力センサの位置ではダンパと圧力センサの間の水頭圧に相当する圧力がかかる。液体吐出装置における液体の供給経路の構成上、ダンパと圧力センサの間の水頭圧は予め想定できるため、圧力センサから得られる圧力値と水頭圧との比較から、圧力センサからのセンサ出力が正常値であるか（圧力センサが正常に機能しているか）、異常値であるか（圧力センサが異常、故障であるか）を判断することができる。これにより、別途較正用のセンサ等を追加することなく、圧力センサ単体で異常の有無を検知できる。

圧力センサはダンパとの間の水頭圧を測定できる場所に設置してあればよく、圧力センサの設置位置には任意性がある。液体貯留部から液体吐出ヘッドに液体を流す供給経路におけるダンパの下流側に圧力センサを設置してもよいし、ダンパよりも上流側に圧力センサを設置してもよい。

（第２態様）：第１態様に記載の圧力センサの異常検知方法において、大気開放した状態での圧力値を取得するステップの前に、可撓膜の位置を、当該可撓膜の弾性力を無視できる非弾性変形領域の位置に調整するステップを含む構成とすることができる。

可撓膜の弾性力が無視できない膜位置の場合、圧力センサで検出される圧力値に膜の弾性力の影響が加わる。したがって、膜の弾性力の影響を無視できる非弾性変形領域（いわゆる不感帯域）に膜位置を調整してから、圧力値を取り込むことが好ましい。

（第３態様）：第２態様に記載の圧力センサの異常検知方法において、可撓膜の位置を調整するステップは、供給ポンプを加圧方向に駆動してダンパ内の圧力を上げることによりダンパの内壁に可撓膜を接触させるステップと、ダンパの内壁に可撓膜を接触させた後に、供給ポンプを減圧方向に駆動して液体室から指定量の液体を引き出すステップと、を含む構成とすることができる。

ダンパを構成する容器の容積は予め把握でき、液体室の液量（体積）と可撓膜の位置の関係も予め把握しておくことができる。また、供給ポンプの駆動量と液体量の関係も把握しておくことができる。したがって、可撓膜をダンパの内壁に接触させた状態から供給ポンプを減圧方向に駆動して、ダンパ内から指定量の液体を排出することにより、可撓膜を非弾性変形領域内における所望の膜位置に調整することができる。

（第４態様）：第１態様から第３態様のいずれか１項に記載の圧力センサの異常検知方法において、圧力値の取得に際して許容される誤差を基に閾値が定められ、圧力値と、ダンパに対する圧力センサの相対的な高さから定まる水頭圧との差が閾値を超える場合に、圧力センサが異常であると判断される構成とすることができる。

実際の液体吐出装置では、圧力の測定に関して各種の誤差要因があるため、想定される誤差を考慮して、判定用の閾値を定めることが好ましい。

なお、圧力センサから得られる圧力値と水頭圧との差（相違）を評価するに当たり、両者の値同士の引き算を行う態様に限らず、両者の値の比を計算してもよい。

（第５態様）：第４態様に記載の圧力センサの異常検知方法において、圧力値をP_exp［Pa］、ダンパの位置に対する圧力センサの相対的な高さをＨ［ｍ］、液体の密度をρ［kg／m³］、重力加速度をｇ［m/s²］とするとき、ρｇＨで定まる水頭圧の値と圧力値P_expとの差の絶対値｜P_exp−ρｇＨ｜と、閾値とを比較して異常の有無を判定する構成とすることができる。

（第６態様）：第１態様から第５態様のいずれか１項に記載の圧力センサの異常検知方法において、圧力センサのサイズに起因する水頭誤差を△P_sys_sensor、ダンパのサイズに起因する水頭誤差を△P_sys_damper、圧力センサの測定誤差を△P_measured、とするとき、合計誤差△P_totalを、△P_total =｛(△P_sys_sensor)^２ +（△P_sys_damper）^２ +（△P_measured）^２｝ ^１／２ [Pa]とし、この合計誤差△P_totalの値を基に判定のための閾値が定められている構成とすることができる。

（第７態様）：第１態様から第６態様のいずれか１項に記載の圧力センサの異常検知方法において、液体吐出装置は、液体吐出ヘッドから液体を回収する回収経路と、回収経路に設置される回収ポンプと、回収経路に設置され、可撓膜を介して区画される液体室と空気室とを有する回収側ダンパと、回収経路に設置される回収側圧力センサと、を備え、回収側ダンパの空気室を大気開放するステップと、回収側ダンパの空気室を大気開放した状態で回収側圧力センサから圧力値を取得するステップと、回収側ダンパと回収側圧力センサの間の水頭圧と、回収側圧力センサから取得した圧力値との比較に基づいて回収側圧力センサの異常の有無を判定するステップと、を有する構成とすることができる。

供給経路と回収経路とを有する循環型の液体吐出装置において、供給側、回収側のそれぞれに、空気室を持つダンパと圧力センサを設置する構成の場合、供給側、回収側のそれぞれの圧力センサについて、独立に圧力センサの異常を検知することができる。

回収側圧力センサの異常の有無を判断する手法については、第１態様から第６態様に示した構成と同様の構成を採用することができる。

（第８態様）：第８態様に係る液体吐出装置は、液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留しておく液体貯留部と、液体貯留部に貯留されている液体を液体吐出ヘッドに導く供給経路と、液体貯留部から供給経路を通じて液体吐出ヘッドに液体を給送する供給ポンプと、供給経路に設置され、可撓膜を介して区画される液体室と空気室とを有するダンパと、圧力センサと、空気室を大気開放した状態で圧力センサから圧力値を取得し、ダンパと圧力センサの間の水頭圧と圧力値との比較に基づいて圧力センサの異常の有無を判定する異常検知処理部と、を備える液体吐出装置である。

（第９態様）：第８態様に記載の液体吐出装置において、圧力センサからの情報を基に供給ポンプを制御する制御部を備え、制御部が異常検知処理部として機能する構成とすることができる。

（第１０態様）：第９態様に記載の液体吐出装置において、制御部は、大気開放した状態での圧力値を取得する前に、可撓膜の位置を当該可撓膜の弾性力を無視できる非弾性変形領域の位置に調整する制御を行う構成とすることができる。

（第１１態様）：第８態様から第１０態様のいずれか１項に記載の液体吐出装置において、液体吐出ヘッドから液体を回収する回収経路と、回収経路に設置される回収ポンプと、回収経路に設置され、可撓膜を介して区画される液体室と空気室とを有する回収側ダンパと、回収経路に設置される回収側圧力センサと、を備え、異常検知処理部は、回収側ダンパの空気室を大気開放した状態で回収側圧力センサから圧力値を取得し、回収側ダンパと回収側圧力センサの間の水頭圧と、回収側圧力センサから取得した圧力値との比較に基づいて回収側圧力センサの異常の有無を判定する構成とすることができる。

本発明によれば、別途較正用のセンサなどを追加することなく、圧力センサの異常検知を行うことができる。

第１実施形態に係るインクジェット装置におけるインク供給システムの模式図 圧力センサの異常の有無を検知する処理の手順を示すフローチャート ダンパ内に配置された膜の圧力応答を示すグラフ 可撓膜を不感帯域（非弾性変形領域）の膜位置に設定した様子を示した模式図 可撓膜を不感帯外の領域（弾性変形領域）の膜位置に設定した様子を示した模式図 膜位置の初期化処理の手順を示したフローチャート ダンパの内壁に可撓膜を張り付かせた様子を示す模式図 本実施形態に係るインクジェット装置の動作制御の一例を示すフローチャート 第２実施形態に係るインクジェット装置におけるインク供給システムの模式図 インクジェット装置の全体構成を示した構成図 インクジェットヘッドの斜視図 インクジェットヘッドをノズル面側から見た部分拡大図 ヘッドモジュールの平面透視図 図１３Ａに示したヘッドモジュールの一部を拡大した拡大図 ヘッドモジュールの内部構造を示す縦断面図 インクジェット装置の制御系の概略構成を示すブロック図

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜第１実施形態：非循環型のインクジェット装置＞
図１は第１実施形態に係るインクジェット装置におけるインク供給システムの構成を模式的に示した図である。ここでは、プリントヘッドに対して非循環方式でインクを供給するシステムの例が示されている。

インクジェット装置１０（「液体吐出装置」に相当）は、インクタンク１２（「液体貯留部」に相当）と、供給ポンプ１４と、供給ポンプ１４の脈動による圧力変動を緩和するためのポンプ用のダンパ１６と、圧力センサ１８と、プリントヘッド２０を構成するインクジェット方式の液体吐出ヘッドモジュール（以下、ヘッドモジュールという。）２２−ｉ（ｉ＝１，２，…ｎ）と、制御装置として機能するコントローラ２４と、表示部（ディスプレイ）２６と、を備える。図１では４個（ｎ＝４）のヘッドモジュールを示しているが、プリントヘッド２０に使用されるヘッドモジュールの個数ｎは特に制限はなく、１つ以上任意の個数で設計することが可能である（ｎは１以上の整数）。ヘッドモジュール２２−ｉ（ｉ＝１，２，…ｎ）が「液体吐出ヘッド」に相当し、コントローラ２４が「異常検知処理部」、「制御部」に相当する。

各ヘッドモジュール２２−ｉは、それぞれバルブ３０−ｉが介在する供給管路３２−ｉを介して共通のマニホールド３４に接続されている。なお、以下の説明では、複数個のヘッドモジュール２２−ｉ（ｉ＝１，２，…ｎ）に共通する説明に関しては符号の添字「ｉ」の記載を省略し、「ヘッドモジュール２２」、「バルブ３０」、「供給管路３２」と記載する。

バルブ３０は、コントローラ２４からの制御信号によって開閉の制御が可能な開閉弁（例えば、電磁弁）で構成される。

マニホールド３４は、各ヘッドモジュール２２に対してインクを分配する共通の流路部であり、マニホールド３４から供給管路３２を通じてヘッドモジュール２２にインクが供給される。ヘッドモジュール２２を交換する場合や、ヘッドモジュール２２の単位で加圧パージの制御を行う場合には該当するヘッドモジュール２２に繋がる供給管路３２のバルブ３０の開閉を個別に制御する。なお、ヘッドモジュール２２の交換やモジュール単位の加圧パージなどを実施しない装置形態においてはバルブ３０を省略することが可能である。

インクタンク１２には、各ヘッドモジュール２２に供給するためのインクが貯留されている。インクタンク１２はインク供給源として機能する。インクタンク１２は、メインタンク（主タンク）であってもよし、メインタンクからインクが供給されてインクを貯留しておくサブタンク（補助タンク）であってもよい。インクタンク１２は、インクカートリッジやインクパックのように容器ごと交換可能な形態であってもよいし、容器にインクを補充する形態であってもよい。

供給ポンプ１４は、インクタンク１２とダンパ１６とを繋ぐ第１流路３６の途中に設けられている。供給ポンプ１４は加圧（送液）方向の駆動と減圧（吸い込み）方向の駆動との両方の駆動を切り替えることができる構成のもの用いることが望ましい。本例では、供給ポンプ１４にチューブポンプが用いられている。インクタンク１２からダンパ１６にインクを送る方向に供給ポンプ１４を駆動する場合を「加圧方向」といい、この加圧方向の駆動を供給ポンプ１４の正回転方向とする。逆に、ダンパ１６からインクを引き出し、ダンパ１６からインクタンク１２に向けてインクを戻す方向に供給ポンプ１４を駆動する場合を「減圧方向」とい、この減圧方向の駆動を供給ポンプ１４の逆回転方向とする。

ダンパ１６は、密閉構造の容器４０内に可撓膜４２が配設されており、可撓膜４２によって容器４０内が液体室４４と空気室４６とに区画される構造を有する。空気室４６には大気連通路４８が設けられ、大気連通路４８はバルブ５０によって開閉可能である。なお、ダンパ１６は、各ヘッドモジュール２２に所要の負圧を与えるため背圧タンクと呼ばれる場合がある。

バルブ５０は、コントローラ２４からの制御信号によって開閉の制御が可能な開閉弁（例えば、電磁弁）で構成される。なお、以下、符号５０を「大気開放バルブ」と呼ぶ。

圧力センサ１８は、ダンパ１６の下流側に設置される。図１ではダンパ１６の液体室４４とマニホールド３４とを繋ぐ第２流路５４の途中に圧力センサ１８が設置されている例が示されている。ただし、圧力センサ１８の設置場所はこの例に限らない。例えば、マニホールド３４に圧力センサ１８を設置する態様も可能である。

本実施形態では、ダンパ１６の設置高さに対する圧力センサ１８の設置高さの高低差Ｈによる水頭圧を利用して圧力センサ１８の異常の有無を判断する。したがって、圧力センサ１８は水頭圧を直接的に測定できるようにインク流路に設置される。圧力センサ１８の異常を判断するための詳細な内容は後述する。

圧力センサ１８の信号はコントローラ２４に送られる。コントローラ２４は、圧力センサ１８から得られる信号（検出信号）を基に、圧力センサ１８の異常の有無を判断する異常検知処理部（異常判断部）として機能する。また、コントローラ２４は供給ポンプ１４を制御するポンプ制御部として機能する。コントローラ２４は、制御目標に設定されている目標圧力となるように供給ポンプ１４を駆動させる。コントローラ２４は圧力センサ１８から得られる信号が示す圧力値を基に、目標圧力となるように供給ポンプ１４の回転数を制御する。

さらに、コントローラ２４は、各ヘッドモジュール２２に繋がる供給管路３２のバルブ３０や大気開放バルブ５０を制御するバルブ制御部として機能する。

表示部２６は、コントローラ２４に接続されており、圧力センサ１８の異常が検知されると、表示部２６に警告メッセージが提示される。表示部２６はユーザ（オペレータ）に対して異常の有無を知らせる報知手段として機能する。コントローラ２４は表示部２６に出力する表示制御信号を生成する表示制御部として機能する。なお、異常を知らせる手段として、表示部２６に警告を表示する構成に代えて、又はこれと組み合わせて、音声出力手段を採用してもよい。

図１のインクジェット装置１０において、インクタンク１２から各ヘッドモジュール２２にインクを導くインク流路系が「供給経路」に相当する。図１の第１流路３６、ダンパ１６、第２流路５４、マニホールド３４、供給管路３２を含むインク流路系が供給経路に相当する。

＜圧力センサの異常を検知する方法＞
次に、本実施形態において圧力センサ１８の異常の有無を検知する方法を説明する。

図２は圧力センサ１８の異常の有無を検知する処理の手順を示すフローチャートである。

（手順１）：まず、ダンパ１６の空気室４６の大気連通路４８に設けられている大気開放バルブ５０を開け、空気室４６を大気開放状態にする（ステップＳ１２）。

（手順２）：空気室４６を大気開放した状態で圧力センサ１８が示す圧力値を読み出す（ステップＳ１４）。

このとき、空気室４６が大気開放されているので、ダンパ１６内部の圧力値は０［Ｐａ］である。なお、圧力値は大気圧を基準とするゲージ圧で表す。これに対し、圧力センサ１８は、ダンパ１６に対する相対的な高さ（高低差）がＨであるとすると、圧力センサ１８が正常に機能していれば、そのセンサ出力が示す圧力値は、本来、水頭圧に相当するρｇＨ［Pa］となることが見込まれる。ここで、ρはインクの密度（単位は［kg/ｍ³]、ｇは重力加速度（単位は[ｍ/s²]）であり、ダンパ１６に対する圧力センサ１８の高さＨの単位は［m］である。ダンパ１６よりも圧力センサ１８が下に位置する場合のＨは正の値となり、逆にダンパ１６よりも圧力センサ１８が上に位置する場合のＨは負の値となる。

（手順３）：圧力センサ１８が出力している現在の圧力値Ｐ_expを取得して、ρｇＨとの比較を行うことで（ステップＳ１６）、正常値であるか否かの判定を行う（ステップＳ１８）。

この判定処理の具体的な方法の一例として、次の方法が採用されている。

すなわち、現在の圧力値Ｐ_expとρｇＨの値との差の絶対値|Ｐ_exp − ρｇＨ|を△Ｐ_diff として、△P_diff＝|Ｐ_exp − ρｇＨ|を判定用の閾値と比較することにより、異常の有無を判別する。閾値は、ダンパ１６や圧力センサ１８のサイズが持つ系統誤差や圧力センサ１８のセンサ出力値の誤差を考慮して、許容される誤差量の観点から定められる。

閾値については例えば以下の値を考慮して決定される。

［１］圧力センサ１８の半径をr_sensorとすると、圧力センサ１８は△P_sys_sensor ＝ ρ×ｇ×r_sensor [Ｐa]の系統誤差を有する。例えば、圧力センサ１８の半径が1cmあるとすると、100Ｐａ程度の系統誤差を有する。

［２］ダンパ１６のサイズが持つ系統誤差についても、圧力センサの系統誤差と同様であり、ダンパ１６のサイズに応じた系統誤差を有する。ダンパ１６の系統誤差を△P_sys_damperとする。

［３］圧力センサ１８の測定値には、△P_measuredの系統誤差がある。

［４］上記の各誤差成分の合計誤差△P_totalを考えると、
△P_total =｛(△P_sys_sensor)^２ +（△P_sys_damper）^２+（△P_measured）^２｝ ^１／２ [Pa]となる。この値△P_totalを閾値として、異常検知を判断することができる。

すなわち、△P_diffと、予め定められている閾値（△P_total）とを比較して、△P_diffが閾値以下の場合には正常値であると判定する。その一方、△P_diffが閾値（△P_total）を超えて大きい場合には、圧力センサ１８の値が異常であると判定する。

＜可撓膜４２の張力の影響を回避する方法について＞
ダンパ１６の可撓膜４２（以下、単に「膜」と呼ぶ場合がある。）は、弾性部材で構成されている。空気室４６を大気開放した状態で圧力センサ１８から圧力値を読み取る際に、可撓膜４２の弾性力が無視できる程度に小さい場合は問題とならないが、膜が張った状態で膜の弾性力が液体室４４に外力として加わってしまうと、本来の水頭圧の測定値を正しく読み出せないことが起こりうる。

このような事態を回避するために、事前に膜の位置を膜の弾性力が無視できる領域（非弾性変形領域）の位置に調整しておくことが好ましい。

図３は、ダンパ１６の液体室４４に出し入れする液量と、ダンパ１６内に配置された膜の圧力の関係（静的圧力応答）を示すグラフである。図３の横軸は液量（体積）を表し、縦軸は圧力を表す。なお、図３の横軸の値は、ある基準の膜位置に対応した液量からの液の増減を示す相対的な値として意味があるため「０」の位置には任意性がある。図３における横軸の「０」に対応する膜位置は、例えばダンパ１６の容器４０の全容積量に対して液体が半分供給されている状態である。図３に示した静的応答は、図１に示した空気室４６の大気開放バルブ５０を開いた状態で液体室４４に液体を供給又は液体室４４から液体を排出して測定されたものである。

図１に示した構成において、供給ポンプ１４の駆動量を調整することで液体室４４に供給する液体の量（液体体積）を変化させることができる。液体室４４と空気室４６とを仕切る可撓膜４２は、液体室４４内の液体量に応じて変形する。

図３の（１）で示すように、液体室４４内の液体量の変化（すなわち膜の変位量）に対して圧力の変化が殆ど見られない領域は、膜の弾性力を無視できる領域（例えば、膜に張力が殆どかからず、膜が弛んでいる状態となる領域、「非弾性変形領域」に相当、「不感帯域」ともいう。）である。図４は可撓膜４２を不感帯域（非弾性変形領域）の膜位置に設定した様子を示した模式図である。膜の位置を不感帯域に設定した状態で、水頭圧の測定値を読み出すことにより、膜の外力の影響を排除した値を取得することができる。また、膜の位置を不感帯域に設定した状態で、空気室４６の弾性力を用いてダンパ１６を動作させた場合、弾性力の小さい箇所で使用することができるため、供給ポンプ１４の脈動を効率的に抑えることができる。

本明細書では、可撓膜４２の弾性力を無視できる動作領域を「不感帯」と呼ぶ。不感帯は、可撓膜４２の変位に対する膜弾性力が無視できる程度に小さい領域である。別の観点から定義すると、不感帯は、膜の変位量に対する膜弾性力が比例（線形）の関係とならない領域である。

図３の例では、横軸の値が概ね「−１２mL(ミリリットル）」から「１２（mL）」の範囲で液体の体積変化に対して膜の弾性力が殆ど寄与しない領域となっており、この範囲が「不感帯」に相当する。

その一方、図３の（２）で示すように、液体室４４内の液体量の変化（すなわち膜の変位量）に対して圧力の変化が概ね比例して変化する領域は、膜の弾性力が支配的に効いてくる領域（膜に張力がかかり、膜が伸びて張られている状態となる領域、「弾性変形領域」に相当、「不感帯外の領域」ともいう）である。

図５は可撓膜４２を不感帯外の領域（弾性変形領域）の膜位置に設定した様子を示した模式図である。膜の位置を弾性変形領域に設定した状態で動作させた場合、図５に示すように、可撓膜４２が弾性変形しており膜弾性力が大きい。

このような膜の状態の場合、空気室４６を大気開放してもダンパ１６内の液体室４４の圧力が０[Pa]にならず、正しいP_expを取得することができない懸念がある。

すなわち、可撓膜４２が不感帯域の位置にある場合、空気室４６を大気開放するとダンパ１６の液体室４４内は0Paになる。一方で可撓膜４２が不感帯外の領域に位置する場合、膜の弾性力が加わるため、圧力センサ１８で検出される圧力は水頭圧のみの値にならず、正常な異常検知（故障検知）を妨げる恐れがある。

上記の懸念を解消するために、本実施形態においては、ダンパ１６の可撓膜４２の張力が無視できない場合、膜の不感帯域で動作を実施するように、大気開放による圧力センサ１８からの圧力値の取得に先立ち、ダンパ１６の可撓膜４２を不感帯域の位置に調整する処理（膜位置の初期化）を行う。膜位置の初期化のプロセスは以下のとおりである。

図６は膜位置の初期化処理の手順を示したフローチャートである。

まず、ダンパ１６の大気開放バルブ５０を開いた状態で、供給ポンプ１４を加圧方向に回転させて、ダンパ１６内の圧力を上げて、ダンパ１６内の内壁に可撓膜４２を接触させる（ステップＳ２２）。図７は、ダンパ１６の内壁に可撓膜４２を張り付かせた様子を示す模式図である。可撓膜４２がダンパ１６の内壁に張り付くと、図３の（３）で示したように、圧力が急激に上昇する。図３のグラフの場合、液体量が25mL付近の点で可撓膜４２がダンパ１６の内壁に張り付いたことが把握される。

次に、ダンパ１６の内壁への可撓膜４２の張り付きを検知した後、供給ポンプ１４を停止させる（図６のステップＳ２４）。

その後、指定量だけ供給ポンプ１４を減圧方向に回転させて、可撓膜４２を不感帯域の位置に移動させる（図６のステップＳ２６）。このときダンパ１６の容器４０から排出する液の量によって可撓膜４２の膜位置が決まる。このとき設定される膜位置は可撓膜４２の弾性力が生じない状態である。

こうして、可撓膜４２の膜位置を調整した後に図２で説明した圧力センサの異常検知処理が行われる。不感帯域で膜を動作させることで圧力センサ１８の出力する圧力値を正確に取得し、異常検知の精度を高めることができる。

＜具体的な制御手順の例＞
図８は本実施形態に係るインクジェット装置１０の動作制御の一例を示すフローチャートである。図示のように、膜位置の初期化処理を行う（ステップＳ３２）。初期化処理の内容は図６及び図７で説明したとおりである。

その後、圧力センサの異常検知処理を行う（図８のステップＳ３４）。異常検知処理の手順については、図２で説明したとおりである。

異常検知処理の結果、圧力センサ１８が異常であると判断した場合には（図８のステップＳ３６で「異常」と判定時）、表示部２６（図１参照）に警告表示を行い、異常（故障）である旨をユーザに知らせる（図８のステップＳ３８）。

一方、異常検知処理の結果、圧力センサ１８が正常であると判断した場合には（図８のステップＳ３６で「正常」と判定時）、ステップＳ３８を省略して処理を終了する。

図８で例示したような異常検知の処理フローは、例えば、インクジェット装置の立ち上げ前やメンテナンス実施時など、適宜のタイミングで行うことができる。

本実施形態によれば、圧力センサ１８が正常に作動していることを確認してから圧力制御を行うことができるため、正確な背圧制御を実現することができる。

＜第２実施形態：循環型のインクジェット装置＞
図９は第２実施形態に係るインクジェット装置におけるインク供給システムの構成を模式的に示した図である。ここでは、プリントヘッドに対して循環方式でインクを供給するシステムの例が示されている。図９に示すインクジェット装置１００において、図１で説明した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図９に示すインクジェット装置１００は、ヘッドモジュール２２を複数個並べて長尺のラインヘッドとして構成されたヘッドバー１２０を備える。

インクジェット装置１００は、ヘッドモジュール２２からインクを回収するための流路系（回収経路）を備えている。回収側の流路系を構成する要素として、図９に示すように、回収ポンプ２１４、回収側ダンパ２１６、回収側マニホールド２３４を備える。

各ヘッドモジュール２２は、それぞれバルブ２３０とヘッド用ダンパ２３１が介在する回収管路２３２を介して共通の回収側マニホールド２３４に接続されている。バルブ２３０は、コントローラ２４からの制御信号によって開閉の制御が可能な開閉弁（例えば、電磁弁）で構成される。

なお、供給側のマニホールド３４（以後、「供給側マニホールド３４」という）。と各ヘッドモジュール２２とを繋ぐ供給管路３２にもヘッド用ダンパ３１が設けられている。ヘッド用ダンパ３１、２３１はヘッドモジュール２２の液滴吐出動作に起因する脈動（脈流）を減衰させる役割を果たす。

回収ポンプ２１４は、インクタンク１２と回収側ダンパ２１６（ポンプ用のダンパ）とを繋ぐ第３流路２３６の途中に設けられている。回収ポンプ２１４は供給ポンプ１４と同様に、加圧方向と減圧方向の駆動を切り替えることができる構成のものが用いられる。

回収側ダンパ２１６の構造は、供給側のダンパ１６（以後、「供給側ダンパ１６」という。）の構造と同様であり、密閉構造の容器２４０内に可撓膜２４２が配設されており、可撓膜２４２によって容器２４０内が液体室２４４と空気室２４６とに区画される構造を有する。空気室２４６には大気連通路２４８が設けられ、大気連通路２４８はバルブ２５０によって開閉可能である。

バルブ２５０は、コントローラ２４からの制御信号によって開閉の制御が可能な開閉弁（例えば、電磁弁）で構成される。なお、以下、符号２５０を「大気開放バルブ」と呼ぶ。

図示のインクジェット装置１００では、供給側の圧力センサ１８（以後、「供給側圧力センサ１８」と表記する。）が供給側のマニホールド３４（以後、「供給側マニホールド３４」と表記する。）の端部に設置されている。

同様に回収側マニホールド２３４の端部に回収側圧力センサ２１８が設置されている。

図９では、図示を簡略化するために、供給側ダンパ１６と供給側圧力センサ１８を同等の高さに図示しているが、実際の装置では、図１で説明したように、両者の設置高さは異なっている。同様に、図９では、回収側ダンパ２１６と回収側圧力センサ２１８を同等の高さに図示しているが、実際の装置では、両者の設置高さは異なっており、回収側ダンパ２１６の設置高さに対する回収側圧力センサ２１８の設置高さの高低差よる水頭圧を利用して回収側圧力センサ２１８の異常の有無を判断する。

また、図９のインクジェット装置１００は、供給側の第１流路３６の途中にフィルタ７０とインク温調器７２とを備えている。

インク温調器７２は熱交換器とチラーとを含んで構成されており、チラーに接続された熱交換器に流す水の温度を調節することにより、インク流路内を流れるインクの加熱と冷却の両方の温度調整が可能である。インク温調器７２は、コントローラ２４によって制御される。

インクタンク１２に貯留されているインクを供給ポンプ１４の駆動力で供給側ダンパ１６へ供給する途中のフィルタ７０でインク内から気泡やゴミを取り除き、インク温調器７２によりインクの温度を管理している。

このような流路構造により、インクタンク１２内のインクは、供給ポンプ１４の駆動により、第１流路３６、供給側ダンパ１６の液体室４４、第２流路５４、供給側マニホールド３４、供給管路３２を介して各ヘッドモジュール２２に供給される。ヘッドモジュール２２に供給された液体の一部はヘッドモジュール２２のノズル（不図示）から液滴１１３として吐出される。

ヘッドモジュール２２に供給されたインクのうちノズルからの吐出に使用されなかったインクはヘッドモジュール２２内の内部流路を通り、回収管路２３２、回収側マニホールド２３４、第４流路２５４、回収側ダンパ２１６の液体室２４４、第３流路２３６を介してインクタンク１２に戻される。本例ではインクタンク１２を回収タンクとして兼用しているが、インク供給用のタンクと、インク回収用のタンクとが別々に設けられていてもよい。

回収ポンプ２１４の駆動を制御することにより、回収側のインク流量を調整することができる。供給側圧力センサ１８、回収側圧力センサ２１８によって、圧力をモニタリングしながら、供給ポンプ１４及び回収ポンプ２１４の駆動が制御される。

ヘッドバー１２０を使用して画像の記録（印刷）を行う場合など、通常のインク供給（循環供給）の際における供給ポンプ１４及び回収ポンプ２１４による圧力は、供給側マニホールド３４の圧力Ｐｉｎ＞回収側マニホールド２３４の圧力Ｐｏｕｔであるが、それぞれ負圧とされている。すなわち、供給ポンプ１４の供給圧力は負圧であるが、回収ポンプ２１４の回収圧力がさらに低圧の負圧であるため、インクは、供給側マニホールド３４から回収側マニホールド２３４へ流れ、かつ、ヘッドモジュール２２のノズルの背圧Ｐｎｚｌが負圧に維持されるようになっている。したがって、ヘッドモジュール２２のノズル部ではインクのメニスカスが保持されつつ、各ヘッドモジュール２２のノズルに対してインクが循環するようになっている。

なお、ノズル部においてインクをメニスカス保持できる背圧Ｐｎｚｌの圧力範囲は、ヘッドモジュール２２の仕様やインク種によって異なる。本実施の形態のものでは、約−３０００Ｐａ（Ｇ）である（「（Ｇ）」はゲージ圧（大気圧基準圧、相対圧力）を意味する）。

図９のインクジェット装置１００において、各ヘッドモジュール２２からインクタンク１２にインクを回収するためのインク流路系が「回収経路」に相当する。図９の第３流路２３６、回収側ダンパ２１６、第４流路２５４、回収側マニホールド２３４、回収管路２３２を含むインク流路系が回収経路に相当する。

図９に示したような循環型のインクジェット装置１００の場合、供給側と、回収側とで、それぞれ独立に、圧力センサ（１８、２１８）の異常の有無を検知する処理が行われる。

具体的な処理手順は、第１実施形態の非循環型の構成で説明した方法と同様であり、供給側と回収側とで、それぞれ同様の処理を実施する。

異常判定の閾値についても、第１実施形態で説明した例と同様の考え方で、回収側圧力センサ２１８のサイズ、回収側ダンパ２１６のサイズ、測定誤差を考慮した合計誤差から閾値を定めることができる。

回収側圧力センサ２１８の異常の有無を調べる場合には、回収側ダンパ２１６の空気室２４６を大気開放した状態で回収側圧力センサ２１８から圧力値を取得し、回収側ダンパ２１６に対する回収側圧力センサ２１８の相対的な高さに応じた水頭圧と比較して、閾値との大小関係から異常／正常の判別を行う。

供給側、回収側の実施の順番は特に制限はなく、どちらを先に実施してもよい。

本実施形態によれば、ポンプ用のダンパ（１６、２１６）と圧力センサ（１８、２１８）の高さ関係によって定まる水頭圧の絶対的な圧力値を利用して圧力センサ（１８、２１８）の部分の圧力を測定することができるため、他に較正用のセンサなどを付加することなく、供給側、回収側を独立して異常を検知することができる。

〔インクジェット装置の全体構成例〕
次に、インクジェット装置の全体構成の例について説明する。図１０は、本発明の実施形態に係るインクジェット装置の全体構成を示した構成図である。図示のように、本実施の形態のインクジェット装置３１０は、主として、給紙部３１２、処理液付与部３１４、描画部３１６、乾燥部３１８、定着部３２０、及び排出部３２２を備えて構成される。

〈給紙部〉
給紙部２１２は、記録媒体としての用紙３２４を処理液付与部３１４に供給する機構である。給紙部３１２には、枚葉紙である用紙３２４が積層されている。給紙部３１２には、給紙トレイ３５０が設けられ、この給紙トレイ３５０から用紙３２４が一枚ずつ処理液付与部３１４に給紙される。

本例では、枚葉紙（カット紙）を用いるが、ロール紙から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。

〈処理液付与部〉
処理液付与部３１４は、用紙３２４の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部３１６で付与されるインク中の色材（本例では顔料）を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。

処理液付与部３１４は、給紙ドラム３５２、処理液ドラム３５４、及び、処理液塗布装置３５６を備えている。処理液ドラム３５４は、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）３５５を備え、この保持手段３５５の爪と処理液ドラム３５４の周面の間に用紙３２４を挟み込むことによって用紙３２４の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム３５４は、その外周面に吸着穴を設けるとともに、吸着穴から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより用紙３２４を処理液ドラム３５４の周面に密着保持することができる。

処理液ドラム３５４の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置３５６が設けられる。処理液塗布装置３５６は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラと、アニックスローラと処理液ドラム３５４上の用紙３２４に圧接されて計量後の処理液を用紙３２４に転移するゴムローラとで構成される。処理液付与部３１４で処理液が付与された用紙３２４は、処理液ドラム３５４から中間搬送部３２６を介して描画部３１６の描画ドラム３７０へ受け渡される。

〈描画部〉
描画部３１６は、描画ドラム３７０、用紙抑えローラ３７４、及び、インクジェットヘッド３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙを備えている。描画ドラム３７０は、処理液ドラム３５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）３７１を備え、用紙を吸着保持することができる。描画ドラム３７０に固定された用紙３２４は、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙからインクが付与される。

インクジェットヘッド３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙは、それぞれ用紙３２４の幅に対応する長さを有するラインヘッドで構成される。インク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙは、用紙３２４の搬送方向（描画ドラム３７０の回転方向）と直交する方向に延在するように設置される。

描画ドラム３７０上に密着保持された用紙３２４の記録面に向かって各インクジェットヘッド３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部３１４であらかじめ記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、用紙３２４上での色材流れなどが防止され、用紙３２４の記録面に画像が形成される。

なお、本例では、ＣＭＹＫの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。たとえば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色インクジェットヘッドの配置順序も特に限定はない。

描画部３１６で画像が形成された用紙３２４は、描画ドラム３７０から中間搬送部３２８を介して乾燥部３１８の乾燥ドラム３７６へ受け渡される。

〈乾燥部〉
乾燥部３１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、乾燥ドラム３７６、及び溶媒乾燥装置３７８を備えている。

乾燥ドラム３７６は、処理液ドラム３５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）３７７を備え、この保持手段３７７によって用紙３２４の先端を保持できるようになっている。

溶媒乾燥装置３７８は、複数のＩＲヒータ（Infrared Radiation ヒータ：赤外線ヒータ）３８２と、各ＩＲヒータ３８２の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル３８０とで構成される。乾燥ドラム３７６の外周面に、用紙３２４の記録面が外側を向くように（すなわち、用紙３２４の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で）保持し、回転搬送しながら乾燥することにより、用紙３２４のシワや浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。

乾燥部３１８で乾燥処理が行われた用紙３２４は、乾燥ドラム３７６から中間搬送部３３０を介して定着部３２０の定着ドラム３８４へ受け渡される。

〈定着部〉
定着部３２０は、定着ドラム３８４、ハロゲンヒータ３８６、定着ローラ３８８、及びインラインセンサ３９０で構成される。定着ドラム３８４は、処理液ドラム３５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）３８５を備え、この保持手段３８５によって用紙３２４の先端を保持できるようになっている。

定着ドラム３８４の回転により、用紙３２４は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ３８６による予備加熱と、定着ローラ３８８による定着処理と、インラインセンサ３９０による検査が行われる。

なお、紫外線（ＵＶ）硬化型のインクを用いる場合には、加熱定着の定着ローラ３８８に代えて、又はこれと組み合わせて、ＵＶランプや紫外線ＬＤ（レーザダイオード）アレイなど、紫外線（活性光線）を照射する手段が設けられる。乾燥部３１８で水分を充分に揮発させた後に、紫外線照射手段を備えた定着部で、画像に紫外線を照射することにより、インク中のＵＶ硬化性モノマーを硬化重合させ、画像強度を向上させることができる。

一方、インラインセンサ３９０は、用紙３２４に記録された画像（テストチャートを含む）について、チェックパターンや水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段であり、ＣＣＤラインセンサなどが適用される。

〈排出部〉
定着部３２０に続いて排出部３２２が設けられている。排出部３２２は、排出トレイ３９２を備えており、この排出トレイ３９２と定着部３２０の定着ドラム３８４との間に、これらに対接するように渡し胴３９４、搬送ベルト３９６、張架ローラ３９８が設けられている。用紙３２４は、渡し胴３９４により搬送ベルト３９６に送られ、排出トレイ３９２に排出される。

〈その他の構成〉
本例のインクジェット装置３１０には、上記構成の他、各インクジェットヘッド３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙにインクを供給するインク供給部、各インクジェットヘッド３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙのクリーニングを行うメンテナンス処理部などが備えられている。

各ヘッドのインク供給系として、図１乃至図９で説明した第１実施形態や第２実施形態のインク供給システムが適用される。ここでは第２実施形態（図９）で説明した循環型のインク供給システムが適用される例を述べる。

〈インクジェットヘッドの構成〉
次に、インクジェットヘッド３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙの構成について説明する。各インクジェットヘッド３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙの構成は同じなので、ここではインクジェットヘッド３７２として、その構成について説明する。また、特に区別する場合を除いて、インクジェットヘッド３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙはインクジェットヘッド３７２として説明する。

図１１は本実施形態に用いられるインクジェットヘッド３７２の斜視図である。図１１では、ヘッドの下方（斜め下方向）からノズル面（液滴吐出面）を見上げた様子が図示されている。また、図１２は、インクジェットヘッド３７２をノズル面側から見た部分拡大図である。図示のように、インクジェットヘッド３７２は、複数個のヘッドモジュール３７２−ｉ（ｉ＝1,2…，ｎ）を長手方向（用紙３２４の搬送方向と直交する用紙幅方向）に沿って繋ぎ合わせて長尺化したフルライン型のラインヘッドバー（シングルパス印字方式のページワイドヘッド）として構成されている。「ｉ」はヘッドモジュールの配置順に対応したモジュール番号を表している。ヘッドモジュール３７２−ｉは、図１や図９で説明した符号２２−ｉと同等のものである。

図１１では１７個（ｎ＝１７）のヘッドモジュール３７２−ｉを繋ぎ合わせた例を示しているが、ラインヘッドバーを構成するヘッドモジュールの個数及び配列形態、並びに各ヘッドモジュールの構造については、図示の例に限定されない。

図１１中の符号３７３は、複数のヘッドモジュール３７２−ｉを固定するための枠体となるベースフレーム（バー状のラインヘッドを構成するためのハウジング）、符号３７５は、各ヘッドモジュール３７２−ｉに接続されたフレキシブル基板である。

各ヘッドモジュール３７２−ｉは、ベースフレーム３７３に取り付けられて一体化され、１つのインクジェットヘッド３７２を構成する。各ヘッドモジュール３７２−ｉは、インクジェットヘッド３７２の短手方向の両側からヘッドモジュール支持部材３７２Ｂによって支持されて、ベースフレーム３７３に着脱自在に取り付けられる。各ヘッドモジュール３７２−ｉは、個別に交換することができる。各ヘッドモジュール３７２−ｉ（ｉ＝1,2…，ｎ）がそれぞれ液体吐出ヘッドとして機能しうる。

図１２に示すように、各ヘッドモジュール３７２−ｉ（ｎ番目のヘッドモジュール３７２−ｎ）のノズル面３７２Ａには、複数のノズルがマトリクス状に配列されている。図１２において符号４５１Ａを付して図示した斜めの実線は、複数のノズルが一列に並べられたノズル列を表している。

図１３Ａはヘッドモジュールの平面透視図である。また、図１３Ｂはその一部を拡大した拡大図である。本例のヘッドモジュール３７２−ｉは、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、インク吐出口であるノズル４５１をマトリクス状に（二次元的に）配置させた構造を有し、これにより、インクジェットヘッド長手方向（用紙３２４の搬送方向と直交する方向；主走査方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズルの間隔（投影ノズルピッチ）を狭めてノズルの高密度化を達成している。

図１３Ａ、図１３Ｂの例では、主走査方向に対して角度θの方向に沿ってノズル４５１を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影された（正射影された）ノズルのピッチＰはｄ× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル４５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。

なお、ノズルの配置構造は図示の例に限定されず、副走査方向に一列のノズル列を有する配置構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。

このようなヘッドモジュール３７２−ｉを用紙幅方向（主走査方向）に複数個繋ぎ合わせることにより、用紙幅について全描画範囲をカバーするノズル列が形成され、１回の描画走査（シングルパス印字方式）で所定の記録解像度（例えば、1200dpi）による画像記録が可能なフルライン型のヘッドが構成される。

図１４は、ヘッドモジュールの内部構造を示す縦断面図である。同図に示すように、圧力室４５２は、直方体形状の空間として形成されており、その底面の一角にノズル流路４５４が連通されている。ノズル流路４５４は、圧力室４５２から鉛直下向きに延びてノズル４５１に連通されている。

圧力室４５２の天井壁面は、振動板４５５で構成されており、上下方向に撓み変形可能に形成されている。この振動板４５５の上には圧電素子（ピエゾ素子）４５６が取り付けられており、振動板４５５は、この圧電素子４５６によって上下方向に変形する。そして、この振動板４５５が上下方向に変形することにより、圧力室４５２の容積が膨縮（拡縮）し、ノズル４５１からインクが吐出される。

なお、圧電素子４５６は、電極間に圧電体が介在する積層構造を有し、その上部に設けられた図示しない個別電極と、共通電極として作用する振動板４５５との間に所定の駆動電圧を印加することにより駆動され、これにより、振動板４５５が上下方向に変形する。

圧力室４５２の天井壁面の一角には、圧力室４５２にインクを供給するための個別供給流路４５７Ａが連通されている。この個別供給流路４５７Ａは、共通供給流路４５８Ａに連通されている。

共通供給流路４５８Ａは、用紙３２４の搬送方向に対して所定の傾きをもって並ぶノズル４５１の列単位で設けられている。各列に属するノズル４５１の圧力室４５２には、この共通供給流路４５８Ａから個別供給流路４５７Ａを介してインクが供給される。

各列の共通供給流路４５８Ａは、図示しないインク供給流路（供給経路）に連通されており、インク供給流路は、図示しないインク供給口に連通されている。図９で説明したように、インクタンク１２からのインクは、このインク供給口に供給される。そして、このインク供給口に供給されたインクが、インク供給流路を介して各列の共通供給流路４５８Ａに供給され、さらに個別供給流路４５７Ａを介して各圧力室４５２に供給される。

ノズル流路４５４には、個別回収流路４５７Ｂの一端が連通されている。個別回収流路４５７Ｂは、ノズル４５１の近傍位置でノズル流路４５４に連通されている。個別回収流路４５７Ｂの他端は、共通回収流路４５８Ｂに連通されている。

共通回収流路４５８Ｂは、共通供給流路４５８Ａと同様に用紙３２４の搬送方向に対して所定の傾きをもって並ぶノズル４５１の列単位で設けられている。各列の共通回収流路４５８Ｂは、図示しないインク回収流路（回収経路）に連通されている。インク回収流路は、図示しないインク回収口に連通されている。

各ノズル流路４５４を流れるインクは、一部が個別回収流路４５７Ｂに流れ、共通回収流路４５８Ｂに回収される。そして、各共通回収流路４５８Ｂからインク回収流路、インク回収口を介してインクタンク１２に回収される（図９参照）。すなわち、本実施の形態のインクジェットヘッドでは、各ヘッドモジュール３７２−ｉにインクが循環して供給される。

インクの循環供給系については図９で説明したとおりである。

インクジェットヘッド３７２からインクを吐出して描画を行う際には、供給側マニホールド３４に供給されるインクをあらかじめ定められた圧力Ｐｉｎ、かつ、あらかじめ定められた流量でそれぞれのヘッドモジュール３７２−ｉへ供給し、さらには、ヘッドモジュール３７２−ｉへ供給されたインクをあらかじめ定められた圧力Ｐｏｕｔ、かつ、あらかじめ定められた流量でそれぞれヘッドモジュール３７２−ｉから回収側マニホールド２３４へ回収する構造となっている。

供給側マニホールド３４の圧力Ｐｉｎと回収側マニホールド２３４の圧力Ｐｏｕｔにより、ヘッドモジュール３７２−ｉ部で差圧ΔＰを発生させ、この結果、ヘッドモジュール３７２−ｉ内にインクの流れが生じ、この流れにより常にフレッシュなインクがヘッドモジュール３７２−ｉに供給されることになる。インクの吐出口（噴射口）であるノズルには、当該供給側マニホールド３４の圧力Ｐｉｎと回収側マニホールド２３４の圧力Ｐｏｕｔに依存する背圧Ｐｎｚｌが付与されている。

＜インクジェット装置の制御系について＞
次に、インクジェット装置３１０の全体的な制御系の構成について説明する。図１５はインクジェット装置３１０の制御系の概略構成を示すブロック図である。インクジェット装置３１０は、通信インターフェース５４０、システム制御部５４２、搬送制御部５４４、画像処理部５４６、インクジェットヘッド駆動部５４８を備えるとともに、画像メモリ５５０、ＲＯＭ(Read Only Memory)５５２を備えている。

通信インターフェース５４０は、ホストコンピュータ５５４から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース５４０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのシリアルインターフェースを適用してもよいし、セントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用してもよい。通信インターフェース５４０は、通信を高速化するためバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

システム制御部５４２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ(Central Processing Unit)）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット装置３１０の全体を制御する制御手段として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。また、画像メモリ５５０及びＲＯＭ５５２のメモリコントローラとして機能する。すなわち、システム制御部５４２は、通信インターフェース５４０、搬送制御部５４４等の各部を制御し、ホストコンピュータ５５４との間の通信制御、画像メモリ５５０及びＲＯＭ５５２の読み書き制御等を行うとともに、上記の各部を制御する制御信号を生成する。

ホストコンピュータ５５４から送り出された画像データは通信インターフェース５４０を介してインクジェット装置３１０に取り込まれ、画像処理部５４６によって所定の画像処理が施される。

画像処理部５４６は、画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号（画像）処理機能を有し、生成した印字データをインクジェットヘッド駆動部５４８に供給する。画像処理部５４６において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいて、インクジェットヘッド駆動部５４８を介してインクジェットヘッド３７２の吐出液滴量（打滴量）や、吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

なお、インクジェットヘッド駆動部５４８には、インクジェットヘッド３７２の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

インクジェットヘッド駆動部５４８は、駆動波形を生成する駆動波形生成部と、該駆動波形を増幅して駆動電圧を生成する増幅部と、所定の駆動波形を有する駆動電圧をインクジェットヘッドへ供給する駆動電圧供給部と、を含んで構成されている。システム制御部から送られる画像データ（デジタルデータ）に基づいて駆動波形が生成され（又は、あらかじめ記憶されている駆動波形の中から対応する駆動波形が選択され）、当該駆動波形を有する駆動電圧が生成される。

搬送制御部５４４は、画像処理部５４６により生成された印字制御用の信号に基づいて用紙３２４の搬送タイミング及び搬送速度を制御する。搬送駆動部５５６は、各部の搬送ドラムを回転させるモータや中間搬送体を回転させるモータなどが含まれ、搬送制御部５４４は上記のモータのドライバーとして機能している。

画像メモリ５５０は、通信インターフェース５４０を介して入力された画像データを一旦格納する一次記憶手段としての機能や、ＲＯＭ５５２に記憶されている各種プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域（例えば、画像処理部５４６の作業領域）としての機能を有している。画像メモリ５５０には、逐次読み書きが可能な揮発性メモリ（ＲＡＭ）が用いられる。

ＲＯＭ５５２は、システム制御部５４２のＣＰＵが実行するプログラムや、装置各部の制御に必要な各種データ、制御パラメータなどが格納されており、システム制御部５４２を通じてデータの読み書きが行われる。ＲＯＭ５５２は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。また、外部インターフェースを備え、着脱可能な記憶媒体を用いてもよい。

さらに、このインクジェット装置３１０は、処理液付与制御部５６０、乾燥処理制御部５６２、定着処理制御部５６４、メンテナンス制御部５８６、インク供給制御部５９０等を備えており、システム制御部５４２からの指示に従って、それぞれ処理液付与部３１４、乾燥部３１８、定着部３２０、メンテナンス処理部５８８、インク供給部６１０の各部の動作を制御する。

処理液付与制御部５６０は、画像処理部５４６から得られた印字データに基づいて、処理液付与部３１４による処理液付与のタイミングの制御を制御するとともに、処理液の付与量を制御する。

乾燥処理制御部５６２は、乾燥部３１８に含まれる溶媒乾燥装置３７８を制御し、処理温度、送風量等を制御する。

定着処理制御部５６４は、定着部３２０に含まれるハロゲンヒータ３８６の温度を制御するとともに、定着ローラ３８８の押圧を制御する。

本例に示すインクジェット装置３１０は、ユーザインターフェース５７０を具備する。ユーザインターフェース５７０は、オペレータ（ユーザ）が各種入力を行うための入力装置５７２と、表示部（ディスプレイ）５７４を含んで構成される。入力装置５７２には、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタンなど各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置５７２を操作することにより、印刷条件の入力、画質モードの選択、付属情報の入力・編集、情報の検索などを行うことができ、入力内容や検索結果など等の各種情報は表示部５７４の表示を通じて確認することができる。この表示部５７４はエラーメッセージなどの警告を表示する手段としても機能する。表示部５７４は図９における表示部２６に相当している。

パラメータ記憶部５８０は、インクジェット装置３１０の動作に必要な各種制御パラメータが記憶されている。システム制御部５４２は、制御に必要なパラメータを適宜読み出すとともに、必要に応じて各種パラメータの更新（書換）を実行する。

プログラム格納部５８２は、インクジェット装置３１０を動作させるための制御プログラムが格納されている記憶手段である。システム制御部５４２は、装置各部の制御を実行する際にプログラム格納部５８２から必要な制御プログラムを読み出すとともに、該制御プログラムを適宜実行する。

なお、パラメータ記憶部５８０、プログラム格納部５８２は、パラメータ記憶部５８０、プログラム格納部５８２と兼用することができる。

メンテナンス制御部５８６は、システム制御部５４２から送られてくる指令信号に基づき、メンテナンス処理部５８８の動作を制御する制御ブロックである。インクジェット装置３１０の制御がメンテナンスモードに移行すると、インクジェットヘッド３７２を描画ドラム３７０の真上の印刷位置からメンテナンス位置に移動させるとともに、インクジェットヘッド３７２の移動に対応して、メンテナンス処理部５８８の各部を動作させる。

インク供給制御部５９０は、システム制御部５４２から送られてくる指令信号に基づき、インク供給部６１０の動作を制御する。

図９で説明したとおり、本実施の形態のインクジェット装置３１０は、インクジェットヘッド３７２に対してインクを循環して供給する。インク供給制御部５９０の機能はシステム制御部５４２に統合することも可能である。インク供給制御部５９０、又はシステム制御部５４２、若しくはこれらの組み合わせが図９のコントローラ２４に対応しており、「制御部」に相当する。

＜実施形態の変形例１＞
上述の実施形態では、圧力センサの異常が検知された際に、警告を表示する例を説明したが、異常を検知後に、何らかの理由でその圧力センサを交換できずに使い続ける場合は、上述の異常検知処理を適用して把握される現在のセンサ出力値と、本来の出力値（正常値の値）の差分をとり、その差分を用いて出力値を較正する補正処理を行う態様も可能である。予め圧力センサの故障モードが把握されている場合（例えば、正常値に対してある定数値が加わって値がオフセットしてしまう異常が発生することが把握されている場合）には、大気開放状態におけるセンサ出力値と正常値の差から補正量（オフセット量）を求めることができる。

＜変形例２＞
複数個のヘッドモジュールから構成される長尺のインクジェットヘッドの形態は図１１、図１２で例示した形態に限らない。例えば、複数個のヘッドモジュールが千鳥状に配置された構造を持つインクジェットヘッドについても本発明を適用することができる。

＜変形例３＞
上記実施形態では、用紙に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式（直接記録方式）のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像（一次画像）を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型のインクジェット記録装置についても本発明を適用することができる。

＜吐出方式について＞
インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力（吐出エネルギー）を発生させる手段は、ピエゾアクチュエータ（圧電素子）に限らず、サーマル方式（ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させる方式）におけるヒータ（加熱素子）や他の方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子（吐出エネルギー発生素子）を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。

＜他の応用例について＞
上記の実施形態では、液体吐出装置の一形態として、グラフィック印刷用のインクジェット装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に広く適用できる。

以上説明した本発明の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜構成要件を変更、追加、削除することが可能である。本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有するものにより、多くの変形が可能である。

１０…インクジェット装置、１２…インクタンク、１４…供給ポンプ、１６…ダンパ、１８…圧力センサ、２０…プリントヘッド、２２…ヘッドモジュール、２４…コントローラ、４０…容器、４２…可撓膜、４４…液体室、４６…空気室、４８…大気連通路、５０…バルブ、１００…インクジェット装置、１２０…ヘッドバー、２１４…回収ポンプ、２１６…回収側ダンパ、２１８…回収側圧力センサ、２３４…回収側マニホールド、２４０…容器、２４２…可撓膜、２４４…液体室、２４６…空気室、２４８…大気連通路、２５０…バルブ、３１０…インクジェット装置、３７２（３７２Ｍ，３７２Ｋ，３７２Ｃ，３７２Ｙ）…インクジェットヘッド、３７２−ｉ…ヘッドモジュール、４５１…ノズル、５４２…システム制御部

Claims (11)

1. 液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留しておく液体貯留部と、
   前記液体貯留部に貯留されている液体を液体吐出ヘッドに導く供給経路と、
   前記液体貯留部から前記供給経路を通じて前記液体吐出ヘッドに前記液体を給送する供給ポンプと、
   前記供給経路に設置され、可撓膜を介して区画される液体室と空気室とを有するダンパと、
   圧力センサと、を備える液体吐出装置の前記圧力センサの異常を検知する方法であって、
   前記空気室を大気開放するステップと、
   前記空気室を大気開放した状態で前記圧力センサから圧力値を取得するステップと、
   前記ダンパと前記圧力センサの間の水頭圧と前記圧力値との比較に基づいて前記圧力センサの異常の有無を判定するステップと、
   を有する圧力センサの異常検知方法。
2. 前記大気開放した状態での前記圧力値を取得するステップの前に、前記可撓膜の位置を、当該可撓膜の弾性力を無視できる非弾性変形領域の位置に調整するステップを含む請求項１に記載の圧力センサの異常検知方法。
3. 前記可撓膜の位置を調整するステップは、
   前記供給ポンプを加圧方向に駆動して前記ダンパ内の圧力を上げることにより前記ダンパの内壁に前記可撓膜を接触させるステップと、
   前記ダンパの内壁に前記可撓膜を接触させた後に、前記供給ポンプを減圧方向に駆動して前記液体室から指定量の液体を引き出すステップと、
   を含む請求項２に記載の圧力センサの異常検知方法。
4. 前記圧力値の取得に際して許容される誤差を基に閾値が定められ、
   前記圧力値と、前記ダンパに対する前記圧力センサの相対的な高さから定まる前記水頭圧との差が前記閾値を超える場合に、前記圧力センサが異常であると判断される請求項１から３のいずれか１項に記載の圧力センサの異常検知方法。
5. 前記圧力値をP_exp［Pa］、前記ダンパの位置に対する前記圧力センサの相対的な高さをＨ［ｍ］、前記液体の密度をρ［kg／m³］、重力加速度をｇ［m/s²］とするとき、
   ρｇＨで定まる前記水頭圧の値と前記圧力値P_expとの差の絶対値｜P_exp−ρｇＨ｜と、前記閾値とを比較して前記異常の有無を判定する請求項４に記載の圧力センサの異常検知方法。
6. 前記圧力センサのサイズに起因する水頭誤差を△P_sys_sensor、
   前記ダンパのサイズに起因する水頭誤差を△P_sys_damper、
   前記圧力センサの測定誤差を△P_measured、とするとき、
   合計誤差△P_totalを、
   △P_total =｛(△P_sys_sensor)^２ +（△P_sys_damper）^２+（△P_measured）^２｝ ^１／２ [Pa]とし、
   この合計誤差△P_totalの値を基に前記判定のための閾値が定められている請求項１から５のいずれか１項に記載の圧力センサの異常検知方法。
7. 前記液体吐出装置は、前記液体吐出ヘッドから液体を回収する回収経路と、
   前記回収経路に設置される回収ポンプと、
   前記回収経路に設置され、可撓膜を介して区画される液体室と空気室とを有する回収側ダンパと、
   前記回収経路に設置される回収側圧力センサと、を備え、
   前記回収側ダンパの空気室を大気開放するステップと、
   前記回収側ダンパの空気室を大気開放した状態で前記回収側圧力センサから圧力値を取得するステップと、
   前記回収側ダンパと前記回収側圧力センサの間の水頭圧と、前記回収側圧力センサから取得した圧力値との比較に基づいて前記回収側圧力センサの異常の有無を判定するステップと、
   を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の圧力センサの異常検知方法。
8. 液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留しておく液体貯留部と、
   前記液体貯留部に貯留されている液体を液体吐出ヘッドに導く供給経路と、
   前記液体貯留部から前記供給経路を通じて前記液体吐出ヘッドに前記液体を給送する供給ポンプと、
   前記供給経路に設置され、可撓膜を介して区画される液体室と空気室とを有するダンパと、
   圧力センサと、
   前記空気室を大気開放した状態で前記圧力センサから圧力値を取得し、前記ダンパと前記圧力センサの間の水頭圧と前記圧力値との比較に基づいて前記圧力センサの異常の有無を判定する異常検知処理部と、
   を備える液体吐出装置。
9. 前記圧力センサからの情報を基に前記供給ポンプを制御する制御部を備え、
   前記制御部が前記異常検知処理部として機能する請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 前記制御部は、前記大気開放した状態での前記圧力値を取得する前に、前記可撓膜の位置を当該可撓膜の弾性力を無視できる非弾性変形領域の位置に調整する制御を行う請求項９に記載の液体吐出装置。
11. 前記液体吐出ヘッドから液体を回収する回収経路と、
    前記回収経路に設置される回収ポンプと、
    前記回収経路に設置され、可撓膜を介して区画される液体室と空気室とを有する回収側ダンパと、
    前記回収経路に設置される回収側圧力センサと、を備え、
    前記異常検知処理部は、前記回収側ダンパの空気室を大気開放した状態で前記回収側圧力センサから圧力値を取得し、前記回収側ダンパと前記回収側圧力センサの間の水頭圧と、前記回収側圧力センサから取得した圧力値との比較に基づいて前記回収側圧力センサの異常の有無を判定する請求項８から１０のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

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